Mechanisms of HCF protein proteolytic maturation

Abstract : Post-translational modifications such as proteolytic processing, phosphorylation, and glycosylation, add extra layers of complexity to proteomes and allow a finely tuned regulation of the activity of many proteins. The evolutionarily conserved cell-cycle and transcriptional regulator HCP-] is regulated by proteolytic maturation via which a stable heterodirneric complex of two cleaved subunits is formed from a single precursor protein. The human HCF-1 precursor is cleaved at six nearly identical 26 amino acid sequence repeats, called HCF-1pro repeats, which represent uncommon protease recognition sites dedicated to human HCF-1 proteolysis. This proteolytic maturation process is conserved in vertebrate HCF-1 homologues and is essential for the functions of the human protein in cell-cycle regulation; the mechanisms that execute and control HCF-1 proteolysis, however, remain poorly understood. In this dissertation I investigate the mechanisms of proteolytic maturation of HCF-1 proteins in different species. I show that the Drosophila homolog of human HCF-1, called dHCP, is proteolytically cleaved via a different mechanism than human HCF-1. dHCP is processed by the same protease, called Taspase], which cleaves one of the key developmental regulators in flies, the Trithorax protein. Maturation of HCP proteins via Taspase] cleavage is probably not particular to dHCP as many invertebrate HCP proteins, particularly insects and flatworms, possess Taspase] recognition sites. In contrast, the vertebrate HCF-1 proteins lack Taspase] recognition sites and the HCF-1pro repeats are not Taspase1 substrates, suggesting that multiple mechanisms for HCF-1 proteolytic maturation have appeared during evolution. I also show that the proteolytic activity responsible for the cleavage of the HCP- 1pro repeats is very difficult to characterize, being resistant to most protease inhibitors and very sensitive to biochemical fractionation. Moreover, the HCF-1pro repeats represent complex protease recognition sites and I demonstrate that, in addition to be the HCF-1 cleavage sites, these repeated sequences, also recruit the OG1cNAc transferase OGT. The OGT protein and the OG1cNAc modification of HCF-1 are both important for HCF-1pro repeat proteolysis. Interestingly, a human recombinant OGT purified from insect cells is able to induce cleavage of a HCF-1pro-repeat precursor in vitro, indicating that OGT either (i) induces HCF-1 autoproteolysis,(ii) is the HCF-1pro- repeat proteolytic activity itself, or (iii) physically associates with a proteolytic activity that is conserved in insect cells. In any case, OGT plays an important role in HCF-1 proteolytic maturation and perhaps a broader role in HCF-1 biological function. Résumé : Les modifications post-traductionelles pomme le clivage protéolytique, la phosphorylation, et la glycosylation, augmentent significativement la complexité des protéomes et permettent une régulation fine de l'activité de beaucoup de protéines. La protéine HCF-1, qui est un régulateur du cycle cellulaire et de la transcription, est elle- même régulée par clivage protéolytique. La protéine HCF-1 est en effet coupée en deux sous-unités qui s'associent l'une a l'autre pour former la protéine mature. Le précurseur de la protéine HCF-1 humaine est clivé à six sites correspondant à six séquences répétées nommées les HCF-1pro repeats, chacune composée de 26 acide aminés. Les HCF-1pro- repeats ne ressemblent ai aucune séquence de clivage protéolytique connue et sont présentes seulement dans les protéines HCF-1 chez les vertébrés. Bien que la maturation protéolytique d'HCF-1 soit essentielle pour les activités de cette protéine pendant le cycle cellulaire, les mécanismes qui la contrôlent restent inconnus. Au cours de mon travail de thèse, j'ai analysé les mécanismes de clivage protéolytique des protéines HCF dans différentes espèces. J'ai montré que la protéine de Drosophile homologue d'HCF-1 humaine nommée dHCF est clivée par une protéase nommée Taspase1. Ainsi, dHCF est clivé par la même protéase que celle qui induit la maturation protéolytique d'un des principaux facteurs du développement chez la mouche, la protéine Trithorax. La maturation de dHCF via le clivage par la Taspase1 n'est pas spécifique à la mouche, mais est probablement étendu à plusieurs protéines HCF chez les invertébrés, surtout dans les familles des insectes et des plathehninthes, car ces protéines HCF présentent des sites de reconnaissance pour la Taspasel. Par contre, les protéines HCF-1 chez les vertébrés n'ont pas de sites de reconnaissance pour la Taspasel et cela suggère que différents mécanismes de maturation des protéines HCF- ls ont apparu au cours de l'évolution. J'ai montré aussi que les HCF-1pro-repeats sont clivés par une activité protéolytique très difficile a identifier, car elle est résistante à la plupart des inhibiteurs de protéases, mais elle est très sensible au fractionnement biochimique. En plus, les HCF-1pro-repeats sont un site de protéolyse complexe qui ne sert pas seulement au clivage des protéines HCF- chez les vertébrés mais aussi à recruter l'enzyme responsable de la O- GlcNAcylation nommée OGT. La protéine OGT et la O-GlcNAcylatio d'HCF-1 sont toutes les deux importantes pour le clivage protéolytique des HCF1pro-repeats. Curieusement, la protéine OGT humaine produite dans des cellules d'insectes est capable de cliver les HCF-1pro repeats in vitro et cela suggère que OGT soit (i) induit le clivage autocatalytique cl'HCF-1, soit (ii) est elle-même l'activité protéolytique qui clive HCF4, soit (iii) est associée à une activité protéolytique conservée dans les cellules d'insectes qui a été co-purifiée avec OGT. En conclusion, OGT joue un rôle important dans la maturation protéolytique d'HCF-1 et peut-être aussi un rôle plus large dans les fonctions biologiques de la protéine HCF-1.

Molecular identification and characterization of the Arabidopsis delta(3,5),delta(2,4)-dienoyl-coenzyme A isomerase, a peroxisomal enzyme participating in the beta-oxidation cycle of unsaturated fatty acids.

Degradation of unsaturated fatty acids through the peroxisomal beta-oxidation pathway requires the participation of auxiliary enzymes in addition to the enzymes of the core beta-oxidation cycle. The auxiliary enzyme delta(3,5),delta(2,4)-dienoyl-coenzyme A (CoA) isomerase has been well studied in yeast (Saccharomyces cerevisiae) and mammals, but no plant homolog had been identified and characterized at the biochemical or molecular level. A candidate gene (At5g43280) was identified in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) encoding a protein showing homology to the rat (Rattus norvegicus) delta(3,5),delta(2,4)-dienoyl-CoA isomerase, and possessing an enoyl-CoA hydratase/isomerase fingerprint as well as aspartic and glutamic residues shown to be important for catalytic activity of the mammalian enzyme. The protein, named AtDCI1, contains a peroxisome targeting sequence at the C terminus, and fusion of a fluorescent protein to AtDCI1 directed the chimeric protein to the peroxisome in onion (Allium cepa) cells. AtDCI1 expressed in Escherichia coli was shown to have delta(3,5),delta(2,4)-dienoyl-CoA isomerase activity in vitro. Furthermore, using the synthesis of polyhydroxyalkanoate in yeast peroxisomes as an analytical tool to study the beta-oxidation cycle, expression of AtDCI1 was shown to complement the yeast mutant deficient in the delta(3,5),delta(2,4)-dienoyl-CoA isomerase, thus showing that AtDCI1 is also appropriately targeted to the peroxisome in yeast and has delta(3,5),delta(2,4)-dienoyl-CoA isomerase activity in vivo. The AtDCI1 gene is expressed constitutively in several tissues, but expression is particularly induced during seed germination. Proteins showing high homology with AtDCI1 are found in gymnosperms as well as angiosperms belonging to the Monocotyledon or Dicotyledon classes.

Evolution du contrôle des facteurs de risque cardiovasculaire chez les patients coronariens de 65 ans

Cette étude rétrospective a eu pour but de comparer la prise en charge des patients coronariens de 65 ans et plus, au sortir d'un séjour à la Clinique de réhabilitation cardiaque de Genolier, et ce conformément aux recommandations publiées successivement par les sociétés européennes et américaines de cardiologie entre 1994 et 1999. La comparaison entre les deux périodes d'observation (1994-1995 et 1999-2000) chez les 342 patients étudiés, a montré une amélioration de la prise en charge des facteurs de risque cardiovasculaire. L'augmentation de la prescription de statines en est l'exemple le plus démonstratif. Cependant, les données recueillies indiquent qu'il existe une sous-utilisation des médicaments cardioprotecteurs chez ces patients à haut risque et qui bénéficieraient, par conséquent, le plus d'une prise en charge optimale des facteurs de risque cardiovasculaire. L'élaboration d'un protocole commun de prise en charge de la maladie coronarienne à disposition du réseau des centres spécialisés devrait permettre d'améliorer la qualité des soins par une comparaison de leur pratique respective.

Small RNA-dependent expression of secondary metabolism is controlled by Krebs cycle function in Pseudomonas fluorescens.

Pseudomonas fluorescens CHA0, an antagonist of phytopathogenic fungi in the rhizosphere of crop plants, elaborates and excretes several secondary metabolites with antibiotic properties. Their synthesis depends on three small RNAs (RsmX, RsmY, and RsmZ), whose expression is positively controlled by the GacS-GacA two-component system at high cell population densities. To find regulatory links between primary and secondary metabolism in P. fluorescens and in the related species Pseudomonas aeruginosa, we searched for null mutations that affected central carbon metabolism as well as the expression of rsmY-gfp and rsmZ-gfp reporter constructs but without slowing down the growth rate in rich media. Mutation in the pycAB genes (for pyruvate carboxylase) led to down-regulation of rsmXYZ and secondary metabolism, whereas mutation in fumA (for a fumarase isoenzyme) resulted in up-regulation of the three small RNAs and secondary metabolism in the absence of detectable nutrient limitation. These effects required the GacS sensor kinase but not the accessory sensors RetS and LadS. An analysis of intracellular metabolites in P. fluorescens revealed a strong positive correlation between small RNA expression and the pools of 2-oxoglutarate, succinate, and fumarate. We conclude that Krebs cycle intermediates (already known to control GacA-dependent virulence factors in P. aeruginosa) exert a critical trigger function in secondary metabolism via the expression of GacA-dependent small RNAs.

Serum antimüllerian hormone levels remain stable through the menstrual cycle and after oral or vaginal administration of synthetic sex steroids

Rapport de synthèse : Objectif de l'étude : étudier si l'administration orale ou vaginale d'hormones contraceptives influence les concentrations sériques d'hormone antimüllérienne (AMH). Design : essai prospectif chez des femmes recrutées par annonce. Les femmes désireuses d'avoir une contraception ont été randomisées entre une contraception orale et une contraception vaginale. Celles qui ne souhaitaient pas de contraception ont été incluses dans le groupe témoin. Cadre de l'étude : unité de médecine de la reproduction d'un hôpital universitaire. Patientes : vingt-quatre jeunes femmes en bonne santé avec des cycles menstruels réguliers qui n'avaient pas utilisé de contraception hormonale pendant les trois mois précédant l'étude. Intervention : contraception orale ou vaginale du 5ème au 25ème jour du cycle menstruel dans les groupes contraception versus pas de contraception dans le groupe témoin. Mesure d'issue : variations inter et intra-cycle des concentrations sériques d'AMH dans les trois groupes: groupe témoin en cycle spontané et groupes sous contraception oestroprogestative orale ou vaginale. Résultats : les fluctuations d'AMH observées pendant le cycle menstruel (variations intra-cycle) restent dans les valeurs des variations entre deux cycles (variations inter-cycles) tant chez les femmes en cycle spontané que chez les femmes sous contraception orale ou vaginale. Conclusions : nos résultats confirment que les concentrations sériques d'AMH restent stables pendant le cycle menstruel et indiquent qu'elles ne sont pas influencées par l'administration exogène de stéroïdes sexuels contraceptifs, que ce soit par voie orale ou vaginale.

Role of β-TrCP1, variant and homologue in HIV-1 life cycle

Summary The CD4 molecule plays a key role in AIDS pathogenesis, it is required for entry of the virus into permissive cells and its subsequent down-modulation of the cell surface is a hallmark of HN-1 infected cells. The virus encodes no less than three proteins that participate in this process: Nef, Vpu and Env. Vpu protein interacts with CD4 within the endoplasmic reticulum of infected cells, where it targets CD4 for degradation through the interaction with a cellular protein named ß-TrCP1. This F-box protein functions as the substrate recognition subunit of the SCF ß-Trcr E3 ubiquitin ligase, which normally induce the ubiquitination and subsequent degradation of various proteins such as ß-catenin and IxBa. Mammals possess a homologue of ß-TrCP1, HOS, also named ß-TrCP2 which has a cytoplasmic subcellular distribution. Structural analysis of the ligand-binding domain of both homologues shows striking surface similarities. Both F-box proteins have a redundant role in a number of cellular processes; however the potential role of ß-TrCP2 in HIV-1 infected cells has not been evaluated. In the present study, we assessed the existence of génetic variants of BRTC, encoding ß-TrCP1, and evaluated whether these variants would affect CD4 down-modulation. Additionally, we determined whether ß-TrCP2 shares with its homologue structural and functional properties that would allow it to bind Vpu, modulate CD4 expression, and thus participate in HN-1 pathogenesis. We identified a single nucleotide polymorphism present in the human population with an allelic frequency of 0.03 that leads to the substitution of alanine 507 by a serine. However, we showed by transient transfection in HeLa CD4+ cells that this variant behaves as ß-TrCP1 with respect to CD4 down-modulation. We established transient expression systems in HeLa CD4+ cells to test whether ß-TrCP2 is implicated in Vpu-mediated CD4 down-modulation. We show by coimmunoprecipitation experiments that ß-TrCP2 binds Vpu and is able to induce CD4 down-modulation as efficiently as ß-TrCP1. In two different cell lines, HeLa CD4+ and Jurkat, Vpu-mediated CD4 down-modulation could not be completely reversed through the silencing of endogenous ß-TrCP 1 or ß-TrCP2 individually, but required both genes to be silenced simultaneously. We evaluated the role of ß-TrCP1 and ß-TrCP2 in HIV-1 life cycle using silencing prior to actual viral infection. Both ß-TrCP1 and ß-TrCP2 contributed to CD4 down-modulation during aone-cycle viral infection iri Ghost cells. In addition, the combined silencing of both homologues in the absence of env and nef reversed CD4 down-modulation, showing that ß-TrCP 1 and ß-TrCP2 represent the main and additive effectors of HIV-1 encoded Vpu. In addition, we showed that silencing of ß-TrCPI but not ß-TrCP2 induced a decrease of HIV-1 LTR-driven expression. In a transient transfection system with Tat and a LTR luciferase reporter, both homologues modulated LTR-driven expression. The present study revealed that ß-TrCP2 represents a novel protein participating in HIV-1 cycle and complete comprehension of the complex interplay occurring between the two F-Box will improve our understanding of HIV-1 infection. Résumé La molécule CD4 joue un rôle clef dans la pathogenèse du SIDA ; elle est requise pour l'entrée du virus dans les cellules permissives et la diminution de sa concentration au niveau de la surface cellulaire est une importante caractéristique des cellules infectées par le VIH-1. Le virus encode pas moins de trois protéines qui participent à ce processus Nef, Vpu et Env. La protéine Vpu lie CD4 au niveau du réticulum endoplasmique et induit sa dégradation en interagissant avec une protéine cellulaire nommée ß-TrCP 1. Cette protéine de type F-Box est une sous unité du complexe ubiquitine-ligase E3 SCFß-TrCP. Elle permet la reconnaissance du substrat par le complexe qui induit l'ubiquitination et la subséquente dégradation de diverses protéines cellulaires comme la ß-catenin ou IκBα. Les mammifères possèdent un homologue à ß-TrCP1appelé ß-TrCP2 (ou HOS). L'analyse comparative du domaine permettant la reconnaissance des substrats des deux homologues montre de frappantes similarités. Le rôle de ß-TrCP2 dans le cycle viral du VIH-1 n'a pas encore été évalué. Lors de cette étude, nous avons recherché l'existence de variants génétique de BTRC (codant pour ß-TrCP1) et nous avons évalué si ces variants pourraient affecter la dégradation des molécules CD4 induite par le virus. Nous avons ainsi identifié un polymorphisme présent dans la population humaine avec une fréquence allélique de 0.03 qui consiste en une substitution de l'alanine 507 par une sérine. Nous avons cependant montré par transfection dans des cellules HeLa CD4+ que ce variant se comporte comme ß-TrCP 1 en ce qui concerne la modulation de CD4. De plus, nous avons déterminé si ß-TrCP2 partageait avec son homologue des propriétés structurelles et fonctionnelles qui lui permettraient de lier Vpu, moduler la concentration de CD4 et ainsi prendre part à la pathogenèse du SIDA. Pour ce faire, nous avons établi un système d'expression temporaire dans des cellules HeLa CD4+. Par co-immunoprécipitation, nous avons montré que ß-TrCP2 lie Vpu et est capable d'induire la dégradation de CD4 aussi efficacement que ß-TrCP1. Dans deux différentes lignées cellulaires, HeLa CD4+ et Jurkat, la dégradation de CD4 n'a pu être complètement inhibée par le silencing individuel de ß-TrCP 1 ou ß-TrCP2, mais nécessitait le silencing simultané des 2 gènes. Nous avons évalué le rôle des deux homologues dans le cycle viral du VIH-1 en infectant des cellules Ghost avec le virus après avoir effectué un silencing des deux protéines. Nous avons ainsi montré que ß-TrCP 1 et ß-TrCP2 contribuent de manière additive à la dégradation de CD4 induite par une infection du VIH-1. Le silencing combiné des deux homologues inhiba complètement cette dégradation en l'absence de env et nef, prouvant qu'aucune autre voie ne participe à ce processus: En outre, nous avons montré que le silencing de ß-TrCP 1 mais pas celui de ß-TrCP2 induisait une diminution de l'expression virale sous contrôle du LTR. Nous n'avons cependant pas été en mesure de reconstituer cet effet en exprimant Tat et un gène reporteur sous contrôle du LTR dans des cellules HeLa CD4+. Le présent travail révèle que ß-TrCP2 représente une nouvelle protéine participant dans le cycle viral du VIH-1. Une complète compréhension de l'effet de chacun des deux homologues sur le cycle viral permettra d'améliorer notre compréhension de l'infection par le VIH-1.

Retinal degeneration depends on Bmi1 function and reactivation of cell cycle proteins.

The epigenetic regulator Bmi1 controls proliferation in many organs. Reexpression of cell cycle proteins such as cyclin-dependent kinases (CDKs) is a hallmark of neuronal apoptosis in neurodegenerative diseases. Here we address the potential role of Bmi1 as a key regulator of cell cycle proteins during neuronal apoptosis. We show that several cell cycle proteins are expressed in different models of retinal degeneration and required in the Rd1 photoreceptor death process. Deleting E2f1, a downstream target of CDKs, provided temporary protection in Rd1 mice. Most importantly, genetic ablation of Bmi1 provided extensive photoreceptor survival and improvement of retinal function in Rd1 mice, mediated by a decrease in cell cycle markers and regulators independent of p16(Ink4a) and p19(Arf). These data reveal that Bmi1 controls the cell cycle-related death process, highlighting this pathway as a promising therapeutic target for neuroprotection in retinal dystrophies.

La délinquance des étrangers : criminalité, récidive et les facteurs influençant le retour en prison

Résumé : La délinquance des étrangers se situe depuis quelques années au milieu de beaucoup de débats politiques. En même temps, la récidive constitue l'un des sujets d'étude classiques de la criminologie. Cette recherche combine ces deux phénomènes en s'intéressant aux causes de la délinquance et de l'éventuelle récidive d'un échantillon d'étrangers incarcérés en Suisse. Le cadre théorique repose sur une revue approfondie de la littérature scientifique sur la délinquance des étrangers ainsi que sur les facteurs influençant la récidive. Ces revues ont conduit à l'élaboration d'une série d'hypothèses qui ont été testées dans la partie empirique du travail. Cette dernière comprend l'étude des 500 dossiers des étrangers libérés des Etablissements pénitentiaires de la Plaine de l'Orbe (EPO, canton de Vaud, Suisse) entre 1995 et 1999, ainsi que le suivi de ces personnes, avec l'aide des données fournies par l'Office fédéral de la statistique, afin d'établir si elles avaient récidivé durant les cinq années postérieures à leur libération. Elle comprend également l'analyse de 125 entretiens conduits auprès des détenus des EPO entre 2005 et 2006 dont le but était d'établir, entre autres, leur perception subjective sur les causes de la délinquance et de la récidive. Les résultats indiquent un taux de récidive d'environ 30%. En outre, ils corroborent l'influence sur la récidive des facteurs identifiés par les recherches précédentes bien que, vu les particularités de l'échantillon étudié, certains de ces facteurs -tel que l'âge à la première condamnation ou l'âge à la sortie de prison-, présentent des divergences. En outre, l'analyse des entretiens a permis l'élaboration d'une nouvelle classification des causes de la récidive. Finalement, la recherche permet une connaissance plus approfondie des causes de l'implication dans la délinquance de la population de référence. The delinquency of the foreigners: criminality, recidivism and the factors that influence to the return to prison Abstract : The foreigners' delinquency is today in the middle of political debates. Moreover, recidivism is one of the classical subjects studied in criminology. The present research combines these two phenomena by studying the causes of foreigners' delinquency and recidivism. With the purpose of doing this research, a theoretical framework on the criminality of foreigners has been established through an extensive review of research literature on this subject as well as on the factors influencing recidivism. These reviews have allowed the establishment of a series of hypotheses that have been tested in the empirical part of the study. This empirical research includes the study of 500 cases of all foreigners released from the Penitentiary Establishment of the Plaine de l'Orbe (EPO, in the Vaud region) between 1995 and 1999. This population was then followed-up by means of data provided by the Swiss Federal Office of Statistics in order to know whether they had recidivated during the five years following their release. The empirical study also includes the analysis of interviews conducted with 125 inmates of EPO between 2005 and 2006 to determine what are, in the opinion of the inmates interviewed, the causes of recidivism and the causes of crime. The results show a recidivism rate of approximately 30%. Furthermore, the factors which, according to research analyzed, influence recidivism, have also been related to the recidivism of our sample. However, due to the fact that the sample studied consists of foreigners, some factors, such as age of the first conviction or age of release of prison, show some differences with respect to the literature. Finally, the information obtained from the interviews has allowed the establishment of a new classification on the causes of recidivism, and to get a deeper knowledge of the causes of crime involvement of the population studied.

Epigenetic regulation of the bacterial cell cycle.

N(6)-methyl-adenines can serve as epigenetic signals for interactions between regulatory DNA sequences and regulatory proteins that control cellular functions, such as the initiation of chromosome replication or the expression of specific genes. Several of these genes encode master regulators of the bacterial cell cycle. DNA adenine methylation is mediated by Dam in gamma-proteobacteria and by CcrM in alpha-proteobacteria. A major difference between them is that CcrM is cell cycle regulated, while Dam is active throughout the cell cycle. In alpha-proteobacteria, GANTC sites can remain hemi-methylated for a significant period of the cell cycle, depending on their location on the chromosome. In gamma-proteobacteria, most GATC sites are only transiently hemi-methylated, except regulatory GATC sites that are protected from Dam methylation by specific DNA-binding proteins.

Apport des modèles expérimentaux: associations Synercid et beta-lactamines

SYNERCID ALONE IN A RAT MODEL OF EXPERIMENTAL ENDOCARDITIS: Trials conducted using 2 injections daily showed that animals infected with meti-R resistant Staphylococcus aureus strains sensitive to erythromycin were cured in 3 days. The same is not true for infections caused by C-MLSB-R staphylococci. The daily dose cannot be increased due to the venous toxicity of Synercid, leading to the idea of testing Synercid in combination with other antibiotics. IN VITRO STUDIES: Several antibiotics have been tested in combination with Synercid. Several beta-lactams have been shown to exhibit an additive or synergetic effect on a collection of meti-R and meti-S S. aureus strains. IN VIVO STUDIES: In animals infected with C-MLSB-R meti-R S. aureus, the combination Synercid + cefepime increases the activity of cefipime and prevents selection of beta-lactam highly resistant strains. The results obtained with the Synercid + cefpirome combination are even more eloquent. Finally, Synercid, alone or in combination with these 2 cephalosporins, does not select resistant strains.