Expression of human estrogen receptor mutants in Xenopus oocytes: correlation between transcriptional activity and ability to form protein-DNA complexes.

The human estrogen receptor (hER) is a trans-acting regulatory protein composed of a series of discrete functional domains. We have microinjected an hER expression vector (HEO) into Xenopus oocyte nuclei and demonstrate, using Western blot assay, that the hER is synthesized. When nuclear extracts from oocytes were prepared and incubated in the presence of a 2.7 kb DNA fragment comprising the 5' end of the vitellogenin gene B2, formation of estrogen-dependent complexes could be visualized by electron microscopy over the estrogen responsive element (ERE). Of crucial importance is the observation that the complex formation is inhibited by the estrogen antagonist tamoxifen, is restored by the addition of the hormone and does not take place with extracts from control oocytes injected with the expression vector lacking the sequences encoding the receptor. The presence of the biologically active hER is confirmed in co-injection experiments, in which HEO is co-introduced with a CAT reporter gene under the control of a vitellogenin promoter containing or lacking the ERE. CAT assays and primer extensions analyses reveal that both the receptor and the ERE are essential for estrogen induced stimulation of transcription. The same approach was used to analyze selective hER mutants. We find that the DNA binding domain (region C) is essential for protein--DNA complex formation at the ERE but is not sufficient by itself to activate transcription from the reporter gene. In addition to region C, both the hormone binding (region E) and amino terminal (region A/B) domains are needed for an efficient transcription activation.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 WORDS)

IRF4 regulates IL-17A promoter activity and controls RORγt-dependent Th17 colitis in vivo.

Background: The transcription factor IRF4 is involved in several T-cell-dependent chronic inflammatory diseases. To elucidate the mechanisms for pathological cytokine production in colitis, we addressed the role of the IRF transcription factors in human inflammatory bowel disease (IBD) and experimental colitis.Methods: IRF levels and cytokine production in IBD patients were studied as well as the effects of IRF4 deficiency in experimental colitis.Results: In contrast to IRF1, IRF5, and IRF8, IRF4 expression in IBD was augmented in the presence of active inflammation. Furthermore, IRF4 levels significantly correlated with IL-6 and IL-17 mRNA expression and to a lesser extent with IL-22 mRNA expression in IBD. To further explore the role of IRF4 under in vivo conditions, we studied IRF4-deficient and wildtype mice in experimental colitis. In contrast to DSS colitis, IRF4 deficiency was protective in T-cell-dependent transfer colitis associated with reduced ROR alpha/gamma t levels and impaired IL-6, IL-17a, and IL-22 production, suggesting that IRF4 acts as a master regulator of mucosal Th17 cell differentiation. Subsequent mechanistic studies using database analysis, chromatin immunoprecipitation, and electrophoretic mobility shift assays identified a novel IRF4 binding site in the IL-17 gene promoter. Overexpression of IRF4 using retroviral infection induced IL-17 production and IL-17 together with IL-6 induced ROR gamma t expression.Conclusions: IRF4 can directly bind to the IL-17 promotor and induces mucosal ROR gamma t levels and IL-17 gene expression thereby controlling Th17-dependent colitis. Targeting of this molecular mechanism may lead to novel therapeutic approaches in human IBD.

On the use of reporter bacteria for measuring availability of organic contaminants

Natural environments are constantly challenged by the release of hydrophobic organic contaminants, which represent a threat for both the ecosystem and human health. Despite a substantial degradation by naturally occurring micro-organisms, a non negligible fraction of these pollutants tend to persist in soil and sediments due to their reduced accessibility to microbial degraders. This lack of 'bioavailability' is acknowledged as a key parameter for the natural and stimulated clean-up (bioremediation) of contaminated sites. We developed a bacterial bioreporter that responds to the presence of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) by the production of the green fluorescent protein (GFP), based on the PAH-degrading bacterium Burkholderia sartisoli. We showed in this study that the bacterial biosensor B. sartisoli strain RP037 was faithfully reporting the degradation of naphthalene and phenanthrene (two PAHs of low molecular weight) via the production of GFP. What is more, the magnitude of GFP induction was influenced by change in the PAH flux triggered by a variety of physico-chemical parameters, such as the contact surface between the pollutant and the aqueous suspension. Further experiments permitted to test the influence of dissolved organic matter, which is an important component of natural habitats and can interact with organic pollutants. In addition, we tested the influence of two types of biosurfactants (tensio-active agents produced by living organisms) on phenanthrene's degradation by RP037. Interestingly, the surfactant's effects on the biodegradation rate appeared to depend on the type of biosurfactant and probably on the type of bacterial strain. Finally, we tagged B. sartisoli strain RP037 with a constitutively expressed mCherry fluorescent protein. The presence of mCherry allowed us to visualize the bacteria in complex samples even when GFP production was not induced. The new strain RP037-mChe embedded in a gel patch was used to detect PAH fluxes from a point source, such as a non-aqueous liquid or particles of contaminated soil. In parallel, we also developed and tested a so-called multiwell bacterial biosensor platform, which permitted the simultaneous use of four different reporter strains for the detection of major crude oil components (e.g., saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatics) in aqueous samples. We specifically constructed the strain B. sartisoli RP007 (pPROBE-phn-luxAB) for the detection of naphthalene and phenanthrene. It was equipped with a reporter plasmid similar to the one in strain RP037, except that the gfp gene was replaced by the genes luxAB, which encoded the bacterial luciferase. The strain was implemented in the biosensor platform and detected an equivalent naphthalene concentration in oil spilled-sea water. We also cloned the gene for the transcriptional activator AlkS and the operator/promoter region of the operon alkSB1GHJ from the alkane-degrader bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2 in order to construct a new bacterial biosensor with higher sensitivity towards long-chain alkanes. However, the resulting strain showed no increased light emission in presence of tetradecane (C14), while it still efficiently reported low concentrations of octane (C8). RÉSUMÉ : Les écosystèmes naturels sont constamment exposés à nombre de contaminants organiques hydrophobes (COHs) d'origine industrielle, agricole ou même naturelle. Les COHs menacent à la fois l'environnement, le bien-être des espèces animales et végétales et la santé humaine, mais ils peuvent être dégradés par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons, qui peuvent être capables des les transformer en produits inoffensifs comme le gaz carbonique et l'eau. La biodégradation des COHs est cependant fréquemment limitée par leur pauvre disponibilité envers les organismes qui les dégradent. Ainsi, bien que la biodégradation opère partiellement, les COHs persistent dans l'environnement à de faibles concentrations qui potentiellement peuvent encore causer des effets toxiques chroniques. Puisque la plupart des COHs peuvent être métabolisés par l'activité microbienne, leur persistance a généralement pour origine des contraintes physico-chimiques plutôt que biologiques. Par exemple, leur solubilité dans l'eau très limitée réduit leur prise par des consommateurs potentiels. De plus, l'adsorption à la matière organique et la séquestration dans les micropores du sol participent à réduire leur disponibilité envers les microbes. Les processus de biodisponibilité, c'est-à-dire les processus qui gouvernent la dissolution et la prise de polluants par les organismes vivants, sont généralement perçus comme des paramètres clés pour la dépollution (bioremédiation) naturelle et stimulée des sites contaminés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont un modèle de COH produits par les activités aussi bien humaines que naturelles, et listés comme des contaminants chroniques de l'air, des sols et des sédiments. Ils peuvent être dégradés par un vaste nombre d'espèces bactériennes mais leur taux de biodégradation est souvent limité par les contraintes mentionnées ci-dessus. Afin de comprendre les processus de biodisponibilité pour les cellules bactériennes, nous avons décidé d'utiliser les bactéries elles-mêmes pour détecter et rapporter les flux de COH. Ceci a été réalisé par l'application d'une stratégie de conception visant à produire des bactéries `biocapteurs-rapporteurs', qui littéralement s'allument lorsqu'elles détectent un composé cible pour lequel elles ont été conçues. En premier lieu, nous nous sommes concentrés sur Burkholderia sartisoli (souche RP007), une bactérie isolée du sol et consommatrice de HAP .Cette souche a servi de base à la construction d'un circuit génétique permettant la formation de la protéine autofluorescente GFP dès que les cellules détectent le naphtalène ou le phénanthrène, deux HAP de faible masse moléculaire. En effet, nous avons pu montrer que la bactérie obtenue, la souche RP037 de B. sartisoli, produit une fluorescence GFP grandissante lors d'une exposition en culture liquide à du phénanthrène sous forme cristalline (0.5 mg par ml de milieu de culture). Nous avons découvert que pour une induction optimale il était nécessaire de fournir aux cellules une source additionnelle de carbone sous la forme d'acétate, ou sinon seul un nombre limité de cellules deviennent induites. Malgré cela, le phénanthrène a induit une réponse très hétérogène au sein de la population de cellules, avec quelques cellules pauvrement induites tandis que d'autres l'étaient très fortement. La raison de cette hétérogénéité extrême, même dans des cultures liquides mélangées, reste pour le moment incertaine. Plus important, nous avons pu montrer que l'amplitude de l'induction de GFP dépendait de paramètres physiques affectant le flux de phénanthrène aux cellules, tels que : la surface de contact entre le phénanthrène solide et la phase aqueuse ; l'ajout de surfactant ; le scellement de phénanthrène à l'intérieur de billes de polymères (Model Polymer Release System) ; la dissolution du phénanthrène dans un fluide gras immiscible à l'eau. Nous en avons conclu que la souche RP037 détecte convenablement des flux de phénantrène et nous avons proposé une relation entre le transfert de masse de phénanthrène et la production de GFP. Nous avons par la suite utilisé la souche afin d'examiner l'effet de plusieurs paramètres chimiques connus dans la littérature pour influencer la biodisponibilité des HAP. Premièrement, les acides humiques. Quelques rapports font état que la disponibilité des HAP pourrait être augmentée par la présence de matière organique dissoute. Nous avons mesuré l'induction de GFP comme fonction de l'exposition des cellules RP037 au phénanthrène ou au naphtalène en présence ou absence d'acides humiques dans la culture. Nous avons testé des concentrations d'acides humiques de 0.1 et 10 mg/L, tandis que le phénanthrène était ajouté via l'heptamethylnonane (HMN), un liquide non aqueux, ce qui au préalable avait produit le plus haut flux constant de phénanthrène aux cellules. De plus, nous avons utilisé des tests en phase gazeuse avec des concentrations d'acides humiques de 0.1, 10 et 1000 mg/L mais avec du naphtalène. Contrairement à ce que décrit la littérature, nos résultats ont indiqué que dans ces conditions l'expression de GFP en fonction de l'exposition au phénanthrène dans des cultures en croissance de la souche RP037 n'était pas modifiée par la présence d'acides humiques. D'un autre côté, le test en phase gazeuse avec du naphtalène a montré que 1000 mg/L d'acides humiques abaissent légèrement mais significativement la production de GFP dans les cellules de RP037. Nous avons conclu qu'il n'y a pas d'effet général des acides humiques sur la disponibilité des HAP pour les bactéries. Par la suite, nous nous sommes demandé si des biosurfactants modifieraient la disponibilité du phénanthrène pour les bactéries. Les surfactants sont souvent décrits dans la littérature comme des moyens d'accroître la biodisponibilité des COHs. Les surfactants sont des agents tensio-actifs qui augmentent la solubilité apparente de COH en les dissolvant à l'intérieur de micelles. Nous avons ainsi testé si des biosurfactants (des surfactants produits par des organismes vivants) peuvent être utilisé pour augmenter la biodisponibilité du phénanthrène pour la souche B. sartisoli RP037. Premièrement, nous avons tenté d'obtenir des biosurfactants produits par une autre bactérie vivant en co-culture avec les biocapteurs bactériens. Deuxièmement, nous avons utilisé des biosurfactants purifiés. La co-cultivation en présence de la bactérie productrice de lipopeptide Pseudomonas putida souche PCL1445 a augmenté l'expression de GFP induite par le phénanthrène chez B. sartisoli en comparaison des cultures simples, mais cet effet n'était pas significativement différent lorsque la souche RP037 était co-cultivée avec un mutant de P. putida ne produisant pas de lipopeptides. L'ajout de lipopeptides partiellement purifiés dans la culture de RP037 a résulté en une réduction de la tension de surface, mais n'a pas provoqué de changement dans l'expression de GFP. D'un autre côté, l'ajout d'une solution commerciale de rhamnolipides (un autre type de biosurfactants produits par Pseudomonas spp.) a facilité la dégradation du phénanthrène par la souche RP037 et induit une expression de GFP élevée dans une plus grande proportion de cellules. Nous avons ainsi conclu que les effets des biosurfactants sont mesurables à l'aide de la souche biocapteur, mais que ceux-ci sont dépendants du type de surfactant utilisé conjointement avec le phénanthrène. La question suivante que nous avons abordée était si les tests utilisant des biocapteurs peuvent être améliorés de manière à ce que les flux de HAP provenant de matériel contaminé soient détectés. Les tests en milieu liquide avec des échantillons de sol ne fournissant pas de mesures, et sachant que les concentrations de HAP dans l'eau sont en général extrêmement basses, nous avons conçu des tests de diffusion dans lesquels nous pouvons étudier l'induction par les HAPs en fonction de la distance aux cellules. Le biocapteur bactérien B. sartisoli souche RP037 a été marqué avec une seconde protéine fluorescente (mCherry), qui est constitutivement exprimée dans les cellules et leur confère une fluorescence rouge/rose. La souche résultante RP037-mChe témoigne d'une fluorescence rouge constitutive mais n'induit la fluorescence verte qu'en présence de naphtalène ou de phénanthrène. La présence d'un marqueur fluorescent constitutif nous permet de visualiser les biocapteurs bactériens plus facilement parmi des particules de sol. Un test de diffusion a été conçu en préparant un gel fait d'une suspension de cellules mélangées à 0.5 % d'agarose. Des bandes de gel de dimensions 0.5 x 2 cm x 1 mm ont été montées dans des chambres d'incubation et exposées à des sources de HAP (soit dissouts dans du HMN ou en tant que matériel solide, puis appliqués à une extrémité de la bande). En utilisant ce montage expérimental, le naphtalène ou le phénanthrène (dissouts dans du HMN à une concentration de 2.5 µg/µl) ont induit un gradient d'intensité de fluorescence GFP après 24 heures d'incubation, tandis que la fluorescence mCherry demeurait comparable. Un sol contaminé par des HAPs (provenant d'un ancien site de production de gaz) a induit la production de GFP à un niveau comparable à celui du naphtalène. Des biocapteurs bactériens individuels ont également détecté un flux de phénanthrène dans un gel contenant des particules de sol amendées avec 1 et 10 mg/g de phénanthrène. Ceci a montré que le test de diffusion peut être utilisé pour mesurer des flux de HAP provenant de matériel contaminé. D'un autre côté, la sensibilité est encore très basse pour plusieurs sols contaminés, et l'autofluorescence de certains échantillons rend difficile l'identification de la réponse de la GFP chez les cellules. Pour terminer, un des points majeurs de ce travail a été la production et la validation d'une plateforme multi-puits de biocapteurs bactériens, qui a permis l'emploi simultané de plusieurs souches différentes de biocapteurs pour la détection des constituants principaux du pétrole. Pour cela nous avons choisi les alcanes linéaires, les composés mono-aromatiques, les biphényls et les composés poly-aromatiques. De plus, nous avons utilisé un capteur pour la génotoxicité afin de détecter la `toxicité globale' dans des échantillons aqueux. Plusieurs efforts d'ingénierie ont été investis de manière à compléter ce set. En premier lieu, chaque souche a été équipée avec soit gfp, soit luxAB en tant que signal rapporteur. Deuxièmement, puisqu'aucune souche de biocapteur n'était disponible pour les HAP ou pour les alcanes à longues chaînes, nous avons spécifiquement construit deux nouveaux biocapteurs. L'un d'eux est également basé sur B. sartisoli RP007, que nous avons équipé avec le plasmide pPROBE-phn-luxAB pour la détection du naphtalène et du phénanthrène mais avec production de luciférase bactérienne. Un autre est un nouveau biocapteur bactérien pour les alcanes. Bien que nous possédions une souche Escherichia coli DHS α (pGEc74, pJAMA7) détectant les alcanes courts de manière satisfaisante, la présence des alcanes à longues chaînes n'était pas rapportée efficacement. Nous avons cloné le gène de l'activateur transcriptionnel A1kS ainsi que la région opérateur/promoteur de l'opéron alkSB1GHJ chez la bactérie dégradant les alcanes Alcanivorax borkumensis souche SK2, afin de construire un nouveau biocapteur bactérien bénéficiant d'une sensibilité accrue envers les alcanes à longues chaînes. Cependant, la souche résultante E. coli DHSα (pAlk3} n'a pas montré d'émission de lumière augmentée en présence de tétradécane (C14), tandis qu'elle rapportait toujours efficacement de basses concentrations d'octane (C8). De manière surprenante, l'utilisation de A. borkumensis en tant que souche hôte pour le nouveau plasmide rapporteur basé sur la GFP a totalement supprimé la sensibilité pour l'octane, tandis que la détection de tétradécane n'était pas accrue. Cet aspect devra être résolu dans de futurs travaux. Pour calibrer la plateforme de biocapteurs, nous avons simulé une fuite de pétrole en mer dans une bouteille en verre ouverte de 5L contenant 2L d'eau de mer contaminée avec 20 ml (1%) de pétrole brut. La phase aqueuse a été échantillonée à intervalles réguliers après la fuite durant une période allant jusqu'à une semaine tandis que les principaux contaminants pétroliers étaient mesurés via les biocapteurs. L'émission de bioluminescence a été mesurée de manière à déterminer la réponse des biocapteurs et une calibration intégrée faite avec des inducteurs types a servi à calculer des concentrations d'équivalents inducteurs dans l'échantillon. E. coli a été utilisée en tant que souche hôte pour la plupart des spécificités des biocapteurs, à l'exception de la détection du naphtalène et du phénanthrène pour lesquels nous avons utilisé B. sartisoli. Cette souche, cependant, peut être employée plus ou moins selon la même procédure. Il est intéressant de noter que le pétrole répandu a produit une apparition séquentielle de composés dissouts dans la phase aqueuse, ceux-ci .étant détectables par les biocapteurs. Ce profil contenait d'abord les alcanes à courtes chaînes et les BTEX (c'est-à dire benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), apparaissant entre des minutes et des heures après que le pétrole a été versé. Leurs concentrations aqueuses ont par la suite fortement décru dans l'eau échantillonnée après 24 heures, à cause de la volatilisation ou de la biodégradation. Après quelques jours d'incubation, ces composés sont devenus indétectables. Les HAPs, en revanche, sont apparus plus tard que les alcanes et les BTEX, et leur concentration a augmenté de pair avec un temps d'incubation prolongé. Aucun signal significatif n'a été mis en évidence avec le biocapteur pour le biphényl ou pour la génotoxicité. Ceci démontre l'utilité de ces biocapteurs, spécifiquement pour la détection des composés pétroliers, comprenant les alcanes à courtes chaînes, les BTEX et les HAPs légers.

Transcriptional activation of the utrophin promoter B by a constitutively active Ets-transcription factor.

Duchenne muscular dystrophy is an X-linked genetic disease caused by the absence of functional dystrophin. Pharmacological upregulation of utrophin, the autosomal homologue of dystrophin, offers a potential therapeutic approach to treat Duchenne patients. Full-length utrophin mRNA is transcribed from two alternative promoters, called A and B. In contrast to the utrophin promoter A, little is known about the factors regulating the activity of the utrophin promoter B. Computer analysis of this second promoter revealed the presence of several conserved binding motives for Ets-transcription factors. Using electrotransfer of cDNA into mouse muscles, we demonstrate that a genetically modified beta-subunit of the Ets-transcription factor GA-binding protein potently activates a utrophin promoter B reporter construct in innervated muscle fibers in vivo. These results make the GA-binding protein and the signaling cascade regulating its activity in muscle cells, potential targets for the pharmacological modulation of utrophin expression in Duchenne patients.

The eukaryotic promoter database (EPD).

The Eukaryotic Promoter Database (EPD) is an annotated non-redundant collection of eukaryotic POL II promoters for which the transcription start site has been determined experimentally. Access to promoter sequences is provided by pointers to positions in nucleotide sequence entries. The annotation part of an entry includes a description of the initiation site mapping data, exhaustive cross-references to the EMBL nucleotide sequence database, SWISS-PROT, TRANSFAC and other databases, as well as bibliographic references. EPD is structured in a way that facilitates dynamic extraction of biologically meaningful promoter subsets for comparative sequence analysis. WWW-based interfaces have been developed that enable the user to view EPD entries in different formats, to select and extract promoter sequences according to a variety of criteria, and to navigate to related databases exploiting different cross-references. The EPD web site also features yearly updated base frequency matrices for major eukaryotic promoter elements. EPD can be accessed at http://www.epd.isb-sib.ch

Selective abrogation of major histocompatibility complex class II expression on extrahematopoietic cells in mice lacking promoter IV of the class II transactivator gene.

MHC class II (MHCII) molecules play a pivotal role in the induction and regulation of immune responses. The transcriptional coactivator class II transactivator (CIITA) controls MHCII expression. The CIITA gene is regulated by three independent promoters (pI, pIII, pIV). We have generated pIV knockout mice. These mice exhibit selective abrogation of interferon (IFN)-gamma-induced MHCII expression on a wide variety of non-bone marrow-derived cells, including endothelia, epithelia, astrocytes, and fibroblasts. Constitutive MHCII expression on cortical thymic epithelial cells, and thus positive selection of CD4(+) T cells, is also abolished. In contrast, constitutive and inducible MHCII expression is unaffected on professional antigen-presenting cells, including B cells, dendritic cells, and IFN-gamma-activated cells of the macrophage lineage. pIV(-/-) mice have thus allowed precise definition of CIITA pIV usage in vivo. Moreover, they represent a unique animal model for studying the significance and contribution of MHCII-mediated antigen presentation by nonprofessional antigen-presenting cells in health and disease.

Mating system and avpr1a promoter variation in primates.

It has been suggested that primate mating and social behaviours may be influenced by variation in promoter region repetitive DNA of the vasopressin receptor 1a gene (avpr1a). We show that male mating behaviour does not covary in a simple way with promoter repetitive DNA in 12 Old World primates. We found that one microsatellite (-553 bp upstream) was present in all species, irrespective of their behaviour. By contrast, two microsatellites (-3956 and -3625 bp upstream) were present only in some species, yet this variation did not correlate with behaviour. These findings agree with a recent comparative analysis of voles and show that the variation in repetitive DNA in the avpr1a promoter region does not generally explain variation in male mating behaviour. Phylogenetic analysis revealed a GAGTA motif that has been independently deleted three times and involved in another larger deletion. Importantly, the presence/absence of this GAGTA motif leads to changes in predicted transcription factor-binding sites. Given the repeated loss of this motif, we speculate that it might be of functional relevance. We suggest that such non-repetitive variation, either in indels or in sequence variation, are likely to be important in explaining interspecific variation in avpr1a expression.

High number of CD56(bright) NK-cells and persistently low CD4+ T-cells in a hemophiliac HIV/HCV co-infected patient without opportunistic infections.

BACKGROUND: Both the human immunodeficiency virus (HIV) and hepatitis C virus (HCV), either alone or as coinfections, persist in their hosts by destroying and/or escaping immune defenses, with high morbidity as consequence. In some cases, however, a balance between infection and immunity is reached, leading to prolonged asymptomatic periods. We report a case of such an indolent co-infection, which could be explained by the development of a peculiar subset of Natural Killer (NK) cells. RESULTS: Persistently high peripheral levels of CD56+ NK cells were observed in a peculiar hemophiliac HIV/HCV co-infected patient with low CD4 counts, almost undetectable HIV viral load and no opportunistic infections. Thorough analysis of NK-subsets allowed to identify a marked increase in the CD56bright/dim cell ratio and low numbers of CD16+/CD56- cells. These cells have high levels of natural cytotoxicity receptors but low NCR2 and CD69, and lack both CD57 and CD25 expression. The degranulation potential of NK-cells which correlates with target cytolysis was atypically mainly performed by CD56bright NK-cells, whereas no production of interferon γ (IFN-γ) was observed following NK activation by K562 cells. CONCLUSIONS: These data suggest that the expansion and lytic capacity of the CD56bright NK subset may be involved in the protection of this « rare » HIV/HCV co-infected hemophiliac A patient from opportunistic infections and virus-related cancers despite very low CD4+ cell counts.

Characterization of the effects of IL-17F on CHO cell line generation

CHO is the most commonly used mammalian host for the generation of cell lines allowing for the production of high quality therapeutic proteins. The generation of such cell lines is a lengthy and resource-intensive process requiring extensive screening in order to isolate candidates with optimal characteristics, such as growth, stability and productivity. For this reason, the biotechnology industry invests much effort in attempts to optimize CHO expression systems in order to streamline and shorten the cell line selection process. Based on preliminary observations of a facilitated selection of CHO-GS cell lines expressing members of the IL-17 cytokine family, this study investigates the use of IL-17F as a novel enhancing factor for CHO cell line generation. Using two different CHO expression systems (exploiting GS and DHFR-based selection), we demonstrated that IL-17F expression caused a significant increase in the occurrence of colonies during the selection process. All colonies selected produced substantial amounts of IL-17F, suggesting that benefits were conferred, during selection, to those cells expressing the cytokine. Furthermore, transgene expression levels were significantly increased when the selection pressure was raised to a level that would not normally be permissive for colony selection (i.e. 100 |o.M MSX for the CHO-GS expression system or 1000 nM MTX for the CHO-DHFR system). Finally, IL-17F expression was also found to enhance the rate of appearance of clones during single cell subcloning in the absence of selection pressure. Overall, these benefits have the potential to allow a substantial reduction in the length of cell line generation while significantly increasing cell line productivity. Nevertheless, we found that the high IL-17F expression levels required to convey enhancing effects was a limitation when attempting to co-express IL-17F and a recombinant soluble protein of therapeutic interest from independent CMV promoters within the same expression vector. In order to understand and overcome this limitation, studies were designed to characterize the IL-17F enhancing effect at the molecular and cellular level. Regular supplementation of recombinant biologically-active IL-17F into the culture medium during cell line selection was not able to reproduce the enhancing effects of endogenous IL-17F expression. In addition, increased IL-17F expression correlated with increased CHO-GS selection transgene expression at the single cell level. This data suggested a possible effect of IL-17F on viral promoter activity or transgene mRNA stability. It also provided direct evidence that the cells expressing the highest amounts of IL-17F obtained the most benefit. Overall data obtained from these study implied that IL-17F may act through an intracellular mechanism, possibly exerted during secretion. We therefore initiated experiments designed to determine the specific compartment(s) within which IL-17F triggers its effect. This work has identified IL-17F as a potentially powerful tool to optimize the CHO cell line generation process. The characterization of this enhancing effect at the molecular level has given us several insights into overcoming the current limitations, thus paving the way for the development of a viable technology that can be exploited within the biotechnology industry. - La CHO est la cellule hôte de mammifere la plus couramment utilisée dans la création de lignée cellulaire produisant des protéines thérapeutiques de haute qualité. La génération de ces lignées cellulaires est un processus long et exigeant l'utilisation de techniques de sélection robustes afin d'isoler des candidats possédants les caractéristiques optimales de croissance, de productivité et de stabilité d'expression. Les industries biopharmaceutiques ont investi beaucoup d'efforts afin d'optimiser les systèmes d'expression CHO dans le but raccourcir la longueur du procédé de sélection de lignées cellulaires et aussi d'en augmenter l'efficacité. A partir d'observations préliminaires obtenues lors de la génération de lignées cellulaires CHO- GS exprimant une cytokine appartenant à la famille des IL-17, nous avons réalisé une étude portant sur l'utilisation de l'IL-17F humaine (IL-17F) comme nouveau facteur d'optimisation pour la génération de lignées cellulaires CHO. Nous avons démontré, en utilisant les deux systèmes de sélection et d'expression CHO couramment utilisés (le premier exploitant la GS et l'autre basée sur la DHFR), que l'expression de l'IL-17F permet une augmentation significative de la fréquence d'apparition de colonies durant le processus de sélection de lignées cellulaires. Les différentes colonies sélectionnées expriment des quantités substantielles d'IL-17F, suggérant un effet bénéfique lors de la sélection qui serait exclusivement conféré aux cellules exprimant la cytokine. En outre, le niveau d'expression du transgene se trouve significativement augmenté lorsque la pression de sélection est portée à un niveau habituellement trop élevé pour permettre la sélection de colonies (soit 100 |JM MSX pour le système d'expression CHO-GS ou 1000 nM MTX pour le système CHO- DHFR). Enfin, l'expression d'IL-17F permet également d'améliorer la vitesse d'apparition de clones pendant une étape de sous-clonage en l'absence de pression de sélection. L'ensemble de ces effets bénéfiques permettent une réduction substantielle de la durée de génération de lignées cellulaires tout en augmentant considérablement la productivité des lignées obtenues. Néanmoins, nous avons constaté que la nécessité d'exprimer des niveaux élevés d'IL-17F afin obtenir l'ensemble de ses effets bénéfiques devient une contrainte lors de l'utilisation d'un vecteur d'expression composé de deux promoteurs CMV indépendants pour la co-expression de la cytokine et d'une protéine soluble présentant un intérêt thérapeutique. Afin de mieux comprendre et de surmonter cette limitation, plusieurs études ont été effectuées dans le but de mieux caractériser l'effet de IL-17F au niveau subcellulaire. L'apport régulier en IL-17F recombinante et biologiquement active dans le milieu de culture lors de la sélection de lignées cellulaires ne permet pas de reproduire les effets bénéfiques observés par l'expression endogène d'IL-17F. En outre, nous avons constaté que, lors de l'utilisation du système CHO- GS, l'augmentation d'expression de 1TL-17F est corrélée à un accroissement de l'expression du marqueur de sélection au niveau cellulaire. Ces résultats suggèrent un possible effet d'IL- 17F sur l'activité des promoteurs viraux et ainsi fournissent une preuve directe que les cellules exprimant de haut niveau d'IL-17F sont celles qui en profitent le plus. L'ensemble de ces observations mettrait en avant que l'effet d'IL-17F se ferait selon un mécanisme intracellulaire. Nous avons donc étudié le(s) compartiment(s) spécifique(s) dans lequel IL-17F pourrait exercer son effet. Ce travail a permis de définir IL-17F comme un puissant outil pour l'optimisation des procédés de génération de lignées cellulaires CHO. La caractérisation de cette amélioration de l'effet au niveau moléculaire nous a donné plusieurs indications sur la manière de dépasser les limitations actuelles, ouvrant ainsi la voie au développement d'une technologie viable qui peut être exploitée pars l'industrie biotechnologique.

LEDGF/p75 TATA-less promoter is driven by the transcription factor Sp1.

PSIP1 (PC4 and SFRS1 interacting protein 1) encodes two splice variants: lens epithelium-derived growth factor or p75 (LEDGF/p75) and p52. PSIP1 gene products were shown to be involved in transcriptional regulation, affecting a plethora of cellular processes, including cell proliferation, cell survival, and stress response. Furthermore, LEDGF/p75 has implications for various diseases and infections, including autoimmunity, leukemia, embryo development, psoriasis, and human immunodeficiency virus integration. Here, we reported the first characterization of the PSIP1 promoter. Using 5' RNA ligase-mediated rapid amplification of cDNA ends, we identified novel transcription start sites in different cell types. Using a luciferase reporter system, we identified regulatory elements controlling the expression of LEDGF/p75 and p52. These include (i) minimal promoters (-112/+59 and +609/+781) that drive the basal expression of LEDGF/p75 and of the shorter splice variant p52, respectively; (ii) a sequence (+319/+397) that may control the ratio of LEDGF/p75 expression to p52 expression; and (iii) a strong enhancer (-320/-207) implicated in the modulation of LEDGF/p75 transcriptional activity. Computational, biochemical, and genetic approaches enabled us to identify the transcription factor Sp1 as a key modulator of the PSIP1 promoter, controlling LEDGF/p75 transcription through two binding sites at -72/-64 and -46/-36. Overall, our results provide initial data concerning LEDGF/p75 promoter regulation, giving new insights to further understand its biological function and opening the door for new therapeutic strategies in which LEDGF/p75 is involved.

Mouse interleukin-2 receptor alpha gene expression. Delimitation of cis-acting regulatory elements in transgenic mice and by mapping of DNase-I hypersensitive sites.

The alpha chain of the interleukin-2 receptor (IL-2R alpha) is a key regulator of lymphocyte proliferation. To analyze the mechanisms controlling its expression in normal cells, we used the 5'-flanking region (base pairs -2539/+93) of the mouse gene to drive chloramphenicol acetyltransferase expression in four transgenic mouse lines. Constitutive transgene activity was restricted to lymphoid organs. In mature T lymphocytes, transgene and endogenous IL-2R alpha gene expression was stimulated by concanavalin A and up-regulated by IL-2 with very similar kinetics. In thymic T cell precursors, IL-1 and IL-2 cooperatively induced transgene and IL-2R alpha gene expression. These results show that regulation of the endogenous IL-2R alpha gene occurs mainly at the transcriptional level. They demonstrate that cis-acting elements in the 5'-flanking region present in the transgene confer correct tissue specificity and inducible expression in mature T cells and their precursors in response to antigen, IL-1, and IL-2. In a complementary approach, we screened the 5' end of the endogenous IL-2R alpha gene for DNase-I hypersensitive sites. We found three lymphocyte specific DNase-I hypersensitive sites. Two, at -0.05 and -5.3 kilobase pairs, are present in resting T cells. A third site appears at -1.35 kilobase pairs in activated T cells. It co-localizes with IL-2-responsive elements identified by transient transfection experiments.

Promoter architecture of mouse olfactory receptor genes.

Odorous chemicals are detected by the mouse main olfactory epithelium (MOE) by about 1100 types of olfactory receptors (OR) expressed by olfactory sensory neurons (OSNs). Each mature OSN is thought to express only one allele of a single OR gene. Major impediments to understand the transcriptional control of OR gene expression are the lack of a proper characterization of OR transcription start sites (TSSs) and promoters, and of regulatory transcripts at OR loci. We have applied the nanoCAGE technology to profile the transcriptome and the active promoters in the MOE. nanoCAGE analysis revealed the map and architecture of promoters for 87.5% of the mouse OR genes, as well as the expression of many novel noncoding RNAs including antisense transcripts. We identified candidate transcription factors for OR gene expression and among them confirmed by chromatin immunoprecipitation the binding of TBP, EBF1 (OLF1), and MEF2A to OR promoters. Finally, we showed that a short genomic fragment flanking the major TSS of the OR gene Olfr160 (M72) can drive OSN-specific expression in transgenic mice.