Regulatory RNA as mediator in GacA/RsmA-dependent global control of exoproduct formation in Pseudomonas fluorescens CHA0.

In Pseudomonas fluorescens CHA0, an antagonist of root-pathogenic fungi, the GacS/GacA two-component system tightly controls the expression of antifungal secondary metabolites and exoenzymes at a posttranscriptional level, involving the RNA-binding protein and global regulator of secondary metabolism RsmA. This protein was purified from P. fluorescens, and RNA bound to it was converted to cDNA, which served as a probe to isolate the corresponding chromosomal locus, rsmZ. This gene encoded a regulatory RNA of 127 nucleotides and a truncated form lacking 35 nucleotides at the 3' end. Expression of rsmZ depended on GacA, increased with increasing population density, and was stimulated by the addition of a solvent-extractable extracellular signal produced by strain CHA0 at the end of exponential growth. This signal appeared to be unrelated to N-acyl-homoserine lactones. A conserved upstream element in the rsmZ promoter, but not the stress sigma factor RpoS, was involved in rsmZ expression. Overexpression of rsmZ effectively suppressed the negative effect of gacS and gacA mutations on target genes, i.e., hcnA (for hydrogen cyanide synthase) and aprA (for the major exoprotease). Mutational inactivation of rsmZ resulted in reduced expression of these target genes in the presence of added signal. Overexpression of rsmA had a similar, albeit stronger negative effect. These results support a model in which GacA upregulates the expression of regulatory RNAs, such as RsmZ of strain CHA0, in response to a bacterial signal. By a titration effect, RsmZ may then alleviate the repressing activity of RsmA on the expression of target mRNAs.

Role of sigmaB in the expression of Staphylococcus aureus cell wall adhesins ClfA and FnbA and contribution to infectivity in a rat model of experimental endocarditis.

Isogenic Staphylococcus aureus strains with different capacities to produce sigma(B) activity were analyzed for their ability to attach to fibrinogen- or fibronectin-coated surfaces or platelet-fibrin clots and to cause endocarditis in rats. In comparison to the sigma(B)-deficient strain, BB255, which harbors an rsbU mutation, both rsbU-complemented and sigma(B)-overproducing derivatives exhibited at least five times greater attachment to fibrinogen- and fibronectin-coated surfaces and showed increased adherence to platelet-fibrin clots. No differences in adherence were seen between BB255 and a DeltarsbUVWsigB isogen. Northern blotting analyses revealed that transcription of clfA, encoding fibrinogen-binding protein clumping factor A, and fnbA, encoding fibronectin-binding protein A, were positively influenced by sigma(B). Sigma(B) overproduction resulted in a statistically significant increase in positive spleen cultures and enhanced bacterial densities in both the aortic vegetations and spleens at 16 h postinoculation. In contrast, at 72 h postinoculation, tissues infected with the sigma(B) overproducer had lower bacterial densities than did those infected with BB255. These results suggest that although sigma(B) appears to increase the adhesion of S. aureus to various host cell-matrix proteins in vitro, it has limited effect on pathogenesis in the rat endocarditis model. Sigma(B) appears to have a transient enhancing effect on bacterial density in the early stages of infection that is lost during progression.

CHARACTERIZATION OF NrsZ, A NOVEL SMALL REGULATORY NON-CODING RNA INVOLVED IN THE ADAPTATION OF PSEUDOMONAS AERUGINOSA PAO1

The opportunistic ubiquitous pathogen Pseudomonas aeruginosa strain PAOl is a versatile Gram-negative bacterium that has the extraordinary capacity to colonize a wide diversity of ecological niches and to cause severe and persistent infections in humans. To ensure an optimal coordination of the genes involved in nutrient utilization, this bacterium uses the NtrB/C and/or the CbrA/B two-component systems, to sense nutrients availability and to regulate in consequence the expression of genes involved in their uptake and catabolism. NtrB/C is specialized in nitrogen utilization, while the CbrA/B system is involved in both carbon and nitrogen utilization and both systems activate their target genes expression in concert with the alternative sigma factor RpoN. Moreover, the NtrB/C and CbrA/B two- component systems regulate the secondary metabolism of the bacterium, such as the production of virulence factors. In addition to the fine-tuning transcriptional regulation, P. aeruginosa can rapidly modulate its metabolism using small non-coding regulatory RNAs (sRNAs), which regulate gene expression at the post-transcriptional level by diverse and sophisticated mechanisms and contribute to the fast physiological adaptability of this bacterium. In our search for novel RpoN-dependent sRNAs modulating the nutritional adaptation of P. aeruginosa PAOl, we discovered NrsZ (Nitrogen regulated sRNA), a novel RpoN-dependent sRNA that is induced under nitrogen starvation by the NtrB/C two-component system. NrsZ has a unique architecture, formed of three similar stem-loop structures (SL I, II and II) separated by variant spacer sequences. Moreover, this sRNA is processed in short individual stem-loop molecules, by internal cleavage involving the endoribonuclease RNAse E. Concerning NrsZ functions in P. aeruginosa PAOl, this sRNA was shown to trigger the swarming motility and the rhamnolipid biosurfactants production. This regulation is due to the NrsZ-mediated activation of rhlA expression, a gene encoding for an enzyme essential for swarming motility and rhamnolipids production. Interestingly, the SL I structure of NrsZ ensures its regulatory function on rhlA expression, suggesting that the similar SLs are the functional units of this modular sRNA. However, the regulatory mechanism of action of NrsZ on rhlA expression activation remains unclear and is currently being investigated. Additionally, the NrsZ regulatory network was investigated by a transcriptome analysis, suggesting that numerous genes involved in both primary and secondary metabolism are regulated by this sRNA. To emphasize the importance of NrsZ, we investigated its conservation in other Pseudomonas species and demonstrated that NrsZ is conserved and expressed under nitrogen limitation in Pseudomonas protegens Pf-5, Pseudomonas putida KT2442, Pseudomonas entomophila L48 and Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000, strains having different ecological features, suggesting an important role of NrsZ in the adaptation of Pseudomonads to nitrogen starvation. Interestingly the architecture of the different NrsZ homologs is similarly composed by SL structures and variant spacer sequences. However, the number of SL repetitions is not identical, and one to six SLs were predicted on the different NrsZ homologs. Moreover, NrsZ is processed in short molecules in all the strains, similarly to what was previously observed in P. aeruginosa PAOl, and the heterologous expression of the NrsZ homologs restored rhlA expression, swarming motility and rhamnolipids production in the P. aeruginosa NrsZ mutant. In many aspects, NrsZ is an atypical sRNA in the bacterial panorama. To our knowledge, NrsZ is the first described sRNA induced by the NtrB/C. Moreover, its unique modular architecture and its processing in similar short SL molecules suggest that NrsZ belongs to a novel family of bacterial sRNAs. -- L'agent pathogène opportuniste et ubiquitaire Pseudomonas aeruginosa souche PAOl est une bactérie Gram négative versatile ayant l'extraordinaire capacité de coloniser différentes niches écologiques et de causer des infections sévères et persistantes chez l'être humain. Afin d'assurer une coordination optimale des gènes impliqués dans l'utilisation de différents nutriments, cette bactérie se sert de systèmes à deux composants tel que NtrB/C et CbrA/B afin de détecter la disponibilité des ressources nutritives, puis de réguler en conséquence l'expression des gènes impliqués dans leur importation et leur catabolisme. Le système NtrB/C régule l'utilisation des sources d'azote alors que le système CbrA/B est impliqué à la fois dans l'utilisation des sources de carbone et d'azote. Ces deux systèmes activent l'expression de leurs gènes-cibles de concert avec le facteur sigma alternatif RpoN. En outre, NtrB/C et CbrA/B régulent aussi le métabolisme secondaire, contrôlant notamment la production d'importants facteurs de virulence. En plus de toutes ces régulations génétiques fines ayant lieu au niveau transcriptionnel, P. aeruginosa est aussi capable de moduler son métabolisme en se servant de petits ARNs régulateurs non-codants (ARNncs), qui régulent l'expression génétique à un niveau post- transcriptionnel par divers mécanismes sophistiqués et contribuent à rendre particulièrement rapide l'adaptation physiologique de cette bactérie. Au cours de nos recherches sur de nouveaux ARNncs dépendant du facteur sigma RpoN et impliqués dans l'adaptation nutritionnelle de P. aeruginosa PAOl, nous avons découvert NrsZ (Nitrogen regulated sRNA), un ARNnc induit par la cascade NtrB/C-RpoN en condition de carence en azote. NrsZ a une architecture unique, composée de trois structures en tige- boucle (TB I, II et III) hautement similaires et séparées par des « espaceurs » ayant des séquences variables. De plus, cet ARNnc est clivé en petits fragments correspondant au trois molécules en tige-boucle, par un processus de clivage interne impliquant l'endoribonucléase RNase E. Concernant les fonctions de NrsZ chez P. aeruginosa PAOl, cet ARNnc est capable d'induire la motilité de type « swarming » et la production de biosurfactants, nommés rhamnolipides. Cette régulation est due à l'activation par NrsZ de l'expression de rhlA, un gène essentiel pour la motilité de type swarming et pour la production de rhamnolipides. Étonnamment, la structure TB I est capable d'assurer à elle seule la fonction régulatrice de NrsZ sur l'expression de rhlA, suggérant que ces molécules TBs sont les unités fonctionnelles de cet ARNnc modulaire. Cependant, le mécanisme moléculaire par lequel NrsZ active l'expression de rhlA demeure à ce jour incertain et est actuellement à l'étude. En plus, le réseau de régulations médiées par NrsZ a été étudié par une analyse de transcriptome qui a indiqué que de nombreux gènes impliqués dans le métabolisme primaire ou secondaire seraient régulés par NrsZ. Pour accentuer l'importance de NrsZ, nous avons étudié sa conservation dans d'autres espèces de Pseudomonas. Ainsi, nous avons démontré que NrsZ est conservé et exprimé en situation de carence d'azote par les souches Pseudomonas protegens Pf-5, Pseudomonas putida KT2442, Pseudomonas entomophila L48, Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000, quatre espèces ayant des caractéristiques écologiques très différentes, suggérant que NrsZ joue un rôle important dans l'adaptation du genre Pseudomonas envers la carence en azote. Chez toutes les souches étudiées, les différents homologues de NrsZ présentent une architecture similaire faite de TBs conservées et d'espaceurs. Cependant, le nombre de TBs n'est pas identique et peut varier de une à six copies selon la souche. Les différentes versions de NrsZ sont clivées en petites molécules dans ces quatre souches, comme il a été observé chez P. aeruginosa PAOl. De plus, l'expression hétérologue des différentes variantes de NrsZ est capable de restaurer l'expression de rhlA, la motilité swarming et la production de rhamnolipides dans une souche de P. aeruginosa dont nrsZ a été inactivé. Par bien des aspects, NrsZ est un ARNnc atypique dans le monde bactérien. À notre connaissance, NrsZ est le premier ARNnc décrit comme étant régulé par le système NtrB/C. De plus, son unique architecture modulaire et son clivage en petites molécules similaires suggèrent que NrsZ appartient à une nouvelle famille d'ARNncs bactériens.

Promoter recognition and activation by the global response regulator CbrB in Pseudomonas aeruginosa.

In Pseudomonas aeruginosa, the CbrA/CbrB two-component system is instrumental in the maintenance of the carbon-nitrogen balance and for growth on carbon sources that are energetically less favorable than the preferred dicarboxylate substrates. The CbrA/CbrB system drives the expression of the small RNA CrcZ, which antagonizes the repressing effects of the catabolite repression control protein Crc, an RNA-binding protein. Dicarboxylates appear to cause carbon catabolite repression by inhibiting the activity of the CbrA/CbrB system, resulting in reduced crcZ expression. Here we have identified a conserved palindromic nucleotide sequence that is present in upstream activating sequences (UASs) of promoters under positive control by CbrB and σ(54) RNA polymerase, especially in the UAS of the crcZ promoter. Evidence for recognition of this palindromic sequence by CbrB was obtained in vivo from mutational analysis of the crcZ promoter and in vitro from electrophoretic mobility shift assays using crcZ promoter fragments and purified CbrB protein truncated at the N terminus. Integration host factor (IHF) was required for crcZ expression. CbrB also activated the lipA (lipase) promoter, albeit less effectively, apparently by interacting with a similar but less conserved palindromic sequence in the UAS of lipA. As expected, succinate caused CbrB-dependent catabolite repression of the lipA promoter. Based on these results and previously published data, a consensus CbrB recognition sequence is proposed. This sequence has similarity to the consensus NtrC recognition sequence, which is relevant for nitrogen control.

Genome-wide search reveals a novel GacA-regulated small RNA in Pseudomonas species.

BACKGROUND: Small RNAs (sRNAs) are widespread among bacteria and have diverse regulatory roles. Most of these sRNAs have been discovered by a combination of computational and experimental methods. In Pseudomonas aeruginosa, a ubiquitous Gram-negative bacterium and opportunistic human pathogen, the GacS/GacA two-component system positively controls the transcription of two sRNAs (RsmY, RsmZ), which are crucial for the expression of genes involved in virulence. In the biocontrol bacterium Pseudomonas fluorescens CHA0, three GacA-controlled sRNAs (RsmX, RsmY, RsmZ) regulate the response to oxidative stress and the expression of extracellular products including biocontrol factors. RsmX, RsmY and RsmZ contain multiple unpaired GGA motifs and control the expression of target mRNAs at the translational level, by sequestration of translational repressor proteins of the RsmA family. RESULTS: A combined computational and experimental approach enabled us to identify 14 intergenic regions encoding sRNAs in P. aeruginosa. Eight of these regions encode newly identified sRNAs. The intergenic region 1698 was found to specify a novel GacA-controlled sRNA termed RgsA. GacA regulation appeared to be indirect. In P. fluorescens CHA0, an RgsA homolog was also expressed under positive GacA control. This 120-nt sRNA contained a single GGA motif and, unlike RsmX, RsmY and RsmZ, was unable to derepress translation of the hcnA gene (involved in the biosynthesis of the biocontrol factor hydrogen cyanide), but contributed to the bacterium's resistance to hydrogen peroxide. In both P. aeruginosa and P. fluorescens the stress sigma factor RpoS was essential for RgsA expression. CONCLUSION: The discovery of an additional sRNA expressed under GacA control in two Pseudomonas species highlights the complexity of this global regulatory system and suggests that the mode of action of GacA control may be more elaborate than previously suspected. Our results also confirm that several GGA motifs are required in an sRNA for sequestration of the RsmA protein.

Temperature-responsive sensing regulates biocontrol factor expression in Pseudomonas fluorescens CHA0.

In the plant-beneficial, root-colonizing strain Pseudomonas fluorescens CHA0, the Gac/Rsm signal transduction pathway positively regulates the synthesis of biocontrol factors (mostly antifungal secondary metabolites) and contributes to oxidative stress response via the stress sigma factor RpoS. The backbone of this pathway consists of the GacS/GacA two-component system, which activates the expression of three small regulatory RNAs (RsmX, RsmY, RsmZ) and thereby counters translational repression exerted by the RsmA and RsmE proteins on target mRNAs encoding biocontrol factors. We found that the expression of typical biocontrol factors, that is, antibiotic compounds and hydrogen cyanide (involving the phlA and hcnA genes), was significantly lower at 35 degrees C than at 30 degrees C. The expression of the rpoS gene was affected in parallel. This temperature control depended on RetS, a sensor kinase acting as an antagonist of the GacS/GacA system. An additional sensor kinase, LadS, which activated the GacS/GacA system, apparently did not contribute to thermosensitivity. Mutations in gacS or gacA were epistatic to (that is, they overruled) mutations in retS or ladS for expression of the small RNAs RsmXYZ. These data are consistent with a model according to which RetS-GacS and LadS-GacS interactions shape the output of the Gac/Rsm pathway and the environmental temperature influences the RetS-GacS interaction in P. fluorescens CHA0.

Termination of major ductile strike-slip shear and differential cooling along the Insubric line (Central Alps): U-Pb, Rb-Sr and 40Ar/39Ar ages of cross-cutting pegmatites

To constrain the age of strike-slip shear, related granitic magmatism, and cooling along the Insubric line, 29 size fractions of monazite and xenotime were dated by the U-Pb method, and a series of 25 Rb-Sr and Ar-40/Ar-39 ages were measured on different size fractions of muscovite and biotite. The three pegmatitic intrusions analyzed truncate high-grade metamorphic mylonite gneisses of the Simplon shear zone, a major Alpine structure produced in association with dextral strike-slip movements along the southern edge of the European plate, after collision with its Adriatic indenter. Pegmatites and aplites were produced between 29 and 25 Ma in direct relation to right-lateral shear along the Insubric line, by melting of continental crust having Sr-87/Sr-86 between 0.7199 and 0.7244 at the time of melting. High-temperature dextral strike-slip shear was active at 29.2 +/- 0.2 (2 sigma) Ma, and it terminated before 26.4 +/- 0.1 Ma. During dike injection, temperatures in the country rocks of the Isorno-Orselina and Monte Rosa structural units did not exceed approximate to 500 degrees C, leading to fast initial cooling, followed by slower cooling to approximate to 350 degrees C within several million years. In one case, initial cooling to approximate to 500 degrees C was significantly delayed by about 4 m.y., with final cooling to approximate to 300 degrees C at 20-19 Ma in all units. For the period between 29 and 19 Ma, cooling of the three sample localities was non-uniform in space and time, with significant variations on the kilometre scale. These differences are most likely due to strongly varying heat flow, and/or heterogeneous distribution of unroofing rates within the continuously deforming Insubric line. If entirely ascribed to differences in unroofing, corresponding rates would vary between 0.5 and 2.5 mm/y, for a thermal gradient of 30 degrees/km.

Pulse wave amplitude drops during sleep are reliable surrogate markers of changes in cortical activity

Rapport de synthèseLe syndrome d'apnées obstructives du sommeil (SAOS) est une pathologie respiratoire fréquente. Sa prévalence est estimée entre 2 et 5% de la population adulte générale. Ses conséquences sont importantes. Notamment, une somnolence diurne, des troubles de la concentration, des troubles de la mémoire et une augmentation du risque d'accident de la route et du travail. Il représente également un facteur de risque cardiovasculaire indépendant.Ce syndrome est caractérisé par la survenue durant le sommeil d'obstructions répétées des voies aériennes supérieures. L'arrêt ou la diminution d'apport en oxygène vers les poumons entraîne des épisodes de diminution de la saturation en oxygène de l'hémoglobine. Les efforts ventilatoires visant à lever l'obstacle présent sur les voies aériennes causent de fréquents réveils à l'origine d'une fragmentation du sommeil.La polysomnographie (PSG) représente le moyen diagnostic de choix. Il consiste en l'enregistrement dans un laboratoire du sommeil et en présence d'un technicien diplômé, du tracé électroencéphalographique (EEG), de l'électrooculogramme (EOG), de l'électromyogramme mentonnier (EMG), du flux respiratoire nasal, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de l'électrocardiogramme (ECG), des mouvements thoraciques et abdominaux, de la position du corps et des mouvements des jambes. L'examen est filmé par caméra infrarouge et les sons sont enregistrés.Cet examen permet entre autres mesures, de déterminer les événements respiratoires obstructifs nécessaires au diagnostic de syndrome d'apnée du sommeil. On définit une apnée lors d'arrêt complet du débit aérien durant au moins 10 secondes et une hypopnée en cas, soit de diminution franche de l'amplitude du flux respiratoire supérieure à 50% durant au moins 10 secondes, soit de diminution significative (20%) de l'amplitude du flux respiratoire pendant au minimum 10 secondes associée à un micro-éveil ou à une désaturation d'au moins 3% par rapport à la ligne de base. La détection des micro-éveils se fait en utilisant les dérivations électroencéphalographiques, électromyographiques et électrooculographiques. Il existe des critères visuels de reconnaissance de ces éveils transitoire: apparition de rythme alpha (8.1 à 12.0 Hz) ou beta (16 à 30 Hz) d'une durée supérieure à 3 secondes [20-21].Le diagnostic de S AOS est retenu si l'on retrouve plus de 5 événements respiratoires obstructifs par heure de sommeil associés soit à une somnolence diurne évaluée selon le score d'Epworth ou à au moins 2 symptômes parmi les suivants: sommeil non réparateur, étouffements nocturne, éveils multiples, fatigue, troubles de la concentration. Le S AOS est gradué en fonction du nombre d'événements obstructifs par heure de sommeil en léger (5 à 15), modéré (15 à 30) et sévère (>30).La polysomnographie (PSG) comporte plusieurs inconvénients pratiques. En effet, elle doit être réalisée dans un laboratoire du sommeil avec la présence permanente d'un technicien, limitant ainsi son accessibilité et entraînant des délais diagnostiques et thérapeutiques. Pour ces mêmes raisons, il s'agit d'un examen onéreux.La polygraphie respiratoire (PG) représente l'alternative diagnostique au gold standard qu'est l'examen polysomnographique. Cet examen consiste en l'enregistrement en ambulatoire, à savoir au domicile du patient, du flux nasalrespiratoire, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de la position du corps et du ronflement (par mesure de pression).En raison de sa sensibilité et sa spécificité moindre, la PG reste recommandée uniquement en cas de forte probabilité de SAOS. Il existe deux raisons principales à l'origine de la moindre sensibilité de l'examen polygraphique. D'une part, du fait que l'état de veille ou de sommeil n'est pas déterminé avec précision, il y a dilution des événements respiratoires sur l'ensemble de l'enregistrement et non sur la période de sommeil uniquement. D'autre part, en l'absence de tracé EEG, la quantification des micro-éveils est impossible. Il n'est donc pas possible dans l'examen poly graphique, de reconnaître une hypopnée en cas de diminution de flux respiratoire de 20 à 50% non associée à un épisode de désaturation de l'hémoglobine de 3% au moins. Alors que dans l'examen polysomnographique, une telle diminution du flux respiratoire pourrait être associée à un micro-éveil et ainsi comptabilisée en tant qu'hypopnée.De ce constat est né la volonté de trouver un équivalent de micro-éveil en polygraphie, en utilisant les signaux à disposition, afin d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique.Or plusieurs études ont démontrés que les micro-éveils sont associés à des réactions du système nerveux autonome. Lors des micro-éveils, on met en évidence la survenue d'une vasoconstriction périphérique. La variation du tonus sympathique associée aux micro-éveils peut être mesurée par différentes méthodes. Les variations de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie représentant un marqueur fiable de la vasoconstriction périphérique associée aux micro-réveils, il paraît donc opportun d'utiliser ce marqueur autonomique disponible sur le tracé des polygraphies ambulatoires afin de renforcer la sensibilité de cet examen.Le but de l'étude est d'évaluer la sensibilité des variations de l'amplitude de l'onde de pouls pour détecter des micro-réveils corticaux afin de trouver un moyen d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique et de renforcer ainsi sont pouvoir diagnostic.L'objectif est de démontrer qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde pouls est concomitante à une activation corticale correspondant à un micro¬réveil. Cette constatation pourrait permettre de déterminer une hypopnée, en polygraphie, par une diminution de 20 à 50% du flux respiratoire sans désaturation de 3% mais associée à une baisse significative de l'amplitude de pouls en postulant que l'événement respiratoire a entraîné un micro-réveil. On retrouve par cette méthode les mêmes critères de scoring d'événements respiratoires en polygraphie et en polysomnographie, et l'on renforce la sensibilité de la polygraphie par rapport au gold standard polysomnographique.La méthode consiste à montrer en polysomnographie qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie est associée à une activation du signal électroencéphalographique, en réalisant une analyse spectrale du tracé EEG lors des baisses d'amplitude du signal d'onde de pouls.Pour ce faire nous avons réalisé une étude rétrospective sur plus de 1000 diminutions de l'amplitude de l'onde de pouls sur les tracés de 10 sujets choisis de manière aléatoire parmi les patients référés dans notre centre du sommeil (CIRS) pour suspicion de trouble respiratoire du sommeil avec somnolence ou symptomatologie diurne.Les enregistrements nocturnes ont été effectués de manière standard dans des chambres individuelles en utilisant le système d'acquisition Embla avec l'ensemble des capteurs habituels. Les données ont été par la suite visuellement analysées et mesurées en utilisant le software Somnologica version 5.1, qui fournit un signal de l'amplitude de l'onde de pouls (puise wave amplitude - PWA).Dans un premier temps, un technicien du sommeil a réalisé une analyse visuelle du tracé EEG, en l'absence des données du signal d'amplitude d'onde de pouls. Il a déterminé les phases d'éveil et de sommeil, les stades du sommeil et les micro¬éveils selon les critères standards. Les micro-éveils sont définis lors d'un changement abrupt dans la fréquence de l'EEG avec un pattern d'ondes thêta-alpha et/ou une fréquence supérieure à 16 Hz (en l'absence de fuseau) d'une durée d'au minimum trois secondes. Si cette durée excède quinze secondes, l'événement correspond à un réveil.Puis, deux investigateurs ont analysé le signal d'amplitude d'onde de pouls, en masquant les données du tracé EEG qui inclut les micro-éveils. L'amplitude d'onde de pouls est calculée comme la différence de valeur entre le zénith et le nadir de l'onde pour chaque cycle cardiaque. Pour chaque baisse de l'amplitude d'onde de pouls, la plus grande et la plus petite amplitude sont déterminées et le pourcentage de baisse est calculé comme le rapport entre ces deux amplitudes. On retient de manière arbitraire une baisse d'au moins 20% comme étant significative. Cette limite a été choisie pour des raisons pratiques et cliniques, dès lors qu'elle représentait, à notre sens, la baisse minimale identifiable à l'inspection visuelle. Chaque baisse de PWA retenue est divisée en 5 périodes contiguës de cinq secondes chacune. Deux avant, une pendant et deux après la baisse de PWA.Pour chaque période de cinq secondes, on a pratiqué une analyse spectrale du tracé EEG correspondant. Le canal EEG C4-A1 est analysé en utilisant la transformée rapide de Fourier (FFT) pour chaque baisse de PWA et pour chaque période de cinq secondes avec une résolution de 0.2 Hz. La distribution spectrale est catégorisée dans chaque bande de fréquence: delta (0.5 à 4.0 Hz); thêta (4.1 à 8.0Hz); alpha (8.1 à 12.0 Hz); sigma (12.1 à 16 Hz) et beta (16.1 à 30.0 Hz). La densité de puissance (power density, en μΥ2 ) pour chaque bande de fréquence a été calculée et normalisée en tant que pourcentage de la puissance totale. On a déterminé, ensuite, la différence de densité de puissance entre les 5 périodes par ANOVA on the rank. Un test post hoc Tukey est été utilisé pour déterminer si les différences de densité de puissance étaient significatives. Les calculs ont été effectués à l'aide du software Sigmastat version 3.0 (Systat Software San Jose, California, USA).Le principal résultat obtenu dans cette étude est d'avoir montré une augmentation significative de la densité de puissance de l'EEG pour toutes les bandes de fréquence durant la baisse de l'amplitude de l'onde de pouls par rapport à la période avant et après la baisse. Cette augmentation est par ailleurs retrouvée dans la plupart des bande de fréquence en l'absence de micro-réveil visuellement identifié.Ce résultat témoigné donc d'une activation corticale significative associée à la diminution de l'onde de pouls. Ce résulat pourrait permettre d'utiliser les variations de l'onde de pouls dans les tracés de polygraphie comme marqueur d'une activation corticale. Cependant on peut dire que ce marqueur est plus sensible que l'analyse visuelle du tracé EEG par un technicien puisque qu'on notait une augmentation de lactivité corticale y compris en l'absence de micro-réveil visuellement identifié. L'application pratique de ces résultats nécessite donc une étude prospective complémentaire.

Regulation of mucoidy in the biological control agent Pseudomonas fluorescens CHA0 and construction of an exopolysaccharide-overproducing variant

Pseudomonas fluorescens CHA0, an effective biological control agent of soilborne plant diseases, is naturally non-mucoid. We have isolated a highly mucoid Tn5 insertion mutant of strain CHA0. The mucoid phenotype was found to be due to the overproduction of exopolysaccharide (EPS), as a result of a mutation in the mucA gene. The wild-type mucA gene was cloned by a two-step, Tn5-dependent cloning procedure previously described and the deduced amino acid sequence showed 71% identity with MucA of P. aeruginosa, a negative regulator of the alternative sigma factor AlgU (=s22, sE). As in P. aeruginosa, mucA is preceded by the algU gene encoding s22 (91% identity at the amino acid sequence level). A mucA in-frame deletion mutant of CHA0 overproduced EPS and formed mucoid colonies, whereas an algU in-frame deletion mutant showed a non-mucoid phenotype. Pyoluteorin, an antibiotic produced by P. fluorescens, was found to be entrapped in EPS of a mucoid mutant. In natural soil, mucoidy negatively affected survival of the bacteria, suggesting that under these conditions the potential to produce abundant EPS does not confer a selective advantage on the bacteria.

RpoN (sigma54) controls production of antifungal compounds and biocontrol activity in Pseudomonas fluorescens CHA0.

Pseudomonas fluorescens CHA0 is an effective biocontrol agent of root diseases caused by fungal pathogens. The strain produces the antibiotics 2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG) and pyoluteorin (PLT) that make essential contributions to pathogen suppression. This study focused on the role of the sigma factor RpoN (sigma54) in regulation of antibiotic production and biocontrol activity in P. fluorescens. An rpoN in-frame-deletion mutant of CHAO had a delayed growth, was impaired in the utilization of several carbon and nitrogen sources, and was more sensitive to salt stress. The rpoN mutant was defective for flagella and displayed drastically reduced swimming and swarming motilities. Interestingly, the rpoN mutant showed a severalfold enhanced production of DAPG and expression of the biosynthetic gene phlA compared with the wild type and the mutant complemented with monocopy rpoN+. By contrast, loss of RpoN function resulted in markedly lowered PLT production and plt gene expression, suggesting that RpoN controls the balance of the two antibiotics in strain CHA0. In natural soil microcosms, the rpoN mutant was less effective in protecting cucumber from a root rot caused by Pythium ultimum. Remarkably, the mutant was not significantly impaired in its root colonization capacity, even at early stages of root infection by Pythium spp. Taken together, our results establish RpoN for the first time as a major regulator of biocontrol activity in Pseudomonas fluorescens.

The homologous regulators ANR of Pseudomonas aeruginosa and FNR of Escherichia coli have overlapping but distinct specificities for anaerobically inducible promoters.

The anaerobic transcriptional regulator ANR induces the arginine deiminase and denitrification pathways in Pseudomonas aeruginosa during oxygen limitation. The homologous activator FNR of Escherichia coli, when introduced into an anr mutant of P. aeruginosa, could functionally replace ANR for anaerobic growth on nitrate but not for anaerobic induction of arginine deiminase. In an FNR-positive E. coli strain, the ANR-dependent promoter of the arcDABC operon, which encodes the enzymes of the arginine deiminase pathway, was not expressed. To analyse systematically these distinct induction patterns, a lacZ promoter-probe, broad-host-range plasmid containing various -40 regions (the ANR/FNR recognition sequences) and -10 promoter sequences was constructed. These constructs were tested in P. aeruginosa and in E. coli expressing either ANR or FNR. In conjunction with the consensus -10 hexamer of E. coli sigma 70 RNA polymerase (TATAAT), the consensus FNR site (TTGAT ..... ATCAA) was recognized efficiently by ANR and FNR in both hosts. By contrast, when promoters contained the Arc box (TTGAC .... ATCAG), which is found in the arcDABC promoter, or a symmetrical mutant FNR site (CTGAT .... ATCAG), ANR was a more effective activator than was FNR. Conversely, an extended 22 bp, fully symmetrical FNR site allowed better activation with FNR than with ANR. Combination of the arc promoter -10 sequence (CCTAAT) with the Arc box or the consensus FNR site resulted in good ANR-dependent expression in P. aeruginosa but gave practically no expression in E. coli, suggesting that RNA polymerase of P. aeruginosa differs from the E. coli enzyme in -10 recognition specificity. In conclusion, ANR and FNR are able to activate the RNA polymerases of P. aeruginosa and E. coli when the -40 and -10 promoter elements ae identical or close to the E. coli consensus sequences.

Dysfunction in endoplasmic reticulum-mitochondria crosstalk underlies SIGMAR1 loss of function mediated motor neuron degeneration.

Mutations in Sigma 1 receptor (SIGMAR1) have been previously identified in patients with amyotrophic lateral sclerosis and disruption of Sigmar1 in mouse leads to locomotor deficits. However, cellular mechanisms underlying motor phenotypes in human and mouse with disturbed SIGMAR1 function have not been described so far. Here we used a combination of in vivo and in vitro approaches to investigate the role of SIGMAR1 in motor neuron biology. Characterization of Sigmar1(-/-) mice revealed that affected animals display locomotor deficits associated with muscle weakness, axonal degeneration and motor neuron loss. Using primary motor neuron cultures, we observed that pharmacological or genetic inactivation of SIGMAR1 led to motor neuron axonal degeneration followed by cell death. Disruption of SIGMAR1 function in motor neurons disturbed endoplasmic reticulum-mitochondria contacts, affected intracellular calcium signalling and was accompanied by activation of endoplasmic reticulum stress and defects in mitochondrial dynamics and transport. These defects were not observed in cultured sensory neurons, highlighting the exacerbated sensitivity of motor neurons to SIGMAR1 function. Interestingly, the inhibition of mitochondrial fission was sufficient to induce mitochondria axonal transport defects as well as axonal degeneration similar to the changes observed after SIGMAR1 inactivation or loss. Intracellular calcium scavenging and endoplasmic reticulum stress inhibition were able to restore mitochondrial function and consequently prevent motor neuron degeneration. These results uncover the cellular mechanisms underlying motor neuron degeneration mediated by loss of SIGMAR1 function and provide therapeutically relevant insight into motor neuronal diseases.