Characterization of the hcnABC gene cluster encoding hydrogen cyanide synthase and anaerobic regulation by ANR in the strictly aerobic biocontrol agent Pseudomonas fluorescens CHA0.

The secondary metabolite hydrogen cyanide (HCN) is produced by Pseudomonas fluorescens from glycine, essentially under microaerophilic conditions. The genetic basis of HCN synthesis in P. fluorescens CHA0 was investigated. The contiguous structural genes hcnABC encoding HCN synthase were expressed from the T7 promoter in Escherichia coli, resulting in HCN production in this bacterium. Analysis of the nucleotide sequence of the hcnABC genes showed that each HCN synthase subunit was similar to known enzymes involved in hydrogen transfer, i.e., to formate dehydrogenase (for HcnA) or amino acid oxidases (for HcnB and HcnC). These similarities and the presence of flavin adenine dinucleotide- or NAD(P)-binding motifs in HcnB and HcnC suggest that HCN synthase may act as a dehydrogenase in the reaction leading from glycine to HCN and CO2. The hcnA promoter was mapped by primer extension; the -40 sequence (TTGGC ... ATCAA) resembled the consensus FNR (fumarate and nitrate reductase regulator) binding sequence (TTGAT ... ATCAA). The gene encoding the FNR-like protein ANR (anaerobic regulator) was cloned from P. fluorescens CHA0 and sequenced. ANR of strain CHA0 was most similar to ANR of P. aeruginosa and CydR of Azotobacter vinelandii. An anr mutant of P. fluorescens (CHA21) produced little HCN and was unable to express an hcnA-lacZ translational fusion, whereas in wild-type strain CHA0, microaerophilic conditions strongly favored the expression of the hcnA-lacZ fusion. Mutant CHA21 as well as an hcn deletion mutant were impaired in their capacity to suppress black root rot of tobacco, a disease caused by Thielaviopsis basicola, under gnotobiotic conditions. This effect was most pronounced in water-saturated artificial soil, where the anr mutant had lost about 30% of disease suppression ability, compared with wild-type strain CHA0. These results show that the anaerobic regulator ANR is required for cyanide synthesis in the strictly aerobic strain CHA0 and suggest that ANR-mediated cyanogenesis contributes to the suppression of black root rot.

Regulation of the peroxisome proliferator-activated receptor alpha gene by glucocorticoids.

This study demonstrates that the expression of the peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPAR alpha) is regulated by glucocorticoid hormones in hepatocytes. Hydrocortisone, dexamethasone, and triamcinolone stimulated PPAR alpha mRNA synthesis in a dose-dependent manner in primary rat hepatocyte cultures. This glucocorticoid stimulation was inhibited by RU 486, a specific glucocorticoid antagonist. Moreover, in contrast to glucocorticoid hormones, the mineralocorticoid aldosterone had only a weak effect, suggesting that the hormonal stimulation of PPAR alpha was mediated by the glucocorticoid receptor. The induction was not prevented by cycloheximide treatment of the hepatocytes, indicating that it was mediated by preexisting glucocorticoid receptor. Finally, the RNA synthesis inhibitor actinomycin D abolished the stimulatory effect of dexamethasone, and nuclear run-on analysis showed an increase of PPAR alpha transcripts after hormonal induction. Thus, the PPAR alpha gene is an early response gene of glucocorticoids that control its expression at the transcriptional level.

A Novel Pulse-Chase SILAC Strategy Measures Changes in Protein Decay and Synthesis Rates Induced by Perturbation of Proteostasis with an Hsp90 Inhibitor.

Standard proteomics methods allow the relative quantitation of levels of thousands of proteins in two or more samples. While such methods are invaluable for defining the variations in protein concentrations which follow the perturbation of a biological system, they do not offer information on the mechanisms underlying such changes. Expanding on previous work [1], we developed a pulse-chase (pc) variant of SILAC (stable isotope labeling by amino acids in cell culture). pcSILAC can quantitate in one experiment and for two conditions the relative levels of proteins newly synthesized in a given time as well as the relative levels of remaining preexisting proteins. We validated the method studying the drug-mediated inhibition of the Hsp90 molecular chaperone, which is known to lead to increased synthesis of stress response proteins as well as the increased decay of Hsp90 "clients". We showed that pcSILAC can give information on changes in global cellular proteostasis induced by treatment with the inhibitor, which are normally not captured by standard relative quantitation techniques. Furthermore, we have developed a mathematical model and computational framework that uses pcSILAC data to determine degradation constants kd and synthesis rates Vs for proteins in both control and drug-treated cells. The results show that Hsp90 inhibition induced a generalized slowdown of protein synthesis and an increase in protein decay. Treatment with the inhibitor also resulted in widespread protein-specific changes in relative synthesis rates, together with variations in protein decay rates. The latter were more restricted to individual proteins or protein families than the variations in synthesis. Our results establish pcSILAC as a viable workflow for the mechanistic dissection of changes in the proteome which follow perturbations. Data are available via ProteomeXchange with identifier PXD000538.

Regulation of inflammasome activity.

Summary Interleukin-1beta (IL-1beta) is a potent inflammatory cytokine, which is implicated in acute and chronic inflammatory disorders. The activity of IL-1beta is regulated by the proteolytic cleavage of its inactive precursor resulting in the mature, bioactive form of the cytokine. Cleavage of the IL-1beta precursor is performed by the cysteine protease caspase-1, which is activated within protein complexes termed 'inflammasomes'. To date, four distinct inflammasomes have been described, based on different core receptors capable of initiating complex formation. Both the host and invading pathogens need to control IL-1beta production and this can be achieved by regulating inflammasome activity. However, we have, as yet, little understanding of the mechanisms of this regulation. In particular the negative feedbacks, which are critical for the host to limit collateral damage of the inflammatory response, remain largely unexplored. Recent exciting findings in this field have given us an insight into the potential of this research area in terms of opening up new therapeutic avenues for inflammatory disorders.

Transcriptional regulation of RNA polymerase III in mammalian cells

L'ARN Polymérase III (Pol III) transcrit un ensemble de petits ARN non traduits impliqués dans des processus cellulaires tels que la biosynthèse des protéines, la maturation des ARNs ou le contrôle transcriptionnel. De ce fait, la Pol III joue un rôle important dans la régulation de la croissance et la prolifération cellulaire. L'initiation de la transcription par la Pol III nécessite l'interaction entre des facteurs de transcription et le complexe de la Pol III lui-même. Un sous- complexe de la Pol III, composé de 3 sous-unités, HsRPC3, HsRPC6 et HsRPC7 sert d'intermédiaire dans cette interaction. Dans cette étude, nous avons caractérisé une nouvelle sous-unité de la Pol III, HsRPC7-Like, homologue à HsRPC7. Nous avons montré que ces deux homologues se trouvent spécifiquement chez les vertébrés. Ils proviennent d'un ancêtre commun qui, après duplication il y a 600 millions d'années, a donné naissance à ces deux paralogues. Dans les cellules humaines, deux formes de Pol III coexistent : l'une contientt HsRPC7, l'autre HsRPC7-Like. Nous avons localisé, à l'échelle du génome entier, la présence de ces deux formes de Pol III dans des cellules humaines et dans le foie de souris. Les deux sous-unités ont démontré des caractéristiques identiques, suggérant qu'elles possèdent des fonctions similaires. Cependant, nous avons analysé les motifs d'expression des gènes codant pour RPC7 et RPC7-Like dans des lignées cellulaires dans des conditions variées telles que la concentration de sérum et la densité cellulaire, ainsi que les motifs d'expression dans le foie de souris et des cellules d'hépatocarcinome de souris. Nos résultats suggèrent que l'expression de ces deux sous-untiés varie en fonction de l'activité de prolifération de la cellule. - RNA polymerase III (Pol III) transcribes a set of genes coding for short untranslated RNAs involved in essential cellular processes as for example protein biosynthesis, RNA maturation, and transcriptional control. Thereby Pol III plays an important role in regulating cell growth and proliferation. Initiation of Pol III transcription requires interactions between transcription factors and the Pol III core complex. A Pol III sub-complex composed of three subunits, HsRPC3, HsRPC6, and HsRPC7 mediates this interaction. In this study, we have characterized a new Pol III subunit, HsRPC7-Like, an homologue of HsRPC7. We have shown that these two homologues are specific to vertebrates and originate from an ancestor gene that duplicated 600 mio years ago to give birth to two paralogues. In human cells, two forms of Pol III coexist, one containing HsRPC7 and the other HsRPC7-Like. We have localized, genome-wide, these two Pol III forms in human cells and mouse liver. Both subunits were found on all types of Pol III genes, suggesting that they share similar function. However, we analysed the expression patterns of the RPC7 and RPC7-Like coding genes under various conditions of serum concentration and cell density in different cell lines, as well as expression patterns in mouse liver and mouse hepatocarcinoma cells. Our results suggest that the expression of these two subunits varies with the proliferation rate of the cell.

FGF receptors control vitamin D and phosphate homeostasis by mediating renal FGF-23 signaling and regulating FGF-23 expression in bone.

The functional interaction between fibroblast growth factor 23 (FGF-23) and Klotho in the control of vitamin D and phosphate homeostasis is manifested by the largely overlapping phenotypes of Fgf23- and Klotho-deficient mouse models. However, to date, targeted inactivation of FGF receptors (FGFRs) has not provided clear evidence for an analogous function of FGFRs in this process. Here, by means of pharmacologic inhibition of FGFRs, we demonstrate their involvement in renal FGF-23/Klotho signaling and elicit their role in the control of phosphate and vitamin D homeostasis. Specifically, FGFR loss of function counteracts renal FGF-23/Klotho signaling, leading to deregulation of Cyp27b1 and Cyp24a1 and the induction of hypervitaminosis D and hyperphosphatemia. In turn, this initiates a feedback response leading to high serum levels of FGF-23. Further, we show that FGFR inhibition blocks Fgf23 transcription in bone and that this is dominant over vitamin D-induced Fgf23 expression, ultimately impinging on systemic FGF-23 protein levels. Additionally, we identify Fgf23 as a specific target gene of FGF signaling in vitro. Thus, in line with Fgf23- and Klotho-deficient mouse models, our study illustrates the essential function of FGFRs in the regulation of vitamin D and phosphate levels. Further, we reveal FGFR signaling as a novel in vivo control mechanism for Fgf23 expression in bone, suggesting a dual function of FGFRs in the FGF-23/Klotho pathway leading to vitamin D and phosphate homeostasis.

Reciprocal regulation of brain and muscle Arnt-like protein 1 and peroxisome proliferator-activated receptor alpha defines a novel positive feedback loop in the rodent liver circadian clock.

Recent evidence has emerged that peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARalpha), which is largely involved in lipid metabolism, can play an important role in connecting circadian biology and metabolism. In the present study, we investigated the mechanisms by which PPARalpha influences the pacemakers acting in the central clock located in the suprachiasmatic nucleus and in the peripheral oscillator of the liver. We demonstrate that PPARalpha plays a specific role in the peripheral circadian control because it is required to maintain the circadian rhythm of the master clock gene brain and muscle Arnt-like protein 1 (bmal1) in vivo. This regulation occurs via a direct binding of PPARalpha on a potential PPARalpha response element located in the bmal1 promoter. Reversely, BMAL1 is an upstream regulator of PPARalpha gene expression. We further demonstrate that fenofibrate induces circadian rhythm of clock gene expression in cell culture and up-regulates hepatic bmal1 in vivo. Together, these results provide evidence for an additional regulatory feedback loop involving BMAL1 and PPARalpha in peripheral clocks.

Regulation of dendritic development by BDNF requires activation of CRTC1 by glutamate.

Dendritic growth is essential for the establishment of a functional nervous system. Among extrinsic signals that control dendritic development, substantial evidence indicates that BDNF regulates dendritic morphology. However, little is known about the underlying mechanisms by which BDNF controls dendritic growth. In this study, we show that the MAPK signaling pathway and the transcription factor cAMP response element-binding protein (CREB) mediate the effects of BDNF on dendritic length and complexity. However, phosphorylation of CREB alone is not sufficient for the stimulation of dendritic growth by BDNF. Thus, using a mutant form of CREB unable to bind CREB-regulated transcription coactivator (CRTC1), we demonstrate that this effect also requires a functional interaction between CREB and CRTC1. Moreover, inhibition of CRTC1 expression by shRNA-mediated knockdown abolished BDNF-induced dendritic growth of cortical neurons. Interestingly, we found that nuclear translocation of CRTC1 results from activation of NMDA receptors by glutamate, a process that is essential for the effects of BDNF on dendritic development. Together, these data identify a previously unrecognized mechanism by which CREB and the coactivator CRTC1 mediate the effects of BDNF on dendritic growth.

Orthologues of the Drosophila melanogaster E75 molting control gene in the filarial parasites Brugia malayi and Dirofilaria immitis.

Filarial parasites cause debilitating diseases in humans and domesticated animals. Brugia malayi and Dirofilaria immitis are transmitted by mosquitoes and infect humans and dogs, respectively. Their life cycle is punctuated by a series of cuticular molts as they move between different hosts and tissues. An understanding of the genetic basis for these developmental transitions may suggest potential targets for vaccines or chemotherapeutics. Nuclear receptor (NR) proteins have been implicated in molting in the free-living nematode Caenorhabditis elegans and have well characterized roles in molting during larval development of Drosophila melanogaster. For example, the D. melanogaster E75 (NR1D3) NR gene is required for molting and metamorphosis, as well as egg chamber development in adult females. We have identified Bm-nhr-11and Di-nhr-6, B. malayi and D. immitis orthologues of E75. Both genes encode canonical nuclear receptor proteins, are developmentally regulated, and are expressed in a sex-specific manner in adults.

Negative control of quorum sensing by RpoN (sigma54) in Pseudomonas aeruginosa PAO1.

In Pseudomonas aeruginosa PAO1, the expression of several virulence factors such as elastase, rhamnolipids, and hydrogen cyanide depends on quorum-sensing regulation, which involves the lasRI and rhlRI systems controlled by N-(3-oxododecanoyl)-L-homoserine lactone and N-butyryl-L-homoserine lactone, respectively, as signal molecules. In rpoN mutants lacking the transcription factor sigma(54), the expression of the lasR and lasI genes was elevated at low cell densities, whereas expression of the rhlR and rhlI genes was markedly enhanced throughout growth by comparison with the wild type and the complemented mutant strains. As a consequence, the rpoN mutants had elevated levels of both signal molecules and overexpressed the biosynthetic genes for elastase, rhamnolipids, and hydrogen cyanide. The quorum-sensing regulatory protein QscR was not involved in the negative control exerted by RpoN. By contrast, in an rpoN mutant, the expression of the gacA global regulatory gene was significantly increased during the entire growth cycle, whereas another global regulatory gene, vfr, was downregulated at high cell densities. In conclusion, it appears that GacA levels play an important role, probably indirectly, in the RpoN-dependent modulation of the quorum-sensing machinery of P. aeruginosa.

Dual control of hydrogen cyanide biosynthesis by the global activator GacA in Pseudomonas aeruginosa PAO1.

The global response regulator GacA of Pseudomonas aeruginosa PAO1 positively controls the production of the quorum sensing signal molecule N-butanoyl-homoserine-lactone (C4-HSL) and hence the synthesis of several C4-HSL-dependent virulence factors, including hydrogen cyanide (HCN). This study presents evidence that GacA positively influences the transcription of the rhlI gene, specifying C4-HSL synthase, explaining the quorum sensing-dependent transcriptional control of the HCN biosynthetic genes (hcnABC). In addition, GacA was found to modulate hcn gene expression positively at a post-transcriptional level involving the hcnA ribosome-binding site. Thus, the activating effect of GacA on cyanogenesis results from both transcriptional and post-transcriptional mechanisms.

Function and regulation of the scaffold protein IB1/JIP-1 in the uro-genital tract.

RESUME Ce mémoire de thèse traite de l'étude de la « scaffold »protéine ou protéine «échafaud», « Islet-Brain1/ JNK Interacting Protein 1 » (IB1/JIP-1) dans la vessie et la prostate, deux organes importants de l'appareil uro-genital. Cette protéine, mise en évidence dans notre laboratoire à la fin des année 90, a été reconnue pour réguler la voie de signalisation des « Mitogen-Activated Protein Kinases » (MAPKs), et en particulier de la MAPK appelée c-Jun N-terminal Kinase (JNK). Le réseau de voie de signalisation permet aux cellules de percevoir les changements dans le milieu extracellulaire et de permettre une réponse appropriée à ces différents stimuli. La connaissance des voies de signalisation a permis de mettre en évidence leur rôle crucial tant dans l'homéostase des tissus sains que dans des processus pathologiques comme l'oncogenèse. Parmi une vingtaine de voie de signalisation, la voie de signalisation des «MAPKinases » est une des plus importantes et a été montrée pour participer à diverses fonctions cellulaires telles que la différentiation, la motilité, la division et la mort cellulaire. La voie de signalisation des « MAPKinases » est typiquement constituée d'un module de trois kinases qui s'activent séquentiellement par phosphorylation. On note la présence d'une MAPK, d'un activateur de MAPK et d'un activateur de l'activateur de MAPK. Une fois la MAPK activée, elle permettra la régulation de différentes cibles dont certain facteur de transcription. Chez les mammifères, il existe 3 grands groupes de MAPKs : the extracellular signal-regulated kinase 1 and 2 (ERK 1/2) cascade, qui régule préférentiellement la croissance et la différentiation cellulaire, ainsi que les cascades JNK et p38 qui régulent préférentiellement la réponse à différents stress cellulaires telle que l'inflammation ou l'apoptose. JNK est activé par différents stress cellulaire telle que les cytokines inflammatoires. JNK est également requis au cours du développement embryonnaire et contribue à la mort (apoptose) ou à la prolifération cellulaire. Plusieurs études ont mis en évidence le rôle de JNK durant le processus tumoral, sans que son rôle soit clairement identifié. JNK pourrait avoir des fonctions différentes durant l'initiation puis de la progression tumorale. Chez les mammifères, les voies de signalisation intracellulaires forment un réseau complexe et elles interagissent entre elles, ce qui permet aux cellules une réponse adéquate aux multitudes de stimuli existants dans les organismes pluricellulaires. Parmi plusieurs mécanismes de régulation, les protéines dites « scaffold » ou «échafaud » jouent un rôle crucial dans l'homéostase de la voie de signalisation des «MAPKinase ». L'introduction revoit brièvement ces différents aspects, de la voie de signalisation des «MAPKinase et des connaissance sur IB1/JIP-1. Les premières études effectuées sur IB1/JIP-1 ont montré une expression relativement spécifique de cette protéine dans certains types de neurones ainsi que dans la cellule beta-sécrétrice d'insuline. IB1/JIP-1 régule la voie de signalisation JNK par interaction avec les différents composants du module, modifiant ainsi le spectre de substrats activés par JNK. La fonction précise de IB1/JIP-1 n'était pas encore élucidée, mais plusieurs travaux mettaient en lumière un rôle dans la régulation, et la sous-location cellulaire des composants de la voie de signalisation JNK, ainsi que dans la survie cellulaire à certain stress. Cette expression relativement spécifique est intrigante car elle suggère que sa présence serait nécessaire à une régulation spécifique de la MAPKinase JNK ou à certaines autres fonctions cellulaires également spécifiques de certains tissus. Le premier but de ce travail a consisté à mettre en évidence l'expression de IB1/JIP-1 dans l'appareil uro-génital et plus particulièrement dans la vessie et la prostate. Nos résultats ont montré que IB1/JIP-1 est spécifiquement exprimé au niveau de l'urothélium vésical, mais pas dans le muscle lisse. Il en est de même au niveau de la prostate où IB1/JIP-1 est exprimé spécifiquement au niveau de l'épithélium sécrétoire et absent au niveau du stroma fibro-musculaire. La vessie et la prostate sont des organes ou l'activité JNK pourrait être crucial tant dans l' homeostase tissulaire que dans le développement de pathologies bénignes ou malignes. La vessie et la prostate sont le siège fréquent de tumeur. La base pour le développement du cancer est complexe et implique plusieurs anomalies génétiques. Ce processus complexe lié au développement tumoral est encore loin d`être complètement élucidé, raison pour laquelle il est crucial de poursuivre l'étude des différents gènes pouvant être impliqué dans ces processus ou pouvant être utilisé comme outil thérapeutique. Dans l'urothelium de la vessie, la fonction de la MAPK JNK n'a été que très peu étudiée. Il existe quelques études, in vitro, suggérant une implication possible de cette voie de signalisation dans des processus telle que le développement ou la progression tumorale. Le chapitre 1 décrit une étude in vivo dans la vessie un modèle de stress mécanique, connu pour activer les MAPKinase. La dilatation vésicale, due à une obstruction urétrale, a mis en évidence une diminution de l'expression de IB1/JIP-1 ainsi qu'une activation de la MAPKinase JNK. Dans ce modèle, la régulation de IB1/JIP-1, par l'intermédiaire d'un vecteur viral, a permis de démontrer que IB1/JIP-1 régulait l'activité de JNK dans ce tissu. Pour poursuivre l'étude de cette fonction d' IB1/JIP-1 dans l'urothélium, nous avons investigué l'activité JNK dans des souris génétiquement modifiées et porteuse d'une délétion de 1 des 2 allèles du gène codant pour IB1/JIP-1, avec un contenu en IB1/JIP-1 diminué de moitié. L'activation de JNK est également augmentée dans l'urothelium au repos de ces souris, ce qui confirme la fonction régulatrice de JNK par IB1/JIP-1. Ces résultats ont permis de mettre en évidence un rôle critique de celle-ci dans l'homéostase de I`urothelium et suggère une nouvelle cible pour réguler la voie de signalisation dans ce tissu. En outre, la modulation des niveaux d'expression d'IB1/JIP-1 dans la vessie, in vivo, par l'intermédiaire de vecteurs viraux s'est révélée réalisable et indique un moyen élégant pour développer une thérapie génique dans cet organe. Un autre élément de ce travail de thèse, révélée au chapitre 2, a été d'étudier la régulation dans la vessie de rat de la communication intercellulaire de type « GAP ». Les cellules adjacentes partagent des ions, messagers secondaires et des petits métabolites par l'intermédiaire de canaux intercellulaire qui forment les jonctions de type « GAP ». Ce type de communications intercellulaire permet une activité cellulaire coordonnée, une caractéristique importante pour l'homéostase des organismes multicellulaire. Ce type de communication intercellulaire est formé de 2 demi-canaux appelés connexons. Chaque connexon est formé de six protéines appelées connexins (Cx). Il existe environ vingt connexines différentes nommées par leur poids moléculaire respectif. Les jonctions de type canaux "GAP" permettent aux cellules de communiquer avec les cellules voisines au quelles elles sont mécaniquement ou électriquement couplées. La vessie peut être particulièrement dépendante de la communication intercellulaire par les canaux « Gap » qui permettrait de coordonner la réponse de la musculature ainsi que de l'urothélium à l'augmentation de la pression transmurale du à l'accumulation d'urine, situation fréquemment observée dans le cadre de l'hyperplasie bénigne de la prostate. Dans la vessie de rat, la connexine26 est exprimée uniquement dans l'urothelium. La Cx26, a été montrée pour être un possible « tumor suppressor gene » dans le cancer de vessie. Une augmentation de la Cx26 ainsi que du couplage des cellules urothéliales a été démontré dans notre modèle de stress mécanique sur la vessie de rat et est dépendante de 2 éléments de réponses connues pour interagir avec AP-1. La régulation de IB1/JIP-1 a permis de montrer que celle-ci régulait l'activité JNK, ainsi que l'activité du facteur de transcription AP-1, composé de c-Jun lui-même cible de JNK. Cette réduction de l'activité de AP-1 est associée à une diminution de l'expression du transcipt de la Cx26. En résumé, la Cx26 pourrait être régulée par le complexe AP-1 lui-même dépendant du contenu en IB1/JIP-1. Dans le chapitre 3, l'étude de IB1/J1P-1 s'est portée sur la prostate. Cet organe, siège fréquent de pathologie telle que le cancer ou l'hyperplasie bénigne de la prostate, exprime IB1/JIP-1 au niveau de son épithélium sécrétoire. Cette expression est maintenue dans une lignée cellulaire humaine largement étudiée est reconnue comme un modèle adéquat de cellules tumorales de type androgène-sensible. IB1/JIP-1 a été investigué dans un modèle in vitro d'apoptose en réponse à un agent appelé N-(4-hydroxyphenyl)retinamide (4-HPR) qui induit une activation de la MAPK JNK ainsi que également un diminution du contenu en IB1/JIP-1. La surexpression de IB1/JIP-1 en utilisant à nouveau des virus comme vecteur a démontré que IB1/JIP-1 était capable de réguler l'activité de JNK ainsi que les taux d'apoptose. Dans le cancer de la prostate, certains travaux ont montré que la différentiation neuroendocrine des cellules tumorales est associée à la progression tumorale et à la perte de sensibilité aux androgènes. Ce travail a permis de dévoiler l'augmentation d'expression de IB1/JIP-1 dans un modèle de neurodifferentiation des cellules d'une lignée prostatique humaine (LNCaP). Les mécanismes qui permettent une expression spécifique de IB1/JIP-1 ont été partiellement investiguée dans notre laboratoire. Son promoteur humain contient un « Neuron Restricive Silencer Element » (NRSE) connu pour se lier a répresseur transcriptionel appelé « RE-1 Silencer Transcription Factor » ou « Neuron Restrictive Silencer Factor » (REST/NRSF). NRSF/REST est capable de réprimer l'expression de gènes neuronaux en dehors du système neuronal. Il prend part à la différentiation terminale des gènes neuronaux. Dans le chapitre 3, on observe que l'activité de REST/NRSF est diminuée dans les cellules LNCaP qui se transdifferencient de manière neuroendocrine, et que REST/NRSF est capable de moduler l'expression de ces gènes cibles dans ce type cellulaire. Ces travaux laissent suggérer que NRSF/REST participe à l'acquisition du phénotype neuroendocrinien et pourrait être une cible pour réguler ce phénomène. En conclusion, ce travail de thèse présente l'expression de IB1/JIP-1 dans 2 organes de l'appareil uro-génital ; la vessie et la prostate. La fonction de IB1/JIP-1 a été étudiée in vivo dans la vessie de rat, ce qui a mis en évidence sa fonction régulatrice de l'activité de la MAPKinase JNK, et de l'activité du facteur de transcription AP-1 ; ainsi que sa possible implication régulatrice de gène cible tel que la Connexin 26 (Cx26). AP-1 et la Cx26 pourraient jouer un rôle dans le processus oncologique, tant dans le control de l'invasion cellulaire ou le control de la croissance cellulaire. Dans la prostate, IB1/JIP-1 régule également l'activité JNK; crucial dans la transmission de certains stimulis pro-apoptotiques. Dans un modèle de transdifférenciation neuroendocrinienne, phénotype possiblement lié au caractère agressif du cancer de la prostate, l'expression de IB1/JIP-1 est augmenté, suggérant soit un rôle possible dans le développement du phénotype neuronal ou une implication dans une fonction anti-apoptotique. Ce travail a donc permis d'élargir nos connaissances sur la régulation et le control de la voie de signalisation des MAPKinases par IB1/JIP-1, qui pourrait avoir encore d'autres fonctions dans ces tissus.

Use of fluorescent proteins to monitor the regulation of antifungal activity in root-associated Pseudomonas fluorescens CHA0

SUMMARY Roots of crop plants are the target of soil-borne pathogens, mainly fungi that cause considerable damage to plant health. By antagonizing these pathogens, some root-colonizing pseudomonads provide plants with efficient biological protection from disease. Pseudomonas fluorescens CHAO is a soil bacterium with the ability to suppress a considerable range of root diseases. A major characteristic conferring biocontrol capacity to this strain is the production of antifungal compounds, in particular 2,4-diacetyphloroglucinol (DAPG) and pyoluteorin (PLT). The regulation of the biosyntheses of these metabolites is complex and involves several regulatory systems responding to multiple environmental signals. In the present work, we have developed reporter systems based on green (GFP) and red fluorescent (DsRed) proteins to monitor regulation of antifungal gene expression in vitro and on plant roots. Stable and unstable GFP-based reporter fusions to the DAPG and PLT biosynthetic genes allowed us to demonstrate that P. fluorescens CHAO keeps the two antifungal compounds at a fine-tuned balance that can be affected by environmental signals. A GFP-based screening technique helped us to identify two novel regulators of balanced antibiotic production, i.e. MvaT and MvaV that are functionally and structurally related to the nucleoid-binding protein H-NS. They act in concert as global regulators of DAPG and PLT production and other biocontrol-related traits in P. fluorescens CHAO, and are essential for the bacterium's capacity to control a root disease caused by Pythium. The combined use of autofluorescent reporters, flow cytometry, and epifluorescence microscopy permitted us to visualize and quantify the expression of DAPG and PLT biosynthetic genes on roots. A GFP- and DsRed-based two-color approach was then developed to further improve the sensitivity of the flow cytometric quantitation method. The findings of this study shed more light on the complex regulatory mechanisms controlling antifungal activity of P. filuorescens in the rhizosphere. RESUME 4 e Les racines de plantes de culture sont la cible de divers pathogènes, principalement des champignons, qui nuisent gravement à la santé des plantes. Certains pseudomonades colonisant les racines peuvent avoir un effet antagoniste sur les pathogènes et protéger ainsi les plantes de manière efficace. Pseudomonas fluorescens CHAO est une bactérie du sol ayant la capacité de supprimer une gamme considérable de maladies racinaires. Une des caractéristiques principales conférant la capacité de biocontrôle à cette souche, est la production de composés antifongiques, en particulier le 2,4-diacétyphloroglucinol (DAPG) et la pyolutéorine (PLT). La régulation de la biosynthèse de ces métabolites est complexe et implique plusieurs systèmes régulateurs répondant à de multiples signaux environnementaux. Dans ce travail, nous avons développé des systèmes rapporteurs basés sur des protéines fluorescentes verte (GFP) et rouge (DsRed), afin d'étudier la régulation de l'expression des gènes d'antifongiques in vitro et sur les racines des plantes. Des fusions GFP stables et instables rapportrices de l'expression des gènes de biosynthèse du DAPG et de la PLT nous ont permis de démontrer que P. fluorescens CHAO gère les deux antifongiques dans une balance finement régulée pouvant être affectée par des signaux environnementaux. Une technique de criblage basée sur la GFP nous a permis d'identifier deux nouveaux régulateurs de la production d'antibiotiques, MvaT et MvaV, apparentés à la protéine H-NS liant l'ADN, Elles agissent de concert en tant que régulateurs globaux sur la production de DAPG et de PLT, ainsi que sur d'autres éléments relatifs au biocontrôle chez P. fluorescens CHAO. De plus, elles sont essentielles à la bactérie pour contrôler une maladie racinaire causée par Pythium. L'utilisation combinée de rapporteurs autofluorescents, de cytométrie de flux et de microscopie à épifluorescence nous a permis de visualiser et de quantifier l'expression des gènes de biosynthèse du DAPG et de la PLT sur les racines. Une approche utilisant simultanément la GFP et la DsRed a ensuite été développée afin d'améliorer la sensibilité de la méthode de quantification par cytométrie de flux. Les résultats de cette étude ont apporté plus de lumière sur les mécanismes régulateurs complexes contrôlant l'activité antifongique de P. fluorescens dans la rizosphère.

Gain-of-function mutations in PDR1, a regulator of antifungal drug resistance in Candida glabrata, control adherence to host cells.

Candida glabrata is an emerging opportunistic pathogen that is known to develop resistance to azole drugs due to increased drug efflux. The mechanism consists of CgPDR1-mediated upregulation of ATP-binding cassette transporters. A range of gain-of-function (GOF) mutations in CgPDR1 have been found to lead not only to azole resistance but also to enhanced virulence. This implicates CgPDR1 in the regulation of the interaction of C. glabrata with the host. To identify specific CgPDR1-regulated steps of the host-pathogen interaction, we investigated in this work the interaction of selected CgPDR1 GOF mutants with murine bone marrow-derived macrophages and human acute monocytic leukemia cell line (THP-1)-derived macrophages, as well as different epithelial cell lines. GOF mutations in CgPDR1 did not influence survival and replication within macrophages following phagocytosis but led to decreased adherence to and uptake by macrophages. This may allow evasion from the host's innate cellular immune response. The interaction with epithelial cells revealed an opposite trend, suggesting that GOF mutations in CgPDR1 may favor epithelial colonization of the host by C. glabrata through increased adherence to epithelial cell layers. These data reveal that GOF mutations in CgPDR1 modulate the interaction with host cells in ways that may contribute to increased virulence.

Potential of education-based insulin therapy for achievement of good metabolic control: a real-life experience.

Diabet. Med. 28, 539-542 (2011) ABSTRACT: Aims  Achievement of good metabolic control in Type 1 diabetes is a difficult task in routine diabetes care. Education-based flexible intensified insulin therapy has the potential to meet the therapeutic targets while limiting the risk for severe hypoglycaemia. We evaluated the metabolic control and the rate of severe hypoglycaemia in real-life clinical practice in a centre using flexible intensified insulin therapy as standard of care since 1990. Methods  Patients followed for Type 1 diabetes (n = 206) or those with other causes of absolute insulin deficiency (n = 17) in our outpatient clinic were analysed in a cross-sectional study. Mean age (± standard deviation) was 48.9 ± 15.7 years, with diabetes duration of 21.4 ± 14.4 years. Outcome measures were HbA(1c) and frequency of severe hypoglycaemia. Results  Median HbA(1c) was 7.1% (54 mmol/mol) [interquartile range 6.6-7.8 (51-62 mmol/mol)]; a good or acceptable metabolic control with HbA(1c) < 7.0% (53 mmol/mol) or 7.5% (58 mmol/mol) was reached in 43.5 and 64.6% of the patients, respectively. The frequency of severe hypoglycaemic episodes was 15 per 100 patient years: 72.3% of the patients did not experience any such episodes during the past 5 years. Conclusions  Good or acceptable metabolic control is achievable in the majority of patients with Type 1 diabetes or other causes of absolute insulin deficiency in routine diabetes care while limiting the risk for severe hypoglycaemia.