Critical role of the transcriptional repressor neuron-restrictive silencer factor in the specific control of connexin36 in insulin-producing cell lines.

Connexin36 (Cx36) is specifically expressed in neurons and in pancreatic beta-cells. Cx36 functions as a critical regulator of insulin secretion and content in beta-cells. In order to identify the molecular mechanisms that control the beta-cell expression of Cx36, we initiated the characterization of the human 5' regulatory region of the CX36 gene. A 2043-bp fragment of the human CX36 promoter was identified from a human BAC library and fused to a luciferase reporter gene. This promoter region was sufficient to confer specific expression to the reporter gene in insulin-secreting cell lines. Within this 5' regulatory region, a putative neuron-restrictive silencer element conserved between rodent and human species was recognized and binds the neuron-restrictive silencing factor (NRSF/REST). This factor is not expressed in insulin-secreting cells and neurons; it functions as a potent repressor through the recruitment of histone deacetylase to the promoter of neuronal genes. The NRSF-mediated repression of Cx36 in HeLa cells was abolished by trichostatin A, confirming the functional importance of histone deacetylase activity. Ectopic expression, by viral gene transfer, of NRSF/REST in different insulin-secreting beta-cell lines induced a marked reduction in Cx36 mRNA and protein content. Moreover, mutations in the Cx36 neuron-restrictive silencer element relieved the low transcriptional activity of the human CX36 promoter observed in HeLa cells and in INS-1 cells expressing NRSF/REST. The data showed that cx36 gene expression in insulin-producing beta-cell lines is strictly controlled by the transcriptional repressor NRSF/REST indicating that Cx36 participates to the neuronal phenotype of the pancreatic beta-cells.

The hairy and enhancer of split 1 is a negative regulator of the repressor element silencer transcription factor.

Silencing of the transcriptional repressor REST is required for terminal differentiation of neuronal and beta-cells. In this study, we hypothesized that REST expression is controlled by hairy and enhancer of split 1 (HES-1), a transcriptional repressor that plays an important role in brain and pancreas development. We identified several N elements (CTNGTG) within the promoter of REST and confirmed that HES-1 associates with the endogenous promoter of REST. Moreover, using a cells model that overexpress HES-1 and a combination of experimental approaches, we demonstrated that HES-1 reduces endogenous REST expression. Taken together, these results indicate that HES-1 is an upstream negative regulator of REST expression.

Neural restrictive silencer factor recruits mSin3 and histone deacetylase complex to repress neuron-specific target genes

Accumulative evidence suggests that more than 20 neuron-specific genes are regulated by a transcriptional cis-regulatory element known as the neural restrictive silencer (NRS). A trans-acting repressor that binds the NRS, NRSF [also designated RE1-silencing transcription factor (REST)] has been cloned, but the mechanism by which it represses transcription is unknown. Here we show evidence that NRSF represses transcription of its target genes by recruiting mSin3 and histone deacetylase. Transfection experiments using a series of NRSF deletion constructs revealed the presence of two repression domains, RD-1 and RD-2, within the N- and C-terminal regions, respectively. A yeast two-hybrid screen using the RD-1 region as a bait identified a short form of mSin3B. In vitro pull-down assays and in vivo immunoprecipitation-Western analyses revealed a specific interaction between NRSF-RD1 and mSin3 PAH1-PAH2 domains. Furthermore, NRSF and mSin3 formed a complex with histone deacetylase 1, suggesting that NRSF-mediated repression involves histone deacetylation. When the deacetylation of histones was inhibited by tricostatin A in non-neuronal cells, mRNAs encoding several neuronal-specific genes such as SCG10, NMDAR1, and choline acetyltransferase became detectable. These results indicate that NRSF recruits mSin3 and histone deacetylase 1 to silence neural-specific genes and suggest further that repression of histone deacetylation is crucial for transcriptional activation of neural-specific genes during neuronal terminal differentiation.

Silencer elements controlling the B29 (Igβ) promoter are neither promoter- nor cell-type-specific

The murine B29 (Igβ) promoter is B cell specific and contains essential SP1, ETS, OCT, and Ikaros motifs. Flanking 5′ DNA sequences inhibit B29 promoter activity, suggesting this region contains silencer elements. Two adjacent 5′ DNA segments repress transcription by the murine B29 promoter in a position- and orientation-independent manner, analogous to known silencers. Both these 5′ segments also inhibit transcription by several heterologous promoters in B cells, including mb-1, c-fos, and human B29. These 5′ segments also inhibit transcription by the c-fos promoter in T cells suggesting they are not B cell-specific elements. DNase I footprint analyses show an approximately 70-bp protected region overlapping the boundary between the two negative regulatory DNA segments and corresponding to binding sites for at least two different DNA-binding proteins. Within this footprint, two unrelated 30-bp cis-acting DNA motifs (designated TOAD and FROG) function as position- and orientation-independent silencers when located directly 5′ of the murine B29 promoter. These two silencer motifs act cooperatively to restrict the transcriptional activity of the B29 promoter. Neither of these motifs resembles any known silencers. Mutagenesis of the TOAD and FROG motifs in their respective 5′ DNA segments eliminates the silencing activity of these upstream regions, indicating these two motifs as the principal B29 silencer elements within these regions.

Identification of potential target genes for the neuron-restrictive silencer factor.

The neuron-restrictive silencer factor (NRSF) represses transcription of several neuronal genes in nonneuronal cells by binding to a 21-bp element called the neuron-restrictive silencer element (NRSE). We have performed data base searches with a composite NRSE to identify additional candidate NRSF target genes. Twenty-two more genes, 17 of which are expressed mainly in neurons, were found to contain NRSE-like sequences. Many of these putative NRSEs bound NRSF in vitro and repressed transcription in vivo. Most of the neuronal genes identified contribute to the basic structural or functional properties of neurons. However, two neuronal transcription factor genes contain NRSEs, suggesting that NRSF may repress neuronal differentiation both directly and indirectly. Functional NRSEs were also found in several nonneuronal genes, implying that NRSF may play a broader role than originally anticipated.

RNA trafficking signals in human immunodeficiency virus type 1

Intracellular trafficking of retroviral RNAs is a potential mechanism to target viral gene expression to specific regions of infected cells. Here we show that the human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) genome contains two sequences similar to the hnRNP A2 response element (A2RE), a cis-acting RNA trafficking sequence that binds to the trans-acting trafficking factor, hnRNP A2, and mediates a specific RNA trafficking pathway characterized extensively in oligodendrocytes. The two HIV-1 sequences, designated A2RE-1, within the major homology region of the gag gene, and A2RE-2, in a region of overlap between the vpr and tat genes, both bind to hnRNP A2 in vitro and are necessary and sufficient for RNA transport in oligodendrocytes in vivo. A single base change (A8G) in either sequence reduces hnRNP A2 binding and, in the case of A2RE-2, inhibits RNA transport. A2RE-mediated RNA transport is microtubule and hnRNP A2 dependent. Differentially labelled gag and vpr RNAs, containing A2RE-1 and A2RE-2, respectively, coassemble into the same RNA trafficking granules and are cotransported to the periphery of the cell. tat RNA, although it contains A2RE-2, is not transported as efficiently as vpr RNA. An A2RE/hnRNP A2-mediated trafficking pathway for HIV RNA is proposed, and the role of RNA trafficking in targeting HIV gene expression is discussed.

Rest/nrsf governs the expression of dense-core vesicle gliosecretion in astrocytes

Astrocytes are the brain nonnerve cells that are competent for gliosecretion, i.e., for expression and regulated exocytosis of clear and dense-core vesicles (DCVs). We investigated whether expression of astrocyte DCVs is governed by RE-1-silencing transcription factor (REST)/neuron-restrictive silencer factor, the transcription repressor that orchestrates nerve cell differentiation. Rat astrocyte cultures exhibited high levels of REST and expressed neither DCVs nor their markers (granins, peptides, and membrane proteins). Transfection of dominant-negative construct of REST induced the appearance of DCVs filled with secretogranin 2 and neuropeptide Y (NPY) and distinct from other organelles. Total internal reflection fluorescence analysis revealed NPY-monomeric red fluorescent protein-labeled DCVs to undergo Ca21 -dependent exocytosis, which was largely prevented by botulinum toxin B. In the I-II layers of the human temporal brain cortex, all neurons and microglia exhibited the expected inappreciable and high levels of REST, respectively. In contrast, astrocyte RESTwas variable, going from inappreciable to high, and accompanied by a variable expression of DCVs. In conclusion, astrocyte DCV expression and gliosecretion are governed by REST. The variable in situ REST levels may contribute to the wellknown structural/ functional heterogeneity of astrocytes.

Neuronal traits are required for glucose-induced insulin secretion.

The transcriptional repressor RE1 silencer transcription factor (REST) is an important factor that restricts some neuronal traits to neurons. Since these traits are also present in pancreatic beta-cells, we evaluated their role by generating a model of insulin-secreting cells that express REST. The presence of REST led to a decrease in expression of its known target genes, whereas insulin expression and its cellular content were conserved. As a consequence of REST expression, the capacity to secrete insulin in response to mitochondrial fuels, a particularity of mature beta-cells, was impaired. These data provide evidence that REST target genes are required for an appropriate glucose-induced insulin secretion.

Ku-deficient yeast strains exhibit alternative states of silencing competence.

In Saccharomyces cerevisiae, efficient silencer function requires telomere proximity, i.e. compartments of the nucleoplasm enriched in silencing factors. Accordingly, silencers located far from telomeres function inefficiently. We show here that cells lacking yKu balance between two mitotically stable states of silencing competence. In one, a partial delocalization of telomeres and silencing factors throughout the nucleoplasm correlates with enhanced silencing at a non-telomeric locus, while in the other, telomeres retain their focal pattern of distribution and there is no repression at the non-telomeric locus, as observed in wild-type cells. The two states also differ in their level of residual telomeric silencing. These findings indicate the existence of a yKu-independent pathway of telomere clustering and Sir localization. Interestingly, this pathway appears to be under epigenetic control.

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.

The transcriptional repressor REST determines the cell-specific expression of the human MAPK8IP1 gene encoding IB1 (JIP-1).

Islet-brain 1 (IB1) is the human and rat homologue of JIP-1, a scaffold protein interacting with the c-Jun amino-terminal kinase (JNK). IB1 expression is mostly restricted to the endocrine pancreas and to the central nervous system. Herein, we explored the transcriptional mechanism responsible for this preferential islet and neuronal expression of IB1. A 731-bp fragment of the 5' regulatory region of the human MAPK8IP1 gene was isolated from a human BAC library and cloned upstream of a luciferase reporter gene. This construct drove high transcriptional activity in both insulin-secreting and neuron-like cells but not in unrelated cell lines. Sequence analysis of this promoter region revealed the presence of a neuron-restrictive silencer element (NRSE) known to bind repressor zinc finger protein REST. This factor is not expressed in insulin-secreting and neuron-like cells. By mobility shift assay, we confirmed that REST binds to the NRSE present in the IB1 promoter. Once transiently transfected in beta-cell lines, the expression vector encoding REST repressed IB1 transcriptional activity. The introduction of a mutated NRSE in the 5' regulating region of the IB1 gene abolished the repression activity driven by REST in insulin-secreting beta cells and relieved the low transcriptional activity of IB1 observed in unrelated cells. Moreover, transfection in non-beta and nonneuronal cell lines of an expression vector encoding REST lacking its transcriptional repression domain relieved IB1 promoter activity. Last, the REST-mediated repression of IB1 could be abolished by trichostatin A, indicating that deacetylase activity is required to allow REST repression. Taken together, these data establish a critical role for REST in the control of the tissue-specific expression of the human IB1 gene.

REST/NRSF governs the expression of dense-core vesicle gliosecretion in astrocytes.

Astrocytes are the brain nonnerve cells that are competent for gliosecretion, i.e., for expression and regulated exocytosis of clear and dense-core vesicles (DCVs). We investigated whether expression of astrocyte DCVs is governed by RE-1-silencing transcription factor (REST)/neuron-restrictive silencer factor (NRSF), the transcription repressor that orchestrates nerve cell differentiation. Rat astrocyte cultures exhibited high levels of REST and expressed neither DCVs nor their markers (granins, peptides, and membrane proteins). Transfection of a dominant-negative construct of REST induced the appearance of DCVs filled with secretogranin 2 and neuropeptide Y (NPY) and distinct from other organelles. Total internal reflection fluorescence analysis revealed NPY-monomeric red fluorescent protein-labeled DCVs to undergo Ca(2+)-dependent exocytosis, which was largely prevented by botulinum toxin B. In the I-II layers of the human temporal brain cortex, all neurons and microglia exhibited the expected inappreciable and high levels of REST, respectively. In contrast, astrocyte REST was variable, going from inappreciable to high, and accompanied by a variable expression of DCVs. In conclusion, astrocyte DCV expression and gliosecretion are governed by REST. The variable in situ REST levels may contribute to the well-known structural/functional heterogeneity of astrocytes.

TCRgamma silencing during alphabeta T cell development depends upon pre-TCR-induced proliferation.

During thymus development, immature T cells become committed to two distinct lineages based upon expression of alphabeta or gammadelta TCR. In the alphabeta lineage, developing thymocytes progressively extinguish transcription of the TCRgamma genes by a poorly understood process known as gamma silencing. We show that alphabeta lineage thymocytes in mice lacking a functional pre-TCR undergo limited proliferation and fail to silence TCRgamma genes during development. Stimulation of pre-TCR-deficient immature thymocytes with anti-CD3 Abs does not directly down-regulate TCRgamma transcription but restores TCRgamma silencing following proliferation. Collectively our data reveal an important role for pre-TCR induced proliferation in activating the TCRgamma silencer in alphabeta lineage thymocytes, a process that may reinforce alphabeta or gammadelta lineage commitment.

Manipulating the sensitivity of signal-induced repression: quantification and consequences of altered brinker gradients.

Traditionally, the analysis of gene regulatory regions suffered from the caveat that it was restricted to artificial contexts (e.g. reporter constructs of limited size). With the advent of the BAC recombineering technique, genomic constructs can now be generated to test regulatory elements in their endogenous environment. The expression of the transcriptional repressor brinker (brk) is negatively regulated by Dpp signaling. Repression is mediated by small sequence motifs, the silencer elements (SEs), that are present in multiple copies in the regulatory region of brk. In this work, we manipulated the SEs in the brk locus. We precisely quantified the effects of the individual SEs on the Brk gradient in the wing disc by employing a 1D data extraction method, followed by the quantification of the data with reference to an internal control. We found that mutating the SEs results in an expansion of the brk expression domain. However, even after mutating all predicted SEs, repression could still be observed in regions of maximal Dpp levels. Thus, our data point to the presence of additional, low affinity binding sites in the brk locus.

Role of the JNK-interacting protein 1/islet brain 1 in cell degeneration in Alzheimer disease and diabetes.

Numerous epidemiological studies and some pharmacological clinical trials show the close connection between Alzheimer disease (AD) and type 2 diabetes (T2D) and thereby, shed more light into the existence of possible similar pathogenic mechanisms between these two diseases. Diabetes increases the risk of developing AD and sensitizers of insulin currently used as diabetes drugs can efficiently slow cognitive decline of the neurological disorder. Deposits of amyloid aggregate and hyperphosphorylation of tau, which are hallmarks of AD, have been also found in degenerating pancreatic islets beta-cells of patients with T2D. These events may have a causal role in the pathogenesis of the two diseases. Increased c-Jun NH(2)-terminal kinase (JNK) activity is found in neurofibrillary tangles (NFT) of AD and promotes programmed cell death of beta-cells exposed to a diabetic environment. The JNK-interacting protein 1 (JIP-1), also called islet brain 1 (IB1) because it is mostly expressed in the brain and islets, is a key regulator of the JNK pathway in neuronal and beta-cells. JNK, hyperphosphorylated tau and IB1/JIP-1 all co-localize with amyloids deposits in NFT and islets of AD and patients with T2D. This review discusses the role of the IB1/JIP-1 and the JNK pathway in the molecular pathogenesis of AD and T2D.