New insights into the regulatory mechanisms of the NALP3 inflammasome

Résumé : Les vertébrés ont recours au système immunitaire inné et adaptatif pour combattre les pathogènes. La découverte des récepteurs Toll, il y a dix ans, a fortement augmenté l'intérêt porté à l'immunité innée. Depuis lors, des récepteurs intracellulaires tels que les membres de la famille RIG-like helicase (RLHs) et NOD-like receptor (NLRs) ont été décrits pour leur rôle dans la détection des pathogènes. L'interleukine-1 beta (IL-1β) est une cytokine pro-inflammatoire qui est synthétisée sous forme de précurseur, la proIL-1β. La proIL-1β requiert d'être clivée par la caspase-1 pour devenir active. La caspase-1 est elle-même activée par un complexe appelé inflammasome qui peut être formé par divers membres de la famille NLR. Plusieurs inflammasomes ont été décrits tels que le NALP3 inflammasome ou l'IPAF inflammasome. Dans cette étude nous avons identifié la co-chaperone SGT1 et la chaperone HSP90 comme partenaires d'interaction de NALP3. Ces deux protéines sont bien connues chez les plantes pour leurs rôles dans la régulation des gènes de résistance (gène R) qui sont structurellement apparentés à la famille NLR. Nous avons pu montrer que SGT1 et HSP90 jouent un rôle similaire dans la régulation de NALP3 et des protéines R. En effet, nous avons démontré que les deux protéines sont nécessaires pour l'activité du NALP3 inflammasome. De plus, la HSP90 est également requise pour la stabilité de NALP3. En se basant sur ces observations, nous avons proposé un modèle dans lequel SGT1 et HSP90 maintiennent NALP3 inactif mais prêt à percevoir un ligand activateur qui initierait la cascade inflammatoire. Nous avons également montré une interaction entre SGT1 et HSP90 avec plusieurs NLRs. Cette observation suggère qu'un mécanisme similaire pourrait être impliqué dans la régulation des membres de la famille des NLRs. Ces dernières années, plusieurs PAMPs mais également des DAMPs ont été identifiés comme activateurs du NALP3 inflammasome. Dans la seconde partie de cette étude, nous avons identifié la réponse au stress du réticulum endoplasmique (RE) comme nouvel activateur du NALP3 inflammasome. Cette réponse est initiée lors de l'accumulation dans le réticulum endoplasmique de protéines ayant une mauvaise conformation ce qui conduit, en autre, à l'arrêt de la synthèse de nouvelles protéines ainsi qu'une augmentation de la dégradation des protéines. Les mécanismes par lesquels la réponse du réticulum endoplasmique induit l'activation du NALP3 inflammasome doivent encore être déterminés. Summary : Vertebrates rely on the adaptive and the innate immune systems to fight pathogens. Awarness of the importance of the innate system increased with the identification of Toll-like receptors a decade ago. Since then, intracellular receptors such as the RIG-like helicase (RLH) and the NOD-like receptor (NLR) families have been described for their role in the recognition of microbes. Interleukin- 1ß (IL-1ß) is a key mediator of inflammation. This proinflammatory cytokine is synthesised as an inactive precursor that requires processing by caspase-1 to become active. Caspase-1 is, itself, activated in a complex termed the inflammasome that can be formed by members of the NLR family. Various inflammasome complexes have been described such as the IPAF and the NALP3 inflammasome. In this study, we have identified the co-chaperone SGT1 and the chaperone HSP90 as interacting partners of NALP3. SGT1 and HSP90 are both known for their role in the activity of plant resistance proteins (R proteins) which are structurally related to the NLR family. We have shown that HSP90 and SGT1 play a similar role in the regulation of NALP3 and in the regulation of plant R proteins. Indeed, we demonstrated that both HSP90 and SGT1 are essential for the activity of the NALP3 inflammasome complex. In addition, HSP90 is required for the stability of NALP3. Based on these observations, we have proposed a model in which SGT1 and HSP90 maintain NALP3 in an inactive but signaling-competent state, ready to receive an activating ligand that induces the inflammatory cascade. An interaction between several NLR members, SGTI and HSP90 was also shown, suggesting that similar mechanisms could be involved in the regulation of other NLRs. Several pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) but also danger associated molecular patterns (DAMPs) have been identified as NALP3 activators. In the second part of this study, we have identified the ER stress response as a new NALP3 activator. The ER stress response is activated upon the accumulation of unfolded protein in the endoplasmic reticulum and results in a block in protein synthesis and increased protein degradation. The mechanisms of ER stress-mediated NALP3 activation remain to be determined.

The immunological synapse and actin assembly: a regulatory role for PKC theta.

Engagement of the T cell receptor leads to the accumulation of filamentous actin, which is necessary for the formation of the immunological synapse and subsequent T cell activation. In the December issue of Molecular Cell, Sasahara et al. provide new insights into the link between the T cell receptor and actin assembly in the immunological synapse, and reveal a critical regulatory role for PKC theta in this process.

Nanomaterials in the European Union [the quest for a regulatory regime]

Mentre que les nanotecnologies s'espera que porti beneficis importants en molts sectors i contribuir a la competitivitat, hi ha un creixent cos de dades científiques que indiquin que hi ha motius raonables per témer que els nanomaterials en particular pot donar lloc a els possibles riscos i efectes nocius per a la salut i el medi ambient. El meu objectiu és examinar com la Unió Europea està donant forma a un règim regulatori per nanomaterials: l'opció regulatòria escollida, la legislació vigent aplicable i la seva eficàcia (amb especial atenció sobre REACH buits normatius), la posició adoptada per la els diferents actors en aquest procés i l'evolució prevista legal en el curt termini.

Dynamic simulation of regulatory networks using SQUAD.

BACKGROUND: The ambition of most molecular biologists is the understanding of the intricate network of molecular interactions that control biological systems. As scientists uncover the components and the connectivity of these networks, it becomes possible to study their dynamical behavior as a whole and discover what is the specific role of each of their components. Since the behavior of a network is by no means intuitive, it becomes necessary to use computational models to understand its behavior and to be able to make predictions about it. Unfortunately, most current computational models describe small networks due to the scarcity of kinetic data available. To overcome this problem, we previously published a methodology to convert a signaling network into a dynamical system, even in the total absence of kinetic information. In this paper we present a software implementation of such methodology. RESULTS: We developed SQUAD, a software for the dynamic simulation of signaling networks using the standardized qualitative dynamical systems approach. SQUAD converts the network into a discrete dynamical system, and it uses a binary decision diagram algorithm to identify all the steady states of the system. Then, the software creates a continuous dynamical system and localizes its steady states which are located near the steady states of the discrete system. The software permits to make simulations on the continuous system, allowing for the modification of several parameters. Importantly, SQUAD includes a framework for perturbing networks in a manner similar to what is performed in experimental laboratory protocols, for example by activating receptors or knocking out molecular components. Using this software we have been able to successfully reproduce the behavior of the regulatory network implicated in T-helper cell differentiation. CONCLUSION: The simulation of regulatory networks aims at predicting the behavior of a whole system when subject to stimuli, such as drugs, or determine the role of specific components within the network. The predictions can then be used to interpret and/or drive laboratory experiments. SQUAD provides a user-friendly graphical interface, accessible to both computational and experimental biologists for the fast qualitative simulation of large regulatory networks for which kinetic data is not necessarily available.

Regulatory federalism in network industries

Report for the scientific sojourn at the UC Berkeley, USA, from march until july 2008. This document starts by surveying the literature on economic federalism and relating it to network industries. The insights and some new developments (which focus on the role of interjurisdictional externalities, multiple objectives and investment incentives) are used to analyze regulatory arrangements in telecommunications and energy in the EU and the US. In the long history of vertically integrated monopolies in telecommunications and energy, there was a historical trend to move regulation up in the vertical structure of government, at least form the local level to the state or nation-state level. This move alleviated the pressure on regulators to renege on the commitment not to expropriate sunk investments, although it did not eliminate the practice of taxation by regulation that was the result of multiple interest group action. Although central or federal policy making is more focused and especialized and makes it difficult for more interest groups to organize, it is not clear that under all conditions central powers will not be associated with underinvestment. When technology makes the introduction of competition in some segments possible, the possibilities for organizing the institutional architechture of regulation expand. The central level may focus on structural regulation and the location of behavioral regulation of the remaining monopolists may be resolved in a cooperative way or concentrated at the level where the relevant spillovers are internalized.

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

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

Law and the practise of principle in diverse societies

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la London School of Economics and Political Science, United Kingdom, entre 2007 i 2009. L’objecte principal del projecte ha estat analitzar les implicacions jurídico-polítiques i institucionals d’una teoria de la justícia i la igualtat liberals aplicada a societats multiculturals amb un marcat predomini de la diversitat cultural. L’anàlisi desenvolupa una línia d'investigació interdisciplinar - entre el dret i la teoria política - iniciada en una tesis doctoral sobre multiculturalisme i drets de les minories culturals (UPF, 2000) que va culminar en la publicació de Group Rights as Human Rights (Springer, 2006). La recerca adopta com a punt de partida les conclusions de l'esmentada obra, en especial, la rellevància del reconeixement de drets col•lectius; tanmateix, el tipus de qüestions plantejades, l’enfoc i la metodologia emprades són substancialment diferents. En concret, s'adrecen preguntes específiques sobre el model i aspiracions del constitucionalisme democràtic i el paper del dret en contextos multiculturals. També s’atorga un pes central a la dimensió institucional dels models de gestió de la diversitat que s’analitzen, prioritzant un enfocament comparatiu a partir de l’estudi de controvèrsies concretes. L’objectiu és superar algunes limitacions importants de la literatura actual, com ara la tendència a examinar en abstracte la compatibilitat de determinades demandes amb el constitucionalisme democràtic, sense abordar el funcionament d'estratègies de gestió de la diversitat cultural emprades en contextos concrets. Els treballs producte d'aquest projecte articulen les línies bàsiques d’un model pluralista, basat en principis més que en regles, que desafia els plantejaments dominants actualment. Aquest model es caracteritza pel compromís amb la legitimitat i igualtat comparatives, rebutjant el paternalisme i les visions liberals típiques sobre el paper de la regulació. La presumpció de l’“standing” moral dels grups identitaris és fonamental per tal de considerar-los interlocutors vàlids amb interessos genuïns. També s’argumenta que la integració social en contextos multiculturals no depèn tant de l’eliminació del conflicte sinó, sobre tot, d’una gestió eficient que eviti abusos de poder sistemàtics. El model defensa el rol del dret en la institucionalització del diàleg intercultural, però admet que el diàleg no necessàriament condueix a l’acord o a una estructura reguladora coherent i uniforme. Les aspiracions del ordre jurídic pluralista són més modestes: afavorir la negociació i resolució en cada conflicte, malgrat la persistència de la fragmentació i la provisionalitat dels acords. La manca d'un marc regulador comú esdevé una virtut en la mesura que permet la interacció de diferents subordres; una interacció governada per una multiplicitat de regles no necessàriament harmòniques. Els avantatges i problemes d’aquest model s'analitzen a partir de l'anàlisi de l’estructura fragmentària de l'ordre jurídic internacional i del règim Europeu de drets humans.

Recovery of Health Services Charges (NI) Order 2004 - Regulatory Impact Assessment (PDF 254 KB)

Recovery of Health Services Charges (NI) Order 2004 - Regulatory Impact Assessment

Having Your Cake and Eating It, Too: Can Regulatory Agencies Be Both Independent and Accountable?

Independent regulatory agencies (IRAs) were created in various sectors and on different governmental levels to implement liberalization policies. This paper investigates the link between IRAs' independence, which is said to promote regulatory credibility and the use of technical expertise, and their accountability, which is related to the need for controlling and legitimizing independent regulators. The literature on the regulatory state anticipates a positive relation between the independence and accountability of IRAs, but systematic empirical evidence is still lacking. To tackle this question, this paper measures and compares the independence and the accountability of IRAs in three differentially liberalized sectors in Switzerland (telecommunications, electricity and railways). With the application of Social Network Analysis, this piece of research shows that IRAs can be de facto independent and accountable at the same time, but the two features do not necessarily co-evolve in the same direction.

Framework for Corporate and Financial Governance for Regulatory Bodies under the aegis of the Department of Health and Children

The document should be read as supplementary to existing requirements as set out both in statute â?" particularly legislation specific to your organisation, the Health Acts 1947-2004, Ombudsman Act, 1980, Data Protection Acts 1988 & 2003, Freedom of Information Acts 1997-2003, Ethics in Public Office Acts 1995 & 2001, Ombudsman for Children Act, 2002 and the Comptroller and Auditor General (Amendment) Act, 1993 – and in Government approved guidelines, including the Code of Practice for the Governance of State Bodies (2001), Public Financial Procedures, The Role and Responsibilities of Accounting Officers (2003) and Risk Management Guidance for Government Departments and Offices (2004). Read the report (PDF, 1.4mb)  

Characterization of high osmolarity-induced vacuole fragmentation in "Saccharomyces c."

La majorité des organelles d'une cellule adaptent leur nombre et leur taille pendant les processus de division cellulaire, de trafic vésiculaire ou suite à des changements environnementaux par des processus de fusion et de fragmentation membranaires. Ceci est valable notamment pour le golgi, les mitochondries, les péroxisomes et les lysosomes. La vacuole est le compartiment terminal de la voie endocytaire dans la levure Saccharomyces cerevisiae\ elle correspond aux lysosomes des cellules mammifères. Suite à un choc hyperosmotique, la vacuole se fragmente en plusieurs petites vésicules. Durant ce projet, cette fragmentation a été étudiée en utilisant la technique de microscopie confocale in vivo. J'ai observé que la division de la vacuole se produit d'une façon asymétrique. La première minute après le choc osmotique, les vacuoles rétrécissent et forment des longues invaginations tubulaires. Cette phase est dépendante de la protéine Vps1, un membre de la famille des protéines apparentées à la dynamine, ainsi que d'un gradient transmembranaire de protons. Pendant les 10-15 minutes qui suivent, des vésicules se détachent dans les régions où l'on observe les invaginations pendant la phase initiale. Cette deuxième phase qui mène à la fission des nouveaux compartiments vacuolaires dépend de la production du lipide PI(3,5)P2 par la protéine Fab1. J'ai établi la suite des événements du processus de fragmentation des vacuoles et propose la possibilité d'un rôle régulateur de la protéine kinase cycline-dépendante Pho85.¦En outre, j'ai tenté d'éclaircir plus spécifiquement le rôle de Vps1 pendant la fusion et fission des vacuoles. J'ai trouvé que tous les deux processus sont dépendants de l'activité GTPase de cette protéine. De plus l'association avec la membrane vacuolaire paraît régulée par le cycle d'hydrolyse du GTP. Vps1 peut lier la membrane sans la présence d'un autre facteur protéinique, ce qui permet de conclure à une interaction directe avec des lipides de la membrane. Cette interaction est au moins partiellement effectuée par le domaine GTPase, ce qui est une nouveauté pour un membre de cette famille de protéines. Une deuxième partie de Vps1, nommée insert B, est impliquée dans la liaison à la vacuole, soit par interaction directe avec la membrane, soit par régulation du domaine GTPase. En assumant que Vps1 détienne deux régions capables de liaison aux membranes, je conclus qu'elle pourrait fonctionner comme facteur de « tethering » lors de la fusion des vacuoles.¦-¦La cellule contient plusieurs sous-unités, appelées organelles, possédant chacune une fonction spécifique. Dépendant des processus qui s'y déroulent à l'intérieur, un environnement chimique spécifique est requis. Pour maintenir ces différentes conditions, les organelles sont séparées par des membranes. Lors de la division cellulaire ou en adaptation à des changements de milieu, les organelles doivent être capables de modifier leur morphologie. Cette adaptation a souvent lieu par fusion ou division des organelles. Le même principe est valable pour la vacuole dans la levure. La vacuole est une organelle qui sert principalement au stockage des aliments et à la dégradation des différents composants cellulaires. Alors que la fusion des vacuoles est un processus déjà bien décrit, la fragmentation des vacuoles a jusqu'ici été peu étudiée. Elle peut être induit par un choc osmotique: à cause de la concentration de sel élevé dans le milieu, le cytosol de la levure perd de l'eau. Par un flux d'eau de la vacuole au cytosol, la cellule est capable d'équilibrer celui-ci. Quand la vacuole perd du volume, elle doit réadapter le rapport entre surface membranaire et volume, ce qui se fait efficacement par une fragmentation d'une grande vacuole en plusieurs petites vésicules. Comment ce processus se déroule d'un point de vue morphologique n'a pas été décrit jusqu'à présent. En analysant la fragmentation vacuolaire par microscopie, j'ai trouvé que celle-ci se déroule en deux phases. Pendant la première minute suivant le choc osmotique, les vacuoles rétrécissent et forment des longues invaginations tubulaires. Cette phase dépend de la protéine Vps1, un membre de la famille des protéines apparentées à la dynamine, ainsi que du gradient transmembranaire de protons. Ce gradient s'établit par une pompe membranaire, la V-ATPase, qui transporte des protons dans la vacuole en utilisant l'énergie libérée par hydrolyse d'ATP. Après cette phase initiale, la formation de nouvelles vésicules vacuolaires dépend de la synthèse du lipide PI(3,5)P2.¦Dans la deuxième partie de l'étude, j'ai tenté de décrire comment Vps1 lie la membrane pour effectuer un remodelage de la vacuole. Vps1 est nécessaire pour la fusion et la fragmentation des vacuoles. J'ai découvert que tous les deux processus dépendent de sa capacité d'hydrolyser du GTP. Ainsi l'association avec la membrane est couplée au cycle d'hydrolyse du GTP. Vps1 peut lier la membrane sans la présence d'une autre protéine, et interagit donc très probablement avec les lipides de la membrane. Deux parties différentes de la protéine sont impliquées dans la liaison, dont une, inattendue, le domaine GTPase.¦-¦Numerous organelles undergo membrane fission and fusion events during cell division, vesicular traffic, or in response to changes in environmental conditions. Examples include Golgi (Acharya et al., 1998) mitochondria (Bleazard et al., 1999) peroxisomes (Kuravi et al., 2006) and lysosomes (Ward et al., 1997). In the yeast Saccharomyces cerevisiae the vacuole is the terminal component of the endocytic pathway and corresponds to lysosomes in mammalian cells. Yeast vacuoles fragment into multiple small vesicles in response to a hypertonic shock. This rapid and homogeneous reaction can serve as a model to study the requirements of the fragmentation process. Here, I investigated osmotically induced fragmentation by time-lapse microscopy. I observe that the small fragmentation products originate directly from the large central vacuole by asymmetric scission rather than by consecutive equal divisions and that fragmentation occurs in two distinct phases. During the first minute, vacuoles shrink and generate deep invaginations, leaving behind tubular structures. This phase requires the dynamin-like GTPase Vps1 and the vacuolar proton gradient. In the subsequent 10-15 minutes, vesicles pinch off from the tubular structures in a polarized fashion, directly generating fragmentation products of the final size. This phase depends on the production of phosphatidylinositol- 3,5-bisphosphate by the Fab1 complex. I suggest a possible regulation of vacuole fragmentation by the CDK Pho85. Based on my microscopy study I established a sequential involvement of the different fission factors.¦In addition to the morphological description of vacuole fragmentation I more specifically aimed to shed some light on the role of Vps1 in vacuole fragmentation and fusion. I find that both functions are dependent on the GTPase activity of the protein and that also the membrane association of the dynamin-like protein is coupled to the GTPase cycle. I found that Vps1 has the capacity for direct lipid binding on the vacuole and that this lipid binding is at least partially mediated through residues in the GTPase domain, a complete novelty for a dynamin family member. A second stretch located in the region of insert Β has also membrane-binding activity or regulates the association with the vacuole through the GTPase domain. Under the assumption of two membrane-binding regions I speculate on Vps1 as a possible tethering factor for vacuole fusion.

T regulatory cells in xenotransplantation.

The role of T regulatory cells (Treg) in the induction and maintenance of allograft tolerance is being studied to a great extent. In contrast, little is known on their potential to prevent graft rejection in the field of xenotransplantation, where acute vascular rejection mediated by cellular and humoral mechanisms and thrombotic microangiopathy still prevents long-term graft survival. In this regard, the induction of donor-specific tolerance through isolation and expansion of xenoantigen-specific recipient Treg is currently becoming a focus of interest. This review will summarize the present knowledge concerning Treg and their potential use in xenotransplantation describing in particular CD4(+)CD25(+)Foxp3(+) T cells, CD8(+)CD28(-) Treg, double negative CD4(-)CD8(-) T cells, and natural killer Treg. Although only studied in vitro so far, human CD4(+)CD25(+)Foxp3(+) Treg is currently the best characterized subpopulation of regulatory cells in xenotransplantation. CD8(+)CD28(-) Treg and double negative CD4(-)CD8(-) Treg also seem to be implicated in tolerance maintenance of xenografts. Finally, one study revealing a role for natural killer CD4(+)Valpha14(+) Treg in the prolongation of xenograft survival needs further confirmation. To our opinion, CD4(+)CD25(+)Foxp3(+) Treg are a promising candidate to protect xenografts. In contrast to cadaveric allotransplantation, the donor is known prior to xenotransplantation. This advantage allows the expansion of recipient Treg in a xenoantigen specific manner before transplantation.

Regulatory Impact Analysis (RIA) Public Health (Sunbeds) Bill 2013

There has been a growing body of evidence over recent years, that the use of sunbeds, especially by children, should be restricted because of the associated increased risk of skin cancer and other health problems. Regulatory Impact Analysis (RIA) of the Public Health (Sunbeds) Bill 2013