Dual transcriptional control by Ear3/COUP: negative regulation through the DR1 direct repeat and positive regulation through a sequence downstream of the transcriptional start site of the mouse mammary tumor virus promoter.

Ear3/COUP is an orphan member of the steroid/thyroid hormone receptor superfamily of transcription factors and binds most tightly to a direct repeat of AGGTCA with 1 nucleotide in between (DR1). Ear3/COUP also binds with a similar affinity to the palindromic thyroid hormone response element (TRE). This binding preference of Ear3/COUP is same as that of the retinoid X receptor (RXR), which is another member of the superfamily. In the present study, we identified a sequence responsible for Ear3/COUP-mediated transactivation in the region downstream of the transcription start site of the mouse mammary tumor virus promoter. This cis-acting sequence was unresponsive to RXR. When the DR1 or TRE sequence was added upstream of the promoter, transactivation by Ear3/COUP was completely abolished, whereas RXR enhanced transcription from the promoter. The mode of action of Ear3/COUP could be utilized to control complex gene expressions in morphogenesis, homeostasis, and development.

Identification and characterization of periplasmic proteins implicated in the adaptation of Helicobacter pylori to the human gastric niche

Helicobacter pylori è un batterio Gram-negativo in grado di colonizzare la mucosa gastrica umana e persistere per l'intero arco della vita dell'ospite. E' associato a patologie gastrointestinali, quali gastrite cronica, ulcere gastriche e duodenali, adenocarcinomi e linfomi gastrici. Si tratta di uno dei patogeni più diffusi, presente in circa metà della popolazione mondiale, e il solo che si è adattato a vivere nell'ambiente ostile dello stomaco umano. Molteplici sono i fattori di virulenza che permettono al batterio la colonizzazione della nicchia gastrica e contribuiscono, anche attraverso l' induzione di una risposta infiammatoria, a profonde modificazioni dell' omeostasi gastrica. Queste ultime si associano, ad esempio, all'iperproduzione di fattori proinfiammatori, ad alterazioni sia della regolazione della secrezione acida gastrica sia del ciclo cellulare e della morte cellulare programmata (apoptosi) delle cellule epiteliali gastriche, a disordini nel metabolismo del ferro e a carenze di elementi essenziali. Studi sulla diversità genetica di H. pylori osservata in ceppi isolati da varie regioni del mondo, dimostrano che tale batterio ha avuto una coevoluzione col genere umano attraverso la storia, ed è verosimile che H. pylori sia stato un costituente del microbiota gastrico per almeno 50.000 anni. Scopo della tesi è stato quello di identificare e caratterizzare proteine importanti per la colonizzazione e l'adattamento di H. pylori alla nicchia gastrica. In particolare gli sforzi si sono concentrati su due proteine periplasmatiche, la prima coinvolta nella difesa antiossidante (l'enzima catalasi-like, HP0485), e la seconda nel trasporto di nutrienti presenti nell'ambiente dello stomaco all'interno della cellula (la componente solubile di un ABC transporter, HP0298). La strategia utilizzata prevede un'analisi bioinformatica preliminare, l'ottenimento del gene per amplificazione, mediante PCR, dal genoma dell'organismo, la costruzione di un vettore per il clonaggio, l'espressione eterologa in E. coli e la successiva purificazione. La proteina così ottenuta viene caratterizzata mediante diverse tecniche, quali spettroscopia UV, dicroismo circolare, gel filtrazione analitica, spettrometria di massa. Il capitolo 1 contiene un'introduzione generale sul batterio, il capitolo 2 e il capitolo 3 descrivono gli studi relativi alle due proteine e sono entrambi suddivisi in un abstract iniziale, un'introduzione, la presentazione dei risultati, la discussione di questi ultimi, i materiali e i metodi utilizzati. La catalasi-like (HP0485) è una proteina periplasmatica con struttura monomerica, appartenente ad una famiglia di enzimi a funzione per la maggior parte sconosciuta, ma evolutivamente correlati alla ben nota catalasi, attore fondamentale nella difesa di H. pylori, grazie alla sua azione specifica di rimozione dell'acqua ossigenata. HP0485, pur conservando il fold catalasico e il legame al cofattore eme, non può compiere la reazione di dismutazione dell'acqua ossigenata; possiede invece un'attività perossidasica ad ampio spettro, essendo in grado di accoppiare la riduzione del perossido di idrogeno all'ossidazione di diversi substrati. Come la catalasi, lavora ad alte concentrazioni di aqua ossigenata e non arriva a saturazione a concentrazioni molto elevate di questo substrato (200 mM); la velocità di reazione catalizzata rimane lineare anche a questi valori, aspetto che la differenzia dalle perossidasi che vengono in genere inattivate da concentrazioni di perossido di idrogeno superiori a 10-50 mM. Queste caratteristiche di versatilità e robustezza suggeriscono che la catalasi-like abbia un ruolo di scavenger dell'acqua ossigenata e probabilmente anche un'altra funzione connessa al suo secondo substrato, ossia l'ossidazione di composti nello spazio periplasmatico cellulare. Oltre alla caratterizzazione dell'attività è descritta anche la presenza di un ponte disolfuro, conservato nelle catalasi-like periplasmatiche, con un ruolo nell'assemblaggio dell'eme per ottenere un enzima attivo e funzionale. La proteina periplasmatica HP0298, componente di un sistema di trasporto ABC, è classificata come trasportatore di dipeptidi e appartiene a una famiglia di proteine in grado di legare diversi substrati, tra cui di- e oligopeptidi, nichel, eme, glutatione. Benchè tutte associate a trasportatori di membrana batterici, queste proteine presentano un dominio di legame al substrato che risulta essere conservato nei domini extracellulari di recettori specifici di mammifero e uomo. Un esempio sono i recettori ionotropici e metabotropici del sistema nervoso. Per caratterizzare questa proteina è stato messo a punto un protocollo di ligand-fishing accoppiato alla spettrometria di massa. La proteina purificata, avente un tag di istidine, è stata incubata con un estratto cellulare di H. pylori per poter interagire con il suo substrato specifico all'interno dell'ambiente naturale in cui avviene il legame. Il complesso proteina-ligando è stato poi purificato per cromatografia di affinità e analizzato mediante HPLC-MS. L'identificazione dei picchi differenziali tra campioni con la proteina e 5 campioni di controllo ha portato alla caratterizzazione di pentapeptidi particolarmente ricchi in aminoacidi idrofobici e con almeno un residuo carico negativamente. Considerando che H. pylori necessita di alcuni aminoacidi essenziali, per la maggior parte idrofobici, e che lo stomaco umano è particolarmente ricco di peptidi prodotti dalla digestione delle proteine introdotte con il cibo, il ruolo fisiologico di HP0298 potrebbe essere l'internalizzazione di peptidi, con caratteristiche specifiche di lunghezza e composizione, che sono naturalmente presenti nella nicchia gastrica.

Structural Insights into Viral Membrane Fusion Machinery via Cryo-Electron Tomography: Influenza Virus and Human Parainfluenza Virus

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Dynamic and regulated association of caveolin with lipid bodies: Modulation of lipid body motility and function by a dominant negative mutant

Caveolins are a crucial component of caveolae but have also been localized to the Golgi complex, and, under some experimental conditions, to lipid bodies (LBs). The physiological relevance and dynamics of LB association remain unclear. We now show that endogenous caveolin-1 and caveolin-2 redistribute to LBs in lipid loaded A431 and FRT cells. Association with LBs is regulated and reversible; removal of fatty acids causes caveolin to rapidly leave the lipid body. We also show by subcellular fractionation, light and electron microscopy that during the first hours of liver regeneration, caveolins show a dramatic redistribution from the cell surface to the newly formed LBs. At later stages of the regeneration process (when LBs are still abundant), the levels of caveolins in LBs decrease dramatically. As a model system to study association of caveolins with LBs we have used brefeldin A (BFA). BFA causes rapid redistribution of endogenous caveolins to LBs and this association was reversed upon BFA washout. Finally, we have used a dominant negative LB-associated caveolin mutant (cav(DGV)) to study LB formation and to examine its effect on LB function. We now show that the cav(DGV) mutant inhibits microtubule-dependent LB motility and blocks the reversal of lipid accumulation in LBs.

Kinetic and structural evidence for the importance of Tyr236 for the integrity of the Mo active site in a bacterial sulfite dehydrogenase

The sulfite dehydrogenase from Starkeya novella is the only known sulfite-oxidizing enzyme that forms a permanent heterodimeric complex between a molybdenum and a heme c-containing subunit and can be crystallized in an electron transfer competent conformation. Tyr236 is a highly conserved active site residue in sulfite oxidoreductases and has been shown to interact with a nearby arginine and a molybdenum-oxo ligand that is involved in catalysis. We have created a Tyr236 to Phe substitution in the SorAB sulfite dehydrogenase. The purified SDHY236F protein has been characterized in terms of activity, structure, intramolecular electron transfer, and EPR properties. The substituted protein exhibited reduced turnover rates and substrate affinity as well as an altered reactivity toward molecular oxygen as an electron acceptor. Following reduction by sulfite and unlike SDHWT, the substituted enzyme was reoxidized quickly in the presence of molecular oxygen, a process reminiscent of the reactions of the sulfite oxidases. SDHY236F also exhibited the pH-dependent CW-EPR signals that are typically observed in vertebrate sulfite oxidases, allowing a direct link of CW-EPR properties to changes caused by a single-amino acid substitution. No quantifiable electron transfer was seen in laser flash photolysis experiments with SDHY236F. The crystal structure of SDHY236F clearly shows that as a result of the substitution the hydrogen bonding network surrounding the active site is disturbed, resulting in an increased mobility of the nearby arginine. These disruptions underline the importance of Tyr236 for the integrity of the substrate binding site and the optimal alignment of Arg55, which appears to be necessary for efficient electron transfer.

Seawater carbonate chemistry and diatom Phaeodactylum tricornutum (CCMA 106) biological processes during experiments, 2010

CO2/pH perturbation experiments were carried out under two different pCO2 levels (39.3 and 101.3 Pa) to evaluate effects of CO2-induced ocean acidification on the marine diatom Phaeodactylum tricornutum. After acclimation (>20 generations) to ambient and elevated CO2 conditions (with corresponding pH values of 8.15 and 7.80, respectively), growth and photosynthetic carbon fixation rates of high CO2 grown cells were enhanced by 5% and 12%, respectively, and dark respiration stimulated by 34% compared to cells grown at ambient CO2. The half saturation constant (Km) for carbon fixation (dissolved inorganic carbon, DIC) increased by 20% under the low pH and high CO2 condition, reflecting a decreased affinity for HCO3- or/and CO2 and down-regulated carbon concentrating mechanism (CCM). In the high CO2 grown cells, the electron transport rate from photosystem II (PSII) was photoinhibited to a greater extent at high levels of photosynthetically active radiation, while non-photochemical quenching was reduced compared to low CO2 grown cells. This was probably due to the down-regulation of CCM, which serves as a sink for excessive energy. The balance between these positive and negative effects on diatom productivity will be a key factor in determining the net effect of rising atmospheric CO2 on ocean primary production.

Negative Archaeology. The Archaeological Borders of the Present

Nowadays, archaeology is trying to redefine its relation with objects. This change is taking place at the same time as the West is breaking once and for all with the generation who did the rural exodus in the mid of the twentieth century. The present paper proposes a revision of the conditions that allow us to both define this rupture and at the same time determine our affinity with materiality. This is done through a reconsideration of the relation between the past and the present and the dynamics marking this difference. We are situated in a moment when the experience of time is shifting and thus so is the integrity of archaeological objects. Under the name of Negative Archaeology, the border between past and present is explored. This border determines the creation of the past in a present which intends to homogenise changes. Archaeology is a unique discipline which could prevent this process, or at least bear witness to the dynamics to which objects seem to be subjected. Obscolescence is introduced as a concept in an attempt to name the aforementioned problem.

Magnetoresistance in a High Mobility Two-Dimensional Electron System as a Function of Sample Geometry

In a high mobility two-dimensional electron gas (2DEG) realized in a GaAs/Al0.3Ga0.7As quantum well we observe changes in the Shubnikov-de Haas oscillations (SdHO) and in the Hall resistance for different sample geometries. We observe for each sample geometry a strong negative magnetoresistance around zero magnetic field which consists of a peak around zero magnetic field and of a huge magnetoresistance at larger fields. The peak around zero magnetic field is left unchanged for different geometries.

In Situ Observation of the Thermal Decomposition of Weddelite by Heating Stage Environmental Scanning Electron Microscopy

The morphological and chemical changes occurring during the thermal decomposition of weddelite, CaC2O4·2H2O, have been followed in real time in a heating stage attached to an Environmental Scanning Electron Microscope operating at a pressure of 2 Torr, with a heating rate of 10 °C/min and an equilibration time of approximately 10 min. The dehydration step around 120 °C and the loss of CO around 425 °C do not involve changes in morphology, but changes in the composition were observed. The final reaction of CaCO3 to CaO while evolving CO2 around 600 °C involved the formation of chains of very small oxide particles pseudomorphic to the original oxalate crystals. The change in chemical composition could only be observed after cooling the sample to 350 °C because of the effects of thermal radiation.