Analysen der beiden cis-regulierenden Sequenzelemente translational control element (TCE) und cytoplasmic polyadenylation element (CPE) in der Drosophila-Spermatogenese

Ein essentieller Bestandteil in dem Mechanismus der Translationskontrolle sind RNA-Pro­tein-Wechselwirkungen. Solche Interaktionen konnten in Translationssystemen an zwei unabhängigen cis-regulierenden Elementen durch in vitro-Bindungsanalysen mit individu­ellen rekombinanten Proteinen dokumentiert werden. Im Fall des translational control elements (TCE), welches ein konserviertes Sequenz-Ele­ment in der Mst(3)CGP-Genfamilie darstellt, wird eine negative Translationskontrolle durch die Bindung der Proteine CG3213, CG12470, CG1898, dFMR1, Exuperantia und Orb2 an diese Sequenz vermittelt (Stinski, 2011). Neben den in Bindungsstudien positiv getesteten Kandidaten dFMR1 und Orb2 (Stinski, 2011) wurde in der vorliegenden Dis­sertation CG3213 als weiterer direkter Bindungspartner an das TCE dokumentiert. Ein Abgleich der genomweiten Zusammenstellung von Proteininteraktionen in der Datenbank InterologFinder lieferte zwei weitere potentielle Kandidaten: CG34404 und CG3727. Al­lerdings schließen Northern-Analysen und das Proteinexpressionsmuster eine zentrale Rolle in der Drosophila-Spermatogenese für diese nahezu aus. In Kolokalisationsstudien einiger TCE-Komplex-Kandidaten mit CG3213 als Referenz konnten eindeutige Überein­stimmungen der Fluoreszenzmuster mit CG12470 in der postmeiotischen Phase be­schrieben werden, wohingegen mit Orb2 (postmeiotisch) und CG1898 (prämeiotisch) nur eine geringe Kolokalisation erkannt wurde. Punktstrukturen in den Verteilungsmustern sowohl von CG3213 als auch von CG12470 ließen sich nicht mit ER- und mitochondrien­spezifischen Markern korrelieren. Im Anschluss der Meiose konnte eine deutliche Intensitätserhöhung des CG3213-Proteins beobachtet werden, was eventuell durch eine veränderte Translationseffizienz zustande kommen könnte. Exuperantia (Exu) stellt einen bekannten Regulator für eine Reihe von translationskontrollierten mRNAs dar (Wang und Hazelrigg, 1994). Die Quantifizierungen der CG3213-mRNA in exu-mutantem Hintergrund bestätigen, dass auch die Transkript­menge der CG3213-mRNA durch Exu reguliert wird, was die obige Interpretation stützen würde. Für das zweite cis-regulierende Element, das cytoplasmic polyadenylation element (CPE), konnte eine direkte Bindung mit dem CPEB-Homolog in Drosophila (Orb2) gezeigt wer­den, welches auch eine Komponente des mst87F-RNP-Komplexes ist. Ein vermuteter Interaktionspartner dieses CPEBs ist Tob, weshalb die Verteilung beider Proteine in einem Kombinationsstamm verglichen wurde. In dem teilweise übereinstimmenden Fluoreszenz­muster ist Tob an den distalen Spermatidenenden auffallend konzentriert. Das gesamte Tob-Muster jedoch legt eine Verteilung in den Mitochondrien nahe, wie die MitoTracker®-Färbung belegt. Somit wurde erstmals ein Mitglied der Tob/BTG-Genfamilie in der Droso­phila-Spermatogenese mit Mitochondrien in Verbindung gebracht. Die Lokalisierung die­ser Proteine ist bislang unklar, jedoch konnte eine Kernlokalisation trotz der N-terminalen NLS-Sequenz mit Hilfe einer Kernfärbung ausgeschlossen werden.

Strukturelle und funktionelle Charakterisierung des Dnmt2-Homologs DnmA von Dictyostelium discoideum

In dieser Arbeit wurde die DNA Methyltransferase 2 aus Dictyostelium discoideum strukturell und funktionell untersucht. Sie vermittelt die Methylierung des Cytosin an Position 38 nahe des Anticodons der tRNAAsp (Goll et al., 2006; Müller et al., 2013). Jedoch ist die biologische Funktion dieser Methylierung bis heute nicht hinreichend geklärt. In der Vergangenheit konnten erhebliche Unterschiede in der in vivo- und in vitro-Methylierungsaktivität von DnmA, dem Dnmt2-Homolog aus D. discoideum, beobachtet werden. So wurde bis jetzt ausschließlich tRNAAsp als in vivo-Substrat des Proteins identifiziert. In vitro methyliert rekombinant gewonnenes DnmA aus E. coli allerdings auch Transkripte der tRNAGlu und tRNAGly (Müller et al., 2013). Aus diesem Grund sollten in dieser Arbeit posttranslationaler Proteinmodifikationen von DnmA identifiziert werden. Diese können an dem Protein aus D. discoideum, jedoch nicht oder verändert an dem Protein aus E. coli auftreten und deshalb zu einer abweichenden Methylierungsaktivität von DnmA führen. Es konnte gezeigt werden, dass DnmA aus D. discoideum isoliert, zahlreiche Proteinmodifikationen aufweist, wobei elf Methylierungen, drei Phosphorylierungen und drei Acetylierungen identifiziert werden konnten. Die als methyliert identifizierten Aminosäuren K205, K236, K276 und R341 und die phosphorylierte Aminosäure T239 wurden detaillierter untersucht. Dazu wurden sie jeweils zu Alanin mutiert. Keine der Aminosäureaustausch-mutationen führte zu einem erheblichen Strukturverlust des Proteins und alle Proteine zeigten in vitro-Methylierungsaktivität mit tRNAAsp, tRNAGlu und tRNAGly. Die Mutations-proteine DnmAK276A und R341A wurden überdies in vivo untersucht und zeigten eine verringerte Methylierungsaktivität. Diese Ergebnisse liefern erste Hinweise darauf, dass posttranslationale Proteinmodifikationen die Aktivität von DnmA in vivo beeinflussen könnten. Außerdem konnte gezeigt werden, dass auch DnmA, welches in D. discoideum überexprimiert und daraus gereinigt wurde, in vitro-Methylierungsaktivität mit tRNAGly besitzt. Da tRNAGly kein Substrat für DnmA in vivo darstellt (Müller et al., 2013), konnte dadurch nachgewiesen werden, dass das Protein, auch wenn es in D. discoideum exprimiert wird, in vivo und in vitro abweichende Substratspezifität aufweist. Weiterhin wurde versucht, Protein-Interaktionspartner von DnmA zu identifizieren. Mittels Immunpräzipitation und anschließender massenspektrometrischer Analyse konnten eine Vielzahl von Kandidaten identifiziert werden. Erste Versuche, die Ergebnisse zu verifizieren, zeigten allerdings keine Bestätigung der direkten Interaktion der Proteine CulB, CulE und Nola1 mit DnmA. Wie in vorherigen Untersuchungen (Dissertation Vladimir Maksimov, 2010; Dissertation Sara Müller, 2011), konnten auch im Rahmen dieser Arbeit keine direkt mit DnmA assoziierten Proteine in D. discoideum identifiziert werden. Im dritten Projekt der vorliegenden Arbeit wurde ein Zusammenhang zwischen der DnmA-vermittelten tRNA-Methylierung am C38 und einer weiteren tRNA-Modifikation, Queuosin an Position 34, gezeigt. Die Methylierung der tRNAAsp durch DnmA war signifikant erhöht, wenn das Nährmedium von D. discoideum mit Queuin supplementiert wurde. Allerdings ist Queuosin für die DnmA-vermittelte tRNA-Methylierung nicht unabdingbar. In vivo konnte nach Überexpression von DnmA ebenfalls eine Queuosin-unabhängige tRNAAsp-Methylierung detektiert werden. Weiterhin wurde gezeigt, dass Queuosin-enthaltende tRNAs kein generelles Substrat für DnmA darstellen. Nach Gabe von Queuin wiesen die anderen Queuosin-enthaltenden tRNAs tRNAAsn, tRNAHis und tRNATyr keine Methylierung putativer DnmA-targets auf. Auch an tRNAGlu und tRNAGly konnte unter diesen Bedingungen keine in vivo-Methylierung des C38 bzw. C37 gezeigt werden. Weiterhin wurden erste Untersuchungen zur Bestimmung der Funktion der DnmA-vermittelten Methylierung in Zusammenhang mit der Queuosin-Modifikation durchgeführt. Bereits 1985 wurde beschrieben, dass Queuin im Nährmedium die tRNA-Menge von tRNAAsp und tRNATyr in Wildtyp Dictyostelium-Zellen um das Zweifache erhöht (Ott and Kersten, 1985). Hier konnten diese Ergebnisse bestätigt und außerdem gezeigt werden, dass dieser Effekt in einem dnmA- -Stamm nicht auftritt. Interessanterweise stellte tRNATyr jedoch kein Methylierungssubstrat für DnmA dar. Dennoch konnte in einem dnmA- -Stamm ebenfalls keine erhöhte Menge dieser tRNA beobachtet werden, obwohl die Zellen mit Queuin kultiviert wurden. In wieweit ein indirekter Effekt, welcher nicht die DnmA-vermittelte Methylierung darstellt, weitere tRNA-Modifikationen oder andere Proteine an diesem Regulationsmechanismus beteiligt sind, muss in zukünftigen Analysen geklärt werden.

Charakterisierung des Ubiquitin-ähnlichen Proteins Urm1 in Saccharomyces cerevisiae

Das ursprünglich in S. cerevisiae identifizierte Urm1 stellt aufgrund seiner dualen Funktionsweise ein besonderes UBL dar. In einem Prozess, der als Urmylierung bezeichnet wird, kann es ähnlich dem Ubiquitin kovalent mit anderen Proteinen verknüpft werden. Zusätzlich fungiert es aber auch als Schwefelträger, der an der Thiolierung des wobble-Uridins bestimmter cytoplasmatischer tRNAs beteiligt ist. Während neuere Untersuchungen zeigen, dass die Urm1-abhängige tRNA-Thiolierung zu einer effizienten Translation in Eukaryoten beiträgt, ist die Bedeutung der Urmylierung immer noch unklar. Um die Funktion der Urm1-vermittelten Proteinmodifikation weiter aufzuklären, wurde die Urmylierung des Peroxiredoxins Ahp1 im Rahmen dieser Arbeit näher untersucht. Es konnte demonstriert werden, dass Ahp1 nicht nur als Monomer, sondern auch als Dimer urmyliert vorliegt. Dies deutet darauf hin, dass die Urmylierung mit dem peroxidatischen Zyklus von Ahp1 verknüpft ist. Diese Annahme konnte durch die Untersuchung der Modifikation verschiedener ahp1-Punktmutanten bestätigt werden. Hierbei ließ sich ebenfalls zeigen, dass das Peroxiredoxin wahrscheinlich auch an alternativen Lysinresten urmyliert werden kann. Trotzdem bleibt unklar, inwiefern die Funktionalität von Ahp1 durch die Urm1-Konjugation beeinträchtigt wird. So konnte ein Einfluss der Urmylierung auf die Ahp1-vermittelte Entgiftung des Alkylhydroperoxids t-BOOH nicht festgestellt werden. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit war die Untersuchung einer möglichen mechanistischen Verknüpfung beider Urm1-Funktionen. Es ließ sich zeigen, dass nicht nur Schwefelmangel, sondern auch ein Verlust der Schwefeltransferase Tum1 zu einer drastischen Reduktion der Urm1-Konjugation führt. Demnach wird die Urmylierung wahrscheinlich über denselben Schwefeltransferweg vermittelt, der ebenfalls zur tRNA-Thiolierung beiträgt. Trotzdem ist der Schwefeltransfer, der zur Urm1-Aktivierung führt, womöglich komplexer als bisher angenommen. Wurden die vermuteten katalytischen Cysteine des Urm1-Aktivatorproteins Uba4 mutiert oder dessen C-terminale RHD entfernt, waren eine gehemmte Urmylierung und tRNA-Thiolierung weiterhin nachweisbar. Somit scheint ein Schwefeltransfer auf Urm1 auch ohne direkte Beteiligung von Uba4 möglich zu sein. In dieser Arbeit ließ sich außerdem zeigen, dass Urm1 in Hefe durch sein humanes Homolog funktional ersetzt werden kann. Dies ist ein Hinweis dafür, dass der Urm1-Weg in allen Eukaryoten gleich funktioniert und konserviert ist. Darüber hinaus scheint für die Urmylierung auch eine Konservierung der Substratspezifität gegeben zu sein. Der Nachweis einer Uba4-Urmylierung in Hefe könnte durchaus darauf hindeuten.

Acuerdo sobre el profesorado de religión.

Acuerdo entre el Gobierno central y la Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha sobre el coste efectivo del profesorado de religión católica en Educación Infantil y Primaria, anteriormente ya se firmó un acuerdo sobre el incremento de horas lectivas de este colectivo y también se les homologó su salario con los profesores interinos de la región.

Restricted expression of NADPH oxidase/peroxidase gene (Duox) in zone VII of the ascidian endostyle

The ascidian Ciona intestinalis, a marine invertebrate chordate, is an emerging model system for developmental and evolutionary studies. The endostyle, one of the characteristic organs of ascidians, is a pharyngeal structure with iodine-concentrating and peroxidase activities and is therefore considered to be homologous to the follicular thyroid of higher vertebrates. We have previously reported that a limited part of the endostyle (zone VII) is marked by the expression of orthologs of the thyroid peroxidase (TPO) and thyroid transcription factor-2 (TTF-2/FoxE) genes. In this study, we have identified the Ciona homolog of NADPH oxidase/peroxidase (Duox), which provides hydrogen peroxide (H2O2) for iodine metabolism by TPO in the vertebrate thyroid. Expression patterns assessed by in situ hybridization have revealed that Ciona Duox (Ci-Duox) is predominantly expressed in the dorsal part of zone VII of the endostyle. Furthermore, two-color fluorescent in situ hybridization with Ci-Duox and Ciona TPO (CiTPO) has revealed that the ventral boundary of the Ci-Duox domain of expression is more dorsal than that of CiTPO. We have also characterized several genes, such as Ci-Fgf8/17/18, 5HT7, and Ci-NK4, which are predominantly expressed in the ventral part of zone VII, in a region complementary to the Ci-Duox expression domain. These observations suggest that, at the molecular level, zone VII has a complex organization that might have some impact on the specification of cell types and functions in this thyroid-equivalent element of the ascidian endostyle.

The adrenal secretory serine protease AsP is a short secretory isoform of the transmembrane airway trypsin-like protease

To further elucidate the role of proteases capable of cleaving N-terminal proopiomelanocortin (N-POMC)-derived peptides, we have cloned two cDNAs encoding isoforms of the airway trypsin-like protease (AT) from mouse (MAT) and rat ( RAT), respectively. The open reading frames comprise 417 amino acids (aa) and 279 aa. The mouse AT gene was located at chromosome 5E1 and contains 10 exons. The longer isoform, which we designated MAT1 and RAT1, has a simple type II transmembrane protein structure, consisting of a short cytoplasmic domain, a transmembrane domain, a SEA (63-kDa sea urchin sperm protein, enteropeptidase, agrin) module, and a serine protease domain. The human homolog of MAT1 and RAT1 is the human AT ( HAT). The shorter isoform, designated MAT2 and RAT2, which contains an alternative N terminus, was formerly described in the rat as adrenal secretory serine protease (AsP) and has been shown to be involved in the processing of N-POMC-derived peptides. In contrast to the long isoform, neither MAT2 and RAT2 ( AsP) contain a transmembrane domain nor a SEA domain but an N-terminal signal peptide to direct the enzyme to the secretory pathway. The C terminus, covering the catalytic triad, is identical in both isoforms. Immunohistochemically, MAT/RAT was predominantly expressed in tissues of the upper gastrointestinal and the respiratory tract - but also in the adrenal gland. Moreover, isoform-specific RT-PCR and quantitative PCR analysis revealed a complex expression pattern of the two isoforms with differences between mice and rats. These findings indicate a multifunctional role of these proteases beyond adrenal proliferation.

Changes in race-specific virulence in pseudomonas syringae pv. phaseolicola are Associated with a chimeric transposable element and rare deletion events in a plasmid-borne pathogenicity island

Virulence for bean and soybean is determined by effector genes in a plasmid-borne pathogenicity island (PAI) in race 7 strain 1449B of Pseudomonas syringae pv. phaseolicola. One of the effector genes, avrPphF, confers either pathogenicity, virulence, or avirulence depending on the plant host and is absent from races 2, 3, 4, 6, and 8 of this pathogen. Analysis of cosmid clones and comparison of DNA sequences showed that the absence of avrPphF from strain 1448A is due to deletion of a continuous 9.5-kb fragment. The remainder of the PAI is well conserved in strains 1448A and 1449B. The left junction of the deleted region consists of a chimeric transposable element generated from the fusion of homologs of IS1492 from Pseudomonas putida and IS1090 from Ralstonia eutropha. The borders of the deletion were conserved in 66 P. syringae pv. phaseolicola strains isolated in different countries and representing the five races lacking avrPphF. However, six strains isolated in Spain had a 10.5-kb deletion that extended 1 kb further from the right junction. The perfect conservation of the 28-nucleotide right repeat of the IS1090 homolog in the two deletion types and in the other 47 insertions of the IS1090 homolog in the 1448A genome strongly suggests that the avrPphF deletions were mediated by the activity of the chimeric mobile element. Our data strongly support a clonal origin for the races of P. syringae pv. phaseolicola lacking avrPphF.

Mutation in TERMINAL FLOWER1 reverses the photoperiodic requirement for flowering in the wild strawberry, Fragaria vesca

Photoperiodic flowering has been extensively studied in the annual short-day and long-day plants rice and Arabidopsis while less is known about the control of flowering in perennials. In the perennial wild strawberry, Fragaria vesca L. (Rosaceae), short-day and perpetual flowering long-day accessions occur. Genetic analyses showed that differences in their flowering responses are caused by a single gene, the SEASONAL FLOWERING LOCUS which may encode the F. vesca homolog of TERMINAL FLOWER1 (FvTFL1). We show through high-resolution mapping and transgenic approaches that FvTFL1 is the basis of this change in flowering behavior and demonstrate that FvTFL1 acts as a photoperiodically regulated repressor. In short-day F. vesca, long photoperiods activate FvTFL1 mRNA expression and short days suppress it, promoting flower induction. These seasonal cycles in FvTFL1 mRNA level confer seasonal cycling of vegetative and reproductive development. Mutations in FvTFL1 prevent LD suppression of flowering, and the early flowering that then occurs under LD is dependent on the F. vesca homolog of FLOWERING LOCUS T. This photoperiodic response mechanism differs from those described in model annual plants. We suggest that this mechanism controls flowering within the perennial growth cycle in F. vesca, and demonstrate that a change in a single gene reverses the photoperiodic requirements for flowering.

Mutation of toxB and a truncated version of the efa-1 gene in Escherichia coli O157 : H7 influences the expression and secretion of locus of enterocyte effacement-encoded proteins but not intestinal colonization in calves or sheep

Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) strains comprise a broad group of bacteria, some of which cause attaching and effacing (AE) lesions and enteritis in humans and animals. Non-O157:H7 EHEC strains contain the gene efa-1 (referred to in previous publications as efa1), which influences adherence to cultured epithelial cells. An almost identical gene in enteropathogenic E. coli (lifA) mediates the inhibition of lymphocyte proliferation and proinflammatory cytokine synthesis. We have shown previously that significantly lower numbers of EHEC 05 and 0111 efa-1 mutants are shed in feces following experimental infection in calves and that these mutants exhibit reduced adherence to intestinal epithelia compared with isogenic wild-type strains. E. coli O157:H7 strains lack efa-1 but encode a homolog on the pO157 plasmid (toxB/l7095) and contain a truncated version of the efa-1 gene (efa-1'/z4332 in O island 122 of the EDL933 chromosome). Here we report that E. coli O157:H7 toxB and efa-1' single and double mutants exhibit reduced adherence to cultured epithelial cells and show reduced expression and secretion of proteins encoded by the locus of enterocyte effacement (LEE), which plays a key role in the host-cell interactions of EHEC. The activity of LEE1, LEE4, and LEE5 promoters was not significantly altered in E. coli O157:H7 strains harboring toxB or efa-1' mutations, indicating that the effect on the expression of LEE-encoded secreted proteins occurs at a posttranscriptional level. Despite affecting type III secretion, mutation of toxB and efa-1' did not significantly affect the course of fecal shedding of E. coli O157:H7 following experimental inoculation of 10- to 14-day-old calves or 6-week-old sheep. Mutation of tir caused a significant reduction in fecal shedding of E. coli O157:H7 in calves, indicating that the formation of AE lesions is important for colonization of the bovine intestine.

The mysterious presence of a 5-methylcytosine oxidase in the Drosophila genome: Possible explanations

5-methylcytosine is an important epigenetic modification involved in gene control in vertebrates and many other complex living organisms. Its presence in Drosophila has been a matter of debate and recent bisulfite sequencing studies of early-stage fly embryos have concluded that the genome of Drosophila is essentially unmethylated. However, as we outline here, the Drosophila genome harbors a well-conserved homolog of the TET protein family. The mammalian orthologs TET1/2/3 are known to convert 5-methylcytosine into 5-hydroxymethylcytosine. We discuss several possible explanations for these seemingly contradictory findings. One possibility is that the 2 modified cytosine bases are generated in Drosophila only at certain developmental stages and in a cell type-specific manner during neurogenesis. Alternatively, Drosophila Tet and its mammalian homologs may carry out catalytic activity-independent functions, and the possibility that these proteins may oxidize 5-methylcytosine in RNA created by the methyltransferase Dnmt2 should also be strongly considered.

Overexpression of coconut AINTEGUMENTA-like gene, CnANT, promotes in vitro regeneration in transgenic Arabidopsis

Knowledge of the molecular biological changes underlying the process of embryogenesis is important for the improvement of somatic embryogenesis of coconut. Among the transcription factors that control the transition from vegetative to embryogenic growth, members of APETALA2/Ethylene-responsive element binding protein domain family play an important role in promoting embryo development. Significant insights into the role of AP2 genes have been obtained by the ectopic expression of AP2 sub family genes in transgenic Arabidopsis. A homolog of the AINTEGUMENTA-like gene that encodes the two AP2 domains and the linker region was identified in the coconut genome. Phylogenetic analysis showed that this gene, CnANT, encodes a protein that branched with BABY BOOM/PLETHORA clade in the AINTEGUMENTA-like major clade and was similar to the oil palm EgAP2-1 protein. According to real time RT-PCR results, higher expression of CnANT was observed in more mature zygotic embryos. Also, high CnANT expression was recorded in embryogenic callus compared to other stages of somatic embryogenesis. We examined the effect of ectopic CnANT expression on the development and regenerative capacity of transgenic Arabidopsis. Overexpression of CnANT in Arabidopsis induced hormone free regeneration of explants. Furthermore, ectopic expression of CnANT enhanced regeneration in vitro and suggested a role for this gene in cell proliferation during in vitro culture.

A global proteomics approach identifies novel phosphorylated signaling proteins in GPVI-activated platelets: involvement of G6f, a novel platelet Grb2-binding membrane adapter.

Collagen-related peptide (CRP) stimulates powerful activation of platelets through the glycoprotein VI (GPVI)-FcR gamma-chain complex. We have combined proteomics and traditional biochemistry approaches to study the proteome of CRP-activated platelets, focusing in detail on tyrosine phosphorylation. In two separate approaches, phosphotyrosine immunoprecipitations followed by 1-D-PAGE, and 2-DE, were used for protein separation. Proteins were identified by MS. By following these approaches, 96 proteins were found to undergo PTM in response to CRP in human platelets, including 11 novel platelet proteins such as Dok-1, SPIN90, osteoclast stimulating factor 1, and beta-Pix. Interestingly, the type I transmembrane protein G6f was found to be specifically phosphorylated on Tyr-281 in response to platelet activation by CRP, providing a docking site for the adapter Grb2. G6f tyrosine phoshporylation was also found to take place in response to collagen, although not in response to the G protein-coupled receptor agonists, thrombin and ADP. Further, we also demonstrate for the first time that Grb2 and its homolog Gads are tyrosine-phosphorylated in CRP-stimulated platelets. This study provides new insights into the mechanism of platelet activation through the GPVI collagen receptor, helping to build the basis for the development of new drug targets for thrombotic disease.

Deficiency of the Cytoskeletal Protein SPECC1L Leads to Oblique Facial Clefting

Genetic mutations responsible for oblique facial clefts (ObFC), a unique class of facial malformations, are largely unknown. We show that loss-of-function mutations in SPECC1L. are pathogenic for this human developmental disorder and that SPECC1L is a critical organizer of vertebrate facial morphogenesis. During murine embryogenesis, Speed 1 1 is expressed in cell populations of the developing facial primordial, which proliferate and fuse to form the face. In zebrafish, knockdown of a SPECC1L homolog produces a faceless phenotype with loss of jaw and facial structures, and knockdown in Drosophila phenocopies mutants in the integrin signaling pathway that exhibit cell-migration and -adhesion defects. Furthermore, in mammalian cells, SPECC1L colocalizes with both tubulin and actin, and its deficiency results in defective actin-cytoskeleton reorganization, as well as abnormal cell adhesion and migration. Collectively, these data demonstrate that SPECC1L functions in actin-cytoskeleton reorganization and is required for proper facial morphogenesis.

Clock Genes, Melanopsins, Melatonin, and Dopamine Key Enzymes and Their Modulation by Light and Glutamate in Chicken Embryonic Retinal Cells

The avian circadian system is composed of the retina, the mammalian homolog region of the suprachiasmatic nucleus (SNC), and the pineal gland. The retina, itself, displays many rhythmic physiological events, such as movements of photoreceptor cells, opsin expression, retinal reisomerization, and melatonin and dopamine production and secretion. Altogether, these rhythmic events are coordinated to predict environmental changes in light conditions during the day, optimizing retina function. The authors investigated the expression pattern of the melanopsin genes Opn4x and Opn4m, the clock genes Clock and Per2, and the genes for the key enzymes N-Acetyltransferase and Tyrosine Hidroxylase in chicken embryo dispersed retinal cells. Primary cultures of chicken retina from 8-day-old embryos were kept in constant dark (DD), in 12-h light/12-h dark (12L:12D), in 12L:12D followed by DD, or in DD in the absence or presence of 100 mu M glutamate for 12 h. Total RNA was extracted throughout a 24-h span, every 3 h starting at zeitgeber time 0 (ZT0) of the 6th day, and submitted to reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) followed by quantitative PCR (qPCR) for mRNA quantification. The data showed no rhythmic pattern of transcription for any gene in cells kept in DD. However under a light-dark cycle, Clock, Per2, Opn4m, N-Acetyltransferase, and Tyrosine Hydroxylase exhibited rhythmic patterns of transcription. In DD, 100 mu M glutamate was able to induce rhythmic expression of Clock, strongly inhibited the expression of Tyrosine Hydroxylase, and, only at some ZTs, of Opn4x and Opn4m. The neurotransmitter had no effect on Per2 and N-Acetyltransferase transcription. The authors confirmed the expression of the protein OPN4x by immunocytochemistry. These results suggest that chicken embryonic retinal cells contain a functional circadian clock, whose synchronization requires light-dark cycle or glutamate stimuli. (Author correspondence: amdlcast@ib.usp.br).

Next Generation Sequencing of Pooled Samples Reveals New SNRNP200 Mutations Associated with Retinitis Pigmentosa

The gene SNRNP200 is composed of 45 exons and encodes a protein essential for pre-mRNA splicing, the 200 kDa helicase hBrr2. Two mutations in SNRNP200 have recently been associated with autosomal dominant retinitis pigmentosa (adRP), a retinal degenerative disease, in two families from China. In this work we analyzed the entire 35-Kb SNRNP200 genomic region in a cohort of 96 unrelated North American patients with adRP. To complete this large-scale sequencing project, we performed ultra high-throughput sequencing of pooled, untagged PCR products. We then validated the detected DNA changes by Sanger sequencing of individual samples from this cohort and from an additional one of 95 patients. One of the two previously known mutations (p.S1087L) was identified in 3 patients, while 4 new missense changes (p.R681C, p.R681H, p.V683L, p.Y689C) affecting highly conserved codons were identified in 6 unrelated individuals, indicating that the prevalence of SNRNP200-associated adRP is relatively high. We also took advantage of this research to evaluate the pool-and-sequence method, especially with respect to the generation of false positive and negative results. We conclude that, although this strategy can be adopted for rapid discovery of new disease-associated variants, it still requires extensive validation to be used in routine DNA screenings. (C) 2011 Wiley-Liss, Inc.