嗜热四膜虫的着丝粒蛋白检查

目前国际上的着丝粒蛋白研究工作几乎全是以酵母和高等生物为材料进行的. 为了从起源与进化的角度考察着丝粒蛋白, 作者以人喉癌培养细胞 Hep Ⅱ作为对照材料, 以两种 ACA 血清和 CENP-B 单抗、多抗以及 CHO 动粒蛋白单抗为探针, 用间接免疫荧光和免疫印迹技术对嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)作检查. 免疫荧光结果表明, Hep Ⅱ细胞的着丝粒抗原在间期核中呈点状分布: 与 HepⅡ 细胞的不同, 嗜热四膜虫的着丝粒抗原在问期核中的分布呈不规则的斑块状。

小眼虫的着丝粒蛋白检查

为了从起源与进化的角度考察着丝粒蛋白, 作者从比酵母更低等的原生生物着手, 检查它们的着丝粒蛋白. 另文作者已报道了对四膜虫研究的结果, 该文报道的是对小眼虫(Englena gracilis) 检查. 作者的结果表明: 眼虫细胞核里存在的 ACA 抗原的分子量, 包括了用 ACA 血清在高等生物中检出来的 CENP-A、CENP-B、CENP-C 和 CENP-C 这几类基本的着丝粒蛋白组分. 作免疫荧光染色后, 细胞核呈很强的阳性反应, 但分辨不出前着丝粒小点. 核仁不被荧光染色, 除了核仁外似乎整个核都被染色. 这可能反映了抗原的分布在核内不是集中成点状的. 经过制备核骨架的程序处理后, 细胞核仍为阳性(尽管荧光较弱). 如此看来, 眼虫至少已有相当大一部分的 ACA 抗原是与核骨架结合着的. 对分离的细胞核作相应的抽提处理后再作免疫印迹检查, 得到的阳性反应带也证明了这一点。

Telomere disruption results in non-random formation of de novo dicentric chromosomes involving acrocentric human chromosomes.

Genome rearrangement often produces chromosomes with two centromeres (dicentrics) that are inherently unstable because of bridge formation and breakage during cell division. However, mammalian dicentrics, and particularly those in humans, can be quite stable, usually because one centromere is functionally silenced. Molecular mechanisms of centromere inactivation are poorly understood since there are few systems to experimentally create dicentric human chromosomes. Here, we describe a human cell culture model that enriches for de novo dicentrics. We demonstrate that transient disruption of human telomere structure non-randomly produces dicentric fusions involving acrocentric chromosomes. The induced dicentrics vary in structure near fusion breakpoints and like naturally-occurring dicentrics, exhibit various inter-centromeric distances. Many functional dicentrics persist for months after formation. Even those with distantly spaced centromeres remain functionally dicentric for 20 cell generations. Other dicentrics within the population reflect centromere inactivation. In some cases, centromere inactivation occurs by an apparently epigenetic mechanism. In other dicentrics, the size of the alpha-satellite DNA array associated with CENP-A is reduced compared to the same array before dicentric formation. Extra-chromosomal fragments that contained CENP-A often appear in the same cells as dicentrics. Some of these fragments are derived from the same alpha-satellite DNA array as inactivated centromeres. Our results indicate that dicentric human chromosomes undergo alternative fates after formation. Many retain two active centromeres and are stable through multiple cell divisions. Others undergo centromere inactivation. This event occurs within a broad temporal window and can involve deletion of chromatin that marks the locus as a site for CENP-A maintenance/replenishment.

Histone modifications within the human X centromere region.

Human centromeres are multi-megabase regions of highly ordered arrays of alpha satellite DNA that are separated from chromosome arms by unordered alpha satellite monomers and other repetitive elements. Complexities in assembling such large repetitive regions have limited detailed studies of centromeric chromatin organization. However, a genomic map of the human X centromere has provided new opportunities to explore genomic architecture of a complex locus. We used ChIP to examine the distribution of modified histones within centromere regions of multiple X chromosomes. Methylation of H3 at lysine 4 coincided with DXZ1 higher order alpha satellite, the site of CENP-A localization. Heterochromatic histone modifications were distributed across the 400-500 kb pericentromeric regions. The large arrays of alpha satellite and gamma satellite DNA were enriched for both euchromatic and heterochromatic modifications, implying that some pericentromeric repeats have multiple chromatin characteristics. Partial truncation of the X centromere resulted in reduction in the size of the CENP-A/Cenp-A domain and increased heterochromatic modifications in the flanking pericentromere. Although the deletion removed approximately 1/3 of centromeric DNA, the ratio of CENP-A to alpha satellite array size was maintained in the same proportion, suggesting that a limited, but defined linear region of the centromeric DNA is necessary for kinetochore assembly. Our results indicate that the human X centromere contains multiple types of chromatin, is organized similarly to smaller eukaryotic centromeres, and responds to structural changes by expanding or contracting domains.

The past, present, and future of human centromere genomics.

The centromere is the chromosomal locus essential for chromosome inheritance and genome stability. Human centromeres are located at repetitive alpha satellite DNA arrays that compose approximately 5% of the genome. Contiguous alpha satellite DNA sequence is absent from the assembled reference genome, limiting current understanding of centromere organization and function. Here, we review the progress in centromere genomics spanning the discovery of the sequence to its molecular characterization and the work done during the Human Genome Project era to elucidate alpha satellite structure and sequence variation. We discuss exciting recent advances in alpha satellite sequence assembly that have provided important insight into the abundance and complex organization of this sequence on human chromosomes. In light of these new findings, we offer perspectives for future studies of human centromere assembly and function.

Quantitative Centromere Epigenetics

A PhD is like a box of chocolates, …… and in this thesis I will present what I got. My work has been focused on a cellular structure that is essential for accurate genome inheritance: the centromere. Centromeres are chromosomal domains that do not rely on the presence of any specific DNA sequence. Rather, they are determined by the presence of a histone variant called CENP-A. Stable transmission of CENP-A containing chromatin is accomplished through 1) an unusually high level of protein stability, 2) selfdirected recruitment of nascent CENP-A near existing molecules, and 3) strict cell cycle regulation of assembly. Together, these features lead to a self-sustaining loop that allows for epigenetic maintenance of centromeres.(...)

Investigation of the structure and dynamics of the centromeric epigenetic mark

Le centromère est le site chromosomal où le kinetochore se forme, afin d’assurer une ségrégation fidèles des chromosomes et ainsi maintenir la ploïdie appropriée lors de la mitose. L’identité du centromere est héritée par un mécanisme épigénétique impliquant une variante de l’histone H3 nommée centromere protein-A (CENP-A), qui remplace l’histone H3 au niveau de la chromatine du centromère. Des erreurs de propagation de la chromatine du centromère peuvent mener à des problèmes de ségrégation des chromosomes, pouvant entraîner l’aneuploïdie, un phénomène fréquemment observé dans le cancer. De plus, une expression non-régulée de CENP-A a aussi été rapportée dans différentes tumeurs humaines. Ainsi, plusieurs études ont cherchées à élucider la structure et le rôle de la chromatine contenant CENP-A dans des cellules en prolifération. Toutefois, la nature moléculaire de CENP-A en tant que marqueur épigénétique ainsi que ces dynamiques à l'extérieur du cycle cellulaire demeurent des sujets débat. Dans cette thèse, une nouvelle méthode de comptage de molécules uniques à l'aide de la microscopie à réflexion totale interne de la fluorescence (TIRF) sera décrite, puis exploitée afin d'élucider la composition moléculaire des nucléosomes contenant CENP-A, extraits de cellules en prolifération. Nous démontrons que les nucléosomes contenant CENP-A marquent les centromères humains de façon épigénétique à travers le cycle cellulaire. De plus, nos données démontrent que la forme prénucléosomale de CENP-A, en association avec la protéine chaperon HJURP existe sous forme de monomère et de dimère, ce qui reflète une étape intermédiaire de l'assemblage de nucléosomes contenant CENP-A. Ensuite, des analyses quantitatives de centromères lors de différenciation myogénique, et dans différents tissus adultes révèlent des changements globaux qui maintiennent la marque épigénétique dans une forme inactive suite à la différentiation terminale. Ces changements incluent une réduction du nombre de points focaux de CENP-A, un réarrangement des points dans le noyau, ainsi qu'une réduction importante de la quantité de CENP-A. De plus, nous démontrons que lorsqu'une dédifférenciation cellulaire est induite puis le cycle cellulaire ré-entamé, le phénotype "différencié" décrit ci-haut est récupéré, et les centromères reprennent leur phénotype "prolifératif". En somme, cet oeuvre décrit la composition structurale sous-jacente à l'identité épigénétique des centromères de cellules humaines lors du cycle cellulaire, et met en lumière le rôle de CENP-A à l'extérieur du cycle cellulaire.

Interpretation of the centromere epigenetic mark to maintain genome stability

Le centromère est la région chromosomique où le kinétochore s'assemble en mitose. Contrairement à certaines caractéristiques géniques, la séquence centromérique n'est ni conservée entre les espèces ni suffisante à la fonction centromérique. Il est donc bien accepté dans la littérature que le centromère est régulé épigénétiquement par une variante de l'histone H3, CENP-A. KNL-2, aussi connu sous le nom de M18BP1, ainsi que ces partenaires Mis18α et Mis18β sont des protéines essentielles pour l'incorporation de CENP-A nouvellement synthétisé aux centromères. Des évidences expérimentales démontrent que KNL-2, ayant un domaine de liaison à l'ADN nommé Myb, est la protéine la plus en amont pour l'incorporation de CENP-A aux centromères en phase G1. Par contre, sa fonction dans le processus d'incorporation de CENP-A aux centromères n'est pas bien comprise et ces partenaires de liaison ne sont pas tous connus. De nouveaux partenaires de liaison de KNL-2 ont été identifiés par des expériences d'immunoprécipitation suivies d'une analyse en spectrométrie de masse. Un rôle dans l'incorporation de CENP-A nouvellement synthétisé aux centromères a été attribué à MgcRacGAP, une des 60 protéines identifiées par l'essai. MgcRacGAP ainsi que les protéines ECT-2 (GEF) et la petite GTPase Cdc42 ont été démontrées comme étant requises pour la stabilité de CENP-A incorporé aux centromères. Ces différentes observations ont mené à l'identification d'une troisième étape au niveau moléculaire pour l'incorporation de CENP-A nouvellement synthétisé en phase G1, celle de la stabilité de CENP-A nouvellement incorporé aux centromères. Cette étape est importante pour le maintien de l'identité centromérique à chaque division cellulaire. Pour caractériser la fonction de KNL-2 lors de l'incorporation de CENP-A nouvellement synthétisé aux centromères, une technique de microscopie à haute résolution couplée à une quantification d'image a été utilisée. Les résultats générés démontrent que le recrutement de KNL-2 au centromère est rapide, environ 5 minutes après la sortie de la mitose. De plus, la structure du domaine Myb de KNL-2 provenant du nématode C. elegans a été résolue par RMN et celle-ci démontre un motif hélice-tour-hélice, une structure connue pour les domaines de liaison à l'ADN de la famille Myb. De plus, les domaines humain (HsMyb) et C. elegans (CeMyb) Myb lient l'ADN in vitro, mais aucune séquence n'est reconnue spécifiquement par ces domaines. Cependant, il a été possible de démontrer que ces deux domaines lient préférentiellement la chromatine CENP-A-YFP comparativement à la chromatine H2B-GFP par un essai modifié de SIMPull sous le microscope TIRF. Donc, le domaine Myb de KNL-2 est suffisant pour reconnaître de façon spécifique la chromatine centromérique. Finalement, l'élément reconnu par les domaines Myb in vitro a potentiellement été identifié. En effet, il a été démontré que les domaines HsMyb et CeMyb lient l'ADN simple brin in vitro. De plus, les domaines HsMyb et CeMyb ne colocalisent pas avec CENP-A lorsqu'exprimés dans les cellules HeLa, mais plutôt avec les corps nucléaires PML, des structures nucléaires composées d'ARN. Donc, en liant potentiellement les transcrits centromériques, les domaines Myb de KNL-2 pourraient spécifier l'incorporation de CENP-A nouvellement synthétisé uniquement aux régions centromériques.

A robust algorithm for segmenting fluorescence images and its application to single-molecule counting

La microscopie par fluorescence de cellules vivantes produit de grandes quantités de données. Ces données sont composées d’une grande diversité au niveau de la forme des objets d’intérêts et possèdent un ratio signaux/bruit très bas. Pour concevoir un pipeline d’algorithmes efficaces en traitement d’image de microscopie par fluorescence, il est important d’avoir une segmentation robuste et fiable étant donné que celle-ci constitue l’étape initiale du traitement d’image. Dans ce mémoire, je présente MinSeg, un algorithme de segmentation d’image de microscopie par fluorescence qui fait peu d’assomptions sur l’image et utilise des propriétés statistiques pour distinguer le signal par rapport au bruit. MinSeg ne fait pas d’assomption sur la taille ou la forme des objets contenus dans l’image. Par ce fait, il est donc applicable sur une grande variété d’images. Je présente aussi une suite d’algorithmes pour la quantification de petits complexes dans des expériences de microscopie par fluorescence de molécules simples utilisant l’algorithme de segmentation MinSeg. Cette suite d’algorithmes a été utilisée pour la quantification d’une protéine nommée CENP-A qui est une variante de l’histone H3. Par cette technique, nous avons trouvé que CENP-A est principalement présente sous forme de dimère.

Occurrence of infection by Platynosomum illiciens (Braun, 1901) in captive neotropical primates

Platynosomum illiciens (Trematoda, Plagiorchida) is a trematode parasite reported in felids and falconiforms. It was identified in the gall bladder of eight captive neotropical necropsied primates from the National Primate Center (CENP), Ananindeua, State of Para, Brazil. This is the first description of Platynosomum illiciens as a parasite of primates.

A proposta curricular para o ensino de ciências e programas de saúde: uma síntese e detalhamento para o ciclo básico

O trabalho sintetiza a Proposta Curricular para o Ensino de Ciências e Programas de Saúde, elaborada pela Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas (CENP) da Secretaria de Educação do Estado de São Paulo. Evidencia-se sua sustentação teórica marcadamente sócio-histórica. São levantadas as dificuldades em se trabalhar esse enfoque pelo professor com formação tradicional. Discute-se a contribuição do profissional enfermeiro-educador, nesse quadro, relacionando-a à adequação dos elementos do plano de ensino da Proposta de Ciências da CENP (1992), particularmente dos temas relativos a saúde, para o Ciclo Básico.

Avaliação de diluidores à base de gema de ovo e de lecitina de soja para a congelação de sêmen de Alouatta caraya

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Um quarto de século de construtivismo como discurso pedagógico oficial da rede estadual de ensino paulista: análise de programas e documentos da Secretária de Estado da Educação no período de 1983 a 2008

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Centro de educação matemática (CEM): fragmentos de identidade

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Expressão gênica e viabilidade de folículos ovarianos pré-antrais de Sapajus apella congelados e cultivados in vitro

O objetivo do presente estudo foi desenvolver um protocolo de congelação para a preservação de folículos pré-antrais de Sapajus apella (macaco-prego). Para este fim, fragmentos ovarianos foram expostos à diferentes soluções crioprotetoras, adicionadas ou não por antioxidantes (selênio e trolox), congelados e cultivados in vitro por 24/horas. Análises morfológicas, ultraestruturais, de viabilidade e estresse oxidativo foram desenvolvidas. A coleta do material foi realizada no Centro Nacional de primatas (CENP) e nove macacos-prego maduras e saudáveis foram usadas. Biopsias ovarianas de 1 mm³ foram coletadas por laparoscopia exploratória. Os folículos coletados foram classificados de acordo com sua fase de desenvolvimento em primordial, primário ou secundário. A viabilidade folicular foi observada através da utilização de marcadores fluorescentes (Iodeto de propídeo e Hoechst) qRT-PCR foi usado para avaliar a expressão de hormônios e fatores de crescimento. O TEAC foi usado para mensurar o estresse oxidativo no tecido. Os resultados mostraram que a solução congelação contendo trolox não afetou a morfologia folicular e expressão gênica. A criopreservação resultou em elevadas taxas de viabilidade folicular quando o trolox estava presente na solução, porém a expressão de genes codificando BMP4 e KL foi negativamente afetada. Nossos achados mostraram um efeito favorável da adição do trolox à solução de congelação. Entretanto, a viabilidade folicular e expressão gênica foram afetados após cultivo in vitro.