Influence de l'initiation de la traduction sur le changement programmé du cadre de lecture en -1 responsable de la synthèse des enzymes du virus de l’immunodéficience humaine de type 1

Le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) est responsable du syndrome de l’immunodéficience acquise (SIDA). Il faut identifier de nouvelles cibles pour le développement d’agents anti-VIH-1, car ce virus développe une résistance aux agents présentement utilisés. Notre but est d’approfondir la caractérisation de l’étape du changement de cadre de lecture ribosomique en -1 (déphasage -1) nécessaire à la production du précurseur des enzymes du VIH-1. Ce déphasage est programmé et effectué par une minorité de ribosomes lorsqu’ils traduisent la séquence dite glissante à un endroit spécifique de l’ARN messager (ARNm) pleine-longueur du VIH-1. L’efficacité de déphasage est contrôlée par le signal stimulateur de déphasage (SSF), une tige-boucle irrégulière située en aval de la séquence glissante. La structure du SSF est déroulée lors du passage d’un ribosome, mais elle peut se reformer ensuite. Nous avons montré que des variations de l’initiation de la traduction affectent l’efficacité de déphasage. Nous avons utilisé, dans des cellules Jurkat-T et HEK 293T, un rapporteur bicistronique où les gènes codant pour les luciférases de la Renilla (Rluc) et de la luciole (Fluc) sont séparés par la région de déphasage du VIH-1. La Rluc est produite par tous les ribosomes traduisant l’ARNm rapporteur alors que la Fluc est produite uniquement par les ribosomes effectuant un déphasage. L’initiation de ce rapporteur est coiffe-dépendante, comme pour la majorité des ARNm cellulaires. Nous avons examiné l’effet de trois inhibiteurs de l’initiation et montré que leur présence augmente l’efficacité de déphasage. Nous avons ensuite étudié l’effet de la tige-boucle TAR, qui est présente à l’extrémité 5’ de tous les ARNm du VIH-1. TAR empêche la liaison de la petite sous-unité du ribosome (40S) à l’ARNm et module aussi l’activité de la protéine kinase dépendante de l’ARN double-brin (PKR). L’activation de PKR inhibe l’initiation en phosphorylant le facteur d’initiation eucaryote 2 (eIF2) alors que l’inhibition de PKR a l’effet inverse. Nous avons étudié l’effet de TAR sur la traduction et le déphasage via son effet sur PKR en utilisant TAR en trans ou en cis, mais à une certaine distance de l’extrémité 5’ afin d’éviter l’interférence avec la liaison de la 40S. Nous avons observé qu’une faible concentration de TAR, qui active PKR, augmente l’efficacité de déphasage alors qu’une concentration élevée de TAR, qui inhibe PKR, diminue cette efficacité. Nous avons proposé un modèle où des variations de l’initiation affectent l’efficacité de déphasage en modifiant la distance entre les ribosomes parcourant l’ARNm et, donc, la probabilité qu’ils rencontrent un SSF structuré. Par la suite, nous avons déterminé l’effet de la région 5’ non traduite (UTR) de l’ARNm pleine-longueur du VIH-1 sur l’efficacité de déphasage. Cette 5’UTR contient plusieurs régions structurées, dont TAR à l’extrémité 5’, qui peut interférer avec l’initiation. Cet ARNm a une coiffe permettant une initiation coiffe-dépendante ainsi qu’un site d’entrée interne des ribosomes (IRES), permettant une initiation IRES-dépendante. Nous avons introduit cette 5’UTR, complète ou en partie, comme 5’UTR de notre ARNm rapporteur bicistronique. Nos résultats démontrent que cette 5’UTR complète inhibe l’initiation coiffe dépendante et augmente l’efficacité de déphasage et que ces effets sont dus à la présence de TAR suivie de la tige-boucle Poly(A). Nous avons aussi construit un rapporteur tricistronique où les ribosomes exprimant les luciférases utilisent obligatoirement l’IRES. Nous avons observé que cette initiation par l’IRES est faible et que l’efficacité de déphasage correspondante est également faible. Nous avons formulé une hypothèse pour expliquer cette situation. Nous avons également observé que lorsque les deux modes d’initiation sont disponibles, l’initiation coiffe dépendante est prédominante. Finalement, nous avons étudié l’effet de la protéine virale Tat sur l’initiation de la traduction et sur l’efficacité de déphasage. Nous avons montré qu’elle augmente l’initiation de la traduction et que son effet est plus prononcé lorsque TAR est située à l’extrémité 5’ des ARNm. Nous proposons un modèle expliquant les effets de Tat sur l’initiation de la traduction par l’inhibition de PKR ainsi que par des changements de l’expression de protéines cellulaires déroulant TAR. Ces résultats permettent de mieux comprendre les mécanismes régissant le déphasage du VIH-1, ce qui est essentiel pour le développement d’agents anti-déphasage.

Étude de la traduction IRES-dépendante du VIH-1

Le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) est responsable de la pandémie du SIDA (syndrome de l’immunodéficience acquise). Des souches virales résistantes aux antirétroviraux actuellement utilisés apparaissent rapidement. Il est donc important d’identifier de nouvelles cibles dans le cycle de réplication du VIH-1 pour développer de nouveaux agents contre ce virus. La traduction des protéines de structure et des enzymes du VIH-1 est une étape essentielle du cycle de réplication virale. Ces protéines sont exprimées à partir de l’ARN messager (ARNm) pleine-longueur (ARNmPL) à la fin du cycle de réplication. L’ARNmPL du VIH-1 peut utiliser un mode d’initiation de la traduction coiffe-dépendant, comme la majorité des ARNm cellulaires, mais peut aussi utiliser un mode d’initiation alternatif, car sa région 5’ non-traduite (5’UTR) contient un site interne d’entrée du ribosome (IRES), ce qui lui permet d’initier la traduction suivant un mode IRES-dépendant. L’initiation IRES-dépendante permet à l’ARNmPL d’être traduit quand l’initiation coiffe-dépendante est inhibée. L’activité de l’IRES de la région 5’UTR de l’ARNmPL du VIH-1 (IRES5’UTR) est faible dans des conditions physiologiques, mais est stimulée lorsque la cellule est arrêtée à la transition G2/M du cycle cellulaire, un arrêt qu’induit l’infection par le VIH-1. Une grande portion de l’IRES5’UTR, que nous nommons IRES5’UTRc, est présente dans tous les ARNm viraux et a une activité semblable à celle de l’ IRES5’UTR, ce qui indique que le mode IRES-dépendant peut être utilisé par tous les messagers du VIH-1. Lors de mes études doctorales, j’ai caractérisé le fonctionnement de l’IRES5’UTR du VIH-1. J’ai transfecté des cellules lymphocytaires Jurkat T, dérivées des cibles naturelles du VIH-1, avec un vecteur dual-luciférase contenant les séquences codantes des luciférases de la Renilla (Rluc) et de la luciole (Fluc) séparées par la région 5’UTR de l’ARNmPL du VIH-1. La traduction de la Rluc est coiffe-dépendante alors que celle de la Fluc dépend de l’IRES5’UTR. J’ai d’abord effectué une analyse mutationnelle et j’ai identifié trois régions qui stimulent l’activité de l’IRES5’UTR et une tige-boucle qui réprime l’activité de cet IRES, que j’ai nommée IRENE (IRES negative element). J’ai montré que l’effet répresseur d’IRENE est aboli lorsque les cellules sont soumises à un stress oxydatif, un type de stress induit lors d’une infection par le VIH-1. Nous proposons que IRENE maintiendrait l’IRES5’UTR dans une conformation peu active dans des conditions physiologiques. On sait que les IRES sont activés par divers facteurs cellulaires, appelés ITAF (IRES trans-acting factors). Nous proposons que l’IRES5’UTR adopterait une conformation active suite à la liaison d’un ITAF exprimé ou relocalisé lors d’un stress oxydatif. Ces travaux ont fait l’objet d’une publication (Gendron et al., 2011, Nucleic Acids Research, 39, 902-912). J’ai ensuite étudié l’effet de la protéine virale Tat sur l’activité de l’IRES5’UTR. En plus de son rôle essentiel dans la transactivation de la transcription des ARNm viraux, Tat stimule leur traduction coiffe-dépendante, en empêchant l’inhibition d’un facteur d’initiation canonique, eIF2, induite par la protéine kinase modulée par l’ARN double-brin (PKR) et en déroulant la structure TAR présente à l’extrémité 5’ de tous les ARNm du VIH-1. Elle affecte aussi l’expression de plusieurs gènes cellulaires. J’ai montré que les isoformes Tat86 et Tat72, mais non Tat101, stimulent l’activité de l’IRES5’UTR. Cet effet est indépendant de PKR et de TAR, mais dépendrait de la conformation de Tat. Nous proposons que Tat activerait un facteur de transcription cellulaire qui déclenche l’expression d’un ITAF de l’IRES5’UTR ou encore qu’elle activerait directement un tel ITAF. J’ai de plus montré que PKR stimule l’activité de l’IRES5’UTR, ce qui est surprenant puisque PKR est une protéine antivirale. Cet effet est indépendant de l’inhibition d’eIF2 par PKR et pourrait résulter de l’activation d’un ITAF. Sachant qu’une portion active de l’IRES5’UTR, IRES5’UTRc, est présente dans tous les ARNm viraux, notre hypothèse est que la stimulation de cet IRES par PKR permettait de traduire l’ARNm de Tat au début du cycle de réplication, ce qui permettrait ensuite la traduction coiffe-dépendante des ARNm du VIH-1, qui est stimulée par Tat. Ces travaux font l’objet d’un manuscrit (Gendron et al., soumis à RNA). Mes résultats, couplés aux données de la littérature, me conduisent à la conclusion que, à la fin du cycle de réplication du VIH-1, l’activité de l’IRES5’UTR est stimulée par le stress oxydatif, l’arrêt en G2/M et la présence de quantités élevées de Tat, alors que la traduction coiffe-dépendante est compromise. L’initiation IRES-dépendante serait alors indispensable pour que le VIH-1 traduise l’ARNmPL. L’IRES5’UTR constituerait donc une cible très intéressante pour développer des agents anti-VIH.

Étude de la dynamique des interactions des constituants du complexe de biosynthèse et d’insertion de la sélénocystéine dans la traduction des sélénoprotéines in vivo

Les sélénoprotéines sont des protéines auxquelles des sélénocystéines, soit le 21e acide aminé, sont incorporées durant leur traduction. Plus précisément, la sélénocystéine (Sec) est un dérivé métabolique de la sérine, mais structurellement équivalent à une cystéine dont on a remplacé l'atome de soufre par du sélénium. Elle se distingue des autres acides aminés puisqu’elle possède sa propre synthétase qui sert à convertir la sérine en Sec alors que le résidu est déjà fixé à l’ARNt. La position d’une Sec sur l’ARNm est indiquée par le codon UGA étant habituellement un signal STOP introduisant le concept de recoding. Grâce à une machinerie métabolique spécifique à l'ARNtSec et à la présence d’un SecIS (Selenocystein Insertion Sequence) sur l’ARNm, ce codon permet la présence d'une Sec dans la protéine. Il est connu que la synthèse débute avec l’acétylation de l’ARNt[Ser]Sec par la seryl-ARNt synthétase (SerRS) afin de donner la seryl-ARNt[Ser]Sec. Cette dernière est subséquemment phosphorylée par l’O-phosphoséryl-ARNt[Ser]Sec kinase (PSTK) qui donnera l’O-phosphoséryl-ARNt[Ser]Sec. Par la suite, un complexe de plusieurs protéines et cofacteurs, agissant comme machinerie pour l’incorporation des Sec durant la traduction, s’associe avec l’ARNt[Ser]Sec puis l’ARNm et, finalement, les composantes du ribosome. Parmi ces protéines, SepSecS catalyse l’étape finale de la synthèse des Sec en convertissant le O-phosphoseryl-ARNt[Ser]Sec en selenocysteinyl-ARNt[Ser]Sec utilisant le sélénophosphate comme source de sélénium. Des études récentes montrent que l’association avec SECp43 serait nécessaire pour que SepSecS joue son rôle et soit ségrégée au noyau pour s’associer à la machinerie de biosynthèse des sélénoprotéines, soit le complexe moléculaire qui reconnaît le codon UGA. Parmi les protéines de la machinerie de biosynthèse des sélénoprotéines que nous avons analysées, il y a eEFSec, RPL30, SPS2, SPS1, SBP2 et NSEP1. Nos résultats d’analyse de la dynamique de l’interaction entre les constituants de la machinerie de biosynthèse et d’incorporation des Sec, confirment plusieurs données de la littérature, mais remettent en question le modèle jusqu’à maintenant établi. Une meilleure compréhension de la dynamique des interactions entre ses constituants et la régulation de cette dynamique permet d’émettre des hypothèses quant au rôle de la machinerie de biosynthèse des sélénoprotéines et de l’importance de sa complexité. Nous avons analysé les interactions in vivo dans des cellules HEK293T au moyen de la technique de Protein-Fragment Complementation Assay (PCA) en couplant, par un clonage moléculaire, les gènes de chacune des protéines d’intérêt avec des fragments des gènes de la protéine luciférase (hRluc). Nous avons ainsi réalisé une fusion en N-terminal et en C-terminal des fragments de luciférase pour chacune des protéines d’intérêt. Puis, nous avons analysé la dynamique des interactions avec les composantes de la machinerie de biosynthèse des Sec. D’autres travaux seront essentiels afin de bâtir sur les résultats présentés dans cette recherche.

Étude de l’activité des présumés IRES de l’ARN messager de p53

Le facteur de transcription p53 joue un rôle crucial dans la suppression de tumeurs et dans la sénescence cellulaire. Selon la littérature, l’ARN messager de p53 contient deux sites d’entrée interne des ribosomes (IRES), un dans la région 5’ non-traduite et l’autre au début de la région codante. L’utilisation de ces IRES devrait activer la synthèse de p53 en conditions de stress, comme dans la sénescence. Notre but était d’identifier les éléments-clés qui contrôlent l’activité des IRES de p53 et d’étudier leur comportement dans la sénescence. Nous avons construit des vecteurs bicistroniques à deux luciférases contenant le gène de la Renilla (Rluc), traduit via le mécanisme classique coiffe-dépendant, une région intercistronique, contenant une des séquences IRES de p53, et le gène de la luciole (Fluc), dont la traduction dépend de cet IRES. L’activité IRES a été évaluée par le rapport des activités Fluc/Rluc dans des extraits cellulaires de HEK293T et de fibroblastes primaires humains. Nous avons inséré une structure précédant l’IRES évitant qu’une translecture ou une réinitiation de la traduction puisse conduire à la synthèse de Fluc. Nous avons vérifié l’absence de promoteur cryptique dans les IRES et nous avons construit des vecteurs contenant la séquence complémentaire inversée (SERI) des IRES. Nous avons observé que l’efficacité de traduction via les IRES de p53 ou les séquences SERI est semblable. De plus, la traduction de Fluc via les présumés IRES de p53 ne représente qu’environ 1% de la traduction de Fluc via une initiation coiffe-dépendante. L’activité des prétendus IRES ne semble pas augmenter en conditions de sénescence. Enfin, nous avons introduit une région structurée dans la région 5’UTR du messager bicistronique. Cette structure a bloqué la traduction coiffe-dépendante mais aussi la traduction IRES-dépendante. L’ensemble de nos résultats nous conduit à affirmer que l’ARN messager de p53 ne contient pas d’IRES et nous suggérons que la faible activité Fluc observée résulterait d’un épissage cryptique conduisant à l’apparition d’un messager dont la traduction génère une portion de Rluc fusionnée à Fluc. Nos résultats sont en accord avec des données rapportées dans la littérature démontrant que l’existence de la plupart des IRES cellulaires est contestée. Un ensemble de contrôles rigoureux doit être appliqué à l’étude de tout IRES présumé avant d’affirmer son existence. Le système à deux luciférases, considéré comme le modèle de choix pour l’étude des IRES, peut en fait révéler diverses anomalies de l’expression des gènes.

Por una educación democrática sin violencia.

Se desarrolla un proyecto de innovación educativa que pretende mejorar el clima de convivencia en el centro a través del reconocimiento de las situaciones de conflicto desde la reflexión serena sobre sus causas, buscando soluciones con decisiones negociadas. Se trata de mejorar las necesidades educativas de la población inmigrante emergente y de las minorías. Desde el Plan de Acción Tutorial se potenció la detección de problemas y necesidades, el desarrollo de habilidades sociales y la educación en valores. La metodología es activa u participativa, con el fin de reforzar la motivación individual y grupal, prestando especial atención a que la actividad y la reflexión caminen juntas. Desde el área de Lengua se analizaron las manifestaciones del lenguaje violento y se utilizaron textos literarios para reflexionar sobre los valores y contravalores con el fin de que el alumnado creara los suyos. Se difundió información sobre el proyecto mediante la creación de carteles y la decoración de las aulas y otras dependencias del centro. Reinstalaron buzones de sugerencias con el fin de ofrecer una vía más de participación. Desde el proyecto se realizaron gran variedad de actividades: se realizaron charlas coloquios, se analizaron textos periodísticos, se visualizaron películas, se realizaron debates, se escribieron diarios, cónicas y cartas, se elaboraron encuestas y entrevistas, se diseñaron proyectos de empresas, se investigo sobre la explotación infantil, se fabricaron marcos de madrera, y se organizaron fiestas y exposiciones entre otras actividades.

Descubrimos a los genios de la pintura.

Se trata, con esta experiencia, de introducir la enseñanza del arte, dentro de la Educación Plástica, en el proyecto curricular del centro. El objetivo principal es que el alumno, al final de la etapa, conozca nueve pintores, las características fundamentales de su estilo y sus obras más importantes. Para ello, se toma como eje común una serie de pintores representativos de los grandes periodos históricos, tanto españoles como europeos. La obra de los pintores se trabaja trimestralmente por ciclos. En Infantil, se estudia a Murillo, Claude Monet y Kandinsky; en Primaria, en primer ciclo, a Velázquez, Jean Seurat y Pablo Picasso; en el segundo ciclo a Goya, Matisse y Joan Miró; y en el tercer ciclo, a Dalí, el Greco y Van Gogh. En cuanto a las actividades, se trabaja la vida del autor, sobre todo, mediante el uso de Internet para obtener información; y artículos de revista sobre la persona y entorno social del pintor. Para el estudio de las obras, se analiza un cuadro representativo mediante actividades concretas como visitas a museos o elaboración de trabajos. Se incluyen, en anexos, las actividades realizadas de cada pintor; la guía para la observación de los cuadros; y objetivos, contenidos y criterios de evaluación de cada sesión.

Aprendemos distintos lenguajes a través del arte.

En este proyecto se utiliza la pintura como medio de aprendizaje en las áreas de Lengua española e inglesa. En cada ciclo se estudia la obra de varios pintores representativos de las principales corrientes artísticas desde el Renacimiento hasta el siglo XX y se trabaja cada trimestre sobre uno de ellos. Los objetivos principales son conocer la obra de varios autores relevantes en la historia del arte; utilizar el conocimiento de los elementos plásticos para el análisis de producciones artísticas propias y ajenas; realizar obras artísticas propias de forma cooperativa; explorar diversos materiales y técnicas para conocer sus propiedades y posibilidades de uso con fines expresivos; conocer y respetar las principales manifestaciones artísticas presentes en el entorno, además del patrimonio cultural; y desarrollar la competencia comunicativa en español e inglés a través de distintas técnicas de expresión. En primer lugar, se realiza una presentación del autor seleccionado y de la corriente artística a la que se adscribe. A continuación, se llevan a cabo distintas actividades. Entre ellas, hay visitas a museos, proyecciones, audiciones de música, elaboración de murales, observación de reproducciones de obras de arte, lectura de libros, consulta de Internet y de recursos en soporte electrónico, y realización de dibujos y collages. Se incluye una descripción detallada de todas las experiencias.

Mejora del rendimiento escolar, a través de utilizar en el aula estrategias de tipo cognitivo.

1) Aumentar la capacidad de aprendizaje de los alumnos de segunda etapa de EGB, deprimidos socio-culturalmente o que presenten una deficiencia mental límite o ligera, mediante la aplicación del programa de enriquecimiento instrumental de Reuven Feuerstein. 2) Hipótesis nula: la aplicación o no del programa no influye en la puntuación obtenida en el factor verbal (PMA). 3) Hipótesis alternativa: si se ha aplicado el programa, los alumnos puntuan más alto en los factores: verbal, espacial, razonamiento, numérico y fluidez verbal y en el test de autoconcepto de Piers-Harris. Alumnos de sexto de EGB de 4 centros públicos (dos grupos, uno experimental y otro de control en cada centro), y de escuelas hogares (un sólo grupo), de la provincia de Ciudad Real. Se han diseñado dos tratamientos estadísticos diferentes (para un sólo grupo y para dos). Las variables utilizadas son: 1) Independientes: programa de enriquecimiento instrumental de Reuven Feuerstein, con dos niveles de tratamiento: el grupo experimental, programas escolares ordinarios y el instrumental: el grupo de control, sólo el currículum escolar. 2) Variables dependientes: aptitudes mentales primarias, del PMA; autoconcepto de Piers-Harris. Matrices progresivas de Raven, test de aptitudes mentales primarias, PMA, de Thurstone, test de autoconcepto de Piers-Harris. T de Student, T de Wilcoxon, percentiles de distribuciones F. Resultados de tipo cuantitativo: en el diseño de dos grupos, la aplicación del programa no ha producido mejoras estadísticamente significativas en los factores medidos. En el diseño de un solo grupo, se han encontrado diferencias estadísticamente significativas en los factores: verbal y autoconcepto. Resultados de tipo cualitativo: en un solo grupo experimental, respecto a las funciones cognitivas, en la fase de entrada se aprecian logros muy significativos referidos a la búsqueda impulsiva. Se observan asímismo, avances importantes en orientación espacio-temporal y en la capacidad para relacionar dos fuentes de información a la vez. En la fase de elaboración no se observan progresos. En la fase de salida hay mejoras. La mejora del autoconcepto es evidente. Las relaciones profesor-alumnos progresan y hay una interacción muy positiva entre ambos. En el diseño de dos grupos la aplicación del programa no ha producido los efectos deseados. El programa se presenta como ideal para aquellos individuos con capacidad intelectual normal y que sufren deprivación socio-cultural.

Leptin signaling in Kiss1 neurons arises after pubertal development

The adipocyte-derived hormone leptin is required for normal pubertal maturation in mice and humans and, therefore, leptin has been recognized as a crucial metabolic cue linking energy stores and the onset of puberty. Several lines of evidence have suggested that leptin acts via kisspeptin expressing neurons of the arcuate nucleus to exert its effects. Using conditional knockout mice, we have previously demonstrated that deletion of leptin receptors (LepR) from kisspeptin cells cause no puberty or fertility deficits. However, developmental adaptations and system redundancies may have obscured the physiologic relevance of direct leptin signaling in kisspeptin neurons. To overcome these putative effects, we re-expressed endogenous LepR selectively in kisspeptin cells of mice otherwise null for LepR, using the Cre-loxP system. Kiss1-Cre LepR null mice showed no pubertal development and no improvement of the metabolic phenotype, remaining obese, diabetic and infertile. These mice displayed decreased numbers of neurons expressing Kiss1 gene, similar to prepubertal control mice, and an unexpected lack of re-expression of functional LepR. To further assess the temporal coexpression of Kiss1 and Lepr genes, we generated mice with the human renilla green fluorescent protein (hrGFP) driven by Kiss1 regulatory elements and crossed them with mice that express Cre recombinase from the Lepr locus and the R26-tdTomato reporter gene. No coexpression of Kiss1 and LepR was observed in prepubertal mice. Our findings unequivocally demonstrate that kisspeptin neurons are not the direct target of leptin in the onset of puberty. Leptin signaling in kisspeptin neurons arises only after completion of sexual maturation.

An ultrasensitive NanoLuc-based luminescence system for monitoring Plasmodium berghei throughout its life cycle

BACKGROUND: Bioluminescence imaging is widely used for cell-based assays and animal imaging studies, both in biomedical research and drug development. Its main advantages include its high-throughput applicability, affordability, high sensitivity, operational simplicity, and quantitative outputs. In malaria research, bioluminescence has been used for drug discovery in vivo and in vitro, exploring host-pathogen interactions, and studying multiple aspects of Plasmodium biology. While the number of fluorescent proteins available for imaging has undergone a great expansion over the last two decades, enabling simultaneous visualization of multiple molecular and cellular events, expansion of available luciferases has lagged behind. The most widely used bioluminescent probe in malaria research is the Photinus pyralis firefly luciferase, followed by the more recently introduced Click-beetle and Renilla luciferases. Ultra-sensitive imaging of Plasmodium at low parasite densities has not been previously achieved. With the purpose of overcoming these challenges, a Plasmodium berghei line expressing the novel ultra-bright luciferase enzyme NanoLuc, called PbNLuc has been generated, and is presented in this work. RESULTS: NanoLuc shows at least 150 times brighter signal than firefly luciferase in vitro, allowing single parasite detection in mosquito, liver, and sexual and asexual blood stages. As a proof-of-concept, the PbNLuc parasites were used to image parasite development in the mosquito, liver and blood stages of infection, and to specifically explore parasite liver stage egress, and pre-patency period in vivo. CONCLUSIONS: PbNLuc is a suitable parasite line for sensitive imaging of the entire Plasmodium life cycle. Its sensitivity makes it a promising line to be used as a reference for drug candidate testing, as well as the characterization of mutant parasites to explore the function of parasite proteins, host-parasite interactions, and the better understanding of Plasmodium biology. Since the substrate requirements of NanoLuc are different from those of firefly luciferase, dual bioluminescence imaging for the simultaneous characterization of two lines, or two separate biological processes, is possible, as demonstrated in this work.

Radiolarian fauna of sediment core MD96-2089 off Lüderitz, Namibia

The study of radiolarian assemblages from Core MD 962086 provides new information on the variability in the upwelling intensity and origin of upwelled water masses over the past 350 ky in one of the major filamentous regions of the Benguela Upwelling System (BUS), located off Lüderitz, Namibia. The use of key radiolarian species to trace the source of upwelled waters, and the use of a radiolarian-based upwelling index (URI) to reconstruct the upwelling intensity represent the first use of radiolarians for paleoceanographic reconstructions in the BUS. These radiolarian-based proxies indicate strongest upwelling during Marine Isotope Stages (MIS) 3, 5, and 8, which compares well with other studies. While during MIS 3 and 8, the radiolarian-based proxies indicate the influx of waters of Southern Ocean origin, they also point to the increased influence of tropical waters during the lower portion of MIS 5. During MIS 2, 4 and 6 the radiolarian assemblages indicate generally lower upwelling intensities, although this signal is complicated by the increased occurrence of organic carbon in the sediments during these intervals. During MIS 2 there appears to be less of an input of Southern Ocean waters to the BUS, although during the also glacial MIS 4 and 6, there is evidence for an increased influence of cold Antarctic waters. The comparison of the results from Core MD 962086 with other studies in the BUS area indicates a non-uniform pattern of upwelling intensity and advection of cold, southern waters into this system during MIS 2. Weaker upwelling signaled by the radiolarian-based proxy in MIS 4 is in contrast to other studies that indicate higher productivity during this time period. In general, the data show that there is a strong spatiotemporal complexity in upwelling intensity in the BUS and that the advection of water into it is not strongly tied to glacial-interglacial variations in climate.

Radiolarian biostratigraphy of ODP Site 111-677

Well-preserved late Miocene through Pleistocene age radiolarian assemblages were recovered during ODP Leg 111 at Site 677, on the southern flank of the Costa Rica Rift in the eastern equatorial Pacific. Radiolarian "event" biostratigraphy (first and last morphotypic appearances) was established for Holes 677A and 677B using 21 species yielding 24 reliable datum levels. The cold upwelling waters above this site have prevented many typical tropical Pacific stratigraphic radiolarians from being useful age indicators. Biostratigraphic datum levels were assigned absolute ages based on previous work and were used to date the cores. Sedimentation rates varied from 3.7 cm/1000 yr in the late Pleistocene to 6.0 cm/1000 yr in the late Miocene. The age of the oldest sediments at this site is estimated as 5.89-6.37 Ma, which indicates that Site 677 is between magnetic anomalies 3A and 4. A total of 67 taxa were assessed for stratigraphic relevance at this site and are listed in the Appendix. One previously unknown Pliocene radiolarian stratigraphic indicator, Botryostrobus euporus (Ehrenberg), is identified.