RNA-seq analysis of the Quercus suber root response to drought

Dissertação de mestrado em Plant Molecular Biology, Biotechnology and Bioentrepreneurship

Estudios sobre aspectos bioquímicos, moleculares y funcionales de proteínas del citoesqueleto

Los microtúbulos son elementos del citoesqueleto celular y están constituidos por tubulina, la proteína cuantitativamente más importante y proteínas asociadas a microtúbulos (MAPs) conocidas como HMW y tau. En la célula los microtúbulos participan en numerosas funciones. En el caso de la enfermedad de Alzheimer, la red de microtúbulos se encuentra disminuida y se observa un acúmulo de manojos de filamentos de tau hiperfosforilada. En este proyecto se estudiará de qué manera el grado de fosforilación de tau influye sobre la formación de microtúbulos y sobre la interacción con tubulina, tau normal, MAP 1 Y MAP 2. Se espera tener un mayor conocimiento acerca de las causas por las cuales, en la enfermedad de Alzheimer, hay una alteración en la formación de microtúbulos y un acúmulo de filamentos helicoidales de tau hiperfosforilada. Otros aspectos de nuestros estudios están dirigidos a conocer la función post-traducción de detirosinación-tirosinación de la tubulina. En esta reacción participan dos enzimas: una carboxipeptidasa que remueve la tirosina del terminal COOH de la tubulina alfa y una ligasa que es capaz de reincorporar la tirosina removida. En este proyecto está programado obtener el cDNA de la ligasa de rata y analizar la secuencia y la expresión de la enzima, "in vivo", en diferentes tejidos. El rol funcional de la ligasa será analizado en líneas celulares y en cultivos primarios de células neuronales y no neuronales. Por último, otro aspecto en estudio está relacionado al reciente hallazgo en nuestro laboratorio, de que la tubulina hidrofóbica de membrana no es, como se venía sosteniendo desde hacía varios años, una proteína integral de membrana sino una proteína periférica. De acuerdo a nuestros resultados esta proteína contiene una alta proporción de la isoespecie acetilada. Aparentemente nuestros resultados indican que la proteína hidrofóbica proviene de microtúbulos que interaccionan con membranas. Nuestro objetivo es establecer si el carácter hidrofóbico constituye una propiedad intrínseca de la tubulina (que parece poco probable) o a la interacción con un componente de membrana. Los objetivos generales correspondientes al presente proyecto comprenden: a) Estudios acerca del rol que cumplen las MAPs en el mecanismo de la degeneración neurofibrilar en la Enfermedad de Alzheimer. b) Estudios moleculares acerca de la reacción de tirosinación/detirosinación de la tubulina: Rol funcional de la tubulina tirosina ligasa. c) Estudios acerca de las propiedades de la tubulina de membrana.

Glicoconjugados en el Sistema Nervioso Central en desarrollo

Se continúa con el estudio de la biosíntesis y expresión de glicoconjugados en el desarrollo del Sistema Nervioso Central de aves y mamíferos. La diferenciación de las células neurales va acompañada por variaciones en las actividades de gangliósido glicosiltransferasas claves. Dichas variaciones contribuyen a generar cambios importantes en la calidad de los gangliósidos de la superficie celular. En este proyecto se trata de: I) Examinar los diferentes niveles potenciales de control de la actividad de estas enzimas, como así también del complejo mecanismo de transporte intracelular que culmina con la síntesis y localización celular del producto terminado. II) Indagar el proceso que vincula los diferentes compartimentos metabólicos que operan durante la biosíntesis y/o reciclado. III) Estimar los niveles de transcriptos para la N-acetilgalactosaminiltransferasa de cerebro de pollo, usando sondas de cDNA apropiadas. IV) Estimar la cantidad de proteína enzimática y determinar su ubicación celular y subcelular utilizando anticuerpos obtenidos contra la enzima expresada como proteína de fusión en células pro- o eucariotas. V) Examinar el efecto de la transformación de células COS-7 y/o NIH3T3 con oncogenes o protooncogenes constitutivamente activados sobre el metabolismo de sus gangliósidos. VI) Determinar condiciones para optimizar la obtención de gangliósidos de potencial aplicación en la terapia de melanomas y también de derivados de ácido siálico inhibidores de neuraminidasa, de potencial aplicación para limitar las patologías generadas por el virus de la influenza o gripe.

Consecuencias del metabolismo de colina en Pseudomonas aeruginosa : Respuestas adaptativas en microorganismos

Objetivos Generales: Mediante el abordaje experimental desde el punto de vista fisiológico, bioquímico y molecular se pretende conocer la respuesta adaptativa de P. aeruginosa frente a diferentes estímulos ambientales tales como osmolaridad, pH y distintos tipos de ayuno nutricional. Objetivos Específicos: Aspectos Bioquímicos a) Se continuarán los estudios de las propiedades cinéticas y fisicoquímicas de la fosforilcolina fosfatasa de P. aeruginosa. b) Se caracterizarán los sistemas de transporte en P. aeruginosa para: compuestos de amonio cuaternario (colina, betaína, carnitina, N-trimetillisina); aminoácidos básicos (lisina, arginina) y ácidos (glutámico); poliaminas y Pi. Se tratará de establecer la presencia o ausencia de proteínas unidoras periplásmicas para estos compuestos. c) Se tratará de establecer la relación entre el metabolismo de colina y otros compuestos de amonio cuaternario con el metabolismo del ácido glutámico y trealosa en P. aeruginosa crecidas en medios iso e hiperosmolares obtenidos con soluciones salinas y solutos no ionizables. d) Se tratará de establecer en P. aeruginosa el recambio o destino metabólico del Pi y colina que se produce cuando la bacteria se enfrenta a diferentes situaciones nutricionales y otros tipos de estímulos tales como pHs extremos y distinta osmolaridad, tanto a nivel de proteínas periplásmicas, citosólicas, de membranas interna y citosólica, fosfolípidos, glucofosfolípidos, glucolípidos y lipopolisacáridos (LPS) y compuestos fosforilados de bajo peso molecular, ej. acetilfosfato, alarmonas, etc. Aspectos Genéticos y Moleculares a) Se obtendrán mutantes de P. aeruginosa con fenotipos característicos relacionados con los puntos anteriores. (...) b) Se construirá la librería genómica de P. aeruginosa en cósmido, plásmido y cDNA. Posteriormente se pretende la identificación, clonado y secuenciación de los genes relacionados con: 1) La síntesis de la fosfatasa ácida, colinesterasa y PLC. 2) El transporte de compuestos de amonio cuaternario, teniendo en cuanta que, al menos para colina, existen dos componententes, uno de alta y otro de baja afinidad. 3) La síntesis de las enzimas responsables de la oxidación de colina hasta betaína, vía la formación de aldehído de betaína. (...) 4) La síntesis de las enzimas responsables de la degradación de betaína hasta glicina. (...) 5) La síntesis de las enzimas responsables del metabolismo de carnitina en condiciones de alta y baja osmolaridad. (...) 6) La adaptabilidad de la bacteria al pH en condiciones de baja osmolaridad. (...)

Caracterización molecular y funcional de b-gc, una subunidad novedosa del receptor IGF-I

El factor de crecimiento similar a insulina-I (IGF-I) es una hormona peptídica que participa en el crecimiento animal, desarrollo de los tejidos y diferenciación. Hay un creciente cuerpo de evidencias que indican que esta hormona es también importante en la regulación del desarrollo del sistema nervioso. (...) Este factor de crecimiento ejerce sus acciones interaccionando con un receptor heterotetramérico similar al receptor de insulina. b-gc es una subunidad b novedosa del receptor de IGF-I, típica del sistema nervioso central y enriquecida en conos de crecimiento neural. Los objetivos del presente proyecto consisten en: a) Caracterización molecular de b-gc mediante clonado y secuenciado del cDNA que codifica su biosíntesis; b) Caracterización bioquímica de las vesículas que transportan bgc en neuronas en desarrollo desde el aparato de Golgi hacia el cono de crecimiento neural; c) Estudio de la expresión y distribución de bgc en células nerviosas no neuronales, como oligodendrocitos y astrocitos. (...) La caracterización molecular de los receptores de IGF-I conteniendo b-gc y que presenta una distribución muy interesante durante el desarrollo del sistema nervioso central, puede aportar datos fundamentales para la comprensión de la función de estos receptores y su correspondiente hormona durante el desarrollo del sistema nervioso y su transporte específico a los conos de crecimiento neural. La caracterización bioquímica de las vesículas conteniendo b-gc puede aportar importantes datos sobre la presencia de diferentes tipos de vesículas de transporte no sinápticas, como surge de resultados obtenidos recientemente.

Regulación de la respuesta inmune

El proyecto se subdividirá en varios subproyectos tendientes a continuar con el análisis de los mecanismos que regulan la respuesta autoinmune y de los mecanismos efectores que conducen al daño tisular en los órganos blanco. Durante el primer año se caracterizarán células presentadoras de antígeno involucradas en la supresión o potenciación de la respuesta autoinmune y se estudiará la inducción de la respuesta autoinmune utilizando GA-liposomas como adyuvante. Se caracterizarán fenotípica y funcionalmente las células de exudado peritoneal (CP) involucradas en la captación y/o presentación del autoantígeno asociado a liposomas. Se estudiará además los efectos del estrés sobre la inmunidad innata, ya que ésta es la base de la defensa de los microorganismos multucelulares y es el resultado de la actividad de diversas células (macrófagos, neutrófilos, natural killer), proteínas séricas (sistema del complemento, proteínas de la fase aguda) y citoquinas. Por otra parte se identificarán el o los autoantígenos responsables de la autoinmunidad debido a que los anticuerpos autoinmunes no cumplen los requisitos para rastrear la librería de cDNA de próstata porque no reconocen proteínas desnaturalizadas; se prevé purificar por inmunoafinidad la proteína autoantigénica y obtener con ella un antisuero heterólogo que sirva para dichos fines. Por otra parte se trabajará con células mononucleares de bazo totales (CmbT) y con células peritoneales (CP) obtenidas de ratas Wistar normales. Se obtendrán a partir de ellas por adherencia a distintos soportes poblacionales enriquecidas en linfocitos T, linfocitos B y macrófagos. En estas poblaciones se evaluará la presencia de la lectina S-lac utilizando técnicas inmunoquímicas e inmunocitoquímicas así como los estímulos que regulan su modulación.

Clonación de los promotores de los genes TPX1 y TPX2 de tomate y estudio de su actividad en plantas transgénicas

En tomate ( Lycopersicom esculentum ) se han realizado estudios de expresión de los 7 genes de peroxidasa mapeados, y se ha mostrado su asociación a diversas situaciones de estrés, pero no se ha establecido de forma clara el proceso metabólico en el que intervienen estas enzimas. Los genes TPX1 y TPX2 que se expresan constitutivamente en raíces de tomate codifican para proteínas con actividad peroxidasa y mostraron relación directa o indirecta, entre la expresión de estos genes y la respuesta de esta especie a diferentes tipos de estrés. El objetivo de este trabajo es presentar un camino alternativo a los métodos tradicionales para el clonaje de las regiones promotoras de los gnes TPX1 y TPX2 y la obtención de información sobre las regiones consenso de dicha zona del promotor, sobre todo aquellas que están relacionadas con la respuesta a hormonas vegetales. Esto último debido a la frecuente implicancia de las hormonas en la respuesta de las plantas a diferentes tipos de estrés o factores de transcripción. Objetivos generales: * Identificar las regiones 5´ adyacentes a las secuencias de cDNA conocidas de los genes TPX1 y TPX2. * Obtener información sobre los elementos de dicha secuencia que controlan la expresión de los genes. Objetivos específicos: * Aislamiento de los fragmentos de DNA: A) extracción de DNA genómico, B) digestión con enzimas de restricción, C) unión de adaptadores y D) amplificación por PCR del DNA. * Clonación en vector plasmídico de los productos de amplificación: A) purificación de los fragmentos amplificados y B) inserción de los fragmentos en el plásmido pCR-Script Amp SK(+).

Investigación de defectos genéticos en el sistema de la fosforilasa hepática en pacientes argentinos. Definición nosológica mediante una estrategia de análisis molecular. Investigation of genetic defects in the hepatic phosphorylase system in Argentinean patients. Nosological definition by molecular analysis strategy.

Las Enfermedades de Atesoramiento de Glucógeno (EAGs) también llamadas Glucogenosis comprenden un grupo de entidades causadas por una deficiencia enzimática específica relacionada con la vía de síntesis o degradación de esta macromolécula. La heterogeneidad fenotípica de los pacientes afectados dificulta la identificación de las diferentes variantes de EAG y por ende la correcta definición nosológica. En el Centro de Estudio de las Metabolopatías Congénitas, CEMECO, se fueron definiendo los diferentes tipos de Glucogenosis a través de una estrategia multidisciplinaria que integra distintos niveles de investigación clínica y complementaria, laboratorio metabólico especializado, enzimático, histomorfológico y de análisis molecular. Sin embargo, en algunos enfermos, entre los que se encuentran aquellos con defectos en el sistema de la fosforilasa hepática (EAG-VI y EAG-IX), la exacta definición nosológica aún no está resulta. La EAG-VI se refiere a un defecto en la fosforilasa hepática, enzima codificada por el gen PYGL, mientras que la EAG-IX es causada por un defecto genético en una de las subunidades de la fosforilasa b quinasa hepática codicadas por los genes PHKA2, PHKB y PHKG2, respectivamente. El objetivo del presente trabajo es propender a la definición nosológica de pacientes con defectos en el sistema de la fosforilasa mediante una estrategia de análisis molecular investigando los genes PYGL, PHKA2, PHKB y PHKG2. Los pacientes incluidos en este estudio deberán ser compatibles de padecer una EAG-VI o EAG-IX sobre la base de síntomas clínicos y hallazgos bioquímicos. La metodología incluirá la determinación de la enzima fosforilasa b quinasa en glóbulos rojos y dentro del análisis molecular la extracción de DNA genómico a partir de sangre entera para la amplificación por PCR de los exones más las uniones exon/intron de los genes PHKG2 y PYGL y la extracción de RNA total y obtención de cDNA para posterior amplificación de los cDNA PHKA2 y PHKB. Todos los fragmentos amplificados serán sometidos a análisis de secuencia de nucleótidos. Resultados esperados. Este trabajo, primero en Argentina, permitirá establecer las bases moleculares de los defectos del sistema de la fosforilasa hepática (EAG-VI y EAG-IX). El poder lograr este nivel de investigación traerá aparejado, una oferta integrativa en el vasto capítulo de las glucogenosis hepáticas, con extraordinaria significación en la práctica asistencial para el manejo, pronóstico y correspondiente asesoramiento genético. Hepatic glycogen storage diseases (GSDs) are a group of disorders produced by a deficiency in a specific protein involved in the metabolism of glycogen causing different types of GSDs. Phenotypic heterogeneity of affected patients difficult to identify the different GSD variants and therefore the correct definition of the disease. In the “Centro de Estudio de las Metabolopatías Congénitas”, CEMECO, were defined the different GSD types by a protocol which included complex gradual levels of clinical, biochemical, enzymatic and morphological investigation. However, in some patients, like those one with defects in the hepatic phosphorylase system (GSD-VI and GSD-IX) the exact definition of the disease has not yet been resolved. The GSD-VI is produced by a defect in the PYGL gen that encode the liver phosphorylase, while the GSD-IX is caused by a genetic defect in one of the Phosphorylase b kinase subunits, encoded by the PHKA2, PHKB and PHKG2 genes, respectively. The aim of the present study is to define the phosphorylase system defects in argentinian patients through a molecular strategy that involve the investigation of PYGL, PHKA2, PHKB and PHKG2 genes. Patients included in the present study must be compatible with a GSD-VI or GSD-IX on the bases of clinical symptoms and biochemical findings. The phosphorylase b kinase activity will be assay on in blood red cells. The molecular study will include genomic DNA extraction for the amplification of PHKG2 and PYGL genes and the total RNA extraction for amplification of the PHKA2 and PHKB cDNA by PCR. All PCR-amplified fragments will be subjected to direct nucleotide sequencing. This work, first in Argentina, will make possible to establish the molecular basis of the defects on the hepatic phosphorylase system (GSD-VI and GSD IX). To achieve this level of research will entail advance in the study of the hepatic glycogen storage disease, with extraordinary significance in the treatment, prognosis and the genetic counselling.

Ultrastructural characterisation of the cell wall of Arabidopsis thaliana transgenic plants

The plant cell wall is a strong fibrillar network that gives each cell its stable shape. It is constituted by a network of cellulose microfibrils embedded in a matrix of polysaccharides, such as xyloglucans. To enlarge, cells selectively loosen this network. Moreover, there is a pectin-rich intercellular material, the middle lamella, cementing together the walls of adjacent plant cells. Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases (XTHs) are a group of enzymes involved in the reorganisation of the cellulose-xyloglucan framework by catalysing cleavage and re-ligation of the xyloglucan chains in the plant cell wall, and are considered cell wall loosening agents. In the laboratory, it has been isolated and characterised a XTH gene, ZmXTH1, from an elongation root cDNA library of maize. To address the cellular function of ZmXTH1, transgenic Arabidopsis thaliana plants over-expressing ZmXTH1 (under the control of the CaMV35S promoter) were generated. The aim of the work performed was therefore the characterisation of these transgenic plants at the ultrastructural level, by transmission electron microscopy (TEM).The detailed cellular phenotype of transgenic plants was investigated by comparing ultra-thin transverse sections of basal stem of 5-weeks old plants of wild type (Col 0) and 35S-ZmXTH1 Arabidopsis plants. Transgenic plants show modifications in the cell walls, particularly a thicker middle lamella layer with respect the wild type plants, supporting the idea that the overexpression of ZmXTH1 could imply a pronounced wall-loosening. In sum, the work carried out reinforces the idea that ZmXTH1 is involved in the cell wall loosening process in maize.  

Caracterització estructural i funcional del gen de la miogenia en l’orada (Sparus aurata )

Report for the scientific sojourn at the University of Maryland Biotechnology Institute from February to August 2007. Myogenesis of skeletal muscles in vertebrates is controlled by extracellular signalling molecules together with intracellular transcription factors. Among the transcriptional factors, the members of the myogenic regulatory family play important roles regulating skeletal muscle development and growth. To characterize the gene structure and expression of fish myogenin, we have isolated the myogenin genomic gene and cDNA from gilthead seabream (Sparus aurata) and analyzed the genomic structure, pattern of expression and the regulation of musclespecific expression. Sequence analysis revealed that the seabream myogenin shares a similar gene structure with other fish myogenins, with three exons, two introns and the highly conserved bHLH domain. Expression studies demonstrated that myogenin is expressed in both slow and fast muscles as well as in muscle cells in primary culture. In situ hybridization showed that myogenin was specifically expressed in developing somites of seabream embryos. Promoter activity analysis demonstrated that the myogenin promoter could drive green fluorescence protein expression in muscle cells of zebrafish embryos, as well as in myofibers of adult zebrafish and juvenile seabream.

GLUTX1, a novel mammalian glucose transporter expressed in the central nervous system and insulin-sensitive tissues.

Based on homology with GLUT1-5, we have isolated a cDNA for a novel glucose transporter, GLUTX1. This cDNA encodes a protein of 478 amino acids that shows between 29 and 32% identity with rat GLUT1-5 and 32-36% identity with plant and bacterial hexose transporters. Unlike GLUT1-5, GLUTX1 has a short extracellular loop between transmembrane domain (TM) 1 and TM2 and a long extracellular loop between TM9 and TM10 that contains the only N-glycosylation site. When expressed in Xenopus oocytes, GLUTX1 showed strong transport activity only after suppression of a dileucine internalization motif present in the amino-terminal region. Transport activity was inhibited by cytochalasin B and partly competed by D-fructose and D-galactose. The Michaelis-Menten constant for glucose was approximately 2 mM. When translated in reticulocytes lysates, GLUTX1 migrates as a 35-kDa protein that becomes glycosylated in the presence of microsomal membranes. Western blot analysis of GLUTX1 transiently expressed in HEK293T cells revealed a diffuse band with a molecular mass of 37-50 kDa that could be converted to a approximately 35-kDa polypeptide following enzymatic deglycosylation. Immunofluorescence microscopy detection of GLUTX1 transfected into HEK293T cells showed an intracellular staining. Mutation of the dileucine internalization motif induced expression of GLUTX1 at the cell surface. GLUTX1 mRNA was detected in testis, hypothalamus, cerebellum, brainstem, hippocampus, and adrenal gland. We hypothesize that, in a similar fashion to GLUT4, in vivo cell surface expression of GLUTX1 may be inducible by a hormonal or other stimulus.

Identification and characterization of novel molecular mechanisms involved in initiation and progression of myelination

Schwann cells synthesize a large amount of membrane that form a specialized structure called myelin that surrounds axons and facilitate the transmission of electrical signal along neurons in peripheral nervous system (PNS). Previous studies demonstrated that both Schwann cell differentiation and de-differentiation (in the situation of a nerve injury or demyelinating disease) are regulated by cell-intrinsic regulators including several transcription factors. In particular, the de-differentiation of mature Schwann cells is driven by the activation of multiple negative regulators of myelination including Sox2, c-Jun, Notch and Pax3, all usually expressed in immature Schwann cells and suppressed at the onset of myelination. In order to identify new regulators of myelination involved in the development of the PNS, we analyzed the gene-expression profiling data from developing PNS and from three models of demyelinating neuropathies. This analysis led to the identification of Sox4, a member of the Sox family of transcription factors, as a potential candidate. To characterize the molecular function of Sox4 in PNS, we generated two transgenic lines of mice, which overexpress Sox4 specifically in Schwann cells. Detailed analysis of these mice showed that the overexpression of Sox4 in Schwann cells causes a delay in progression of myelination between post-natal day 2 (P2) and P5. Our in vitro analysis suggested that Sox4 cDNA can be overexpressed while the protein translation is tightly regulated. Interestingly, we observed that Sox4 protein is stabilized in nerves of the CMT4C mouse, a model of the human neuropathy. We therefore crossed Sox4 transgenic mice with CMT4C mice and we observed that Sox4 overexpression exacerbated the neuropathy phenotype in these mice. While recognized as being crucial for the normal function of both neurons and myelinating glial cells, the processes that regulate the beginning of myelination and the nature of the neuro-glial cross-talk remains mostly unknown. In order to gain insight into the molecular pathways involved in the interactions between neurons and associated glial cells, we developed a neuron-glia co-culture system based on microfluidic chambers and successfully induced myelination in this system by ascorbic acid. Importantly, we observed that in addition to acting on Schwann cells, ascorbic acid also modulate neuronal/axonal NRG1/ErbB2-B3 signalling. The experimental setting used in our study thus allowed us to discover a novel phenomena of propagation for myelination in vitro. The further characterization of this event brought us to identify other compounds able to induce myelination: ADAMs secretases inhibitor GM6001 and cyclic-AMP. The results generated during my thesis project are therefore not only important for the advancement of our understanding of how the PNS works, but may also potentially help to develop new therapies aiming at improvement of PNS myelination under disease conditions. - Les cellules de Schwann synthétisent une grande quantité de membrane formant une structure spécialisée appelée myéline qui entoure les axones et facilite la transmission du signal électrique le long des neurones du système nerveux périphérique (SNP). Des études antérieures ont démontré que la différenciation et la dédifférenciation des cellules de Schwann (dans la situation d'une lésion nerveuse ou d'une maladie démyélinisante) sont régulées par des régulateurs cellulaires intrinsèques, incluant plusieurs facteurs de transcription. En particulier, la dédifférenciation des cellules de Schwann matures est contrôlée par l'activation de plusieurs régulateurs négatifs de la myélinisation dont Sox2, c-Jun, Notch et Pax3, tous habituellement exprimés dans des cellules de Schwann immatures et supprimés au début de la myélinisation. Afin d'identifier de nouveaux régulateurs de myélinisation impliqués dans le développement du SNP, nous avons analysé le profil d'expression génique durant le développement du SNP ainsi que dans trois modèles de neuropathies démyélinisantes. Cette analyse a mené à l'identification de Sox4, un membre de la famille des facteurs de transcription Sox, comme étant un candidat potentiel. Dans le but de caractériser la fonction moléculaire de Sox4 dans le SNP, nous avons généré deux lignées transgéniques de souris qui surexpriment Sox4 spécifiquement dans les cellules de Schwann. L'analyse détaillée de ces souris a montré que la surexpression de Sox4 dans les cellules de Schwann provoque un retard dans la progression de la myélinisation entre le jour postnatal 2 (P2) et P5. Notre analyse in vitro a suggéré que l'ADNc de Sox4 peut être surexprimé alors que la traduction des protéines est quand à elle étroitement régulée. De façon intéressante, nous avons observé que la protéine Sox4 est stabilisée dans les nerfs des souris CMT4C, un modèle de neuropathie humaine. Nous avons donc croisé les souris transgéniques Sox4 avec des souris CMT4C et avons observé que la surexpression de Sox4 exacerbe le phénotype de neuropathie chez ces souris. Bien que reconnus comme étant cruciaux pour le fonctionnement normal des neurones et des cellules gliales myélinisantes, les processus qui régulent le début de la myélinisation ainsi que la nature des interactions neurone-glie restent largement méconnus. Afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans les interactions entre les neurones et les cellules gliales leur étant associés, nous avons développé un système de co-culture neurone-glie basé sur des chambres microfluidiques et y avons induit avec succès la myélinisation avec de l'acide ascorbique. Étonnamment, nous avons remarqué que, en plus d'agir sur les cellules de Schwann, l'acide ascorbique module également la voie de signalisation neuronale/axonale NRG1/ErbB2-B3. Le protocole expérimental utilisé dans notre étude a ainsi permis de découvrir un nouveau phénomène de propagation de la myélinisation in vitro. La caractérisation plus poussée de ce phénomène nous a menés à identifier d'autres composés capables d'induire la myélinisation: L'inhibiteur de sécrétases ADAMs GM6001 et l'AMP cyclique. Les résultats obtenus au cours de mon projet de thèse ne sont donc pas seulement importants pour l'avancement de notre compréhension sur la façon dont le SNP fonctionne, mais peuvent aussi potentiellement aider à développer de nouvelles thérapies visant à l'amélioration de la myélinisation du SNP dans des conditions pathologiques.

Efficient Subtractive Cloning of Genes Activated by Lipopolysaccharide and Interferon γ in Primary-Cultured Cortical Cells of Newborn Mice.

Innate immune responses play a central role in neuroprotection and neurotoxicity during inflammatory processes that are triggered by pathogen-associated molecular pattern-exhibiting agents such as bacterial lipopolysaccharide (LPS) and that are modulated by inflammatory cytokines such as interferon γ (IFNγ). Recent findings describing the unexpected complexity of mammalian genomes and transcriptomes have stimulated further identification of novel transcripts involved in specific physiological and pathological processes, such as the neural innate immune response that alters the expression of many genes. We developed a system for efficient subtractive cloning that employs both sense and antisense cRNA drivers, and coupled it with in-house cDNA microarray analysis. This system enabled effective direct cloning of differentially expressed transcripts, from a small amount (0.5 µg) of total RNA. We applied this system to isolation of genes activated by LPS and IFNγ in primary-cultured cortical cells that were derived from newborn mice, to investigate the mechanisms involved in neuroprotection and neurotoxicity in maternal/perinatal infections that cause various brain injuries including periventricular leukomalacia. A number of genes involved in the immune and inflammatory response were identified, showing that neonatal neuronal/glial cells are highly responsive to LPS and IFNγ. Subsequent RNA blot analysis revealed that the identified genes were activated by LPS and IFNγ in a cooperative or distinctive manner, thereby supporting the notion that these bacterial and cellular inflammatory mediators can affect the brain through direct but complicated pathways. We also identified several novel clones of apparently non-coding RNAs that potentially harbor various regulatory functions. Characterization of the presently identified genes will give insights into mechanisms and interventions not only for perinatal infection-induced brain damage, but also for many other innate immunity-related brain disorders.

Involvement of circulating CEA in liver metastases from colorectal cancers re-examined in a new experimental model.

Both experimental and clinical data show evidence of a correlation between elevated blood levels of carcinoembryonic antigen (CEA) and the development of liver metastases from colorectal carcinomas. However, a cause-effect relationship between these two observations has not been demonstrated. For this reason, we developed a new experimental model to evaluate the possible role of circulating CEA in the facilitation of liver metastases. A CEA-negative subclone from the human colon carcinoma cell line CO115 was transfected either with CEA-cDNA truncated at its 3' end by the deletion of 78 base pairs leading to the synthesis of a secreted form of CEA or with a full-length CEA-cDNA leading to the synthesis of the entire CEA molecule linked to the cell surface by a GPI anchor. Transfectants were selected either for their high CEA secretion (clone CO115-2C2 secreting up to 13 microg CEA per 10(6) cells within 72 h) or for their high CEA membrane expression (clone CO115-5F12 expressing up to 1 x 10(6) CEA molecules per cell). When grafted subcutaneously, CO115-2C2 cells gave rise to circulating CEA levels that were directly related to the tumour volume (from 100 to 1000 ng ml(-1) for tumours ranging from 100 to 1000 mm3), whereas no circulating CEA was detectable in CO115 and CO115-5F12 tumour-bearing mice. Three series of nude mice bearing a subcutaneous xenograft from either clone CO115-2C2 or the CO115-5F12 transfectant, or an untransfected CO115 xenograft, were further challenged for induction of experimental liver metastases by intrasplenic injection of three different CEA-expressing human colorectal carcinoma cell lines (LoVo, LS174T or CO112). The number and size of the liver metastases were shown to be independent of the circulating CEA levels induced by the subcutaneous CEA secreting clone (CO115-2C2), but they were directly related to the metastatic properties of the intrasplenically injected tumour cells.

The p53 gene expression and its developmental regulation in schistosomes

We have studied the gene expression, especially of the oncoproteins, and its regulation in schistosomes. Schistosomes have a complex life cycle with defined dimorphic lifestyle. The parasite are so far unique in biology in expressing oncogene products in their adult stage. In order to characterize the expression and developmental regulation, a lambda gt 11 cDNA library and lambda EMBL4 genomic DNA library of each growth stage of Schistosoma mansoni and S. japonicum was constructed, and was screened with various monoclonal antibodies against ongogene products. One positive plaque reacted to anti-p53 antibody (Ab-2, Oncogene Science, Inc.) was further analyzed. This fusion protein was about 120 KDa in molecular weights, and expressed as 1.4 Kb RNA in the adult stage. P53 gene is well-known as the negative regulator of the cell cicle, and the mutations in the gene are turning out to be the most common genetic alterations in human cancers. The comparison of the gene structure among species and stages were being conducted. Chromosome structures, C-band formation, and the results of in situ hybridization using the phage probe would be discussed.