Synaptic regulation of protein synthesis and the fragile X protein

Protein synthesis occurs in neuronal dendrites, often near synapses. Polyribosomal aggregates often appear in dendritic spines, particularly during development. Polyribosomal aggregates in spines increase during experience-dependent synaptogenesis, e.g., in rats in a complex environment. Some protein synthesis appears to be regulated directly by synaptic activity. We use “synaptoneurosomes,” a preparation highly enriched in pinched-off, resealed presynaptic processes attached to resealed postsynaptic processes that retain normal functions of neurotransmitter release, receptor activation, and various postsynaptic responses including signaling pathways and protein synthesis. We have found that, when synaptoneurosomes are stimulated with glutamate or group I metabotropic glutamate receptor agonists such as dihydroxyphenylglycine, mRNA is rapidly taken up into polyribosomal aggregates, and labeled methionine is incorporated into protein. One of the proteins synthesized is FMRP, the protein that is reduced or absent in fragile X mental retardation syndrome. FMRP has three RNA-binding domains and reportedly binds to a significant number of mRNAs. We have found that dihydroxyphenylglycine-activated protein synthesis in synaptoneurosomes is dramatically reduced in a knockout mouse model of fragile X syndrome, which cannot produce full-length FMRP, suggesting that FMRP is involved in or required for this process. Studies of autopsy samples from patients with fragile X syndrome have indicated that dendritic spines may fail to assume a normal mature size and shape and that there are more spines per unit dendrite length in the patient samples. Similar findings on spine size and shape have come from studies of the knockout mouse. Study of the development of the somatosensory cortical region containing the barrel-like cell arrangements that process whisker information suggests that normal dendritic regression is impaired in the knockout mouse. This finding suggests that FMRP may be required for the normal processes of maturation and elimination to occur in cerebral cortical development.

CML66, a broadly immunogenic tumor antigen, elicits a humoral immune response associated with remission of chronic myelogenous leukemia

This report describes a tumor-associated antigen, termed CML66, initially cloned from a chronic myelogenous leukemia (CML) cDNA expression library. CML66 encodes a 583-aa protein with a molecular mass of 66 kDa and no significant homology to other known genes. CML66 gene is localized to human chromosome 8q23, but the function of this gene is unknown. CML66 is expressed in leukemias and a variety of solid tumor cell lines. When examined by Northern blot, expression in normal tissues was restricted to testis and heart, and no expression was found in hematopoietic tissues. When examined by quantitative reverse transcription–PCR, expression in CML cells was 1.5-fold higher than in normal peripheral blood mononuclear cells. The presence of CML66-specific antibody in patient serum was confirmed by Western blot and the development of high titer IgG antibody specific for CML66 correlated with immune induced remission of CML in a patient who received infusion of normal donor lymphocytes for treatment of relapse. CML66 antibody also was found in sera from 18–38% of patients with lung cancer, melanoma, and prostate cancer. These findings suggest that CML66 may be immunogenic in a wide variety of malignancies and may be a target for antigen-specific immunotherapy.

Imprinting of the gene encoding a human cyclin-dependent kinase inhibitor, p57KIP2, on chromosome 11p15.

Parental origin-specific alterations of chromosome 11p15 in human cancer suggest the involvement of one or more maternally expressed imprinted genes involved in embryonal tumor suppression and the cancer-predisposing Beckwith-Wiedemann syndrome (BWS). The gene encoding cyclin-dependent kinase inhibitor p57KIP2, whose overexpression causes G1 phase arrest, was recently cloned and mapped to this band. We find that the p57KIP2 gene is imprinted, with preferential expression of the maternal allele. However, the imprint is not absolute, as the paternal allele is also expressed at low levels in most tissues, and at levels comparable to the maternal allele in fetal brain and some embryonal tumors. The biochemical function, chromosomal location, and imprinting of the p57KIP2 gene match the properties predicted for a tumor suppressor gene at 11p15.5. However, as the p57KIP2 gene is 500 kb centromeric to the gene encoding insulin-like growth factor 2, it is likely to be part of a large domain containing other imprinted genes. Thus, loss of heterozygosity or loss of imprinting might simultaneously affect several genes at this locus that together contribute to tumor and/or growth- suppressing functions that are disrupted in BWS and embryonal tumors.

Evidence that the pathway of disulfide bond formation in Escherichia coli involves interactions between the cysteines of DsbB and DsbA.

Disulfide bond formation is catalyzed in the periplasm of Escherichia coli. This process involves at least two proteins: DsbA and DsbB. Recent evidence suggests that DsbA, a soluble periplasmic protein directly catalyzes disulfide bond formation in proteins, whereas DsbB, an inner membrane protein, is involved in the reoxidation of DsbA. Here we present direct evidence of an interaction between DsbA and DsbB. (Kishigami et al. [Kishigami, S., Kanaya, E., Kikuchi, M. & Ito, K. (1995) J. Biol. Chem. 270, 17072-17074] have described similar findings.) We isolated a dominant negative mutant of dsbA, dsbAd, where Cys-33 of the DsbA active site is changed to tyrosine. Both DsbAd and DsbA are able to form a mixed disulfide with DsbB, which may be an intermediate in the reoxidation of DsbA. This complex is more stable with DsbAd. The dominance can be suppressed by increasing the production of DsbB. By using mutants of DsbB in which one or two cysteines have been changed to alanine, we show that only Cys-104 is important for complex formation. Therefore, we suggest that in vivo, reduced DsbA forms a complex with DsbB in which Cys-30 of DsbA is disulfide-bonded to Cys-104 of DsbB. Cys-104 is rapidly replaced by Cys-33 of DsbA to generate the oxidized form of this protein.

Investigação de mecanismos genéticos e epigenéticos em distúrbios do crescimento humano

Parcela considerável de pacientes com distúrbios de crescimento não têm a causa de seus quadros clínicos estabelecida, incluindo aproximadamente 50% dos pacientes com diagnóstico clínico de síndrome de Silver−Russell (SRS) e 10-20% dos pacientes com síndrome de Beckwith-Wiedemann (BWS). O objetivo deste estudo foi investigar as causas genéticas e epigenéticas de distúrbios de crescimento, de etiologia desconhecida, numa contribuição para o entendimento de mecanismos que regulam o crescimento. O estudo compreendeu: (1) a investigação de microdesequilíbrios cromossômicos, por aCGH; (2) a análise do perfil de expressão alelo-específica de genes sujeitos a imprinting (IG), por pirossequenciamento (PSQ) ou sequenciamento de Sanger; (3) a investigação do padrão de metilação global em pacientes com restrição de crescimento, utilizando microarray de metilação. A casuística constituiu-se de 41 pacientes não aparentados, com distúrbios de crescimento, de etiologia desconhecida: (1) 25, com hipótese diagnóstica de SRS; (2) seis, com restrição de crescimento intrauterino e peso ao nascimento abaixo do 10º percentil, associados a outros sinais clínicos; (3) sete, com hipótese diagnóstica de BWS; e (4) três, com macrossomia pré-natal ou pós-natal, associada a outros sinais. A investigação de microdesequilíbrios cromossômicos foi realizada em 40 pacientes. Foram detectadas 58 variantes raras em 30/40 pacientes (75%): 40 foram consideradas provavelmente benignas (18 pacientes, 45%), 12, com efeito patogênico desconhecido (11 pacientes, 27,5%), duas, provavelmente patogênicas (um paciente, 2,5%) e quatro, patogênicas (três pacientes, 7,5%). Essas frequências são comparáveis àquelas descritas em estudos que investigaram CNV em grupos de pacientes com distúrbios de crescimento e outras alterações congênitas, incluindo SRS, e mostram a importância da investigação de microdesequilíbrios cromossômicos nesses pacientes. A diversidade dos microdesequilíbrios cromossômicos identificados é reflexo da heterogeneidade clínica das casuísticas. Neste estudo, muitos dos pacientes com hipótese diagnóstica de SRS e BWS apresentavam sinais clínicos atípicos, explicando a ausência neles das alterações (epi)genéticas que causam essas síndromes. A identificação de CNV características de outras síndromes reflete a sobreposição de sinais clínicos com BWS e SRS. A análise do perfil de expressão alelo-específica de IG foi realizada em um subgrupo de 18 pacientes com restrição de crescimento. Trinta IG com função em proliferação celular, crescimento fetal ou neurodesenvolvimento foram inicialmente selecionados. Após seleção de SNP transcritos com alta frequência na população, genotipagem de pacientes, genitores e indivíduos controle, determinação da expressão dos IG em sangue periférico e seu padrão de expressão (mono ou bialélico), 13 IG, expressos no sangue, tiveram a expressão alelo-específica avaliada, sete deles por PSQ e seis por sequenciamento de Sanger. Alterações no perfil de expressão de dois genes, de expressão normalmente paterna, foram detectadas em 4/18 pacientes (22%). Este estudo é o primeiro a utilizar pirossequenciamento e sequenciamento de Sanger na avaliação do perfil de expressão alelo-específica de IG, em pacientes com restrição de crescimento. Apesar de terem limitações, ambas as técnicas mostraram-se robustas e revelaram alterações de expressão alélica interessantes; entretanto, a relação dessas alterações com o quadro clínico dos pacientes permanece por esclarecer. A investigação da metilação global do DNA foi realizada em subgrupo de 21 pacientes com restrição de crescimento e em 24 indivíduos controle. Dois tipos de análise foram realizados: (1) análise diferencial de grupo e (2) análise diferencial individual. Na primeira análise, em que foi comparado o padrão de metilação do grupo de pacientes com quadro clínico sugestivo de SRS (n=16) com o do grupo controle (n=24), não houve indicação de hipo ou hipermetilação global no grupo SRS. Na segunda análise, foi comparado o padrão de metilação de cada um dos 21 pacientes com restrição de crescimento e dos 24 indivíduos controle, com o padrão de metilação do grupo controle. O número médio de CpG hipermetilados e de segmentos diferencialmente metilados (SDM) foi significativamente maior nos pacientes. Foram identificados 82 SDM hipermetilados, estando 57 associados a gene(s) (69,5%), em 16 pacientes, e 51 SDM hipometilados, 41 deles associados a gene(s) (80,4%), em 10 pacientes. A análise de ontologia genética dos 61 genes associados aos SDM hipo ou hipermetilados nos pacientes destacou genes que atuam no desenvolvimento e na morfogênese do sistema esquelético e de órgãos fetais, e na regulação da transcrição gênica e de processos metabólicos. Alterações de metilação em genes que atuam em processos de proliferação e diferenciação celulares e crescimento foram identificadas em 9/20 dos pacientes (45%), sugerindo implicação clínica. Não foi detectada alteração epigenética comum aos pacientes com diagnóstico clínico de SRS, explicável provavelmente pela heterogeneidade clínica. A investigação de metilação global, utilizando microarray, produziu novos dados que podem contribuir para a compreensão de mecanismos moleculares que influenciam o crescimento pré- e pós-natal. Na translocação aparentemente equilibrada - t(5;6)(q35.2;p22.3)dn, detectada em paciente com suspeita clínica de SRS, a interrupção de um gene, pela quebra no cromossomo 6, pode ser a causa do quadro clínico; alternativamente, a translocação pode ter impactado a regulação de genes de desenvolvimento localizados próximos aos pontos de quebra. A análise de expressão em sangue periférico mostrou que os níveis de cDNA do gene, interrompido pelo ponto de quebra da translocação, estavam reduzidos à metade. Além de sinais típicos da SRS, a paciente apresentava algumas características clínicas sugestivas de displasia cleidocraniana. Assim, a translocação t(5;6) pode ter alterado a interação de genes de desenvolvimento e seus elementos reguladores, levando à desregulação de sua expressão espaço-temporal, e resultando num fenótipo atípico, com características sobrepostas de mais de uma síndrome genética

Simulação computacional de sistemas de registro de imagens mamográficas

Neste projeto foi desenvolvido um método computacional para verificação da melhor combinação tela intensificadora - filme para exames mamográficos através do estudo de suas características sensitométricas. O software, desenvolvido em ambiente Delphi para windows, apresenta na tela do microcomputador a imagem a ser obtida para cada tipo de combinação tela intensificadora - filme, utilizando imagens de \"Phantoms\" e de mamas reais. Em razão da ampla quantidade de fatores que influenciam a imagem mamográfica final, tais como magnificação, característica dos filmes e telas intensificadoras e condições da processadora, o método proposto pode proporcionar uma ampla avaliação da qualidade dos sistemas de imagem mamográfica de uma forma simples, rápida e automática, através de procedimentos de simulação computacional. A simulação investigou a influência que um determinado sistema de registro exerce sobre a qualidade da imagem, possibilitando conhecer previamente a imagem final a ser obtida com diferentes equipamentos e sistemas de registro. Dentre os sistemas investigados, três filmes (Kodak Min R 2000, Fuji UM MA-HC e Fuji ADM) e duas telas intensificadoras (Kodak Min R 2000 e Fuji AD Mammo Fine), aquele que apresentou melhores resultados, com melhor qualidade de imagens e menor exposição à paciente foi o de tela Min R 2000 com filme Min R 2000 da Kodak.

1977 UM Women's Tennis Team

1979 UM Women's Tennis Team

1980 UM Women's Tennis Team

1980 UM Women's Tennis Team

U-M Softball Team, 1978

Front Row: Manager Debbie Snyder, Diane Mettelman, Tammy Herremans, Debbie Allor, Anna Bullard, Theresa Gardocki, Head Coach Gloria Soluk

Second Row: Shelly Piilo, Evelyn Edgecombe, Ann Slade, Kathy VanDeusen, Katy Brady, Sheryl Tominac, Trainer Laura Pieri

Top Row: Brenda Venhuizen, Mary Hibbard, Terry Conlin, Theresa Wyckoff, Roberta Zald, Fran Wiecha, Ass't. Coach Mina Sonda

University of Michigan Women's Cross Country Team, 1993

Back Row: Mara Guillemette, Betsey Vandervelde, Molly McClimon, Heather Grigg, Molly Lori, Mayrie Richards, Jenny Barber, Christie Wilson, Michelle Spannagel, Sharmila Prasad, Kathy Huffman, Annie Erlewine, Ingrid Sharphorn

Front Row: Jessica Kluge, Kristine Westerby, Holly Logue, Amy Parker, Kelly Chard, Katy Hollbacher, Chris Szabo, Karen Harvey, Kristi Wink, Courtney Babcock, Jackie Concaugh, Emily Shively, head coach Mike McGuire.

1986/1987 UM Women's Basketball Team

Back Row: Linda Kielty, head coach Bud Van De Wege, ass't coach Kathy LaBarge, Sarah Basford, Vonnie Thompson, Andrea Wickerham, Debbie Norman, Karla Hench

Middle Row: Nan Gillispie, Margery Ware, Lorea Feldman, Wendy Mingo, Tempie Brown, Leslie Spicer

Front Row: Tanya Powell, Val Hall, Sharon Sontag, Joan Rieger, Mary Rosowski, Jill VanStee, Lisa Reynolds

1987/1988 UM Women's Basketball Team

Back Row: ass't coach Kathy LaBarge, Debbie Norman, head coach Bud VanDeWege, trainer Sue Peel, ? ass't trainer

Middle Row: Barb Loeher, Carol Szczechowski, Tanya Powell, Jill VanStee, Lisa Reynolds, Joan Rieger, Mary Rosowski, Leslie Spicer, Tempie Brown

Front Row: Sarah Basford, Vonnie Thompson, Lorea Feldman