PKC signaling regulates drug resistance of the fungal pathogen Candida albicans via circuitry comprised of Mkc1, calcineurin, and Hsp90.

Fungal pathogens exploit diverse mechanisms to survive exposure to antifungal drugs. This poses concern given the limited number of clinically useful antifungals and the growing population of immunocompromised individuals vulnerable to life-threatening fungal infection. To identify molecules that abrogate resistance to the most widely deployed class of antifungals, the azoles, we conducted a screen of 1,280 pharmacologically active compounds. Three out of seven hits that abolished azole resistance of a resistant mutant of the model yeast Saccharomyces cerevisiae and a clinical isolate of the leading human fungal pathogen Candida albicans were inhibitors of protein kinase C (PKC), which regulates cell wall integrity during growth, morphogenesis, and response to cell wall stress. Pharmacological or genetic impairment of Pkc1 conferred hypersensitivity to multiple drugs that target synthesis of the key cell membrane sterol ergosterol, including azoles, allylamines, and morpholines. Pkc1 enabled survival of cell membrane stress at least in part via the mitogen activated protein kinase (MAPK) cascade in both species, though through distinct downstream effectors. Strikingly, inhibition of Pkc1 phenocopied inhibition of the molecular chaperone Hsp90 or its client protein calcineurin. PKC signaling was required for calcineurin activation in response to drug exposure in S. cerevisiae. In contrast, Pkc1 and calcineurin independently regulate drug resistance via a common target in C. albicans. We identified an additional level of regulatory control in the C. albicans circuitry linking PKC signaling, Hsp90, and calcineurin as genetic reduction of Hsp90 led to depletion of the terminal MAPK, Mkc1. Deletion of C. albicans PKC1 rendered fungistatic ergosterol biosynthesis inhibitors fungicidal and attenuated virulence in a murine model of systemic candidiasis. This work establishes a new role for PKC signaling in drug resistance, novel circuitry through which Hsp90 regulates drug resistance, and that targeting stress response signaling provides a promising strategy for treating life-threatening fungal infections.

Proteomic profiling of human retinal pigment epithelium exposed to an advanced glycation-modified substrate

Purpose The retinal pigment epithelium (RPE) and underlying Bruch’s membrane undergo significant modulation during ageing. Progressive, age-related modifications of lipids and proteins by advanced glycation end products (AGEs) at this cell–substrate interface have been implicated in RPE dysfunction and the progression to age-related macular degeneration (AMD). The pathogenic nature of these adducts in Bruch’s membrane and their influence on the overlying RPE remains unclear. This study aimed to identify alterations in RPE protein expression in cells exposed to AGE-modified basement membrane (AGE-BM), to determine how this “aged” substrate impacts RPE function and to map the localisation of identified proteins in ageing retina. Methods Confluent ARPE-19 monolayers were cultured on AGE-BM and native, non-modified BM (BM). Following 28-day incubation, the proteome was profiled using 2-dimensional gel electrophoresis (2D), densitometry and image analysis was employed to map proteins of interest that were identified by electrospray ionisation mass spectrometry (ESI MS/MS). Immunocytochemistry was employed to localise identified proteins in ARPE-19 monolayers cultured on unmodified and AGE-BM and to analyze aged human retina. Results Image analysis detected altered protein spot densities between treatment groups, and proteins of interest were identified by LC ESI MS/MS which included heat-shock proteins, cytoskeletal and metabolic regulators. Immunocytochemistry revealed deubiquitinating enzyme ubiquitin carboxyterminal hydrolase-1 (UCH-L1), which was upregulated in AGE-exposed RPE and was also localised to RPE in human retinal sections. Conclusions This study has demonstrated that AGE-modification of basement membrane alters the RPE proteome. Many proteins are changed in this ageing model, including UCHL-1, which could impact upon RPE degradative capacity. Accumulation of AGEs at Bruch”s membrane could play a significant role in age-related dysfunction of the RPE.

KNK437, abrogates hypoxia-induced radioresistance by dual targeting of the AKT and HIF-1α survival pathways

KNK437 is a benzylidene lactam compound known to inhibit stress-induced synthesis of heat shock proteins (HSPs). HSPs promote radioresistance and play a major role in stabilizing hypoxia inducible factor-1a (HIF-1a). HIF-1a is widely responsible for tumor resistance to radiation under hypoxic conditions. We hypothesized that KNK437 sensitizes cancer cells to radiation and overrides hypoxia-induced radioresistance via destabilizing HIF-1a. Treatment of human cancer cells MDA-MB-231 and T98G with KNK437 sensitized them to ionizing radiation (IR). Surprisingly, IR did not induce HSPs in these cell lines. As hypothesized, KNK437 abrogated the accumulation of HIF-1a in hypoxic cells. However, there was no induction of HSPs under hypoxic conditions. Moreover, the proteosome inhibitor MG132 did not restore HIF-1a levels in KNK437-treated cells. This suggested that the absence of HIF-1a in hypoxic cells was not due to the enhanced protein degradation. HIF-1a is mainly regulated at the level of post-transcription and AKT is known to modulate the translation of HIF-1a mRNA. Interestingly, pre-treatment of cells with KNK437 inhibited AKT signaling. Furthermore, down regulation of AKT by siRNA abrogated HIF-1a levels under hypoxia. Interestingly, KNK437 reduced cell survival in hypoxic conditions and inhibited hypoxia-induced resistance to radiation. Taken together, these data suggest that KNK437 is an effective radiosensitizer that targets multiple pro-survival stress response pathways.

Mechanisms of modified LDL-induced pericyte loss and retinal injury in diabetic retinopathy

Aims/hypothesis: In previous studies we have shown that extravasated, modified LDL is associated with pericyte loss, an early feature of diabetic retinopathy (DR). Here we sought to determine detailed mechanisms of this LDLinduced pericyte loss.

Methods: Human retinal capillary pericytes (HRCP) were exposed to ‘highly-oxidised glycated’ LDL (HOG-LDL) (a model of extravasated and modified LDL) and to 4-hydroxynonenal or 7-ketocholesterol (components of oxidised LDL), or to native LDL for 1 to 24 h with or without 1 h of pretreatment with inhibitors of the following: (1) the scavenger receptor (polyinosinic acid); (2) oxidative stress (N-acetyl cysteine); (3) endoplasmic reticulum (ER) stress (4-phenyl butyric acid); and (4) mitochondrial dysfunction (cyclosporin A). Oxidative stress, ER stress, mitochondrial dysfunction, apoptosis and autophagy were assessed using techniques including western blotting, immunofluorescence, RT-PCR, flow cytometry and TUNEL assay. To assess the relevance of the results in vivo, immunohistochemistry was used to detect the ER stress chaperon, 78 kDa glucose-regulated protein, and the ER sensor, activating transcription factor 6, in retinas from a mouse model of DR that mimics exposure of the retina to elevated glucose and elevated LDL levels, and in retinas from human participants with and without diabetes and DR.

Results: Compared with native LDL, HOG-LDL activated oxidative and ER stress in HRCP, resulting in mitochondrial dysfunction, apoptosis and autophagy. In a mouse model of diabetes and hyperlipidaemia (vs mouse models of either condition alone), retinal ER stress was enhanced. ER stress was also enhanced in diabetic human retina and correlated with the severity of DR.

Conclusions/interpretation: Cell culture, animal, and human data suggest that oxidative stress and ER stress are induced by modified LDL, and are implicated in pericyte loss in DR.

S100A2 is a BRCA1/p63 coregulated tumour suppressor gene with roles in the regulation of mutant p53 stability

Here, we show for the first time that the familial breast/ovarian cancer susceptibility gene, BRCA1, along with interacting ΔNp63 proteins, transcriptionally upregulate the putative tumour suppressor protein, S100A2. Both BRCA1 and ΔNp63 proteins are required for S100A2 expression. BRCA1 requires ΔNp63 proteins for recruitment to the S100A2 proximal promoter region, while exogenous expression of individual ΔNp63 proteins cannot activate S100A2 transcription in the absence of a functional BRCA1. Consequently, mutation of the ΔNp63/p53 response element within the S100A2 promoter completely abrogates the ability of BRCA1 to upregulate S100A2. S100A2 shows growth control features in a range of cell models. Transient or stable exogenous S100A2 expression inhibits the growth of BRCA1 mutant and basal-like breast cancer cell lines, while short interfering RNA (siRNA) knockdown of S100A2 in non-tumorigenic cells results in enhanced proliferation. S100A2 modulates binding of mutant p53 to HSP90, which is required for efficient folding of mutant p53 proteins, by competing for binding to HSP70/HSP90 organising protein (HOP). HOP is a cochaperone that is required for the efficient transfer of proteins from HSP70 to HSP90. Loss of S100A2 leads to an HSP90-dependent stabilisation of mutant p53 with a concomitant loss of p63. Accordingly, S100A2-deficient cells are more sensitive to the HSP-90 inhibitor, 17-N-allylamino-17-demethoxygeldanamycin, potentially representing a novel therapeutic strategy for S100A2- and BRCA1-deficient cancers. Taken together, these data demonstrate the importance of S100A2 downstream of the BRCA1/ΔNp63 signalling axis in modulating transcriptional responses and enforcing growth control mechanisms through destabilisation of mutant p53.

Inhibition of cellular proliferation by the Wilms tumor suppressor WT1 requires association with the inducible chaperone Hsp70

The Wilms tumor suppressor WT1 encodes a zinc finger transcription factor that is expressed in glomerular podocytes during a narrow window in kidney development. By immunoprecipitation and protein microsequencing analysis, we have identified a major cellular protein associated with endogenous WT1 to be the inducible chaperone Hsp70. WT1 and Hsp70 are physically associated in embryonic rat kidney cells, in primary Wilms tumor specimens and in cultured cells with inducible expression of WT1. Colocalization of WT1 and Hsp70 is evident within podocytes of the developing kidney, and Hsp70 is recruited to the characteristic subnuclear clusters that contain WT1. The amino-terminal transactivation domain of WT1 is required for binding to Hsp70, and expression of that domain itself is sufficient to induce expression of Hsp70 through the heat shock element (HSE). Substitution of a heterologous Hsp70-binding domain derived from human DNAJ is sufficient to restore the functional properties of a WT1 protein with an amino-terminal deletion, an effect that is abrogated by a point mutation in DNAJ that reduces binding to Hsp70. These observations indicate that Hsp70 is an important cofactor for the function of WT1, and suggest a potential role for this chaperone during kidney differentiation.

Activation of the c-Jun N-terminal kinase (JNK) signaling pathway is essential during PBOX-6-induced apoptosis in chronic myelogenous leukemia (CML) cells

The mitogen-activated protein (MAP) kinase family is activated in response to a wide variety of external stress signals such as UV irradiation, heat shock, and many chemotherapeutic drugs and leads to the induction of apoptosis. A novel series of pyrrolo-1,5-benzoxazepines have been shown to potently induce apoptosis in chronic myelogenous leukemia (CML) cells, which are resistant to many chemotherapeutic agents. In this study we have delineated part of the mechanism by which a representative compound known as PBOX-6 induces apoptosis. We have investigated whether PBOX-6 induces activation of MAP kinase signaling pathways in CML cells. Treatment of K562 cells with PBOX-6 resulted in the transient activation of two JNK isoforms, JNK1 and JNK2. In contrast, PBOX-6 did not activate the extracellular signal-regulated kinase (ERK) or p38. Apoptosis was found to occur independently of the small GTPases Ras, Rac, and Cdc42 but involved phosphorylation of the JNK substrates, c-Jun and ATF-2. Pretreatment of K562 cells with the JNK inhibitor, dicoumarol, abolished PBOX-6-induced phosphorylation of c-Jun and ATF-2 and inhibited the induced apoptosis, suggesting that JNK activation is an essential component of the apoptotic pathway induced by PBOX-6. Consistent with this finding, transfection of K562 cells with the JNK scaffold protein, JIP-1, inhibited JNK activity and apoptosis induced by PBOX-6. JIP-1 specifically scaffolds JNK, MKK7, and members of the mixed-lineage kinase (MLK) family, implicating these kinases upstream of JNK in the apoptotic pathway induced by PBOX-6 in K562 cells.

Dissection of the early steps in the assembly of the 20S proteasome in Saccharomyces cerevisiae

Tese de dout., Bioquímica (Biologia Celular e Molecular), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2010

Papel das proteínas de choque térmico na apoptose mediada por espécies reativas de oxigénio em culturas celulares

Dissertação de mestrado, Ciências Biomédicas, Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2015

Investigation into the relationships between molecular chaperones, mitochondrial antioxidant enzymes, and endothermic vertebrate longevity

The maximum lifespan (MLSP) of endothermic vertebrates can range from as little as a year to over two centuries, yet the underlying phenotype of aging is very similar amongst this group of organisms. One organelle that may be important in the phenotype of aging is the mitochondrion. When damaged, this organelle is thought to contribute to many of the neurodegenerative diseases of aging. For this thesis, mitochondria from brain tissues of 7 mammalian and 2 avian species were isolated to assess whether the antioxidant glutathione system and major molecular chaperone, HSP60, is correlated to species MLSP. Furthermore, HSP60, and the major endoplasmic reticulum chaperone, GRP78, were measured under basal conditions, and following the introduction of an oxidative stress (hydrogen peroxide) in cultured mammalian myoblasts from 10 different species. My results indicate that the enzymes involved in the glutathione defense system are not correlated to species MLSP in brain mitochondria; however HSP60 levels are indeed higher in the longer-lived species. HSP60 levels are also higher at the basal level in cultured mammalian myoblasts and after 1 hour of hydrogen peroxide exposure. GRP78 induction is not correlated to species MLSP at the basal level or following hydrogen peroxide exposure. Therefore, these results suggest that HSP60 is a correlate of longevity in endothermic vertebrate species, but neither the glutathione antioxidant defense system, nor GRP78, correlates to species longevity.

Les R-loops et leurs conséquences sur l'expression génique chez Escherichia coli.

Des variations importantes du surenroulement de l’ADN peuvent être générées durant la phase d’élongation de la transcription selon le modèle du « twin supercoiled domain ». Selon ce modèle, le déplacement du complexe de transcription génère du surenroulement positif à l’avant, et du surenroulement négatif à l’arrière de l’ARN polymérase. Le rôle essentiel de la topoisomérase I chez Escherichia coli est de prévenir l’accumulation de ce surenroulement négatif générée durant la transcription. En absence de topoisomérase I, l’accumulation de ce surenroulement négatif favorise la formation de R-loops qui ont pour conséquence d’inhiber la croissance bactérienne. Les R-loops sont des hybrides ARN-ADN qui se forment entre l’ARN nouvellement synthétisé et le simple brin d’ADN complémentaire. Dans les cellules déficientes en topoisomérase I, des mutations compensatoires s’accumulent dans les gènes qui codent pour la gyrase, réduisant le niveau de surenroulement négatif du chromosome et favorisant la croissance. Une des ces mutations est une gyrase thermosensible qui s’exprime à 37 °C. La RNase HI, une enzyme qui dégrade la partie ARN d’un R-loop, peut aussi restaurer la croissance en absence de topoisomérase I lorsqu’elle est produite en très grande quantité par rapport à sa concentration physiologique. En présence de topoisomérase I, des R-loops peuvent aussi se former lorsque la RNase HI est inactive. Dans ces souches mutantes, les R-loops induisent la réponse SOS et la réplication constitutive de l’ADN (cSDR). Dans notre étude, nous montrons comment les R-loops formés en absence de topoisomérase I ou RNase HI peuvent affecter négativement la croissance des cellules. Lorsque la topoisomérase I est inactivée, l’accumulation d’hypersurenroulement négatif conduit à la formation de nombreux R-loops, ce qui déclenche la dégradation de l’ARN synthétisé. Issus de la dégradation de l’ARNm de pleine longueur, des ARNm incomplets et traductibles s’accumulent et causent l’inhibition de la synthèse protéique et de la croissance. Le processus par lequel l’ARN est dégradé n’est pas encore complètement élucidé, mais nos résultats soutiennent fortement que la RNase HI présente en concentration physiologique est responsable de ce phénotype. Chose importante, la RNase E qui est l’endoribonuclease majeure de la cellule n’est pas impliquée dans ce processus, et la dégradation de l’ARN survient avant son action. Nous montrons aussi qu’une corrélation parfaite existe entre la concentration de RNase HI, l’accumulation d’hypersurenroulement négatif et l’inhibition de la croissance bactérienne. Lorsque la RNase HI est en excès, l’accumulation de surenroulement négatif est inhibée et la croissance n’est pas affectée. L’inverse se produit Lorsque la RNase HI est en concentration physiologique. En limitant l’accumulation d’hypersurenroulement négatif, la surproduction de la RNase HI prévient alors la dégradation de l’ARN et permet la croissance. Quand la RNase HI est inactivée en présence de topoisomérase I, les R-loops réduisent le niveau d’expression de nombreux gènes, incluant des gènes de résistance aux stress comme rpoH et grpE. Cette inhibition de l’expression génique n’est pas accompagnée de la dégradation de l’ARN contrairement à ce qui se produit en absence de topoisomérase I. Dans le mutant déficient en RNase HI, la diminution de l’expression génique réduit la concentration cellulaire de différentes protéines, ce qui altère négativement le taux de croissance et affecte dramatiquement la survie des cellules exposées aux stress de hautes températures et oxydatifs. Une inactivation de RecA, le facteur essentiel qui déclenche la réponse SOS et le cSDR, ne restaure pas l’expression génique. Ceci démontre que la réponse SOS et le cSDR ne sont pas impliqués dans l’inhibition de l’expression génique en absence de RNase HI. La croissance bactérienne qui est inhibée en absence de topoisomérase I, reprend lorsque l’excès de surenroulement négatif est éliminé. En absence de RNase HI et de topoisomérase I, le surenroulement négatif est très relaxé. Il semble que la réponse cellulaire suite à la formation de R-loops, soit la relaxation du surenroulement négatif. Selon le même principe, des mutations compensatoires dans la gyrase apparaissent en absence de topoisomérase I et réduisent l’accumulation de surenroulement négatif. Ceci supporte fortement l’idée que le surenroulement négatif joue un rôle primordial dans la formation de R-loop. La régulation du surenroulement négatif de l’ADN est donc une tâche essentielle pour la cellule. Elle favorise notamment l’expression génique optimale durant la croissance et l’exposition aux stress, en limitant la formation de R-loops. La topoisomérase I et la RNase HI jouent un rôle important et complémentaire dans ce processus.

Génération de lignées de poissons zébrés exprimant le gène muté TARDBP

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative due à une dégénérescence des motoneurones. Plus de 40 mutations du gène TARDBP ont été identifiées chez des patients SLA. Les défauts biochimiques de ces mutations étant encore inconnus, les modèles animaux sont présentement la seule mesure possible d’un phénotype. Pour étudier les conséquences physiopathologiques d’une de ces mutations, nous avons développé deux lignées transgéniques de poisson zébré, exprimant le gène humain TARDBP soit de type sauvage, soit avec la mutation G348C liée à la SLA, sous le contrôle d’un promoteur de choc thermique. Ces lignées ont été étudiées sur trois générations, après avoir établi un protocole de choc thermique induisant une expression ubiquitaire du transgène. Les embryons transgéniques de la génération F2 de la lignée exprimant la mutation développent un phénotype moteur suite à un choc thermique de 38.5°C pendant 30 minutes lorsque les embryons sont à 18 heures post-fertilisation. 60% des embryons ont une réponse anormale au toucher. De plus, une réduction de 28% de la longueur de pré-branchement des axones des motoneurones est observée. Ces résultats indiquent que notre lignée exprimant la protéine mutante TDP-43 est un modèle génétique de la SLA prometteur, qui ouvre des perspectives pour la compréhension de la physiopathologie de la maladie et la découverte de molécules thérapeutiques.

Régulation transcriptionnelle du gène de la protéine de liaison de la chlorophylle-a et de la péridinine chez le dinoflagellé Lingulodinium polyedrum

Les dinoflagellés jouent un rôle très important dans l’écologie des océans en y réalisant une grande partie de la production primaire, en formant une association symbiotique avec les coraux et en ayant la capacité de produire des fleurs d’algues potentiellement toxiques pour les communautés côtières humaines et animales. Malgré tout, la biologie moléculaire des dinoflagellés n’a que très peu été étudiée dans les dernières années, les connaissances de processus de base comme la régulation de la transcription y étant fortement limitées. Une tentative pour élucider ce mécanisme a été réalisée chez les dinoflagellés photosynthétiques Lingulodinium polyedrum et Amphidinium carterae. Une expérience d’induction de la transcription du gène de la Peridinin chlorophyll-a binding protein, le complexe majeur de collecte de lumière, a été réalisée par une baisse de l’intensité lumineuse et a montré une faible augmentation (moins de 2 fois) du transcrit à court et long terme. Des expériences de simple-hybride et de retard sur gel (EMSA) ont été faits pour identifier de potentielles interactions protéine-ADN dans la région intergénique du gène PCP organisé en tandem. Ces essais ont été infructueux pour identifier de telles protéines. Une analyse du transcriptome de L. polyedrum a été effectuée, montrant une importante sous-représentation de domaines de liaison à l’ADN classique (comme Heat-shock factor, bZIP ou Myb) et une surreprésentation du domaine d’origine bactérienne Cold shock en comparaison avec d’autres eucaryotes unicellulaires. Ce travail suggère que les mécanismes de régulation transcriptionnelle des dinoflagellés pourraient différer substantiellement de ceux des autres eucaryotes.

Les sHsps en surera: capacitat protectora enfront l'estrés i variabilitat genètica

Els organismes responen a la temperatura i a molts altres estressos sintetitzant un grup de proteïnes anomenat proteïnes de xoc de calor (HSPs). En plantes les sHsps, d'entre 15 i 30 kDa formen el grup més abundant i divers, classificat en funció de la seva localització subcel.lular i homologia en: mitocondrials, cloroplàstiques, de reticle endoplasmàtic i citoplàsmiques de classe I i II. Les sHsps-CI s'ha descrit que s'indueixen per estrès tèrmic, hídric i oxidatiu (peròxid d'hidrògen, llum UV, ozó) i en resposta a algunes hormones. També s'expressen durant el desenvolupament, per exemple durant l'embriogènesi, on es creu que podrien tenir un paper protector de l'embrió enfront la dessecació. Tot i que hi ha abundants treballs que correlacionen la resistència a l'estrès i l'acumulació de sHsps-CI, els mecanismes moleculars d'aquesta activitat són poc conguts. Tot i això, per diverses sHsps-CI ha estat descrita una activitat xaperona in vitro i, més recentment, que la seva sobreexpressió augmenta la viabilitat de cèl.lules d'E.coli en condicions d'estrès tèrmic. L'estudi de l'acumulació de sHsps-CI en surera (Quercus suber) mitjançant immunodetecció en electroforesi bidimensional mostra uns patrons d'acumulació complexos i formats per dos grups d'espècies proteiques principals, a l'entorn dels 10 i 17 kDa respectivament, que mostren una inducció diferencial en funció del teixit i l'estrès. Mentre que les espècies proteiques de 17 kDa s'indueixen per temperatura però no per estrès oxidatiu, les de ca. 10 kDa ho fan per estrès oxidatiu i no per temperatura. Ambdós grups d'espècies proteiques s'acumulen conjuntament en fel.lema. Assajos de PCR i RT-PCR han permès clonar parcialment tres noves sHsps-CI en surera: Qshsp10-CI, QshspC-CI i QshspD-CI. Aquest fet confirma la multigeneïcitat de les sHsps-CI en surera que apuntava el patró bidimensional. Dels nous clons obtinguts destaca especialment Qshsp10-CI, un gen que presenta un codó stop enmig del domini -cristal.lí que fa que a la proteïna que se'n dedueix li manqui un 55% del domini -cristal.lí i tota l'extensió C-terminal. Es tractaria de la sHsp més petita i més truncada descrita fins al moment. L'anàlisi de l'expressió de Qshsp10-CI mitjançant RT-PCR mostra expressió en plantes tractades amb H2O2 però no en les que han estat sotmeses a un xoc de calor. Aprofitant l'oportunitat que oferia aquesta sHsp-CI de ser utilitzada com a model per l'estudi de la importància del domini -cristal.lí i l'extensió C-terminal en l'activitat protectora enfront l'estrès, es va voler determinar la capacitat que tenia d'augmentar la viabilitat de cèl.lules d'E. coli en condicions d'estrès tèrmic i oxidatiu. Els resultats mostren que la proteïna recombinant QsHsp10-CI, tot i la important truncació que té, és capaç de protegir cèl.lules d'E. coli en condicions d'estrès tèrmic i, remarcablement, en condicions d'estrès oxidatiu. Tots aquests resultats indiquen que les espècies proteiques de ca. 10 kDa podrien correspondre a Qshsp10-CI i tenir un paper en les cèl.lules del fel.lema en la protecció enfront l'estrès oxidatiu. L'estrès oxidatiu provoca lesions al DNA que poden produir errors en la replicació, transcripció o traducció i generar proteïnes aberrants. Donades les condicions d'estrès oxidatiu a les quals es troben sotmeses les cèl.lules del fel.lema, s'ha volgut estudiar la variabilitat dels seus àcids nucleics. La determinació de la taxa de mutació de la regió codificant del gen Qshsp17.4-CI en mRNA i DNA de fel.lema i àpex radicular, un teixit jove i en creixement actiu va mostrar unes taxes sorprenentment elevades en l'mRNA (1/1784 pb) i el DNA genòmic (1/1520 pb) del fel.lema. Aquestes taxes són les més altes descrites en un genoma nuclear eucariota i són similars a les dels virus d'RNA d'evolució ràpida com el virus de l'Hepatitis C. Amb aquestes taxes de mutació, un terç dels mRNAs del fel.lema de la surera contindrien missatges aberrants i la supervivència de les cel.lules es veuria compromesa. Això implica que el fel.lema hauria de ser considerat com un mosaic de cèl.lules genèticament heterogènies i, per tant, una sola seqüència no defineix en tota la seva amplitud un gen en aquest teixit. No es va detectar cap mutació en àpex de rel. Amb l'objectiu d'aprofundir en el coneixement de les mutacions que es donen en aquests dos teixits i per tal de poder fer una anàlisi qualitativa més completa que permetés especular sobre el seu origen, es va aplicar un mètode de selecció de seqüències mutants en base a la utilització d'enzims de restricció. Les mutacions detectades en fel.lema es corresponen amb les relacionades, en altres sistemes no nuclears (plasmidis, fags i DNA bacterià), amb l'estrès oxidatiu. En conseqüència, l'estrès oxidatiu al qual estan sotmeses les cèl.lules del fel.lema podria ser el causant de l'elevada taxa de mutació detectada. D'acord amb això, el tipus majoritari de productes d'oxidació de les bases del DNA que s'acumulen en brots de plàntules de surera en resposta al peròxid d'hidrògen produeixen el mateix tipus de mutacions detectades en l'mRNA del fel.lema de la surera. La major sensibilitat d'aquest nou mètode ha permès, a més, detectar mutacions en molècules d'mRNA de rel, un teixit en el qual no s'havia trobat cap mutació utilitzant el mètode de clonatge i seqüenciació directa. Tot i això, el tipus de mutacions predominants no estan relacionades amb l'estrès oxidatiu sinó amb erros en la reparació dels àcids nucleics.

New insights into boar sperm function and survival from integrated field and laboratory studies

En aquesta tesi s'han dut a terme dos tipus d'estudis diferents. L'objectiu del primer era la preservació del semen de porcí a 15ºC i el del segon eren els co-cultius homòlegs de cèl·lules epitelials de l'oviducte i espermatozoides de porcí. Pel que fa al primer estudi, s'ha observat que l'addició de la prostaglandina F2α i àcid hialurònic a les dosis seminals no malmena la qualitat espermàtica i que la tolerància dels espermatozoides als canvis d'osmolalitat del medi es pot correlacionar proves de fertilitat i prolificitat.. Respecte el segon, s'ha determinat que les cèl·lules oviductals afecten els paràmetres espermàtics i que la presència d'espermatozoides sobreexpressa els gens que codifiquen per les proteïnes de xoc tèrmic. Així, se suggereix que aquestes proteïnes tenen algun paper en els processos reproductius que tenen lloc a l'oviducte, malgrat que s'hagi observat, mitjançant la tècnica de la interferència de l'RNA, que la HSP90AA1 no està implicada en el perllongament de la viabilitat espermàtica.