Functions of interleukin 1 receptor antagonist in gene knockout and overproducing mice.

Interleukin 1 receptor antagonist (IL-1ra) is a cytokine whose only known action is competitive inhibition of the binding of interleukin 1 (IL-1) to its receptor. To investigate the physiological roles of endogenously produced IL-1ra, we generated mice that either lack IL-1ra or overproduce it under control of the endogenous promoter. Mice lacking IL-1ra have decreased body mass compared with wild-type controls. They are more susceptible than controls to lethal endotoxemia but are less susceptible to infection with Listeria monocytogenes. Conversely, IL-1ra overproducers are protected from the lethal effects of endotoxin but are more susceptible to listeriosis. Serum levels of IL-1 following an endotoxin challenge are decreased in IL-1ra nulls and increased in IL-1ra overproducers in comparison to controls. These data demonstrate critical roles for endogenously produced IL-1ra in growth, responses to infection and inflammation, and regulation of cytokine expression.

Separation of the transcriptional coactivator and antirepression functions of transcription factor IIA.

Human transcription factor IIA (TFIIA) is composed of three subunits (alpha, beta, and gamma). TFIIA interacts with the TATA-box binding protein and can overcome repression of transcription. TFIIA was found to be necessary for VP16-mediated transcriptional activation through a coactivator function. We have separated the coactivator and antirepression activities of TFIIA. A TFIIA lacking the alpha subunit was isolated from HeLa cells. This "mini-TFIIA" interacts with the TATA-box binding protein and can overcome repression of transcription, but it is defective in transcriptional coactivator function.

Differential functions of the two Src homology 2 domains in protein tyrosine phosphatase SH-PTP1.

SH-PTP1 (also known as PTP1C, HCP, and SHP) is a non-transmembrane protein tyrosine phosphatase (PTPase) containing two tandem Src homology 2 (SH2) domains. We show here that the two SH2 (N-SH2 and C-SH2) domains in SH-PTP1 have different functions in regulation of the PTPase domain and thereby signal transduction. While the N-terminal SH2 domain is both necessary and sufficient for autoinhibition through an intramolecular association with the PTPase domain, truncation of the C-SH2 domain [SH-PTP1 (delta CSH2) construct] has little effect on SH-PTP1 activity. A synthetic phosphotyrosine residue (pY) peptide derived from the erythropoietin receptor (EpoR pY429) binds to the N-SH2 domain and activates both wild-type SH-PTP1 and SH-PTP1 (delta CSH2) 60- to 80-fold. Another pY peptide corresponding to a phosphorylation site on the IgG Fc receptor (Fc gamma RIIB1 pY309) associates with both the C-SH2 domain (Kd = 2.8 microM and the N-SH2 domain (Kd = 15.0 microM) and also activates SH-PTP1 12-fold. By analysis of the effect of the Fc gamma RIIB1 pY309 peptide on SH-PTP1 (delta CSH2), SH-PTP1 (R30K/R33E), SH-PTP1 (R30K/R136K), and SH-PTP1 (R136K) mutants in which the function of either the N- or C-SH2 domain has been impaired, we have determined that both synthetic pY peptides stimulate SH-PTP1 by binding to its N-SH2 domain; binding of pY ligand to the C-SH2 domain has no effect on SH-PTP1 activity. We propose that the N-terminal SH2 domain serves both as a regulatory domain and as a recruiting unit, whereas the C-terminal SH2 domain acts merely as a recruiting unit.

Subunit-specific functions of N-linked oligosaccharides in human thyrotropin: role of terminal residues of alpha- and beta-subunit oligosaccharides in metabolic clearance and bioactivity.

The recombinant human thyroid stimulating hormone (rhTSH) containing oligosaccharides terminated with NeuAc(alpha 2-3)Gal(beta 1-4)GlcNAc beta 1 showed higher in vivo activity and lower metabolic clearance rate (MCR) than pituitary human TSH (phTSH), which contains oligosaccharides terminating predominantly in SO(4)4GalNAc(beta 1-4)GlcNAc beta 1. To elucidate the relative contribution of the sulfated and sialylated carbohydrate chains of each subunit in the MCR and bioactivity of the hormone, the alpha and beta subunits of phTSH, rhTSH, and enzymatically desialylated rhTSH (asialo-rhTSH; asrhTSH) were isolated, their oligosaccharides were analyzed, and the respective subunits were dimerized in various combinations. The hybrids containing alpha subunit from phTSH or asrhTSH showed higher in vitro activity than those with alpha subunit from rhTSH, indicating that sialylation of alpha but not beta subunit attenuates the intrinsic activity of TSH. In contrast, hybrids with beta subunit from rhTSH displayed lower MCR compared to those with beta subunit from phTSH. The phTSH alpha-rhTSH beta hybrid had the highest in vivo bioactivity followed by rhTSH alpha-rhTSH beta, rhTSH alpha-phTSH beta, phTSH alpha-phTSH beta, and asrhTSH dimers. These differences indicated that hybrids with beta subunit from rhTSH displayed the highest in vivo activity and relatively low MCR, probably due to higher sialylation, more multiantennary structure, and/or the unique location of the beta-subunit oligosaccharide chain in the molecule. Thus, the N-linked oligosaccharides of the beta subunit of glycoprotein hormones have a more pronounced role than those from the alpha subunit in the metabolic clearance and thereby in the in vivo bioactivity. In contrast, the terminal residues of alpha-subunit oligosaccharides have a major impact on TSH intrinsic potency.

Dominance of one bacterial phylotype at a Mid-Atlantic Ridge hydrothermal vent site.

Microbial community structure in natural environments has remained largely unexplored yet is generally considered to be complex. It is shown here that in a Mid-Atlantic Ridge hydrothermal vent habitat, where food webs depend on prokaryotic primary production, the surface microbial community consists largely of only one bacterial phylogenetic type (phylotype) as indicated by the dominance of a single 16S rRNA sequence. The main part of its population occurs as an ectosymbiont on the dominant animals, the shrimp Rimicaris exoculata, where it grows as a monoculture within the carapace and on the extremities. However, the same bacteria are also the major microbial component of the free-living substrate community. Phylogenetically, this type forms a distinct branch within the epsilon-Proteobacteria. This is different from all previously studied chemoautotrophic endo- and ectosymbioses from hydrothermal vents and other sulfidic habitats in which all the bacterial members cluster within the gamma-Proteobacteria.

Detection of one slowly exchanging substrate water molecule in the S3 state of photosystem II.

The exchangeability of the substrate water molecules at the catalytic site of water oxidation in photosystem II has been probed by isotope-exchange measurements using mass spectrometric detection of flash-induced oxygen evolution. A stirred sample chamber was constructed to reduce the lag time between injection of H2(18)O and the detecting flash by a factor of more than 1000 compared to the original experiments by R. Radmer and O. Ollinger [(1986) FEBS Lett. 195, 285-289]. Our data show that there is a slow (t1/2 approximately 500 ms, 10 degrees C) and a fast (t1/2 <25 ms, 10 degrees C) exchanging substrate water molecule in the S3 state of photosystem II. The slow exchange is coupled with an activation energy of about 75 kJ/mol and is discussed in terms of a terminal manganese oxo ligand, while the faster exchanging substrate molecule may represent a water molecule not directly bound to the manganese center.

Distinct functions of SR proteins in recruitment of U1 small nuclear ribonucleoprotein to alternative 5' splice sites.

Alternative splicing of precursor messenger RNAs (pre-mRNAs) is an important mechanism for the regulation of gene expression. The members of the SR protein family of pre-mRNA splicing factors have distinct functions in promoting alternative splice site usage. Here we show that SR proteins are required for the first step of spliceosome assembly, interaction of the U1 small nuclear ribonucleoprotein complex (U1 snRNP) with the 5' splice site of the pre-mRNA. Further, we find that individual SR proteins have distinct abilities to promote interaction of U1 snRNP with alternative 5' splice junctions. These results suggest that SR proteins direct 5' splice site selection by regulation of U1 snRNP assembly onto the pre-mRNA.

VAR models and methods for monetary and health economics

Negli ultimi anni i modelli VAR sono diventati il principale strumento econometrico per verificare se può esistere una relazione tra le variabili e per valutare gli effetti delle politiche economiche. Questa tesi studia tre diversi approcci di identificazione a partire dai modelli VAR in forma ridotta (tra cui periodo di campionamento, set di variabili endogene, termini deterministici). Usiamo nel caso di modelli VAR il test di Causalità di Granger per verificare la capacità di una variabile di prevedere un altra, nel caso di cointegrazione usiamo modelli VECM per stimare congiuntamente i coefficienti di lungo periodo ed i coefficienti di breve periodo e nel caso di piccoli set di dati e problemi di overfitting usiamo modelli VAR bayesiani con funzioni di risposta di impulso e decomposizione della varianza, per analizzare l'effetto degli shock sulle variabili macroeconomiche. A tale scopo, gli studi empirici sono effettuati utilizzando serie storiche di dati specifici e formulando diverse ipotesi. Sono stati utilizzati tre modelli VAR: in primis per studiare le decisioni di politica monetaria e discriminare tra le varie teorie post-keynesiane sulla politica monetaria ed in particolare sulla cosiddetta "regola di solvibilità" (Brancaccio e Fontana 2013, 2015) e regola del GDP nominale in Area Euro (paper 1); secondo per estendere l'evidenza dell'ipotesi di endogeneità della moneta valutando gli effetti della cartolarizzazione delle banche sul meccanismo di trasmissione della politica monetaria negli Stati Uniti (paper 2); terzo per valutare gli effetti dell'invecchiamento sulla spesa sanitaria in Italia in termini di implicazioni di politiche economiche (paper 3). La tesi è introdotta dal capitolo 1 in cui si delinea il contesto, la motivazione e lo scopo di questa ricerca, mentre la struttura e la sintesi, così come i principali risultati, sono descritti nei rimanenti capitoli. Nel capitolo 2 sono esaminati, utilizzando un modello VAR in differenze prime con dati trimestrali della zona Euro, se le decisioni in materia di politica monetaria possono essere interpretate in termini di una "regola di politica monetaria", con specifico riferimento alla cosiddetta "nominal GDP targeting rule" (McCallum 1988 Hall e Mankiw 1994; Woodford 2012). I risultati evidenziano una relazione causale che va dallo scostamento tra i tassi di crescita del PIL nominale e PIL obiettivo alle variazioni dei tassi di interesse di mercato a tre mesi. La stessa analisi non sembra confermare l'esistenza di una relazione causale significativa inversa dalla variazione del tasso di interesse di mercato allo scostamento tra i tassi di crescita del PIL nominale e PIL obiettivo. Risultati simili sono stati ottenuti sostituendo il tasso di interesse di mercato con il tasso di interesse di rifinanziamento della BCE. Questa conferma di una sola delle due direzioni di causalità non supporta un'interpretazione della politica monetaria basata sulla nominal GDP targeting rule e dà adito a dubbi in termini più generali per l'applicabilità della regola di Taylor e tutte le regole convenzionali della politica monetaria per il caso in questione. I risultati appaiono invece essere più in linea con altri approcci possibili, come quelli basati su alcune analisi post-keynesiane e marxiste della teoria monetaria e più in particolare la cosiddetta "regola di solvibilità" (Brancaccio e Fontana 2013, 2015). Queste linee di ricerca contestano la tesi semplicistica che l'ambito della politica monetaria consiste nella stabilizzazione dell'inflazione, del PIL reale o del reddito nominale intorno ad un livello "naturale equilibrio". Piuttosto, essi suggeriscono che le banche centrali in realtà seguono uno scopo più complesso, che è il regolamento del sistema finanziario, con particolare riferimento ai rapporti tra creditori e debitori e la relativa solvibilità delle unità economiche. Il capitolo 3 analizza l’offerta di prestiti considerando l’endogeneità della moneta derivante dall'attività di cartolarizzazione delle banche nel corso del periodo 1999-2012. Anche se gran parte della letteratura indaga sulla endogenità dell'offerta di moneta, questo approccio è stato adottato raramente per indagare la endogeneità della moneta nel breve e lungo termine con uno studio degli Stati Uniti durante le due crisi principali: scoppio della bolla dot-com (1998-1999) e la crisi dei mutui sub-prime (2008-2009). In particolare, si considerano gli effetti dell'innovazione finanziaria sul canale dei prestiti utilizzando la serie dei prestiti aggiustata per la cartolarizzazione al fine di verificare se il sistema bancario americano è stimolato a ricercare fonti più economiche di finanziamento come la cartolarizzazione, in caso di politica monetaria restrittiva (Altunbas et al., 2009). L'analisi si basa sull'aggregato monetario M1 ed M2. Utilizzando modelli VECM, esaminiamo una relazione di lungo periodo tra le variabili in livello e valutiamo gli effetti dell’offerta di moneta analizzando quanto la politica monetaria influisce sulle deviazioni di breve periodo dalla relazione di lungo periodo. I risultati mostrano che la cartolarizzazione influenza l'impatto dei prestiti su M1 ed M2. Ciò implica che l'offerta di moneta è endogena confermando l'approccio strutturalista ed evidenziando che gli agenti economici sono motivati ad aumentare la cartolarizzazione per una preventiva copertura contro shock di politica monetaria. Il capitolo 4 indaga il rapporto tra spesa pro capite sanitaria, PIL pro capite, indice di vecchiaia ed aspettativa di vita in Italia nel periodo 1990-2013, utilizzando i modelli VAR bayesiani e dati annuali estratti dalla banca dati OCSE ed Eurostat. Le funzioni di risposta d'impulso e la scomposizione della varianza evidenziano una relazione positiva: dal PIL pro capite alla spesa pro capite sanitaria, dalla speranza di vita alla spesa sanitaria, e dall'indice di invecchiamento alla spesa pro capite sanitaria. L'impatto dell'invecchiamento sulla spesa sanitaria è più significativo rispetto alle altre variabili. Nel complesso, i nostri risultati suggeriscono che le disabilità strettamente connesse all'invecchiamento possono essere il driver principale della spesa sanitaria nel breve-medio periodo. Una buona gestione della sanità contribuisce a migliorare il benessere del paziente, senza aumentare la spesa sanitaria totale. Tuttavia, le politiche che migliorano lo stato di salute delle persone anziane potrebbe essere necessarie per una più bassa domanda pro capite dei servizi sanitari e sociali.

Chemical diversity and potential biological functions of the pygidial gland secretions in two species of Neotropical dung roller beetles

Dung roller beetles of the genus Canthon (Coleoptera: Scarabaeinae) emit an odorous secretion from a pair of pygidial glands. To investigate the chemical composition of these secretions, we used stir bar sorptive extraction (SBSE), coupled with gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS) for analysis of extracts of pygidial gland secretions secreted by the dung roller beetles Canthon femoralis femoralis and Canthon cyanellus cyanellus. Chemical analyses of volatiles collected from pygidial gland secretions comprise a great diversity of the functional groups. Chemical profile comparisons showed high intra- and interspecific variability. The pygidial gland secretion of Canthon f. femoralis was dominated by sesquiterpene hydrocarbons, whereas the profile of Canthon c. cyanellus was dominated by carboxylic acids. The different pygidial secretions have a high diversity of chemical compounds suggesting a multifunctional nature involving some key functions in the biology. We discuss the biological potential of these compounds found in the pygidial glands of each species with respect to their ecological and behavioral relevance.