993 resultados para Constitutive Expression
Resumo:
Les virus sont utilisés depuis longtemps dans la recherche sur le cancer et ont grandement contribué à l’avancement des connaissances de même qu’à l’établissement de préceptes importants encore valables aujourd’hui dans le domaine. L’un des défis actuels est de mieux définir les étapes menant à la transition d’une cellule normale à une cellule transformée et c’est sur cette problématique que nous nous sommes penchés. Pour ce faire, nous avons tiré profit de l’utilisation de l’antigène grand-T du virus de polyome (PyLT), un virus capable d’induire des tumeurs chez les rongeurs. Cet oncogène viral à lui seul possède des propriétés intéressantes qui suggèrent que, en plus de l’immortalisation, il peut également contribuer aux événements précoces de la carcinogénèse. Ceci repose principalement sur la capacité de PyLT à induire des tumeurs en souris transgéniques et ce, avec une certaine latence ce qui suggère que des événements supplémentaires sont nécessaires. Ainsi, l’utilisation de PyLT dans un modèle de culture cellulaire permet de disséquer les changements qui lui sont attribuables. Dans un premier temps, l’établissement du profil d'expression génique associé à l'expression de PyLT dans un modèle murin nous a permis de sélectionner un bon nombre de gènes, parmi lesquels figurait Necdin. Nous avons choisi d’étudier Necdin plus en détail puisque peu d’attention était accordée à cette protéine dans le domaine du cancer, malgré que différentes données de la littérature lui suggèrent à la fois des fonctions suppresseurs de tumeur et oncogéniques. Nous avons démontré que, malgré sa fonction proposée de suppresseur de croissance, l’expression de Necdin n’est pas incompatible avec la prolifération dans la lignée cellulaire de souris NIH 3T3 et les cellules primaires humaines (IMR90), bien que l’inhibition de son expression par shARN confère un avantage prolifératif. Nous avons confirmé que Necdin est un gène cible de p53 induit par différents agents génotoxiques, toutefois son expression peut également être régulée de façon p53-indépendante. De plus, Necdin agit négativement sur l’arrêt du cycle cellulaire en réponse à l’activation de p53. Ceci suggère que Necdin est impliqué dans une boucle de régulation négative de la voie de p53 et que l’augmentation anormale de l’expression de Necdin pourrait contribuer à la perturbation la voie du suppresseur de tumeur p53. L’activation de p53 permet l’arrêt transitoire du cycle cellulaire en condition de stress, mais est aussi impliquée dans l’établissement d’un arrêt permanent nommé sénescence. La sénescence est un mécanisme de protection contre l’accumulation de mutations qui peut contribuer à l’initiation du cancer. Vu l’intéressante implication de Necdin dans la régulation de l’activité de p53, nous avons transposé les connaissances acquises du modèle murin à un modèle humain, plus adapté pour l’étude de la sénescence. La caractérisation de l’expression de Necdin dans des fibroblastes primaires humains à différents passages montre que les jeunes cellules en prolifération active expriment Necdin et que son niveau diminue avec l’établissement de la sénescence réplicative. Le même phénomène est observé lors de la sénescence prématurée provoquée par l’expression d’un oncogène et par l’exposition aux radiations ionisantes. De plus, dans des conditions normales de prolifération, la modulation de Necdin par des essais de gain et de perte de fonction n’affecte pas la durée de vie des cellules primaires. Toutefois, en condition de stress génotoxique dû à l’exposition aux irradiations, les cellules surexprimant Necdin présentent une radiorésistance accrue de la même façon que lorsque p53 est inactivé directement. Ce résultat en cellules humaines vient appuyer l’effet observé dans les cellules de souris sur l’impact qu’aura le niveau de Necdin sur la réponse de p53 en condition de stress. Un bref survol a été fait pour aborder de quelle façon nos résultats en culture cellulaire pouvaient se traduire dans des modèles de cancer chez l’humain. Nous avons caractérisé l’expression de Necdin dans deux types différents de cancer. D’abord, dans le cancer de l’ovaire, le niveau élevé de Necdin dans les tumeurs à faible potentiel de malignité (LMP) en comparaison aux cancers agressifs de l’ovaire de type séreux suggère que l’expression de Necdin se limite aux cellules de cancer LMP, qui présente généralement un p53 de type sauvage. Son expression est aussi retrouvée dans deux lignées cellulaires du cancer de l’ovaire non-tumorigéniques en xénogreffe de souris, dont l’une possède un p53 fonctionnel. De plus, la caractérisation de Necdin dans les lignées cellulaires du cancer de la prostate suggère une relation entre son expression et la présence de p53 fonctionnel. Dans le cancer de la prostate, tout comme pour le cancer de l’ovaire, Necdin semble être présent dans les lignées représentant un stade moins avancé de la maladie. L’utilisation de l’oncoprotéine virale PyLT nous a permis de révéler des propriétés intéressantes de Necdin. Nous proposons que dans certains contextes, l’expression constitutive de Necdin pourrait contribuer au cancer en retardant une réponse par p53 appropriée et possiblement en participant à l’augmentation de l’instabilité génomique. La fonction potentiellement oncogénique de Necdin quant à sa relation avec p53 que nous avons révélée requiert davantage d’investigation et les cancers caractérisés ici pourraient constituer de bons modèles à cette fin.
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En aquest treball es caracteriza per primera vegada la capacitat de coordinació metàl·lica d'una metal·lotineïna (MT) de planta i es proposa un model de plegament per a les MTs de planta en general. Els resultat mostren que aquestes proteïnes poden tenir un paper molt important en la regulació de l'estat redox de les cèl·lules, probablement a través de la coordinació a Cu. Les MTs de planta són proteïnes molt desconegudes. Es postula que participen en l'homeòstasi del Cu i en la protecció contra l'estrès oxidatiu, però es desconeix la capacitat de coordinació metàl·lica i el plegament. En aquest treball s'han estudiat una metal·lotioneïna d'alzina surera, QsMT, aïllada d'una llibreria de cDNA de fel·lema. Els objectius concrets han estat: (1) estudiar l'expressió de QsMT i la resposta a l'estrès oxidatiu; (2) determinar la capacitat de coordinació metàl·lica i la funcionalitat in vivo; (3) fer una aproximació al plegament de les MTs de planta. L'expressió del gen s'ha estudiat mitjançant hibridació in situ en plàntules i en embrions d'alzina surera. QsMT s'expressa majoritàriament en cèl·lules amb fort estrès oxidatiu, associat a la síntesi de polifenols (suberització i lignificació) i a la senescència. També s'expressa en cèl·lules meristemàtiques, cèl·lules en divisió molt activa on la funció de les MTs podria estar relacionada amb el manteniment de l'estat redox. L'aplicació d'estrès oxidatiu exogen (H2O2 i paraquat) incrementa fortament l'expressió de QsMT en teixits amb expressió constitutiva, confirmant la regulació de l'expressió del gen per estrès oxidatiu. Per l'estudi de les propietats de coordinació metàl·lica es va expressar QsMT en cèl·lules d'E. coli en medi de cultiu suplementat amb Cu, Zn o Cd. Es van aïllar els agregats metàl·lics corresponents i es van analitzar mitjançant tècniques espectroscòpiques i espectromètriques (ICP-OES, ESI-MS i CD). Els resultats mostren que QsMT coordina de forma estable Cu (8 ions metàl·lics/molècula), Zn (4 ions de Zn/molècula) i Cd (6 ions de Cd/molècula), i adopta una estructura especialment quiral en coordinació a Cu. L'elevada capacitat quelant de la proteïna i la quiralitat de l'estructura indiquen que QsMT possiblement té preferència metàl·lica pel Cu i per tant una funció relacionada amb aquest metall in vivo. Estudis de complementació en llevat demostren que QsMT coordina Cu de forma funcional in vivo. En coordinació a Cd QsMT presenta una peculiaritat no observada fins ara en altres MTs: la participació d'ions sulfur en la formació de l'agregat metàl·lic incrementant la capacitat de coordinació metàl·lica (6 ions metàl·lics divalents de Cd enlloc de 4 ions de Zn). A més QsMT coordina Cd de forma funcional en llevat, i per tant la seva funció també podria estar relacionada amb la destoxicació de Cd en la planta. QsMT s'ha utilitzat com a model per fer una aproximació al plegament de les MTs de planta. Amb aquest objectiu vam dissenyar tres pèptids mutants derivats de QsMT: N25 corresponent a la zona rica en cisteïna en posició amino-terminal, C18 corresponent a la zona rica en cisteïna en posició carboxil-terminal, i N25-C18 corresponent a les dues zones riques en cisteïna enllaçades per 4 glicines substituint la zona central de 39 aminoàcids. Es van expressar i estudiar aquests pèptids per les mateixes tècniques utilitzades en l'estudi de QsMT. Els resultats indiquen que QsMT es plega formant un sol agregat metàl·lic per la interacció de les dues zones riques en cisteïna. En aquest model la zona central d'enllaç, típica de les MTs de planta, no participa en la coordinació metàl·lica però és imprescindible per a la funció de la proteïna. El paper de la zona central podria variar en funció del metall que coordina, participant en el plegament i estructura de la proteïna quan coordina Zn i Cd i en la seva regulació i estabilització quan coordina Cu.
The pst operon of enteropathogenic Escherichia coli enhances bacterial adherence to epithelial cells
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Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) adheres in vivo and in vitro to epithelial cells. Two main adhesins, the bundle-forming pilus and intimin, encoded by the Up operon and eae, respectively, are responsible for the localized and the intimate adherence phenotypes. Deletion of the pst operon of EPEC abolishes the transport of inorganic phosphate through the phosphate-specific transport system and causes the constitutive expression of the PHO regulon genes. In the absence of pst there is a decrease in the expression of the main EPEC adhesins and a reduction in bacterial adherence to epithelial cells in vitro. This effect is not related to PHO constitutivity, because a Delta pst phoB double mutant that is defective in the transcription of the PHO genes also displayed low levels of adherence and expression of adhesins. Likewise, a PHO-constitutive phoR mutation did not affect bacterial adherence. The expression of the per operon, which encodes the Up and ler regulators PerA and PerC, is also negatively affected by the pst deletion. Overall, the data presented here demonstrate that the pst operon of EPEC plays a positive role in the bacterial adherence mechanism by increasing the expression of perA and perC and consequently the transcription of bfp and eae.
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Flowering is a process marked by switch of shoot apical meristem to floral meristem, and it involves a complex regulation by endogenous and environmental factors. Analyses of key flowering genes have been carried out primarily in Arabidopsis thaliana and have provided a foundation for understanding the underlying molecular genetic mechanisms controlling different aspects of floral development. Several homologous have been found in other species, but for crops species such as tomatoes this process is not well known. The aim of this work was to use the genetic natural variation associated to the flowering process and use molecular tools such as subtractive libraries and real time PCR in order to identify and analyze the expression from genes that may be associated to flowering in these two species: L. esculentum cv Micro-Tom and L. pimpinellifolium. Our results showed there were identified many genes related to vegetative and possibly to the flowering process. There were also identified many sequences that were unknown. We ve chosen three genes to analyze the expression by real time PCR. The histone H2A gene gave an expression higher in L. pimpinellifolium, due to this the expression of this gene may be associated to flowering in this specie. It was also analyzed the expression of an unknown gene that might be a key factor of the transition to flowering, also in L. pimpinellifolium. For the elongation factor 1-α expression, the expression results were not informative, so this gene may have a constitutive expression in vegetative and flowering state. The results observed allowed us to identify possible genes that may be related to the flowering process. For further results it will be necessary a better characterization of them.
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
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The gene encoding TCTP (Translationally Controlled Tumour Protein) is present in all eukaryotes and its product is involved in various cellular processes. Although well characterized in mammals, there are only few works available in the literature related to the analysis of this protein in plants. In this present work, the expression of the gene encoding TCTP was analyzed in different organs/tissues of tomato plants (Solanum lycopersicum cv. Santa Clara). A quantification performed by RT-qPCR revealed the presence of TCTP transcript in all tissues/organs analyzed, with the highest expression level found in leaves. With the exception of fruits in intermediate stage of maturation, for which a small increase on the expression was detected, there was minimal variation in the relative expression of TCTP in other organ/tissues. In parallel, the effects of the constitutive expression of TCTP were investigated using transgenic tobacco lines able to overexpress this protein at different levels (T1, T2 and T3). Seedlings of these lines, and of a non-transgenic control line, were grown in MS culture medium for 21 days. At the end of this period, the length of roots and leaves was taken and the seedlings were photographed. According to Tukey's test, the analysis of the mean root length revealed a significant difference between T1 and T3 lines when compared to the control, although the same was not observed for the T2 line. For leaves, according to Kruskal-Wallis test, there was a statistical difference between the averages of leaf growth obtained for the different lines evaluated. According to these results, we can conclude that TCTP shows an ubiquitous expression in tomato plants, with the highest expression detected in leaves, and also that its overexpression promoted a higher root and leaf development in two of three transgenic tobacco lines tested
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
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Despite new methods and combined strategies, conventional cancer chemotherapy still lacks specificity and induces drug resistance. Gene therapy can offer the potential to obtain the success in the clinical treatment of cancer and this can be achieved by replacing mutated tumour suppressor genes, inhibiting gene transcription, introducing new genes encoding for therapeutic products, or specifically silencing any given target gene. Concerning gene silencing, attention has recently shifted onto the RNA interference (RNAi) phenomenon. Gene silencing mediated by RNAi machinery is based on short RNA molecules, small interfering RNAs (siRNAs) and microRNAs (miRNAs), that are fully o partially homologous to the mRNA of the genes being silenced, respectively. On one hand, synthetic siRNAs appear as an important research tool to understand the function of a gene and the prospect of using siRNAs as potent and specific inhibitors of any target gene provides a new therapeutical approach for many untreatable diseases, particularly cancer. On the other hand, the discovery of the gene regulatory pathways mediated by miRNAs, offered to the research community new important perspectives for the comprehension of the physiological and, above all, the pathological mechanisms underlying the gene regulation. Indeed, changes in miRNAs expression have been identified in several types of neoplasia and it has also been proposed that the overexpression of genes in cancer cells may be due to the disruption of a control network in which relevant miRNA are implicated. For these reasons, I focused my research on a possible link between RNAi and the enzyme cyclooxygenase-2 (COX-2) in the field of colorectal cancer (CRC), since it has been established that the transition adenoma-adenocarcinoma and the progression of CRC depend on aberrant constitutive expression of COX-2 gene. In fact, overexpressed COX-2 is involved in the block of apoptosis, the stimulation of tumor-angiogenesis and promotes cell invasion, tumour growth and metastatization. On the basis of data reported in the literature, the first aim of my research was to develop an innovative and effective tool, based on the RNAi mechanism, able to silence strongly and specifically COX-2 expression in human colorectal cancer cell lines. In this study, I firstly show that an siRNA sequence directed against COX-2 mRNA (siCOX-2), potently downregulated COX-2 gene expression in human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) and inhibited PMA-induced angiogenesis in vitro in a specific, non-toxic manner. Moreover, I found that the insertion of a specific cassette carrying anti-COX-2 shRNA sequence (shCOX-2, the precursor of siCOX-2 previously tested) into a viral vector (pSUPER.retro) greatly increased silencing potency in a colon cancer cell line (HT-29) without activating any interferon response. Phenotypically, COX-2 deficient HT-29 cells showed a significant impairment of their in vitro malignant behaviour. Thus, results reported here indicate an easy-to-use, powerful and high selective virus-based method to knockdown COX-2 gene in a stable and long-lasting manner, in colon cancer cells. Furthermore, they open up the possibility of an in vivo application of this anti-COX-2 retroviral vector, as therapeutic agent for human cancers overexpressing COX-2. In order to improve the tumour selectivity, pSUPER.retro vector was modified for the shCOX-2 expression cassette. The aim was to obtain a strong, specific transcription of shCOX-2 followed by COX-2 silencing mediated by siCOX-2 only in cancer cells. For this reason, H1 promoter in basic pSUPER.retro vector [pS(H1)] was substituted with the human Cox-2 promoter [pS(COX2)] and with a promoter containing repeated copies of the TCF binding element (TBE) [pS(TBE)]. These promoters were choosen because they are partculary activated in colon cancer cells. COX-2 was effectively silenced in HT-29 and HCA-7 colon cancer cells by using enhanced pS(COX2) and pS(TBE) vectors. In particular, an higher siCOX-2 production followed by a stronger inhibition of Cox-2 gene were achieved by using pS(TBE) vector, that represents not only the most effective, but also the most specific system to downregulate COX-2 in colon cancer cells. Because of the many limits that a retroviral therapy could have in a possible in vivo treatment of CRC, the next goal was to render the enhanced RNAi-mediate COX-2 silencing more suitable for this kind of application. Xiang and et al. (2006) demonstrated that it is possible to induce RNAi in mammalian cells after infection with engineered E. Coli strains expressing Inv and HlyA genes, which encode for two bacterial factors needed for successful transfer of shRNA in mammalian cells. This system, called “trans-kingdom” RNAi (tkRNAi) could represent an optimal approach for the treatment of colorectal cancer, since E. Coli in normally resident in human intestinal flora and could easily vehicled to the tumor tissue. For this reason, I tested the improved COX-2 silencing mediated by pS(COX2) and pS(TBE) vectors by using tkRNAi system. Results obtained in HT-29 and HCA-7 cell lines were in high agreement with data previously collected after the transfection of pS(COX2) and pS(TBE) vectors in the same cell lines. These findings suggest that tkRNAi system for COX-2 silencing, in particular mediated by pS(TBE) vector, could represent a promising tool for the treatment of colorectal cancer. Flanking the studies addressed to the setting-up of a RNAi-mediated therapeutical strategy, I proposed to get ahead with the comprehension of new molecular basis of human colorectal cancer. In particular, it is known that components of the miRNA/RNAi pathway may be altered during the progressive development of colorectal cancer (CRC), and it has been already demonstrated that some miRNAs work as tumor suppressors or oncomiRs in colon cancer. Thus, my hypothesis was that overexpressed COX-2 protein in colon cancer could be the result of decreased levels of one or more tumor suppressor miRNAs. In this thesis, I clearly show an inverse correlation between COX-2 expression and the human miR- 101(1) levels in colon cancer cell lines, tissues and metastases. I also demonstrate that the in vitro modulating of miR-101(1) expression in colon cancer cell lines leads to significant variations in COX-2 expression, and this phenomenon is based on a direct interaction between miR-101(1) and COX-2 mRNA. Moreover, I started to investigate miR-101(1) regulation in the hypoxic environment since adaptation to hypoxia is critical for tumor cell growth and survival and it is known that COX-2 can be induced directly by hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1). Surprisingly, I observed that COX-2 overexpression induced by hypoxia is always coupled to a significant decrease of miR-101(1) levels in colon cancer cell lines, suggesting that miR-101(1) regulation could be involved in the adaption of cancer cells to the hypoxic environment that strongly characterize CRC tissues.
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Nach einer hämatopoetischen Stammzelltransplantation spielt die Zuordnung hämatopoetischer Zellen zum Spender oder Empfänger für viele transplantationsbezogene Fragestellungen eine wichtige Rolle. Unter anderem ist das Persistieren von dendritischen Zellen des Empfängers, welche allogene T-Zellen des Spenders stimulieren, ein wichtiger Schritt bei der Entstehung der akuten GVHD. Aus diesem Grund wurde in dieser Arbeit die Weiterentwicklung einer Methode angestrebt, die es uns erlaubt, die Zugehörigkeit isolierter hämatopoetischer Zellen dem Spender oder dem Empfänger zuzuordnen (Chimärismusbestimmung) und gleichzeitig Aussagen über das Ursprungsgewebe und den Aktivierungszustand der Zellen machen zu können. Hierfür nutzten wir Einzelbasenpolymorphismen (SNPs). Ziel dieser Arbeit war es, einen Pool von cDNA-kodierten SNPs zu definieren, mit dem auch HLA-identische Geschwister eindeutig unteschieden werden können. rnHierfür wurden zunächst aus publizierten Datenbanken solche SNPs ausgewählt, die in kodierenden Genabschnitten konstitutiv und gewebeunabhängig auf expremierten Genen lagen und zugleich eine hohe Heterozygotenfrequenz in der europäischen Population aufwiesen. Anhand dieser Kriterien wurden mittels der NCBI-Datenbank insgesamt eine Anzahl von 208 Polymorphismen auf 150 Genen identifiziert. Anschließend erfolgte die Gestaltung von Primerpaaren zur Amplifikation der SNP-kodierenden cDNA-Abschnitte. Diese mussten mindestens eine Intron/Exon-Grenze überspannen, um genomische DNA in der PCR ausschließen zu können. Mit Hilfe der etablierten PCR-Reaktion wurden die Gene in unterschiedlichen Geweben auf ihre Expression hin überprüft. Für 45 Gene ließ sich sowohl eine entsprechende PCR etablieren als auch deren konstitutive Expression in verschiedenen hämatopoetischen Zellen nachweisen. Zur Detektion der einzelnen SNPs in der Minisequenzierung wurden Minisequenzierungs-Sonden generiert und geprüft. Im Folgenden wurden für PCR und Minisequezierung Multiplex-Reaktionen aus vier bis sechs Reaktionen zusammengestellt. Zu diesem Zweck wurden die jeweiligen Primerinteraktionen und die unterschiedlichen Basenlängen des PCR-Produktes berücksichtigt.rnVon den 45 etablierten Einzelreaktionen waren 30 für den Multiplexansatz geeignet. Unter Anwendung dieser Multiplex-Reaktionen wurden 24 HLA-identische Geschwisterpaare (Spender und Empfänger) getestet. Zur Kontrolle erfolgte zusätzlich eine konventionelle Sequenzierung der SNP-kodierenden Bereiche auf der cDNA der jeweiligen Proben. Mit Hilfe der SNP-Kombinationen und der etablierten Methodik waren wir in der Lage alle 24 untersuchten Geschwisterpaare in zwischen sechs und 18 SNP-Systemen zu unterscheiden. rnDie Möglichkeiten, die die Analysen des Chimärismus mittels SNPs auf kodierenden Bereichen der DNA mit sich bringen, liegen nicht nur in der gleichzeitigen Bestimmung der Gewebszugehörigkeit und der Detektion des bestehenden Chimärismus sowie dessen Quantifizierung unter Anwendung einer Real-time-PCR. Vielmehr ermöglicht sie auch eine Aussage über die Genexpression der untersuchten Zelle zu machen. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn geringe Zellzahlen von aus Gewebe isolierten Zellen zur Verfügung stehen. Die in dieser Arbeit etablierten Ansätze werden derzeit für eine Quantifizierung mittels real-time RCR weiterentwickelt und sollen mittelfristig insbesondere für Untersuchungen des Chimärismus von dermalen und epidermalen dendritischen Zellen der Haut und anderer Zielgewebe der GvHD verwendet werden.rn
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Bei den Pflanzen sind viele Fragen bezüglich der Organisation und Regulation des bei der Zellteilung und differenzierung wichtigen Auf-, Ab- und Umbaus des Mikrotubuli-Netzwerkes noch immer offen, insbesondere was die Rolle des γ-Tubulins betrifft. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Etablierung von BY-2 Modell-Zelllinien (Nicotiana), die verschiedene mit fluoreszierenden Proteinen (FP) markierte Elemente des Cytoskeletts exprimieren, um eine fluoreszenzmikroskopische Detektion in vivo zu ermöglichen.rnAls Grundlage für alle weiteren Versuche wurde eine zuverlässige Methode zur A. tumefaciens vermittelten stabilen Transfektion von BY-2 Zellen erarbeitet. Für die Expression von FP-markierten Cytoskelettproteinen, wurden entsprechende Fusionskonstrukte kloniert und via A. tumefaciens in BY-2 Zellen transferiert. So gelang zunächst die Herstellung transgener Zelllinien, die GFP-markiertes α- bzw. γ-Tubulin exprimierten. Diese sollten später als Basis für die Untersuchung des dynamischen Mikrotubuli-Netzwerkes bzw. dessen Regulation dienen. In beiden Zelllinien standen die Konstrukte zunächst unter Kontrolle eines doppelten 35S-Promotors, was zu einer starken, konstitutiven Expression der Transgene führte. Fluoreszenzmikroskopisch konnten Strukturen, an deren Aufbau Mikrotubuli beteiligt sind, detektiert werden. Aufgrund einer starken Hintergrundfluoreszenz, vermutlich bedingt durch die konstitutive Überexpression, war die Darstellung feinerer Bereiche, wie sie im Cytoskelett häufig auftreten, jedoch äußerst schwierig. Deshalb wurde eine schwächere bzw. adäquate Expressionsrate angestrebt. rnPhysiologische Expressionsraten sollten vor allem durch den endogenen γ-Tubulin-Promotor ermöglicht werden. Da die entsprechende Sequenz noch unbekannt war, wurde sie zunächst bestimmt und in ein passendes Konstrukt integriert. Fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen der resultierenden Zelllinie ließen auf eine stark reduzierte Expressionsrate schließen. Tatsächlich war die Detektion von Cytoskelettstrukturen, wenn überhaupt, erst bei deutlich längeren Belichtungszeiten möglich. Bedingt durch die langen Belichtungszeiten wurde die Dokumentation durch eine latente pflanzentypische Autofluoreszenz der Zellen erschwert. Auch wenn hier keine detailreicheren Aufnahmen der Cytoskelettstrukturen möglich waren, ist die Zellkultur für weiterführende Untersuchungen, z.B. in Studien bezüglich des zeitlichen Expressionsmusters des γ-Tubulins, potentiell geeignet. Der Einsatz eines sensibleren Mikroskopsystems ist allerdings erforderlich. rnUm klären zu können, inwieweit γ-Tubulin mit den Mikrotubuli co-lokalisiert, wurden Zelllinien benötigt, bei denen die entsprechenden Elemente unterschiedlich markiert waren. Zu diesem Zweck wurde der Einsatz von RFP-markiertem Tubulin getestet. Eine deutliche Überexpression von RFP alleine war möglich. Trotz mehrfacher Wiederholung der Versuche war aber keine Expression von RFP-markiertem α-Tubulin in BY-2 Zellen zur Visualisierung der Mikrotubuli detektierbar. Die DNA-Sequenzen waren im Genom nachweisbar, eine Transkription jedoch nicht. Möglicherweise spielten hier gene silencing Effekte eine Rolle. Das verwendete RFP (TagRFP) und GFP stammten aus unterschiedlichen Organismen, aus einer Seeanemone bzw. einer Qualle. Eine Lösung könnte der Austausch des TagRFP durch ein Quallen-Derivat, das in einer von grün unterscheidbaren Farbe fluoresziert, bringen. Da bereits BY-2 Zelllinien vorliegen, die GFP-markiertes α- bzw. γ-Tubulin exprimieren, sollte es, nach Klonieren eines entsprechenden Konstruktes, zeitnah möglich sein, eine doppelt transfizierte Zelllinie herzustellen.
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BACKGROUND: Galectins are involved at different stages in inflammation. Galectin-3, although mostly described as proinflammatory, can also act as an immunomodulator by inducing apoptosis in T cells. The present study aims to determine galectin-3 expression in the normal and inflamed intestinal mucosa and to define its role in T cell activity. MATERIALS AND METHODS: Galectin-3 was detected by quantitative polymerase chain reaction with total RNA from endoscopic biopsies and by immunohistochemistry. Biopsies and peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were stimulated in vitro and were used to assess the functional consequences of inhibition or exogenous addition of galectin-3. RESULTS: Galectin-3 is expressed at comparable levels in controls and inflammatory bowel disease (IBD) patients in remission. In the normal mucosa, galectin-3 protein was mainly observed in differentiated enterocytes, preferentially at the basolateral side. However, galectin-3 was significantly downregulated in inflamed biopsies from IBD patients. Ex vivo stimulation of uninflamed biopsies with tumor necrosis factor led to similar galectin-3 messenger RNA downregulation as in vivo. When peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were analyzed, galectin-3 was mainly produced by monocytes. Upon mitogen stimulation, we observed increased proliferation and decreased activation-induced cell death of peripheral blood T cells in the presence of galectin-3-specific small interfering RNA. In contrast, exogenous addition of recombinant galectin-3 led to reduced proliferation of mitogen-stimulated peripheral blood T cells. CONCLUSIONS: Our results suggest that downregulation of epithelial galectin-3 in the inflamed mucosa reflects a normal immunological consequence, whereas under noninflammatory conditions, its constitutive expression may help to prevent inappropriate immune responses against commensal bacteria or food compounds. Therefore, galectin-3 may prove valuable for manipulating disease activity.
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Glycerol is one of the few carbon sources that can be utilized by Mycoplasma pneumoniae. Glycerol metabolism involves uptake by facilitated diffusion, phosphorylation, and the oxidation of glycerol 3-phosphate to dihydroxyacetone phosphate, a glycolytic intermediate. We have analyzed the expression of the genes involved in glycerol metabolism and observed constitutive expression irrespective of the presence of glycerol or preferred carbon sources. Similarly, the enzymatic activity of glycerol kinase is not modulated by HPr-dependent phosphorylation. This lack of regulation is unique among the bacteria for which glycerol metabolism has been studied so far. Two types of enzymes catalyze the oxidation of glycerol 3-phosphate: oxidases and dehydrogenases. Here, we demonstrate that the enzyme encoded by the M. pneumoniae glpD gene is a glycerol 3-phosphate oxidase that forms hydrogen peroxide rather than NADH(2). The formation of hydrogen peroxide by GlpD is crucial for cytotoxic effects of M. pneumoniae. A glpD mutant exhibited a significantly reduced formation of hydrogen peroxide and a severely reduced cytotoxicity. Attempts to isolate mutants affected in the genes of glycerol metabolism revealed that only the glpD gene, encoding the glycerol 3-phosphate oxidase, is dispensable. In contrast, the glpF and glpK genes, encoding the glycerol facilitator and the glycerol kinase, respectively, are essential in M. pneumoniae. Thus, the enzymes of glycerol metabolism are crucial for the pathogenicity of M. pneumoniae but also for other essential, yet-to-be-identified functions in the M. pneumoniae cell.
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It has previously been published that interferon-α (type I IFN) improves clinical symptoms of asthma patients. Since human basophils are major inflammatory cells in maintaining chronic allergic asthma we investigate whether type I IFN affect human blood basophils. Furthermore, previous studies have shown that spontaneous apoptosis of human basophils is slow due to constitutive expression of anti-apoptotic BCL-2 family members. In addition, IL-3 exceptionally promotes survival of basophils by enhancing constitutive expression of BCL-2 family members and by inducing de-novo expression of Pim-1 kinase. Thus, we also assessed whether type I IFN might overcome IL-3-induced survival of human basophils. Our data show that type I IFN enhances apoptosis in purified human blood basophils compared to spontaneous apoptosis of controls or type II IFN treated cells. Furthermore, we demonstrate that both type I IFN and FasL enhance apoptosis in human basophils with similar efficiency in a rather additive than synergistic way. Analyses of signaling pathways reveal that type I IFN promote prolonged phosphorylation of STAT1/STAT2. By using a pan-JAK inhibitor the phosphorylation of STAT1/STAT2 is inhibited and most importantly the pro-apoptotic effect of type I IFN is abolished. On the other hand, type I IFN do not reduce IL-3-induced de novo expression of Pim-1 and BCL-2. This is in line with our observation that IL-3-induced survival is dominant over type I IFN-enhanced apoptosis. In addition, phosphorylation of p38 MAPK in type I IFN treated cells is comparable to non-treated cells. Particularly however, inhibition of this p-p38 activity abrogates apoptosis as well. We conclude that type I IFN-enhanced apoptosis is tightly regulated by the cooperation of JAK/STAT and p38 MAPK pathways. Our study identifies a so far unknown effect of type I IFN and may explain the improved clinical symptoms of asthma patients treated with type I IFN.
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The plasmid-encoded, constitutively produced $\beta$-lactamase gene from Enterococcus faecalis strain HH22 was genetically characterized. A restriction endonuclease map of the 5.1 kb EcoRI fragment encoding the enterococcal $\beta$-lactamase was prepared and compared with the restriction map of a cloned staphylococcal $\beta$-lactamase gene (from the naturally-occurring staphylococcal $\beta$-lactamase plasmid pI258). Comparison and hybridization studies showed that there were identical restriction sites in the region of the $\beta$-lactamase structural gene but not in the region surrounding this gene. Also the enterococcal $\beta$-lactamase plasmid did not encode resistance to mercury or cadmium which is encoded by the small, transducible staphylococcal $\beta$-lactamase plasmids. The nucleotide sequence of the enterococcal gene was shown to be identical to the published sequences of three of four staphylococcal type A $\beta$-lactamase genes; more differences were seen with the genes for staphylococcal type C and D enzymes. One hundred-forty nucleotides upstream of the $\beta$-lactamase start codon were also determined for the inducible staphylococcal $\beta$-lactamase gene on pI258; this sequence was identical to that of the constitutively expressed enterococcal gene indicating that the changes resulting in constitutive expression are not due to changes in the promoter or operator region. Moreover, complementation studies indicated that production of the enterococcal enzyme could be repressed. The gene for the enterococcal $\beta$-lactamase and an inducible staphylococcal $\beta$-lactamase were each cloned into a shuttle vector and then transformed into enterococcal and staphylococcal recipients. The major difference between the two host backgrounds was that more enzyme was produced by the staphylococcal host, regardless of the source of the gene but no qualitative difference was seen between the two genera. Also a difference in the level of resistance to ampicillin was seen between the two backgrounds with the cloned enzymes by MIC and time-kill studies. The location of the enzyme was found to be host dependent since each cloned gene generated extracellular (free) enzyme in the staphylococcus and cell bound enzyme in the enterococcus. Based on the identity of the enterococcal $\beta$-lactamase and several staphylococcal $\beta$-lactamases, these data suggest recent spread of $\beta$-lactamase to enterococci and also suggest loss of a functional repressor. ^
