Atomic force microscopic study of low temperature induced disassembly of RecA-dsDNA filaments

The assembly and disassembly of RecA-DNA nucleoprotein filaments on double-stranded DNA (dsDNA) or single-stranded DNA (ssDNA) are important steps for homologous recombination and DNA repair. The assembly and disassembly of the nucleoprotein filaments are sensitive to the reaction conditions. In this work, we investigated different morphologies of the formed nucleoprotein filaments at low temperature under different solution conditions by atomic force microscopy (AFM). We found that low temperature and long keeping time could induce the incomplete disassembly of the formed nucleoprotein filaments.

Dynamics of Viral RNA Synthesis during Measles Virus Infection

We propose a reference model of the kinetics of a viral RNA-dependent RNA polymerase (vRdRp) activities and its regulation during infection of eucaryotic cells. After measles virus infects a cell, mRNAs from all genes immediately start to accumulate linearly over the first 5 to 6 h and then exponentially until approximately 24 h. The change from a linear to an exponential accumulation correlates with de novo synthesis of vRdRp from the incoming template. Expression of the virus nucleoprotein (N) prior to infection shifts the balance in favor of replication. Conversely, inhibition of protein synthesis by cycloheximide favors the latter. The in vivo elongation speed of the viral polymerase is approximately 3 nucleotides/s. A similar profile with fivefold-slower kinetics can be obtained using a recombinant virus expressing a structurally altered polymerase. Finally, virions contain only encapsidated genomic, antigenomic, and 5'-end abortive replication fragment RNAs.

Visualisation of human rad52 protein and its complexes with hRad51 and DNA.

The human Rad52 protein stimulates joint molecule formation by hRad51, a homologue of Escherichia coli RecA protein. Electron microscopic analysis of hRad52 shows that it self-associates to form ring structures with a diameter of approximately 10 nm. Each ring contains a hole at its centre. hRad52 binds to single and double-stranded DNA. In the ssDNA-hRad52 complexes, hRad52 was distributed along the length of the DNA, which exhibited a characteristic "beads on a string" appearance. At higher concentrations of hRad52, "super-rings" (approximately 30 nm) were observed and the ssDNA was collapsed upon itself. In contrast, in dsDNA-hRad52 complexes, some regions of the DNA remained protein-free while others, containing hRad52, interacted to form large protein-DNA networks. Saturating concentrations of hRad51 displaced hRad52 from ssDNA, whereas dsDNA-Rad52 complexes (networks) were more resistant to hRad51 invasion and nucleoprotein filament formation. When Rad52-Rad51-DNA complexes were probed with gold-conjugated hRad52 antibodies, the presence of globular hRad52 structures within the Rad51 nucleoprotein filament was observed. These data provide the first direct visualisation of protein-DNA complexes formed by the human Rad51 and Rad52 recombination/repair proteins.

Réponse cellulaire pan-spécifique : analyse de la présentation d’antigènes conservés du virus de l’influenza

Les méthodes de vaccination actuelles contre l’influenza, axées sur la réponse à anticorps dirigée contre des antigènes hautement variables, nécessitent la production d’un vaccin pour chaque nouvelle souche. Le défi est maintenant de stimuler simultanément une réponse cellulaire pan-spécifique ciblant des antigènes conservés du virus, tel que la protéine de la matrice (M1) ou la nucléoprotéine (NP). Or, la présentation antigénique de ces protéines est peu définie chez l’humain. Nous avons analysé la présentation endogène par les complexes majeurs d’histocompatibilité de classes (CMH)-I et -II de M1 et de NP. Ainsi, les protéines M1 et NP ont été exprimées dans des cellules présentatrices d’antigènes (CPAs). Notamment, des épitopes de M1 et de NP endogènes peuvent être présentées par CMH-I et -II, ce qui résulte en une activation respectivement de lymphocytes T CD8+ et CD4+ précédemment isolés. Étant donné l’importance des lymphocytes T CD4+ dans la réponse cellulaire, nous avons cloné M1 ou NP en fusion avec des séquences de la protéine gp100 permettant la mobilisation vers les compartiments du CMH-II sans affecter la présentation par CMH-I. Des CPAs exprimant de façon endogène ces constructions modifiées ou sauvages ont ensuite été utilisées pour stimuler in vitro des lymphocytes T humains dont la qualité a été évaluée selon la production de cytokines et la présence de molécules de surface (ELISA ou marquage de cytokines intracellulaire). Nous avons observé une expansion de lymphocytes T CD8+ et CD4+ effecteurs spécifiques sécrétant diverses cytokines pro-inflammatoires (IFN-γ, TNF, MIP-1β) dans des proportions comparables avec une présentation par CMH-II basale ou améliorée. Cette qualité indépendante du niveau de présentation endogène par CMH-II de M1 et de NP des lymphocytes T CD4+ et CD8+ suggère que cette présentation est suffisante à court terme. En outre, la présentation endogène de M1 et NP a permis de stimuler des lymphocytes T spécifiques à des épitopes conservés du virus, tel qu’identifié à l’aide une méthode d’identification originale basée sur des segments d’ARNm, « mRNA PCR-based epitope chase (mPEC) ». Ensemble, ces nouvelles connaissances sur la présentation antigénique de M1 et de NP pourraient servir à établir de nouvelles stratégies vaccinales pan-spécifiques contre l’influenza.

Exploring TERRA (TElomeric Repeat-containing RNA) Expression and Regulation During Cell Growth in Saccharomyces cerevisiae

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Étude de la variation de phase des fimbriae F1651, Pap et CS31A et de l'impact des régulateurs homologues de PapI

Les Escherichia coli pathogènes extra-intestinaux (ExPEC) sont responsables d’une grande variété de maladies. Plus particulièrement, certaines souches ExPEC, du sous-groupe d’E. coli uropathogènes, sont porteuses de fimbriae de type P. Cette famille d’adhésines est soumise à une régulation transcriptionnelle appelée variation de phase; un mécanisme du tout ou rien. Il s’agit d’une compétition entre deux protéines régulatrices : la Dam méthylase et la nucléoprotéine Lrp. Ce mécanisme est aussi soumis à l’influence des régulateurs locaux PapB et PapI, deux régulateurs essentiels. Afin d’étudier PapI et ses homologues ainsi que leur impact sur la variation de phase des fimbriae F1651, Pap et CS31A. Grâce à une fusion chromosomique entre la région régulatrice de clp et les gènes lacZYA, nous avons étudié l’effet, en trans, de PapI et FooI qui ont pu restaurer la variation de phase avec une forte tendance pour la phase OFF. Pour étudier l’action de ces protéines sur foo et pap, nous avons utilisé un système utilisant gfp comme gène rapporteur de l’activité des promoteurs des opérons pap et foo. Cela a permis d’observer la variation de phase au niveau cellulaire par cytométrie en flux et en temps réel par microscopie à fluorescence. Ces expériences ont confirmé que la population de cellules F1651 positives a un phénotype d’expression de F1651 partielle alors que les cellules Pap sont en majorité en phase OFF. PapI et FooI n’ont pas la même influence sur la variation de phase, puisque FooI favorise une plus grande fréquence de variation de phase.

Rôle de la tolérance centrale et périphérique des lymphocytes T autoréactifs dans deux nouveaux modèles murins double transgéniques

Les maladies autoimmunes sont des affections chroniques, le plus souvent invalidantes, qui touchent plus de 5% de la population dans les pays développés. L’autoimmunité résulte de la rupture des mécanismes de tolérance du système immunitaire vis-à-vis des autoantigènes exprimés par les tissus de l’organisme, entraînant la destruction d’un ou de plusieurs organes-cibles par les lymphocytes T et/ou B. L’hépatite autoimmune et le diabète autoimmun se caractérisent par la destruction sélective des hépatocytes et des cellules beta pancréatiques, respectivement. De plus en plus d’arguments suggèrent une implication des lymphocytes T CD8+ dans le déclenchement, la progression et la régulation des réponses associées à plusieurs maladies autoimmunes. Dans ce projet, nous avons suivi l’évolution de clones de lymphocytes T CD8+ spécifiques à un antigène particulier dont le site d’expression différait. Pour ce faire, nous avons développé deux nouveaux modèles murins double transgéniques par croisement entre une lignée de souris exprimant un TCR transgénique spécifique à la nucléoprotéine (NP) du virus de la chorioméningite lymphocytaire (LCMV), et une souris exprimant cette NP-LCMV : 1) uniquement dans les hépatocytes (modèle d’hépatite autoimmune), ou 2) simultanément dans le thymus et le pancréas (modèle de diabète autoimmun). L’avidité fonctionnelle des lymphocytes T CD8+ spécifiques à la NP chez les souris TCR transgéniques était inversement proportionnelle au niveau d’expression du TCR. Le répertoire lymphocytaire dans le thymus, la rate, les ganglions et le sang périphérique a été caractérisé pour chacune des lignées de souris double transgéniques, de même que la capacité fonctionnelle et le phénotype (marqueurs d’activation/mémoire) des lymphocytes T CD8+ autoréactifs. Chacun des deux nouveaux modèles présentés dans cette étude ont montré que les lymphocytes T CD8+ spécifiques à la NP sont aptes à briser la tolérance centrale et périphérique et à provoquer une réaction d’autoimmunité spontanée. Dans le modèle d’hépatite autoimmune, où l’expression de l’autoantigène était restreinte au foie, la surexpression du TCR transgénique a entraîné une délétion thymique quasi-totale des lymphocytes T CD8+ spécifiques à la NP prévenant le développement d’une hépatite spontanée. alors qu’un niveau de TCR comparable à celui d’une souris de type sauvage a permis une sélection positive des lymphocytes autoréactifs qui se sont accumulés dans le foie où ils se sont activés pour provoquer une hépatite autoimmune spontanée. Dans le modèle de diabète autoimmun, où l’autoantigène était exprimé dans le pancréas et le thymus, les souris des deux lignées double transgéniques ont montré une délétion thymique partielle, peu importe le niveau d’expression du TCR. Seuls les mâles adultes développaient un diabète spontané et une partie de leurs lymphocytes T CD8+ exprimaient une combinaison particulière de marqueurs d’activation/mémoire (CD44, CD122, PD-1). Cette population lymphocytaire était absente chez les souris femelles et les mâles sains. L’étude de la tolérance des lymphocytes T CD8+ autoréactifs dans nos deux nouveaux modèles murins double transgéniques a permis d’identifier des mécanismes alternatifs possiblement impliqués dans la tolérance et l’activation, et de mieux comprendre le rôle des lymphocytes T CD8+ autoréactifs dans le processus autoimmun menant à l’hépatite autoimmune et au diabète autoimmun. Ces découvertes seront utiles pour développer de nouvelles approches thérapeutiques ciblant les lymphocytes T CD8+ autoréactifs.

Human regulatory protein Ki-1/57 has characteristics of an intrinsically unstructured protein

The human protein Ki-1/57 was first identified through the cross reactivity of the anti-CD30 monoclonal antibody Ki-1; in Hodgkin lymphoma cells. The expression of Ki-1/57 in diverse cancer cells and its phosphorylation in peripheral blood leukocytes after mitogenic activation suggested its possible role in cell signaling. Ki-1/57 interacts with several other regulatory proteins involved in cellular signaling, transcriptional regulation and RNA metabolism, suggesting it may have pleiotropic functions. In a previous spectroscopic analysis, we observed a low content of secondary structure for Ki-1/57 constructs. Here, Circular dichroism experiments, in vitro RNA binding analysis, and limited proteolysis assays of recombinant Ki-1/57(122-413) and proteolysis assays of endogenous full length protein from human HEK293 cells suggested that Ki-1/57 has characteristics of an intrinsically unstructured protein. Small-angle X-ray scattering (SAXS) experiments were performed with the C-terminal fragment Ki-1/57(122-413). These results indicated an elongated shape and a partially unstructured conformation of the molecule in solution, confirming the characteristics of an intrinsically unstructured protein. Experimental curves together with ab initio modeling approaches revealed an extended and flexible molecule in solution. An elongated shape was also observed by analytical gel filtration. Furthermore, sedimentation velocity analysis suggested that Ki-1/57 is a highly asymmetric protein. These findings may explain the functional plasticity of Ki-1/57, as suggested by the wide array of proteins with which it is capable of interacting in yeast two-hybrid interaction assays.

Construção de uma biblioteca de fragmentos de anticorpos monoclonais de galinhas com cadeia única (scFv) por phage display com reatividade cruzada para estirpes heterólogas do vírus da bronquite infecciosa aviária

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Canine distemper virus infection in a lesser grison (Galictis cuja): first report and virus phylogeny

Doenças infecciosas em animais selvagens têm aumentado devido às alterações em seu habitat e ao maior contato com animais domésticos. A cinomose já foi descrita em diversas espécies de carnívoros selvagens, representando uma ameaça à conservação da vida selvagem. Nesse estudo é descrito o primeiro caso de infecção pelo vírus da cinomose em um furão (Galictis cuja). Um indivíduo de vida livre, sem sinais clínicos aparentes, apresentou morte súbita após um dia em cativeiro. Foi realizado o diagnóstico molecular para detecção do vírus da cinomose canina, sendo o resultado positivo. A filogenia do vírus indicou que cães domésticos foram a provável fonte de infecção.

Rabies virus distribution in tissues and molecular characterization of strains from naturally infected non-hematophagous bats

Bats are main reservoirs for Lyssavirus worldwide, which is an important public health issue because it constitutes one of the big challenges in rabies control. Yet, little is known about how the virus is maintained among bats, and the epidemiological relationships remain poorly understood. The aim of the present study was to investigate the distribution of the rabies virus (RABV) in bat tissues and organs and to genetically characterize virus isolates from naturally infected non-hematophagous bats. The heminested reverse transcriptase polymerase chain reaction (hnRT-PCR) and sequencing using primers to the nucleoprotein coding gene were performed. The results showed a dissemination of the RABV in different tissues and organs, particularly in the salivary glands, tongue, lungs, kidneys, bladder, intestine and feces, suggesting other possible forms of RABV elimination and the possibility of transmission among these animals. The phylogenetic analysis confirmed that different variants of RABV are maintained by non-hematophagous bats in nature and have similar tissue distribution irrespective of bat species and phylogenetic characterization. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Antigenic typing of brazilian rabies virus samples isolated from animals and humans, 1989-2000

Amostras de vírus rábico isoladas de animais e humanos no período de 1989 a 2000 foram tipificadas antigenicamente com a utilização de um painel de anticorpos monoclonais contra a nucleoproteína viral, pré-estabelecido para o estudo da epidemiologia molecular do vírus rábico isolado nas Américas. As amostras testadas foram isoladas no laboratório de diagnóstico do Instituto Pasteur e outros centros de diagnóstico de raiva no Brasil. Além das cepas de vírus rábico fixo CVS-31/96-IP, mantida em cérebro de camundongos e a PV-BHK/97, mantida em cultura de células, cepas de vírus rábico isoladas de cães, gatos, bovinos, eqüinos, morcegos, ovinos, caprino, suínos, raposa, sagüí, coatí, guaxinim e humanos, totalizaram 330 amostras. Seis variantes antigênicas foram definidas, compatíveis com perfís observados no painel de anticorpos monoclonais pré-estabelecido utilizado, as de número 2 (cão), 3 (Desmodus rotundus), 4 (Tadarida brasiliensis), 5 (Vampiro da Venezuela), 6 (Lasiurus cinereus) e Lab (reagente a todos os anticorpos utilizados), além de outros seis perfís desconhecidos, não compatíveis com aqueles observados no painel utilizado. A maior variabilidade foi observada entre as amostras isoladas de morcegos insetívoros e a variante mais comum isolada entre as espécies foi a variante 3 (Desmodus rotundus). Estes fatos podem representar a existência de múltiplos ciclos de transmissão independentes, envolvendo diferentes espécies de morcegos.

Genetic and phylogenetic analysis of glycoprotein of rabies virus isolated from several species in Brazil

Genetic and phylogenetic analyses of the region containing the glycoprotein (G) gene, which is related to pathogenicity and antigenicity, and the G-L intergenic region were carried out in 14 Brazilian rabies virus isolates. The isolates were classified as dog-related rabies virus (DRRV) or vampire bat-related rabies virus (VRRV), by nucleoprotein (N) analysis. The nucleotide and amino acid (AA) homologies of the area containing the G protein gene and G-L intergenic region were generally lower than those of the ectodomain. In both regions, nucleotide and deduced AA homologies were lower among VRRVs than among DRRVs. There were AA differences between DRRV and VRRV at 3 antigenic sites and epitopes (IIa, WB+ and III), suggesting that DRRV and VRRV can be distinguished by differences of antigenicity. In a comparison of phylogenetic trees between the ectodomain and the area containing the G protein gene and G-L intergenic region, the branching patterns of the chiropteran and carnivoran rabies virus groups differed, whereas there were clear similarities in patterns within the DRRV and VRRV groups. Additionally, the VRRV isolates were more closely related to chiropteran strains isolated from Latin America than to Brazilian DRRV. These results indicate that Brazilian rabies virus isolates can be classified as DRRV or VRRV by analysis of the G gene and the G-L intergenic region, as well as by N gene analysis.

Geographical distribution of vampire bat-related cattle rabies in Brazil

Seventy-seven rabies virus (RV) isolates originating from Brazilian cattle were genetically characterized. Partial nucleoprotein gene sequences of these isolates were phylogenetically and geographically analyzed. Cattle isolates, which clustered with the vampire bat-related RV group, were further subdivided into nine genetic subgroups. These subgroups were distributed widely in lowland regions, with some subgroups separated from each other by mountain ranges. In addition, separation of the groups in mountainous regions was correlated with altitude. These results indicate that cattle rabies is derived from several regionally-defined variants, which suggests that its geographical distribution is related to that of the vampire bat population.

Genetic characterization of rabies viruses isolated from frugivorous bat (Artibeus spp.) in Brazil

In Latin America, rabies cases related to frugivorous bats have been reported since 1930's. Recently, two viruses isolated from Artibeus lituratus were proved to be vampire bat variants by monoclonal antibodies panels [2], but their genetic information is not well known. In this report, four rabies viruses were isolated from frugivorous bats (Artibeus spp.) in Brazil and their nucleoprotein gene sequences were determined. These isolates were found to be genotype 1 of lyssavirus and showed the maximum nucleotide sequence homology of 97.6-99.4% with vampire bat-related viruses in Brazil [6]. These results indicate that the Brazilian frugivorous bat rabies viruses in this study are closely related to vampire bat-related viruses that play a main role in rabies virus transmission to livestock in Brazil.