944 resultados para Gfp-like Proteins
Resumo:
Quelque 30 % de la population neuronale du cortex mammalien est composée d’une population très hétérogène d’interneurones GABAergiques. Ces interneurones diffèrent quant à leur morphologie, leur expression génique, leurs propriétés électrophysiologiques et leurs cibles subcellulaires, formant une riche diversité. Après leur naissance dans les éminences ganglioniques, ces cellules migrent vers les différentes couches corticales. Les interneurones GABAergiques corticaux exprimant la parvalbumin (PV), lesquels constituent le sous-type majeur des interneurones GABAergiques, ciblent spécifiquement le soma et les dendrites proximales des neurones principaux et des neurones PV+. Ces interneurones sont nommés cellules à panier (Basket Cells –BCs) en raison de la complexité morphologique de leur axone. La maturation de la connectivité distincte des BCs PV+, caractérisée par une augmentation de la complexité de l’axone et de la densité synaptique, se déroule graduellement chez la souris juvénile. Des travaux précédents ont commencé à élucider les mécanismes contrôlant ce processus de maturation, identifiant des facteurs génétiques, l’activité neuronale ainsi que l’expérience sensorielle. Cette augmentation marquante de la complexité axonale et de la synaptogénèse durant cette phase de maturation suggère la nécessité d’une synthèse de protéines élevée. La voie de signalisation de la cible mécanistique de la rapamycine (Mechanistic Target Of Rapamycin -mTOR) a été impliquée dans le contrôle de plusieurs aspects neurodéveloppementaux en régulant la synthèse de protéines. Des mutations des régulateurs Tsc1 et Tsc2 du complexe mTOR1 causent la sclérose tubéreuse (TSC) chez l’humain. La majorité des patients TSC développent des problèmes neurologiques incluant des crises épileptiques, des retards mentaux et l’autisme. D’études récentes ont investigué le rôle de la dérégulation de la voie de signalisation de mTOR dans les neurones corticaux excitateurs. Toutefois, son rôle dans le développement des interneurones GABAergiques corticaux et la contribution spécifique de ces interneurones GABAergiques altérés dans les manifestations de la maladie demeurent largement inconnus. Ici, nous avons investigué si et comment l’ablation du gène Tsc1 perturbe le développement de la connectivité GABAergique, autant in vitro que in vivo. Pour investiguer le rôle de l’activation de mTORC1 dans le développement d’une BC unique, nous avons délété le gène Tsc1 en transfectant CRE-GFP dirigé par un promoteur spécifique aux BCs dans des cultures organotypiques provenant de souris Tsc1lox. Le knockdown in vitro de Tsc1 a causé une augmentation précoce de la densité des boutons et des embranchements terminaux formés par les BCs mutantes, augmentation renversée par le traitement à la rapamycine. Ces données suggèrent que l’hyperactivation de la voie de signalisation de mTOR affecte le rythme de la maturation des synapses des BCs. Pour investiguer le rôle de mTORC1 dans les interneurones GABAergiques in vivo, nous avons croisé les souris Tsc1lox avec les souris Nkx2.1-Cre et PV-Cre. À P18, les souris Tg(Nkx2.1-Cre);Tsc1flox/flox ont montré une hyperactivation de mTORC1 et une hypertrophie somatique des BCs de même qu’une augmentation de l’expression de PV dans la région périsomatique des neurones pyramidaux. Au contraire, à P45 nous avons découvert une réduction de la densité des punctas périsomatiques PV-gephyrin (un marqueur post-synaptique GABAergique). L’étude de la morphologie des BCs en cultures organotypiques provenant du knock-out conditionnel Nkx2.1-Cre a confirmé l’augmentation initiale du rythme de maturation, lequel s’effondre ensuite aux étapes développementales tardives. De plus, les souris Tg(Nkx2.1Cre);Tsc1flox/flox montrent des déficits dans la mémoire de travail et le comportement social et ce d’une façon dose-dépendante. En somme, ces résultats suggèrent que l’activation contrôlée de mTOR régule le déroulement de la maturation et la maintenance des synapses des BCs. Des dysfonctions de la neurotransmission GABAergique ont été impliquées dans des maladies telles que l’épilepsie et chez certains patients, elles sont associées avec des mutations du récepteur GABAA. De quelle façon ces mutations affectent le processus de maturation des BCs demeuret toutefois inconnu. Pour adresser cette question, nous avons utilisé la stratégie Cre-lox pour déléter le gène GABRA1, codant pour la sous-unité alpha-1 du récepteur GABAA dans une unique BC en culture organotypique. La perte de GABRA1 réduit l’étendue du champ d’innervation des BCs, suggérant que des variations dans les entrées inhibitrices en raison de l’absence de la sous-unité GABAAR α1 peuvent affecter le développement des BCs. La surexpression des sous-unités GABAAR α1 contenant des mutations identifiées chez des patients épileptiques ont montré des effets similaires en termes d’étendue du champ d’innervation des BCs. Pour approfondir, nous avons investigué les effets de ces mutations identifiées chez l’humain dans le développement des épines des neurones pyramidaux, lesquelles sont l’endroit privilégié pour la formation des synapses excitatrices. Somme toute, ces données montrent pour la première fois que différentes mutations de GABRA1 associées à des syndromes épileptiques peuvent affecter les épines dendritiques et la formation des boutons GABAergiques d’une façon mutation-spécifique.
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Eukaryotic cells use two principal mechanisms for repairing DNA double-strand breaks (DSBs): homologous recombination (HR) and nonhomologous end-joining (NHEJ). DSB repair pathway choice is strongly regulated during the cell cycle. Cyclin-dependent kinase 1 (Cdk1) activates HR by phosphorylation of key recombination factors. However, a mechanism for regulating the NHEJ pathway has not been established. Here, we report that Xlf1, a fission yeast XLF ortholog, is a key regulator of NHEJ activity in the cell cycle. We show that Cdk1 phosphorylates residues in the C terminus of Xlf1 over the course of the cell cycle. Mutation of these residues leads to the loss of Cdk1 phosphorylation, resulting in elevated levels of NHEJ repair in vivo. Together, these data establish that Xlf1 phosphorylation by Cdc2(Cdk1) provides a molecular mechanism for downregulation of NHEJ in fission yeast and indicates that XLF is a key regulator of end-joining processes in eukaryotic organisms.
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Quelque 30 % de la population neuronale du cortex mammalien est composée d’une population très hétérogène d’interneurones GABAergiques. Ces interneurones diffèrent quant à leur morphologie, leur expression génique, leurs propriétés électrophysiologiques et leurs cibles subcellulaires, formant une riche diversité. Après leur naissance dans les éminences ganglioniques, ces cellules migrent vers les différentes couches corticales. Les interneurones GABAergiques corticaux exprimant la parvalbumin (PV), lesquels constituent le sous-type majeur des interneurones GABAergiques, ciblent spécifiquement le soma et les dendrites proximales des neurones principaux et des neurones PV+. Ces interneurones sont nommés cellules à panier (Basket Cells –BCs) en raison de la complexité morphologique de leur axone. La maturation de la connectivité distincte des BCs PV+, caractérisée par une augmentation de la complexité de l’axone et de la densité synaptique, se déroule graduellement chez la souris juvénile. Des travaux précédents ont commencé à élucider les mécanismes contrôlant ce processus de maturation, identifiant des facteurs génétiques, l’activité neuronale ainsi que l’expérience sensorielle. Cette augmentation marquante de la complexité axonale et de la synaptogénèse durant cette phase de maturation suggère la nécessité d’une synthèse de protéines élevée. La voie de signalisation de la cible mécanistique de la rapamycine (Mechanistic Target Of Rapamycin -mTOR) a été impliquée dans le contrôle de plusieurs aspects neurodéveloppementaux en régulant la synthèse de protéines. Des mutations des régulateurs Tsc1 et Tsc2 du complexe mTOR1 causent la sclérose tubéreuse (TSC) chez l’humain. La majorité des patients TSC développent des problèmes neurologiques incluant des crises épileptiques, des retards mentaux et l’autisme. D’études récentes ont investigué le rôle de la dérégulation de la voie de signalisation de mTOR dans les neurones corticaux excitateurs. Toutefois, son rôle dans le développement des interneurones GABAergiques corticaux et la contribution spécifique de ces interneurones GABAergiques altérés dans les manifestations de la maladie demeurent largement inconnus. Ici, nous avons investigué si et comment l’ablation du gène Tsc1 perturbe le développement de la connectivité GABAergique, autant in vitro que in vivo. Pour investiguer le rôle de l’activation de mTORC1 dans le développement d’une BC unique, nous avons délété le gène Tsc1 en transfectant CRE-GFP dirigé par un promoteur spécifique aux BCs dans des cultures organotypiques provenant de souris Tsc1lox. Le knockdown in vitro de Tsc1 a causé une augmentation précoce de la densité des boutons et des embranchements terminaux formés par les BCs mutantes, augmentation renversée par le traitement à la rapamycine. Ces données suggèrent que l’hyperactivation de la voie de signalisation de mTOR affecte le rythme de la maturation des synapses des BCs. Pour investiguer le rôle de mTORC1 dans les interneurones GABAergiques in vivo, nous avons croisé les souris Tsc1lox avec les souris Nkx2.1-Cre et PV-Cre. À P18, les souris Tg(Nkx2.1-Cre);Tsc1flox/flox ont montré une hyperactivation de mTORC1 et une hypertrophie somatique des BCs de même qu’une augmentation de l’expression de PV dans la région périsomatique des neurones pyramidaux. Au contraire, à P45 nous avons découvert une réduction de la densité des punctas périsomatiques PV-gephyrin (un marqueur post-synaptique GABAergique). L’étude de la morphologie des BCs en cultures organotypiques provenant du knock-out conditionnel Nkx2.1-Cre a confirmé l’augmentation initiale du rythme de maturation, lequel s’effondre ensuite aux étapes développementales tardives. De plus, les souris Tg(Nkx2.1Cre);Tsc1flox/flox montrent des déficits dans la mémoire de travail et le comportement social et ce d’une façon dose-dépendante. En somme, ces résultats suggèrent que l’activation contrôlée de mTOR régule le déroulement de la maturation et la maintenance des synapses des BCs. Des dysfonctions de la neurotransmission GABAergique ont été impliquées dans des maladies telles que l’épilepsie et chez certains patients, elles sont associées avec des mutations du récepteur GABAA. De quelle façon ces mutations affectent le processus de maturation des BCs demeuret toutefois inconnu. Pour adresser cette question, nous avons utilisé la stratégie Cre-lox pour déléter le gène GABRA1, codant pour la sous-unité alpha-1 du récepteur GABAA dans une unique BC en culture organotypique. La perte de GABRA1 réduit l’étendue du champ d’innervation des BCs, suggérant que des variations dans les entrées inhibitrices en raison de l’absence de la sous-unité GABAAR α1 peuvent affecter le développement des BCs. La surexpression des sous-unités GABAAR α1 contenant des mutations identifiées chez des patients épileptiques ont montré des effets similaires en termes d’étendue du champ d’innervation des BCs. Pour approfondir, nous avons investigué les effets de ces mutations identifiées chez l’humain dans le développement des épines des neurones pyramidaux, lesquelles sont l’endroit privilégié pour la formation des synapses excitatrices. Somme toute, ces données montrent pour la première fois que différentes mutations de GABRA1 associées à des syndromes épileptiques peuvent affecter les épines dendritiques et la formation des boutons GABAergiques d’une façon mutation-spécifique.
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The plant cyclotides are a fascinating family of circular proteins that contain a cyclic cystine knot motif. The knotted topology and cyclic nature of the cyclotides pose interesting questions about folding mechanisms and how the knotted arrangement of disulfide bonds is formed. In the current study we have examined the oxidative refolding and reductive unfolding of the prototypic cyclotide, kalata B1. A stable two-disulfide intermediate accumulated during oxidative refolding but not in reductive unfolding. Mass spectrometry and NMR spectroscopy were used to show that the intermediate contained a native-like structure with two native disulfide bonds topologically similar to the intermediate isolated for the related cystine knot protein EETI-II (LeNguyen, D., Heitz, A., Chiche, L., El Hajji, M., and Castro B. (1993) Protein Sci. 2, 165-174). However, the folding intermediate observed for kalata B1 is not the immediate precursor of the three-disulfide native peptide and does not accumulate in the reductive unfolding process, in contrast to the intermediate observed for EETI-II. These alternative pathways of linear and cyclic cystine knot proteins appear to be related to the constraints imposed by the cyclic backbone of kalata B1 and the different ring size of the cystine knot. The three-dimensional structure of a synthetic version of the two-disulfide intermediate of kalata B1 in which Ala residues replace the reduced Cys residues provides a structural insight into why the two-disulfide intermediate is a kinetic trap on the folding pathway.
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Zinc-finger-containing proteins can be classified into evolutionary and functionally divergent protein families that share one or more domains in which a zinc ion is tetrahedrally coordinated by cysteines and histidines. The zinc finger domain defines one of the largest protein superfamilies in mammalian genomes; 46 different conserved zinc finger domains are listed in InterPro (http://www.ebi.ac.uk/InterPro). Zinc finger proteins can bind to DNA, RNA, other proteins, or lipids as a modular domain in combination with other conserved structures. Owing to this combinatorial diversity, different members of zinc finger superfamilies contribute to many distinct cellular processes, including transcriptional regulation, mRNA stability and processing, and protein turnover. Accordingly, mutations of zinc finger genes lead to aberrations in a broad spectrum of biological processes such as development, differentiation, apoptosis, and immunological responses. This study provides the first comprehensive classification of zinc finger proteins in a mammalian transcriptome. Specific detailed analysis of the SP/Kruppel-like factors and the E3 ubiquitin-ligase RING-H2 families illustrates the importance of such an analysis for a more comprehensive functional classification of large protein families. We describe the characterization of a new family of C2H2 zinc-finger-containing proteins and a new conserved domain characteristic of this family, the identification and characterization of Sp8, a new member of the Sp family of transcriptional regulators, and the identification of five new RING-H2 proteins.
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Plant vacuoles are multi-functional, developmentally varied and can occupy up to 90% of plant cells. The N-terminal propeptide (NTPP) of sweet potato sporamin and the C-terminal propeptide (CTPP) of tobacco chitinase have been developed as models to target some heterologous proteins to vacuoles but so far tested on only a few plant species, vacuole types and payload proteins. Most studies have focused on lytic and protein-storage vacuoles, which may differ substantially from the sugar-storage vacuoles in crops like sugarcane. Our results extend the evidence that NTPP of sporamin can direct heterologous proteins to vacuoles in diverse plant species and indicate that sugarcane sucrose-storage vacuoles (like the lytic vacuoles in other plant species) are hostile to heterologous proteins. A low level of cytosolic NTPP-GFP (green fluorescent protein) was detectable in most cell types in sugarcane and Arabidopsis, but only Arabidopsis mature leaf mesophyll cells accumulated NTPP-GFP to detectable levels in vacuoles. Unexpectedly, efficient developmental mis-trafficking of NTPP-GFP to chloroplasts was found in young leaf mesophyll cells of both species. Vacuolar targeting by tobacco chitinase CTPP was inefficient in sugarcane, leaving substantial cytoplasmic activity of rat lysosomal beta-glucuronidase (GUS) [ER (endoplasmic reticulum)-RGUS-CTPP]. Sporamin NTPP is a promising targeting signal for studies of vacuolar function and for metabolic engineering. Such applications must take account of the efficient developmental mis-targeting by the signal and the instability of most introduced proteins, even in storage vacuoles.
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The four mammalian golgins, p230/golgin-245, golgin-97, GCC88 and GCC185 are targeted to trans-Golgi network ITGN) membranes by their C-terminal GRIP domain in a G-protein-dependent process. The Arf-like GTPase, Arl1, has been shown to mediate TGN recruitment of p230/golgin245 and golgin-97 by interaction with their GRIP domains; however, it is not known whether all the TGN golgins bind to Arl1 and whether they are all recruited to the same or different TGN domains. Here we demonstrate differences in membrane binding properties and TGN domain recruitment of the mammalian GRIP domain proteins. Overexpression of full-length GCC185 resulted in the appearance of small punctate structures dispersed in the cytoplasm of transfected cells that were identified as membrane tubular structures by immunoelectron microscopy. The cytoplasmic GCC185-labelled structures were enriched for membrane binding determinants of GCC185 GRIP, whereas the three other mammalian GRIP family members did not colocalize with the GCC185-labelled structures. These GCC185-labelled structures included the TGN resident protein alpha2,6 sialyltransferase and excluded the recycling TGN protein, TGN46. The Golgi stack was unaffected by overexpression of GCC185. Overexpression of both full-length GCC185 and GCC88 showed distinct and nonoverlapping structures. We also show that the GRIP domains of GCC185 and GCC88 differ in membrane binding properties from each other and, in contrast to p230/golgin245 and golgin-97, do not interact with Arl1 in vivo. Collectively these results show that GCC88, GCC185 and p230/golgin245 are recruited to functionally distinct domains of the TGN and are likely to be important for the maintenance of TGN subdomain structure, a critical feature for mediating protein sorting and membrane transport.
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Insulin-like growth factor-I (IGF-I) has multiple effects within the developing nervous system but its role in neurogenesis in the adult nervous system is less clear. The adult olfactory mucosa is a site of continuing neurogenesis that expresses IGF-I, its receptor and its binding proteins. The aim of the present study was to investigate the roles of IGF-I in regulating proliferation and differentiation in the olfactory mucosa. The action of IGF-I was assayed in serum-free culture combined with bromodeoxyuridine-labelling of proliferating cells and immunochemistry for specific cell types. IGF-I and its receptor were expressed by globose basal cells (the neuronal precursor) and by olfactory neurons. IGF-I reduced the numbers of proliferating neuronal precursors, induced their differentiation into neurons and promoted morphological differentiation of neurons. The evidence suggests that IGF-I is an autocrine and/or paracrine signal that induces neuronal precursors to differentiate into olfactory sensory neurons. These effects appear to be similar to the cellular effects of IGF-I in the developing nervous system.
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Adenosylhomocysteine hydrolase-like protein 1 (AHCYL1) is a novel intracellular protein with similar to 50% protein identity to adenosyl homocysteine hydrolase (AHCY), an important enzyme for metabolizing S-adenosyl-L-homocysteine, the by-product of S-adenosyl-L-homomethionine-dependent methylation. AHCYL1 binds to the inositol 1,4,5-trisphosphate receptor, suggesting that AHCYL1 is involved in intracellular calcium release. We identified two zebrafish AHCYL1 orthologs(zAHCYL1A and -B) by bioinformatics and reverse transcription-PCR. Unlike the ubiquitously present AHCY genes, AHCYL1 genes were only detected in segmented animals, and AHCYL1 proteins were highly conserved among species. Phylogenic analysis suggested that the AHCYL1 gene diverged early from AHCY and evolved independently. Quantitative reverse transcription-PCR showed that zAHCYL1A and -B mRNA expression was regulated differently from the other AHCY-like protein zAHCYL2 and zAHCY during zebrafish embryogenesis. Injection of morpholino antisense oligonucleotides against zAHCYL1A and -B into zebrafish embryos inhibited zAHCYL1A and -B mRNA translation specifically and induced ventralized morphologies. Conversely, human and zebrafish AHCYL1A mRNA injection into zebrafish embryos induced dorsalized morphologies that were similar to those obtained by depleting intracellular calcium with thapsigargin. Human AHCY mRNA injection showed little effect on the embryos. These data suggest that AHCYL1 has a different function from AHCY and plays an important role in embryogenesis by modulating inositol 1,4,5-trisphosphate receptor function for the intracellular calcium release.
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Insect host-parasitoid interactions provide fascinating examples of evolutionary adaptations in which the parasitoid employs a variety of measures and countermeasures to overcome the immune responses of its host. Maternal factors introduced by the female wasps during egg deposition play an important role in interfering with cellular and humoral components of the host's immune defence. Some of these components actively suppress host immune components and some are believed to confer protection for the developing endoparasitoid by rather passive means. The Venturio conescens/Ephestia kuehniella parrositoid-host system is unique among other systems in that the cellular defence capacity of the host remains virtually intact after parasitization. This system raises some important questions that are discussed in this mini-review: If immune protection of the egg and the emerging larva is achieved by surface properties comprising glycoproteins and virus-like particles (VLPs) produced by the female wasp, why is the prophenoloxidose activating cascade blocked in parasitized caterpillars? Another question is the evolutionary origin of these particles, given that the functional role and structural features of V. canescens VLP proteins are more related to cellular proteins than to viruses.
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Background Yeast is an important and versatile organism for studying membrane proteins. It is easy to cultivate and can perform higher eukaryote-like post-translational modifications. S. cerevisiae has a fully-sequenced genome and there are several collections of deletion strains available, whilst P. pastoris can produce very high cell densities (230 g/l). Results We have used both S. cerevisiae and P. pastoris to over-produce the following His6 and His10 carboxyl terminal fused membrane proteins. CD81 – 26 kDa tetraspanin protein (TAPA-1) that may play an important role in the regulation of lymphoma cell growth and may also act as the viral receptor for Hepatitis C-Virus. CD82 – 30 kDa tetraspanin protein that associates with CD4 or CD8 cells and delivers co-stimulatory signals for the TCR/CD3 pathway. MC4R – 37 kDa seven transmembrane G-protein coupled receptor, present on neurons in the hypothalamus region of the brain and predicted to have a role in the feast or fast signalling pathway. Adt2p – 34 kDa six transmembrane protein that catalyses the exchange of ADP and ATP across the yeast mitochondrial inner membrane. Conclusion We show that yeasts are flexible production organisms for a range of different membrane proteins. The yields are such that future structure-activity relationship studies can be initiated via reconstitution, crystallization for X-ray diffraction or NMR experiments.
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When HL60 cells were induced to differentiate to granulocyte-like cells with the agents N-methylformamide and tunicamycin an concentrations marginally below those which were cytotoxic, there was a decrease in the synthesis of the glucose- regulated proteins which preceded the expression of markers of a differentiated phenotype. There was a transient increase in the amount of hsp70 after 36 hours in NMF treated cells but in differentiated cells negligible amounts were detected. Inducers which were known to modulate hsp70 such as azetadine carboxylic acid did not induce differentiation suggesting early changes in the endoplasmic reticulum may be involved in the commitment to terminal differentiation of HL60 cells. These changes in group synthesis were not observed when K562 human chronic myelogenous leukemia cells were induced to differentiate to erythroid-like cells but there was a comparable increase in amounts of hsp70. When cells were treated with concentrations of drugs which brought about a loss in cell viability there was an early increase in the amount of hsp70 protein in the absence of any increase in synthesis. HL60 cells were treated with NMF (225mM), Adriamycin (1μM), or CB3717 (5μM) and there was an increase in the amounts of hsp70, in the absence of any new synthesis, which preceded any loss of membrane integrity and any significant changes in cell cycle but was concomitant with a later loss in viability of > 50% and a loss in proliferative potential. The amounts of hsp70 in the cell after treatment with any of the drugs was comparable to that obtained after a heat shock. Following a heat shock hsp70 was translocated from the cytoplasm to the nucleus, but treatment with toxic concentrations of drug caused hsp70 to remain localised in the cytoplasm. Changes in hsp70 turn-over was observed after a heat shock compared to NMF-treated cells. Morphological studies suggested that cells that had been treated with NMF and CB3717 were undergoing necrosis whereas the Adriamycin cells showed characteristics that were indicative of apoptosis. The data supports the hypothesis that an increase in amounts of hsp70 is an early marker of cell death.
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The activities of many mammalian membrane proteins including G-protein coupled receptors are cholesterol-dependent. Unlike higher eukaryotes, yeast do not make cholesterol. Rather they make a related molecule called ergosterol. As cholesterol and ergosterol are biologically non-equivalent, the potential of yeast as hosts for overproducing mammalian membrane proteins has never been fully realised. To address this problem, we are trying to engineer a novel strain of Saccharomyces cerevisiae in which the cholesterol biosynthetic pathway of mammalian cells has been fully reconstituted. Thus far, we have created a modified strain that makes cholesterol-like sterols which has an increased capacity to make G-protein coupled receptors compared to control yeast.