Análise do papel da via miR156/SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPL) na organogênese in vitro a partir de raízes de Arabidopsis thaliana

Os microRNAs (miRNAs) são pequenos RNAs endógenos não codantes de 21-24 nucleotídeos (nt) que regulam a expressão gênica de genes-alvos. Eles estão envolvidos em diversos aspectos de desenvolvimento da planta, tanto na parte aérea, quanto no sistema radicular. Entre os miRNAs, o miRNA156 (miR156) regula a família de fatores de transcrição SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPL) afetando diferentes processos do desenvolvimento vegetal. Estudos recentes mostram que a via gênica miR156/SPL apresenta efeito positivo tanto no aumento da formação de raízes laterais, quanto no aumento de regeneração de brotos in vitro a partir de folhas e hipocótilos em Arabidopsis thaliana. Devido ao fato de que a origem da formação de raiz lateral e a regeneração in vitro de brotos a partir de raiz principal compartilham semelhanças anatômicas e moleculares, avaliou-se no presente estudo se a via miR156/SPL, da mesma forma que a partir de explantes aéreos, também é capaz de influenciar na regeneração de brotos in vitro a partir de explantes radiculares. Para tanto foram comparados taxa de regeneração, padrão de distribuição de auxina e citocinina, análises histológicas e histoquímicas das estruturas regeneradas em plantas com via miR156/SPL alterada, incluindo planta mutante hyl1, na qual a produção desse miRNA é severamente reduzida. Além disso, foi avaliado o padrão de expressão do miR156 e específicos genes SPL durante a regeneração de brotos in vitro a partir da raiz principal de Arabidopsis thaliana. No presente trabalho observou-se que a alteração da via gênica miR156/SPL é capaz de modular a capacidade de regeneração de brotos in vitro a partir de raiz principal de Arabidopsis thaliana e a distribuição de auxina e citocinina presente nas células e tecidos envolvidos no processo de regeneração. Plantas superexpressando o miR156 apresentaram redução no número de brotos regenerados, além de ter o plastochron reduzido quando comparado com plantas controle. Adicionalmente, plantas contento o gene SPL9 resistente à clivagem pelo miR156 (rSPL9) apresentaram severa redução na quantidade de brotos, além de terem o plastochron alongado. Interessantemente, plantas mutantes hyl1-2 e plantas rSPL10 não apresentaram regeneração de brotos ao longo da raiz principal, mas sim intensa formação de raízes laterais e protuberâncias, respectivamente, tendo essa última apresentado indícios de diferenciação celular precoce. Tomados em conjunto os dados sugerem que o miR156 apresenta importante papel no controle do processo de regeneração de brotos in vitro. Entretanto, esse efeito é mais complexo em regeneração in vitro a partir de raízes do que a partir de cotilédones ou hipocótilos.

Study of zinc protein ligands in a halophilic enzyme

Glucose dehydrogenase (EC 1.1.1.47) from the halophilic Archaeon Haloferax mediterranei belongs to the medium-chain alcohol dehydrogenase superfamily and requires a zinc ion for catalysis. The zinc ion is coordinated by a histidine, a water molecule and two other ligands from the protein or the substrate, which vary during the catalytic cycle of the enzyme. In many enzymes of this superfamily one of the zinc ligands is commonly cysteine, which is replaced by an aspartate residue at position 38 in the halophilic enzyme. This change has been only observed in glucose dehydrogenases from extremely halophilic microorganisms belonging to the Archaea Domain. This paper describes biochemical studies and structural comparisons to analyze the role of sequence differences between thermophilic and halophilic glucose dehydrogenases which contain a zinc ion within the protein surrounded by three ligands. Whilst the catalytic activity of the D38C GlcDH mutant is reduced, its thermal stability is enhanced, consistent with the greater structural similarity between this mutant and the homologous thermophilic enzyme from Thermoplasma acidophilum.

Tachykinins Processing is Significantly Impaired in PC1 and PC2 Mutant Mouse Spinal Cord S9 Fractions

Substance P (SP) play a central role in nociceptive transmission and it is an agonist of the Neurokinin-1 receptor located in the lamina I of the spinal cord. SP is a major proteolytic product of the protachykinin-1 primarily synthesized in neurons. Proprotein convertases (PCs) are extensively expressed in the central nervous system (CNS) and specifically cleave at C-terminal of either a pair of basic amino acids, or a single basic residue. The proteolysis control of endogenous protachykinins has a profound impact on pain perception and the role of PCs remain unclear. The objective of this study was to decipher the role of PC1 and PC2 in the proteolysis surrogate protachykinins (i.e. Tachykinin 20-68 and Tachykinin 58-78) using cellular fractions of spinal cords from wild type (WT), PC1-/+ and PC2-/+ animals and mass spectrometry. Full-length Tachykinin 20-68 and Tachykinin 58-78 was incubated for 30 minutes in WT, PC1-/+ and PC2-/+ mouse spinal cord S9 fractions and specific C-terminal peptide fragments were identified and quantified by mass spectrometry. The results clearly demonstrate that both PC1 and PC2 mediate the formation of SP and Tachykinin 58-71, an important SP precursor, with over 50% reduction of the rate of formation in mutant PC 1 and PC2 mouse S9 spinal cord fractions. The results obtained revealed that PC1 and PC2 are involved in the C-terminal processing of protachykinin peptides and suggest a major role in the maturation of the protachykinin-1 protein.

The role of protein convertases in bigdynorphin and dynorphin A metabolic pathway

Les dynorphines sont des neuropeptides importants avec un rôle central dans la nociception et l’atténuation de la douleur. De nombreux mécanismes régulent les concentrations de dynorphine endogènes, y compris la protéolyse. Les Proprotéines convertases (PC) sont largement exprimées dans le système nerveux central et clivent spécifiquement le C-terminale de couple acides aminés basiques, ou un résidu basique unique. Le contrôle protéolytique des concentrations endogènes de Big Dynorphine (BDyn) et dynorphine A (Dyn A) a un effet important sur la perception de la douleur et le rôle de PC reste à être déterminée. L'objectif de cette étude était de décrypter le rôle de PC1 et PC2 dans le contrôle protéolytique de BDyn et Dyn A avec l'aide de fractions cellulaires de la moelle épinière de type sauvage (WT), PC1 -/+ et PC2 -/+ de souris et par la spectrométrie de masse. Nos résultats démontrent clairement que PC1 et PC2 sont impliquées dans la protéolyse de BDyn et Dyn A avec un rôle plus significatif pour PC1. Le traitement en C-terminal de BDyn génère des fragments peptidiques spécifiques incluant dynorphine 1-19, dynorphine 1-13, dynorphine 1-11 et dynorphine 1-7 et Dyn A génère les fragments dynorphine 1-13, dynorphine 1-11 et dynorphine 1-7. Ils sont tous des fragments de peptides associés à PC1 ou PC2. En plus, la protéolyse de BDyn conduit à la formation de Dyn A et Leu-Enk, deux peptides opioïdes importants. La vitesse de formation des deux est réduite de manière significative dans les fractions cellulaires de la moelle épinière de souris mutantes. En conséquence, l'inhibition même partielle de PC1 ou PC2 peut altérer le système opioïde endogène.

The role of mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway and synaptic protein GABAA-R in cortical GABAergic cell connectivity

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.

Neoplastic Transformation of T Lymphocytes through Transgenic Expression of a Virus Host Modification Protein

Virus host evasion genes are ready-made tools for gene manipulation and therapy. In this work we have assessed the impact in vivo of the evasion gene A238L of the African Swine Fever Virus, a gene which inhibits transcription mediated by both NF-κB and NFAT. The A238L gene has been selectively expressed in mouse T lymphocytes using tissue specific promoter, enhancer and locus control region sequences for CD2. The resulting two independently derived transgenic mice expressed the transgene and developed a metastasic, angiogenic and transplantable CD4(+)CD8(+)CD69(-) lymphoma. The CD4(+)CD8(+)CD69(-) cells also grew vigorously in vitro. The absence of CD69 from the tumour cells suggests that they were derived from T cells at a stage prior to positive selection. In contrast, transgenic mice similarly expressing a mutant A238L, solely inhibiting transcription mediated by NF-κB, were indistinguishable from wild type mice. Expression of Rag1, Rag2, TCRβ-V8.2, CD25, FoxP3, Bcl3, Bcl2 l14, Myc, IL-2, NFAT1 and Itk, by purified CD4(+)CD8(+)CD69(-) thymocytes from A238L transgenic mice was consistent with the phenotype. Similarly evaluated expression profiles of CD4(+)CD8(+) CD69(-) thymocytes from the mutant A238L transgenic mice were comparable to those of wild type mice. These features, together with the demonstration of (mono-)oligoclonality, suggest a transgene-NFAT-dependent transformation yielding a lymphoma with a phenotype reminiscent of some acute lymphoblastic lymphomas.

Tachykinins Processing is Significantly Impaired in PC1 and PC2 Mutant Mouse Spinal Cord S9 Fractions

Substance P (SP) play a central role in nociceptive transmission and it is an agonist of the Neurokinin-1 receptor located in the lamina I of the spinal cord. SP is a major proteolytic product of the protachykinin-1 primarily synthesized in neurons. Proprotein convertases (PCs) are extensively expressed in the central nervous system (CNS) and specifically cleave at C-terminal of either a pair of basic amino acids, or a single basic residue. The proteolysis control of endogenous protachykinins has a profound impact on pain perception and the role of PCs remain unclear. The objective of this study was to decipher the role of PC1 and PC2 in the proteolysis surrogate protachykinins (i.e. Tachykinin 20-68 and Tachykinin 58-78) using cellular fractions of spinal cords from wild type (WT), PC1-/+ and PC2-/+ animals and mass spectrometry. Full-length Tachykinin 20-68 and Tachykinin 58-78 was incubated for 30 minutes in WT, PC1-/+ and PC2-/+ mouse spinal cord S9 fractions and specific C-terminal peptide fragments were identified and quantified by mass spectrometry. The results clearly demonstrate that both PC1 and PC2 mediate the formation of SP and Tachykinin 58-71, an important SP precursor, with over 50% reduction of the rate of formation in mutant PC 1 and PC2 mouse S9 spinal cord fractions. The results obtained revealed that PC1 and PC2 are involved in the C-terminal processing of protachykinin peptides and suggest a major role in the maturation of the protachykinin-1 protein.

The role of mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway and synaptic protein GABAA-R in cortical GABAergic cell connectivity

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.

Ncr1p, the yeast ortholog of mammalian niemann pick C1 protein, is dispensable for endocytic transport

The Niemann Pick C1 protein localizes to late endosomes and plays a key role in the intracellular transport of cholesterol in mammalian cells. Cholesterol and other lipids accumulate in a lysosomal or late endosomal compartment in cells lacking normal NPC1 function. Other than accumulation of lipids, defects in lysosomal retroendocytosis, sorting of a multifunctional receptor and endosomal movement have also been detected in NPC1 mutant cells. Ncr1p is an ortholog of NPC1 in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae. In this study, we show that Ncr1p is a vacuolar membrane protein that transits through the biosynthetic vacuolar protein sorting pathway, and that it can be solubilized by Triton X-100 at 4 degreesC. Using well-established assays, we demonstrate that the absence of Ncr1p had no effect on fluid phase and receptor- mediated endocytosis, biosynthetic delivery to the vacuole, retrograde transport from endosome to Golgi and ubiquitin- and nonubiquitin-dependent multivesicular body sorting. We conclude that Ncr1p does not have an essential role in known endocytic transport pathways in yeast.

Dynamic and regulated association of caveolin with lipid bodies: Modulation of lipid body motility and function by a dominant negative mutant

Caveolins are a crucial component of caveolae but have also been localized to the Golgi complex, and, under some experimental conditions, to lipid bodies (LBs). The physiological relevance and dynamics of LB association remain unclear. We now show that endogenous caveolin-1 and caveolin-2 redistribute to LBs in lipid loaded A431 and FRT cells. Association with LBs is regulated and reversible; removal of fatty acids causes caveolin to rapidly leave the lipid body. We also show by subcellular fractionation, light and electron microscopy that during the first hours of liver regeneration, caveolins show a dramatic redistribution from the cell surface to the newly formed LBs. At later stages of the regeneration process (when LBs are still abundant), the levels of caveolins in LBs decrease dramatically. As a model system to study association of caveolins with LBs we have used brefeldin A (BFA). BFA causes rapid redistribution of endogenous caveolins to LBs and this association was reversed upon BFA washout. Finally, we have used a dominant negative LB-associated caveolin mutant (cav(DGV)) to study LB formation and to examine its effect on LB function. We now show that the cav(DGV) mutant inhibits microtubule-dependent LB motility and blocks the reversal of lipid accumulation in LBs.

Adherence of Plasmodium falciparum infected erythrocytes to CHO-745 cells and inhibition of binding by protein A in the presence of human serum

Adhesion of erythrocytes infected with the malaria parasite Plasmodium falciparum to human host receptors is a process associated with severe malarial pathology. A number of in vitro cell lines are available as models for these adhesive processes, including Chinese hamster ovary (CHO) cells which express the placental adhesion receptor chondroitin-4-sulphate (CSA) on their surface. CHO-745 cells, a glycosaminoglycan-negative mutant CHO cell line lacking CSA and other reported P. falciparum adhesion receptors, are often used for recombinant expression of host receptors and for receptor binding studies. In this study we show that P. falciparum-infected erythrocytes can be easily selected for adhesion to an endogenous receptor on the surface of CHO-745 cells, bringing into question the validity of using these cells as a tool for P. falciparum adhesin expression studies. The adhesive interaction between CHO-745 cells and parasitized erythrocytes described here is not mediated by the known P. falciparum adhesion receptors CSA, CD36, or ICAM-1. However, we found that CHO-745-selected parasitized erythrocytes bind normal human IgM and that adhesion to CHO-745 cells is inhibited by protein A in the presence of serum, but not in its absence, indicating a non-specific inhibitory effect. Thus, protein A, which has been used as an inhibitor for a recently described interaction between infected erythrocytes and the placenta, may not be an appropriate in vitro inhibitor for understanding in vivo adhesive interactions. (c) 2005 Australian Society for Parasitology Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Cdk1/Erk2- and Plk1-dependent phosphorylation of a centrosome protein, Cep55, is required for its recruitment to midbody and cytokinesis

Centrosomes in mammalian cells have recently been implicated in cytokinesis; however, their role in this process is poorly defined. Here, we describe a human coiled-coil protein, Cep55 (centrosome protein 55 kDa), that localizes to the mother centriole during interphase. Despite its association with gamma-TuRC anchoring proteins CG-NAP and Kendrin, Cep55 is not required for microtubule nucleation. Upon mitotic entry, centrosome dissociation of Cep55 is triggered by Erk2/Cdk1-dependent phosphorylation at S425 and S428. Furthermore, Cep55 locates to the midbody and plays a role in cytokinesis, as its depletion by siRNA results in failure of this process. S425/428 phosphorylation is required for interaction with Plk1, enabling phosphorylation of Cep55 at S436. Cells expressing phosphorylation-deficient mutant forms of Cep55 undergo cytokinesis failure. These results highlight the centrosome as a site to organize phosphorylation of Cep55, enabling it to relocate to the midbody to function in mitotic exit and cytokinesis.

Mutant huntingtin inhibits clathrin-independent endocytosis and causes accumulation of cholesterol in vitro and in vivo.

We show that the mutant Huntington's disease (HD) protein (mhtt) specifically inhibits endocytosis in primary striatal neurons. Unexpectedly, mhtt does not inhibit clathrin-dependent endocytosis as was anticipated based on known interacting partners. Instead, inhibition occurs through a non-clathrin, caveolar-related pathway. Expression of mhtt inhibited internalization of BODIPY-lactosylceramide (LacCer), which is internalized by a caveolar-related mechanism. In contrast, endocytosis of Alexa Fluor 594-transferrin (Tfn) and epidermal growth factor, internalized through clathrin pathway, was unaffected by mhtt expression. Caveolin-1 (cav1), the major structural protein of caveolae binds cholesterol and is responsible for its trafficking inside cells. Mhtt interacts with cav-1 and caused a striking accumulation of intracellular cholesterol. Cholesterol accumulated in cultured neurons expressing mhtt in vitro and in brains of mhtt-expressing animals in vivo, and was observed after induction of mhtt expression in PC-12 cell lines. The accumulation occurred only when mhtt and cav1 were simultaneously expressed in cells. Knockdown of cav1 in mhtt-expressing neurons blocked cholesterol accumulation and restored LacCer endocytosis. Thus, mhtt and cav1 functionally interact to cause both cellular defects. These data provide the first direct link between mhtt and caveolar-related endocytosis and also suggest a possible mechanism for HD neurotoxicity where cholesterol homeostasis is perturbed.

The PhD Finger Protein VRN5 Functions in the Epigenetic Silencing of Arabidopsis FLC

Vernalization, the acceleration of flowering by the prolonged cold of winter, ensures that plants flower in favorable spring conditions. During vernalization in Arabidopsis, cold temperatures repress FLOWERING LOCUS C (FLC) expression [1,2] in a mechanism involving VERNALIZATION INSENSITIVE 3 (VIN3) [3], and this repression is epigenetically maintained by a Polycomb-like chromatin regulation involving VERNALIZATION 2 (VRN2), a Su(z)12 homolog, VERNALIZATION 1 (VRN1), and LIKE-HETEROCHROMATIN PROTEIN 1 [4,5,6,7,8]. In order to further elaborate how cold repression triggers epigenetic silencing, we have targeted mutations that result in FLC misexpression both at the end of the prolonged cold and after subsequent development. This identified VERNALIZATION 5 (VRN5), a PHD finger protein and homolog of VIN3. Our results suggest that during the prolonged cold, VRN5 and VIN3 forma heterodimer necessary for establishing the vernalization-induced chromatin modifications, histone deacetylation, and H3 lysine 27 trimethylation required for the epigenetic silencing of FLC. Double mutant and FLC misexpression analyses reveal additional VRN5 functions, both FLC-dependent and -independent, and indicate a spatial complexity to FLC epigenetic silencing with VRN5 acting as a common component in multiple pathways.

A key role for transmembrane prolines in calcitonin receptor-like receptor agonist binding and signalling:implications for family B G-protein-coupled receptors

Calcitonin receptor like-receptor is a family B G-protein coupled receptor (GPCR). It requires receptor activity modifying protein (RAMP) 1 to give a calcitonin gene-related peptide (CGRP) receptor. Little is known of how members of this receptor family function. Proline residues often form important kinks in alpha-helices. Therefore, all proline residues within the transmembrane helices of the receptor (Pro241, Pro244 in helix 4, Pro275 in helix 5, Pro321 and Pro331 in helix 6) were mutated to alanine. Pro241 Pro275, and Pro321 are highly conserved throughout all family B GPCRs. The binding of CGRP and its ability to stimulate cAMP production were investigated in mutant and wild-type receptors after transient transfection into COS-7 cells with RAMP1. The P321A mutation significantly decreased the pEC(50) for CGRP and reduced its affinity but did not change cell-surface expression. Antagonist binding [CGRP(8-37) and 1-piperidinecarboxamide N-[2-[[5amino-1-[[4-(4-pyridinyl)-1-piperazinyl]carbonyl]pentyl]amino]-1-[(3 5-dibromo-4-hydroxyphenyl)methyl]-2-oxoethyl]-4-(1,4-dihydro-2-oxo-3(2H)-quina zolinyl) (BIBN4096BS)] was little altered by the mutation. Adrenomedullin-mediated signaling was disrupted when P321A was coexpressed with RAMP1, RAMP2, or RAMP3. The P331A mutant produced a moderate reduction in CGRP binding and receptor activation. Mutation of the other residues had no effect on receptor function. Thus, Pro321 and Pro331 are required for agonist binding and receptor activation. Modeling suggested that Pro321 induces a bend in helix 6, bringing its C terminus near that of helix 3, as seen in many family A GPCRs. This is abolished in P321A. P321A-I325P predicted to restore this conformation, showed wild-type activation. Modeling can also rationalize the effects of transmembrane proline mutants previously reported for another family B GPCR, the VPAC(1) receptor.