Deletion of the RNR4 gene causes hyperresistance to the carcinogen 4-NQO in the yeast model

La stabilité génomique, qui est essentielle à la vie, est possible grâce à la réplication et la réparation de l’ADN. Une des enzymes responsables de la réplication et de la réparation de l’ADN est la ribonucleotide reductase (RNR), qui est retrouvée chez la levure et chez l’humain. Cette enzyme catalyse la formation de déoxyribonucléotides et maintien le pool de dNTP requis pour la réparation et la réplication de l’ADN. L’enzyme RNR est un tétramère α2β2 constitué d’une grande (R1, α2) et d’une petite (R2, β2) sous-unité. Chez S. cerevisiae, les gènes RNR1 et RNR3 encodent la sous-unité α2 (R1). L’activité catalytique de RNR dépend d’une interaction avec le fer et de la formation d’un complexe entre R1 et R2. L’expression de toutes les sous-unités est inductible par les dommages causés à l’ADN. Dans cette étude, nous démontrons que des cellules qui n’expriment pas une des sous-unités, Rnr4, du complexe RNR sont sensibles à divers agents endommageant l’ADN, tels que le méthyl méthane sulfonate, la bléomycine, le péroxyde d’hydrogène et les rayons ultraviolets (UVC 254 nm). Au contraire, le mutant est résistant au 4-nitroquinoline-1- oxide (4-NQO), un composé qui engendre des lésions encombrantes. Par conséquent, le mutant rnr4Δ démontre une réduction marquée en mutations induites par le 4-NQO comparativement à la souche parentale. Nous voulions identifier la voie de réparation de l’ADN qui conférait cette résistance au 4-NQO ainsi que les protéines impliquées. Les voies BER, NER et MMR n’ont pas aboli la résistance au 4-NQO de la souche rnr4Δ. La protéine recombinante Rad51 ne joue pas un rôle critique dans la réparation de l’ADN et dans la résistance au 4-NQO. La délétion du gène REV3, qui encode une polymérase de contournement, impliquée dans la réparation post-réplication, a partiellement aboli la résistance au 4-NQO dans rnr4Δ. Ces résultats suggèrent que la polymérase Rev3 et possiblement d’autres polymérases translésion (Rev1, Rev7, Rad30) pourraient être impliquées dans la réparation de lésions encombrantes dans l’ADN dans des conditions de carence en dNTP. La réparation de l’ADN, un mécanisme complexe chez la levure, implique une vaste gamme de protéines, dont certaines encore inconnues. Nos résultats indiquent qu’il y aurait plus qu’une protéine impliquée dans la résistance au 4-NQO. Des investigations plus approfondies seront nécessaires afin de comprendre la recombinaison et la réparation post-réplication.

Regulation of HMG-CoA reductase, HSL and ACAT expression and activity in testicular cholesterol metabolism in mink and in mouse following experimental genetic deletion

Introduction: L'homéostasie du cholestérol est indispensable à la synthèse de la testostérone dans le tissu interstitiel et la production de gamètes mâles fertiles dans les tubules séminifères. Les facteurs enzymatiques contribuent au maintien de cet équilibre intracellulaire du cholestérol. L'absence d'un ou de plusieurs enzymes telles que la HMG-CoA réductase, la HSL et l'ACAT-1 a été associée à l'infertilité masculine. Toutefois, les facteurs enzymatiques qui contribuent au maintien de l'équilibre intra-tissulaire du cholestérol n'ont pas été étudiés. Cette étude a pour but de tester l'hypothèse que le maintien des taux de cholestérol compatibles avec la spermatogenèse nécessite une coordination de la fonction intracellulaire des enzymes HMG-CoA réductase, ACAT1 et ACAT2 et la HSL. Méthodes: Nous avons analysé l'expression de l’ARNm et de la protéine de ces enzymes dans les fractions enrichies en tubules séminifères (STf) de vison durant le développement postnatal et le cycle reproductif annuel et dans les fractions enrichies en tissu interstitiel (ITf) et de STf durant le développement postnatal chez la souris. Nous avons développé deux nouvelles techniques pour la mesure de l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de celle de l'ACAT1 et ACAT2. En outre, l'immunohistochimie a été utilisée pour localiser les enzymes dans le testicule. Enfin, les souris génétiquement déficientes en HSL, en SR-BI et en CD36 ont été utilisées pour élucider la contribution de la HMG-CoA réductase, l'ACAT1 et l'ACAT2 et la HSL à l'homéostasie du cholestérol. Résultats: 1) HMG-CoA réductase: (Vison) La variation du taux d’expression de l’ARNm de la HMG-CoA réductase était corrélée à celle de l'isoforme de 90 kDa de la protéine HMG-CoA réductase durant le développement postnatal et chez l'adulte durant le cycle reproductif saisonnier. L'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase augmentait de façon concomitante avec le taux protéinique pour atteindre son niveau le plus élevé à 240 jours (3.6411e-7 mol/min/μg de protéines) au cours du développement et en Février (1.2132e-6 mol/min/μg de protéines) durant le cycle reproductif chez l’adulte. (Souris), Les niveaux d'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase étaient maximales à 42 jours. A l'opposé, le taux protéinique diminuait au cours du développement. 2) HSL: (Vison), l'expression de la protéine de 90 kDa de la HSL était élevée à 180- et 240 jours après la naissance, ainsi qu'en Janvier durant le cycle saisonnier chez l'adulte. L'activité enzymatique de la HSL augmentait durant le développement pour atteindre un pic à 270 jours (36,45 nM/min/μg). Chez l'adulte, l'activité enzymatique de la HSL était maximale en Février. (Souris) Le niveau d’expression de l'ARNm de la HSL augmentait significativement à 21-, 28- et 35 jours après la naissance concomitamment avec le taux d'expression protéinique. L'activité enzymatique de la HSL était maximale à 42 jours suivie d'une baisse significative chez l'adulte. 3) ACAT-1 et ACAT-2: Le présent rapport est le premier à identifier l’expression de l'ACAT-1 et de l'ACAT-2 dans les STf de visons et de souris. (Vison) L'activité enzymatique de l'ACAT-2 était maximale à la complétion du développement à 270 jour (1190.00 CPMB/200 μg de protéines) et en janvier (2643 CPMB/200 μg de protéines) chez l'adulte. En revanche, l'activité enzymatique de l'ACAT-1 piquait à 90 jours et en août respectivement durant le développement et chez l'adulte. (Souris) Les niveaux d'expression de l'ARNm et la protéine de l'ACAT-1 diminuait au cours du développement. Le taux de l'ARNm de l'ACAT-2, à l’opposé du taux protéinique, augmentait au cours du développement. L'activité enzymatique de l'ACAT-1 diminuait au cours du développement tandis que celle de l'ACAT-2 augmentait pour atteindre son niveau maximal à 42 jours. 4) Souris HSL-/ -: Le taux d’expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase diminuaient significativement dans les STf de souris HSL-/- comparés aux souris HSL+/+. Par contre, les taux de l'ARNm et les niveaux des activités enzymatiques de l'ACAT-1 et de l'ACAT-2 étaient significativement plus élevés dans les STf de souris HSL-/- comparés aux souris HSL+/+ 5) Souris SR-BI-/-: L'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de l'ACAT-1 étaient plus basses dans les STf de souris SR-BI-/- comparées aux souris SR-BI+/+. A l'opposé, le taux d'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HSL étaient augmentées chez les souris SR-BI-/- comparées aux souris SR-BI+/+. 6) Souris CD36-/-: L'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de l'ACAT-2 étaient significativement plus faibles tandis que celles de la HSL et de l'ACAT-1 étaient inchangées dans les STf de souris CD36-/- comparées aux souris CD36+/+. Conclusion: Nos résultats suggèrent que: 1) L'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de la HSL sont associées à l'activité spermatogénétique et que ces activités ne seraient pas régulées au niveau transcriptionnel. 2) L'ACAT-1 et de l'ACAT-2 sont exprimées dans des cellules différentes au sein des tubules séminifères, suggérant des fonctions distinctes pour ces deux isoformes: l'estérification du cholestérol libre dans les cellules germinales pour l'ACAT-1 et l'efflux du cholestérol en excès dans les cellules de Sertoli au cours de la spermatogenèse pour l'ACAT-2. 3) La suppression génétique de la HSL diminuait la HMG-CoA réductase et augmentait les deux isoformes de l'ACAT, suggérant que ces enzymes jouent un rôle critique dans le métabolisme du cholestérol intratubulaire. 4) La suppression génétique des transporteurs sélectifs de cholestérol SR-BI et CD36 affecte l'expression (ARNm et protéine) et l'activité des enzymes HMG-CoA réductase, HSL, ACAT-1 et ACAT-2, suggérant l'existence d’un effet compensatoire entre facteurs enzymatiques et non-enzymatiques du métabolisme du cholestérol dans les fractions tubulaires. Ensemble, les résultats de notre étude suggèrent que les enzymes impliquées dans la régulation du cholestérol intratubulaire agissent de concert avec les transporteurs sélectifs de cholestérol dans le but de maintenir l'homéostasie du cholestérol intra-tissulaire du testicule.

Deletion Analysis of 15 exons located outside and inside a “Hot Spot” in the Duchenne Muscular Dystrophy gene in Duchenne’s Muscular dystrophy patients

Introduction. Duchenne and Becker Muscular Dystrophies (DMD/DMB) are X-linked recessive diseases characterized by progressive muscle weakness and wasting, loss of motor skills and death after the second decade of life. Deletions are the most prevalent mutations that affect the dystrophin gene, which spans 79 exons.Objective: Identify deletions on the dystrophin gene in 58 patients affected with DMD.Methods: Through multiplex PCR identify deletions on the dystrophin gene in 58 patients with DMD and observe the frequency of this mutation in our population.Results: We found deletions in 1.72% of patients (1 of 58 persons). Deletions were not the principal cause of disease in our population. It is possible that duplications and point mutations caused this illness in our patients.Conclusions: The frequency of deletions in the 15 exons analyzed from the dystrophin gene was low. The predominant types of mutation in our patients` samples were not deletions as has been observed in the literature worldwide, therefore, it is important to determine other types of mutations as are duplications and point mutations.

Characterization of an escherichia coli elaC deletion mutant

The elaC gene of Escherichia coli encodes a binuclear zinc phosphodiesterase (ZiPD). ZiPD homologs from various species act as 3' tRNA processing endoribonucleases, and although the homologous gene in Bacillus subtilis is essential for viability [EMBO J. 22 (2003) 4534], the physiological function of E. coli ZiPD has remained enigmatic. In order to investigate the function of E. coli ZiPD we generated and characterized an E. coli elaC deletion mutant. Surprisingly, the E. coli elaC deletion mutant was viable and had wild-type like growth properties. Micro array-based transcriptional analysis indicated expression of the E. coli elaC gene at basal levels during aerobic growth. The elaC gene deletion had no effect on the expression of genes coding for RNases or amino-acyl tRNA synthetases or any other gene among a total of > 1300 genes probed. 2D-PAGE analysis showed that the elaC mutation, likewise, had no effect on the proteome. These results strengthen doubts about the involvement of E. coli ZiPD in tRNA maturation and suggest functional diversity within the ZiPD/ElaCl protein family. In addition to these unexpected features of the E. coli elaC deletion mutant, a sequence comparison of ZiPD (ElaCl) proteins revealed specific regions for either enterobacterial or mammalian ZiPD (ElaCl) proteins. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

Changes in race-specific virulence in pseudomonas syringae pv. phaseolicola are Associated with a chimeric transposable element and rare deletion events in a plasmid-borne pathogenicity island

Virulence for bean and soybean is determined by effector genes in a plasmid-borne pathogenicity island (PAI) in race 7 strain 1449B of Pseudomonas syringae pv. phaseolicola. One of the effector genes, avrPphF, confers either pathogenicity, virulence, or avirulence depending on the plant host and is absent from races 2, 3, 4, 6, and 8 of this pathogen. Analysis of cosmid clones and comparison of DNA sequences showed that the absence of avrPphF from strain 1448A is due to deletion of a continuous 9.5-kb fragment. The remainder of the PAI is well conserved in strains 1448A and 1449B. The left junction of the deleted region consists of a chimeric transposable element generated from the fusion of homologs of IS1492 from Pseudomonas putida and IS1090 from Ralstonia eutropha. The borders of the deletion were conserved in 66 P. syringae pv. phaseolicola strains isolated in different countries and representing the five races lacking avrPphF. However, six strains isolated in Spain had a 10.5-kb deletion that extended 1 kb further from the right junction. The perfect conservation of the 28-nucleotide right repeat of the IS1090 homolog in the two deletion types and in the other 47 insertions of the IS1090 homolog in the 1448A genome strongly suggests that the avrPphF deletions were mediated by the activity of the chimeric mobile element. Our data strongly support a clonal origin for the races of P. syringae pv. phaseolicola lacking avrPphF.

The APOB insertion/deletion polymorphism (rs17240441) influences postprandial lipaemia in healthy adults

BACKGROUND: Apolipoprotein (apo)B is the structural apoprotein of intestinally- and liver- derived lipoproteins and plays an important role in the transport of triacylglycerol (TAG) and cholesterol. Previous studies have examined the association between the APOB insertion/deletion (ins/del) polymorphism (rs17240441) and postprandial lipaemia in response to a single meal; however the findings have been inconsistent with studies often underpowered to detect genotype-lipaemia associations, focused mainly on men, or with limited postprandial characterisation of participants. In the present study, using a novel sequential test meal protocol which more closely mimics habitual eating patterns, we investigated the impact of APOB ins/del polymorphism on postprandial TAG, non-esterified fatty acids, glucose and insulin levels in healthy adults. FINDINGS: Healthy participants (n = 147) consumed a standard test breakfast (0 min; 49 g fat) and lunch (330 min; 29 g fat), with blood samples collected before (fasting) and on 11 subsequent occasions until 480 min after the test breakfast. The ins/ins homozygotes had higher fasting total cholesterol, LDL-cholesterol, TAG, insulin and HOMA-IR and lower HDL-cholesterol than del/del homozygotes (P < 0.017). A higher area under the time response curve (AUC) was evident for the postprandial TAG (P < 0.001) and insulin (P = 0.032) responses in the ins/ins homozygotes relative to the del/del homozygotes, where the genotype explained 35% and 7% of the variation in the TAG and insulin AUCs, respectively. CONCLUSIONS: In summary, our findings indicate that the APOB ins/del polymorphism is likely to be an important genetic determinant of the large inter-individual variability in the postprandial TAG and insulin responses to dietary fat intake.

22q11 deletion syndrome and limb anomalies: Report on two Brazilian patients

Objective: To report on two Brazilian patients with chromosome 22q11 deletion who presented with velopharyngeal insufficiency, congenital heart anomalies, developmental delay, and limb anomalies. The pattern of limb anomalies in these patients, which range from ectrodactyly to limb synostosis, is very uncommon in 22q11 deletion syndrome. Conclusion: These patients widen the spectrum of clinical signs of the 22q11 deletion syndrome and alert researchers to conduct additional investigation in patients with limb involvement with velopharyngeal insufficiency and/or cardiac anomalies, along with developmental delay.

Deletion 5q12: Delineation of a Phenotype Including Mental Retardation and Ocular Defects

Array-CGH enables the detection of submicroscopic chromosomal deletions and duplications and leads to an accurate delineation of the imbalances, raising the possibility of correlating genotype to phenotype and mapping minimal critical regions associated with particular patterns of clinical features. We report here on four patients sharing common clinical features (psychomotor retardation, coarse facies and ocular anomalies), with proximal 5q deletions identified by oligo array-CGH. The deletions range from 5.75 to 17.26-Mb in size and occurred de novo. A common 2.63-Mb region between the deletions described here can be defined in 5q12.1 (59,390,122-62,021,754 bp bp from 5pter, hg18) and includes 12 genes. Among them, KIF2A, which encodes a kinesin superfamily protein, is a particularly interesting candidate for the phenotype, as it suppresses the growth of axonal collateral branches and is involved in normal brain development. Ocular defects, albeit unspecific, seem to be common in the 5q12.1 deletion. Identification of additional cases of deletions involving the 5q12.1 region will allow more accurate genotype-phenotype correlations. (C) 2011 Wiley-Liss, Inc.

Recurrent Deletion of ZNF630 at Xp11.23 Is Not Associated With Mental Retardation

ZNF630 is a member of the primate-specific Xp11 zinc finger gene cluster that consists of six closely related genes, of which ZNF41, ZNF81, and ZNF674 have been shown to be involved in mental retardation. This suggests that mutations of ZNF630 might influence cognitive function. Here, we detected 12 ZNF630 deletions in a total of 1,562 male patients with mental retardation from Brazil, USA, Australia, and Europe. The breakpoints were analyzed in 10 families, and in all cases they were located within two segmental duplications that share more than 99% sequence identity, indicating that the deletions resulted from non-allelic homologous recombination. In 2,121 healthy male controls, 10 ZNF630 deletions were identified. In total, there was a 1.6-fold higher frequency of this deletion in males with mental retardation as compared to controls, but this increase was not statistically significant (P-value = 0.174). Conversely, a 1.9-fold lower frequency of ZNF630 duplications was observed in patients, which was not significant either (P-value = 0.163). These data do not show that ZNF630 deletions or duplications are associated with mental retardation. (C) 2010 Wiley-Liss, Inc.

Deletion of Tumor Necrosis Factor-alpha Receptor 1 (TNFR1) Protects against Diet-induced Obesity by Means of Increased Thermogenesis

In diet-induced obesity, hypothalamic and systemic inflammatory factors trigger intracellular mechanisms that lead to resistance to the main adipostatic hormones, leptin and insulin. Tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) is one of the main inflammatory factors produced during this process and its mechanistic role as an inducer of leptin and insulin resistance has been widely investigated. Most of TNF-alpha inflammatory signals are delivered by TNF receptor 1 (R1); however, the role played by this receptor in the context of obesity-associated inflammation is not completely known. Here, we show that TNFR1 knock-out (TNFR1 KO) mice are protected from diet-induced obesity due to increased thermogenesis. Under standard rodent chow or a high-fat diet, TNFR1 KO gain significantly less body mass despite increased caloric intake. Visceral adiposity and mean adipocyte diameter are reduced and blood concentrations of insulin and leptin are lower. Protection from hypothalamic leptin resistance is evidenced by increased leptin-induced suppression of food intake and preserved activation of leptin signal transduction through JAK2, STAT3, and FOXO1. Under the high-fat diet, TNFR1 KO mice present a significantly increased expression of the thermogenesis-related neurotransmitter, TRH. Further evidence of increased thermogenesis includes increased O(2) consumption in respirometry measurements, increased expressions of UCP1 and UCP3 in brown adipose tissue and skeletal muscle, respectively, and increased O(2) consumption by isolated skeletal muscle fiber mitochondria. This demonstrates that TNF-alpha signaling through TNFR1 is an important mechanism involved in obesity-associated defective thermogenesis.

Screening of ARHSP-TCC Patients Expands the Spectrum of SPG11 Mutations and Includes a Large Scale Gene Deletion

Autosomal recessive spastic paraplegia with thinning of corpus callosum (ARHSP-TCC) is a complex form of HSP initially described in Japan but subsequently reported to have a worldwide distribution with a particular high frequency in multiple families from the Mediterranean basin. We recently showed that ARHSP-TCC is commonly associated with mutations in SPG11/KIAA1840 on chromosome 15q. We have now screened a collection of new patients mainly originating from Italy and Brazil, in order to further ascertain the spectrum of mutations in SPG11, enlarge the ethnic origin of SPG11 patients, determine the relative frequency at the level of single Countries (i.e., Italy), and establish whether there is one or more common mutation. In 25 index cases we identified 32 mutations; 22 are novel, including 9 nonsense, 3 small deletions, 4 insertions, 1 in/del, 1 small duplication, 1 missense, 2 splice-site, and for the first time a large genomic rearrangement. This brings the total number of SPG11 mutated patients in the SPATAX collection to 111 cases in 44 families and in 17 isolated cases, from 16 Countries, all assessed using homogeneous clinical criteria. While expanding the spectrum of mutations in SPG11, this larger series also corroborated the notion that even within apparently homogeneous population a molecular diagnosis cannot be achieved without full gene sequencing. (C) 2008 Wiley-Liss, Inc.