Complex regulation of CREB-binding protein by homeodomain-interacting protein kinase 2.

CREB-binding protein (CBP) and p300 are transcriptional coactivators involved in numerous biological processes that affect cell growth, transformation, differentiation, and development. In this study, we provide evidence of the involvement of homeodomain-interacting protein kinase 2 (HIPK2) in the regulation of CBP activity. We show that HIPK2 interacts with and phosphorylates several regions of CBP. We demonstrate that serines 2361, 2363, 2371, 2376, and 2381 are responsible for the HIPK2-induced mobility shift of CBP C-terminal activation domain. Moreover, we show that HIPK2 strongly potentiates the transcriptional activity of CBP. However, our data suggest that HIPK2 activates CBP mainly by counteracting the repressive action of cell cycle regulatory domain 1 (CRD1), located between amino acids 977 and 1076, independently of CBP phosphorylation. Our findings thus highlight a complex regulation of CBP activity by HIPK2, which might be relevant for the control of specific sets of target genes involved in cellular proliferation, differentiation and apoptosis.

The down-regulation of disgust by implementation intentions: experiential and physiological concomitants

Emotion regulation plays a key role in mental health and psychopathology. Therefore, it seems important to develop effective forms of emotion regulation. Implementation intentions are if-then plans that help people attain their self-regulatory goals. Perspective-taking and response-focused implementation intentions have been shown to reduce feelings of unpleasantness and arousal, respectively, in response to briefly presented disgusting pictures. The present study addressed the open research questions whether forming these types of implementation intentions is effective in regulating affect during prolonged presentation of disgusting pictures, and whether it is associated with changes in physiological arousal. Eighty-one participants viewed disgusting, neutral, and pleasant pictures of 6 s duration under four instructions: the goal intention to not get disgusted, this goal intention furnished with a perspective-taking or a response-focused implementation intention, and no emotion regulation instructions. The dependent variables were ratings of disgust, valence, arousal, and electrodermal activity. Only perspective-taking implementation intention participants significantly reduced their disgust and unpleasantness as compared to goal-intention and control participants. Arousal and skin conductance did not significantly differ between conditions. The effectiveness of response-focused but not perspective-taking implementation intentions seems to be substantially reduced during sustained exposure duration.

Current Sheet Regulation of Solar Near-relativistic Electron Injection Histories

We present a sample of three large near-relativistic (>50 keV) electron events observed in 2001 by both the ACE and the Ulysses spacecraft, when Ulysses was at high-northern latitudes (>60◦) and close to 2 AU. Despite the large latitudinal distance between the two spacecraft, electrons injected near the Sun reached both heliospheric locations. All three events were associated with large solar flares, strong decametric type II radio bursts and accompanied by wide (>212◦) and fast (>1400 km s−1) coronal mass ejections (CMEs). We use advanced interplanetary transport simulations and make use of the directional intensities observed in situ by the spacecraft to infer the electron injection profile close to the Sun and the interplanetary transport conditions at both low and high latitudes. For the three selected events, we find similar interplanetary transport conditions at different heliolatitudes for a given event, with values of the mean free path ranging from 0.04 AU to 0.27 AU. We find differences in the injection profiles inferred for each spacecraft. We investigate the role that sector boundaries of the heliospheric current sheet (HCS) have on determining the characteristics of the electron injection profiles. Extended injection profiles, associated with coronal shocks, are found if the magnetic footpoints of the spacecraft lay in the same magnetic sector as the associated flare, while intermittent sparse injection episodes appear when the spacecraft footpoints are in the opposite sector or a wrap in the HCS bounded the CME structure.

Dual role of LldR in regulation of the lldPRD operon, involved in l-Lactate metabolism in Escherichia coli.

The lldPRD operon of Escherichia coli, involved in L-lactate metabolism, is induced by growth in this compound. We experimentally identified that this system is transcribed from a single promoter with an initiation site located 110 nucleotides upstream of the ATG start codon. On the basis of computational data, it had been proposed that LldR and its homologue PdhR act as regulators of the lldPRD operon. Nevertheless, no experimental data on the function of these regulators have been reported so far. Here we show that induction of an lldP-lacZ fusion by L-lactate is lost in an lldR mutant, indicating the role of LldR in this induction. Expression analysis of this construct in a pdhR mutant ruled out the participation of PdhR in the control of lldPRD. Gel shift experiments showed that LldR binds to two operator sites, O1 (positions 105 to 89) and O2 (positions 22 to 38), with O1 being filled at a lower concentration of LldR. L-Lactate induced a conformational change in LldR that did not modify its DNA binding activity. Mutations in O1 and O2 enhanced the basal transcriptional level. However, only mutations in O1 abolished induction by L-lactate. Mutants with a change in helical phasing between O1 and O2 behaved like O2 mutants. These results were consistent with the hypothesis that LldR has a dual role, acting as a repressor or an activator of lldPRD. We propose that in the absence of L-lactate, LldR binds to both O1 and O2, probably leading to DNA looping and the repression of transcription. Binding of L-lactate to LldR promotes a conformational change that may disrupt the DNA loop, allowing the formation of the transcription open complex.

Suomalaisten osakeyhtiöiden mahdollisuus vaikuttaa verotukseensa ETA-alueella

Tutkielmassa on selvitetty suomalaisten osakeyhtiöiden mahdollisuuksia vaikuttaa liiketoimintansa Euroopan talousalueella (ETA). Tutkielmassa on tarkasteltu EY:n sääntelyä, EY-tuomioistuimen tuomitsemia ennakkotapauksia ja niiden vaikutuksia Suomen lainsäädäntöön suomalaisten osakeyhtiöiden kannalta. Tutkielma osoittaa yhteisön ylikansallisen ohjauksen vaikuttaneen kansalliseen lainsäädäntöön, mikä on tarjonnut suomalaisille osakeyhtiöille uusia mahdollisuuksia kehittää liiketoimintaansa verotuksen ja veroneutraalien yritysjärjestelyiden osalta ETA-alueella. EY-tuomioistuin on tuomioissaan kuitenkin jättänyt tiettyjä oikeuttamisperusteita jäsenvaltioille. Niiden perusteella valtiot voivat vaikuttaa osakeyhtiöiden verotukseen ja veroneutraaleihin yritysjärjestelyihin ETA-alueella, vaikka oikeuttamisperusteet lähtökohtaisesti rikkovat ylikansallista sääntelyä. EY:n ylikansallinen ohjaus tulee myös tulevaisuudessa vaikuttaa merkittävästi suomalaisten osakeyhtiöiden mahdollisuuteen harjoittaa liiketoimintaansa ETA-alueella. Ylikansallisen sääntelyn hyödyntäminen täysimääräisesti mahdollistuu suomalaisissa osakeyhtiöissä vasta, kun yhteisön alueelle luodaan yhtenäinen sääntely kaikkia osakeyhtiöitä kohtaan.

Significance of an isolated new right bundle branch block in a patient with chest pain.

Chest pain is a common presenting symptom in emergency departments, and a typical manifestation of acute myocardial infarction (AMI). Recognition of ECG changes in AMI is essential for timely diagnosis and treatment. Right bundle branch block (RBBB) may be an isolated sign of AMI, and was previously considered as a criterion for fibrinolytic therapy. Since the most recent European Society of Cardiology and American Heart Association guidelines in 2013, RBBB alone is no longer considered a diagnostic criterion of AMI, even if it occurs in the context of acute chest pain, as RBBB does not usually interfere with the interpretation of ST-segment alteration. Our case illustrates an acute septal myocardial infarction with an isolated RBBB, and thus the importance of recognising this pattern in order to permit timely diagnosis and treatment.

Length of the Mitral Isthmus But Not Anatomical Location of Ablation Line Predicts Bidirectional Mitral Isthmus Block in Patients Undergoing Catheter Ablation of Persistent Atrial Fibrillation: A Randomized Controlled Trial.

INTRODUCTION: Mitral isthmus (MI) ablation is an effective option in patients undergoing ablation for persistent atrial fibrillation (AF). Achieving bidirectional conduction block across the MI is challenging, and predictors of MI ablation success remain incompletely understood. We sought to determine the impact of anatomical location of the ablation line on the efficacy of MI ablation. METHODS AND RESULTS: A total of 40 consecutive patients (87% male; 54 ± 10 years) undergoing stepwise AF ablation were included. MI ablation was performed in sinus rhythm. MI ablation was performed from the left inferior PV to either the posterior (group 1) or the anterolateral (group 2) mitral annulus depending on randomization. The length of the MI line (measured with the 3D mapping system) and the amplitude of the EGMs at 3 positions on the MI were measured in each patient. MI block was achieved in 14/19 (74%) patients in group 1 and 15/21 (71%) patients in group 2 (P = NS). Total MI radiofrequency time (18 ± 7 min vs. 17 ± 8 min; P = NS) was similar between groups. Patients with incomplete MI block had a longer MI length (34 ± 6 mm vs. 24 ± 5 mm; P < 0.001), a higher bipolar voltage along the MI (1.75 ± 0.74 mV vs. 1.05 ± 0.69 mV; P < 0.01), and a longer history of continuous AF (19 ± 17 months vs. 10 ± 10 months; P < 0.05). In multivariate analysis, decreased length of the MI was an independent predictor of successful MI block (OR 1.5; 95% CI 1.1-2.1; P < 0.05). CONCLUSIONS: Increased length but not anatomical location of the MI predicts failure to achieve bidirectional MI block during ablation of persistent AF.

Brain glucose sensing in homeostatic and hedonic regulation.

Glucose homeostasis as well as homeostatic and hedonic control of feeding is regulated by hormonal, neuronal, and nutrient-related cues. Glucose, besides its role as a source of metabolic energy, is an important signal controlling hormone secretion and neuronal activity, hence contributing to whole-body metabolic integration in coordination with feeding control. Brain glucose sensing plays a key, but insufficiently explored, role in these metabolic and behavioral controls, which when deregulated may contribute to the development of obesity and diabetes. The recent introduction of innovative transgenic, pharmacogenetic, and optogenetic techniques allows unprecedented analysis of the complexity of central glucose sensing at the molecular, cellular, and neuronal circuit levels, which will lead to a new understanding of the pathogenesis of metabolic diseases.

Integrated regulation of the type III secretion system and other virulence determinants in Ralstonia solanacearum

In many plant and animal bacterial pathogens, the Type III secretion system (TTSS) that directly translocates effector proteins into the eukaryotic host cells is essential for the development of disease. In all species studied, the transcription of the TTSS and most of its effector substrates is tightly regulated by a succession of consecutively activated regulators. However, the whole genetic programme driven by these regulatory cascades is still unknown, especially in bacterial plant pathogens. Here, we have characterised the programme triggered by HrpG, a host-responsive regulator of the TTSS activation cascade in the plant pathogen Ralstonia solanacearum. We show through genome-wide expression analysis that, in addition to the TTSS, HrpG controls the expression of a previously undescribed TTSS-independent pathway that includes a number of other virulence determinants and genes likely involved in adaptation to life in the host. Functional studies revealed that this second pathway co-ordinates the bacterial production of plant cell wall-degrading enzymes, exopolysaccharide, and the phytohormones ethylene and auxin. We provide experimental evidence that these activities contribute to pathogenicity. We also show that the ethylene produced by R. solanacearum is able to modulate the expression of host genes and can therefore interfere with the signalling of plant defence responses. These results provide a new, integrated view of plant bacterial pathogenicity, where a common regulator activates synchronously upon infection the TTSS, other virulence determinants and a number of adaptive functions, which act co-operatively to cause disease.

Regulation of bistable ICEclc transfer in pseudomonas knackmussii B13

L'élément génétique intégratif et conjugatif auto-transférable de 103 kb qui se trouve dans le génome de Pseudomonas knackmussii B13 (ICEc/c) confère la capacité de dégrader le 3-chlorobenzoate et le 2-aminophénol. L'élément ICE c/c peut être transféré par conjugaison de la souche B13 à diverses bêta- et gamma- protéobactéries. Seule une sous-population de 3 à 5% des cellules transfère l'élément, les cellules dites "compétentes pour le transfert". L'acquisition de la compétence pour le transfert est vraisemblablement la conséquence d'une régulation bistable, conduisant une partie des cellules au transfert de l'élément ICE c/c tandis que, dans les autres, l'élément reste quiescent et ne se transfère pas. À ce jour, les mécanismes et les acteurs moléculaires qui régulent l'activation bistable de l'élément sont restés inconnus. Mon travail de doctorat visait à identifier les éléments bistables du régulon de la compétence pour le transfert et d'analyser les fondements moléculaires de la bistabilité de l'élément ICE c/c chez P. knackmussii. Le premier chapitre introduit le thème du transfert génétique horizontal avec un accent particulier sur les éléments intégratifs et conjugatifs (ICE) et ICEcIc. L'état actuel des connaissances sur l'organisation génétique, la régulation, l'intégration et le transfert de différents modèles de ICEs est exposé en détail. En outre, je m'étends sur les phénomènes d'hétérogénéité et de bistabilité phénotyplques, qu'on peut distinguer dans une population isogénique dans des conditions de culture homogènes, et qui sont susceptibles de jouer un rôle dans le transfert de l'élément ICE c/c, dans la mesure où il ne s'active et n'est transférable que dans une très petite sous-population de cellules. Dans le chapitre 2, je présente une analyse globale des régions promotrices minimales des gènes appartenant au régulon de la compétence pour le transfert de l'élément ICE c/c. Nous avons étudié les caractéristiques d'expression des promoteurs et, s'ils s'avéraient bistables, leur activation dans le temps par comparaison avec le mutant lntB13. Pour ce faire, nous avons utilisé des fusions de promoteurs avec des gènes rapporteurs et testé l'expression bistable chez P. knackmussii par microscopie à épifluorescence. Pour six promoteurs présentant une expression bistable, nous avons employé de la microscopie temporelle pour déterminer la chronologie de leur expression par rapport à Pint et PinR. Parmi eux, nous avons identifié deux gènes exprimés précocement et trois gènes exprimés tardivement dans le processus d'acquisition de la compétence de transfert. Dans le chapitre 3, j'expose une analyse d'expression génétique pour l'un des groupes de gènes dont la transcription est la plus élevée dans la région conservée de ICE c/c, les gènes orf81655-orf68241 contenus dans une région de 14 kb. Nous montrons d'abord que cet opéron fait partie du même régulon bistable que intB13 et inrR et analysons les caractéristiques génétiques qui conduisent à une transcription élevée. Nous étudions les fonctions biologiques de ce groupe de gènes par des délétlons ciblées et montrons que certaines d'entre elles empêchent le transfert de l'élément. Nous approfondissons la caractérlsatlon de I'orf8l655 en construisant une fusion transcrlptionnelle avec le gène codant pour la protéine fluorescente verte (egfp) (en utilisant le système minl-Tn5). L'expression de Vorf81655 dans des cellules individuelles est comparée au signal mesuré par hybridation in situ en fluorescence (FISH) sur le ARN messager du gène. En utilisant FISH, des délétlons du promoteur et de l'analyse directe de transcription, nous avons localisé la région promotrice du groupe de gènes. En outre, nous avons utilisé des mutations dirigées pour comprendre la bistabilité de cette région promotrice, caractérisée par une transcription très élevée et une traduction lente de l'ARN messager.  Dans le chapitre 4, nous nous efforçons de comprendre comment la bistabilité est générée au sein du régulon te de l'élément ICE c/c. Pour ce faire, nous avons tenté de reconstituer une expression bistable, dans un hôte qui ne présente pas de bistabilité naturellement, à partir d'éléments génétiques individuels. L'hôte choisi est Pseudomonas putida dans lequel nous avons introduit une copie unique de Pint, PinR ou PaipA fusionnés à la egfp, construits qui permettent d'observer l'apparition de bistabilité. Nous avons ensuite construit différents assemblages de composants génétiques de l'élément ICE c/c, en nous concentrant sur la région parA-inrR. En effet, nous avons pu démontrer qu'une expression bistable apparaît dans P. putida grâce à ces éléments en l'absence de l'élément ICE c/c complet. À noter que la plupart des construits génétiques activent PaipA ou P|,,R, mais qu'un seul recrée la bistabilité de Pint, ce qui suggère que la région parA-inrR permet à la fois d'engendrer la bistabilité et d'opérer la transition entre les promoteurs précoces et les promoteurs tardifs du régulon de la bistabilité. Dans le chapitre 5, nous concluons sur une discussion de la pertinence de nos résultats et sur de futures perspectives de recherche. -- The 103-kb self-transmissible integrative and conjugative element (ICE) of Pseudomonas knackmussii B13 (ICEc/c) confers the capacity to degrade 3- chlorobenzoate and 2-aminophenol. ICEc/c can be conjugated from strain B13 to a variety of Beta- and Gammaproteobacteria. Interestingly, ICE c/c transfer is observed in a subpopulatlon of cells (3-5%) only, the so-called 'transfer competent' cells. The formation of transfer competence (tc) is thought to be the consequence of a 'bistable' decision, which forces those cells to follow the developmental path which leads to ICEc/c transfer, whereas in others ICE c/c remains silent and does not transfer. So far, the mechanisms and molecular partners generating this bistable transfer activation in cells of P. knackmussii B13 remain mostly unidentified. This thesis aimed at understanding the extent of the tc bistability regulon and to dissect the molecular basis of bistabillty formation of ICEc/c in P. knackmussii. The first chapter is a general Introduction on horizontal gene transfer (HGT) with particular emphasis on ICEs and ICE c/c. The emphasis is made on the current knowledge about the HGT gene organization, regulation and specific integration and transfer aspects of the different ICEs models. Furthermore, I focus on the phenomena of phenotypic heterogeneity and bistability (the property of two distinguishable phenotypes existing within an isogenic population under homogeneous conditions), which may play a particular role in ICEc/c behaviour, since ICE activation and transfer only occurs in a very small subpopulation of cells. In Chapter Two, I focus on a global analysis of the different core promoters that might belong to the ICEc/c tc pathway regulon. We studied both expression patterns of ICEc/c promoters and, once being identified as "bistable", their temporal activation compared to that of intB13. In order to do this, we used promoter reporter fusions and tested blstability expression in P. knackmussii using epifluorescence microscopy. For the 6 promoters that showed bistable expression, we used time-lapse microscopy to study the timing of promoter expression in comparison to that of P,,,t or PlnR. We could establish two "early" and 3 "late" phase promoters in the process of transfer competence. In Chapter Three, I focused my attention on analysis of gene expression of one of the most highly transcribed gene clusters in the conserved core region of ICEc/c, a 14-kb gene cluster formed by the genes orf81655-orf68241. First we showed that this operon is part of the same bistability 'regulon' as intB13 and inrR, and analysed the genetic features that lead to high transcription. We studied the potential biological function of this cluster for ICE c/c by making specific gene deletions, showing that some interrupt ICEc/c transfer. We further analysed the orfdl655 promoter by constructing transcriptional egfp fusion reporter strains using the miniTn5 delivery system. Expression of the orf81655 promoter in single cells was compared to signals measured by Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) on orfSl655 mRNA. We localized the promoter region of the gene cluster using FISH, promoter deletions, and by direct transcript analysis. We further used site-directed mutagenesis to understand the bistability character of the promoter region and the extremely high transcription but low translation from this mRNA. In Chapter Four, we set out to understand how bistability is generated in the tc pathway of ICEc/c. For this we tried rebuilding bistable expression from ICEc/c individual gene components in a host, which normally does not display bistability. As host we used P. putida without ICEc/c but with a single copy Pint-, PlnR- or PalpA- egfp fusion that enabled us to verify bistability formation. Subsequently, we built different assemblages of ICEc/c gene components, focusing on the parA-inrR region. Indeed, we found that bistable expression can be build from those components in P. putida without ICEc/c. Interestingly, most genetic constructs activated PaipA or PlnR, but only one resulted in bistable activation of PinT. This suggests that the parA-inrR region acts as a bistability "generator", but also as a bistability "relay" from early to late promoters in the tc pathway hierarchy. In the final fifth chapter, we conclude with a discussion of the relevance of the present thesis and the resulting perspectives for future studies.

Role of basic calcium phosphate crystals in osteoarthritis

L'arthrose est une maladie dégénérative des articulations due à une dégradation progressive du cartilage. La calcification de l'articulation (essentiellement due à des dépôts de cristaux de phosphate de calcium basique -cristaux BCP-) est une caractéristique de cette maladie. Cependant, le rôle des cristaux BCP reste à déterminer. Nous avons tout d'abord déterminé en utilisant des cultures primaires de chondrocytes que les cristaux de BCP induisaient la production de la cytokine IL-6, via une signalisation intracellulaire implicant les kinase Syk, PI3 et Jak et Stat3. Les cristaux de BCP induisent également la perte de protéoglycanes et l'expression de IL-6 dans des explants de cartlage humain et ces deux effets peuvent être bloqués par un inhibiteur de IL-6, le Tocilizumab. Par ailleurs, nous avons trouvé que l'IL-6 ajouté à des chondrocytes, favorisait la formation de cristax de BCP et augmentait l'expression de gènes impliqués dans le processus de minéralisation : Ank (codant pour un transporteur de pyrophooshate), Annexin5 (codant pour un canal calcique) et Pit-1 (codant pour un transporteur de phoshate). In vivo, les cristaux de BCP injectés dans l'articulation de souris induisent une érosion du cartilage. Dans un modèle murin d'arthrose du genou induit par ménisectomie, nous avons observé la formation progressive de cristaux de BCP. Fait intéressant, la présence de ces cristaux dans l'articulation précédait la destruction du cartilage. Un agent susceptible de bloquer les calcifications tel que le sodium thiosulfate (STS), administré à des souris ménisectomisées, inhibait le dépôt intra-articulaire de ces cristaux ainsi que l'érosion du cartilage. Nous avons identifié ainsi un cercle vicieux dans l'arthrose, les cristaux induisant l'interleukine-6 et l'interleukine-6 induisant la formation de ces cristaux. Nous avons étudié si on pouvait bloquer cette boucle cristaux de BCP-IL6 soit par des agents décalcifiants, soit par des inhibiteurs d'IL-6. In vitro, des anticorps anti IL- 6 ou des inhibiteurs de signalisation, inhibaient significativement IL-6 et la minéralisation induite par IL-6. De même le STS inhibait la formation de ces cristaux et la production de l'IL-6. Tout récemment, nous avons trouvé que des inhibiteurs de la xanthine oxidoréductase étaient aussi capables d'inhiber à la fois la production d'IL-6 et la minéralization des chondrocytes. Finalement, nous avons pu exclure un rôle du système IL-1 dans le modèle d'arthrose induite par ménisectomie, les souris déficientes pour IL-1a/ß, MyD88 et l'inflammasome NLRP3 n'étant pas protégées dans ce modèle d'arthrose. L'ensemble de nos résultats montre que les cristaux BCP sont pathogéniques dans l'arthrose et qu'un inhibiteur de minéralisation tel que le STS ou un inhibiteur de l'interleukine-6 constitueraient des nouvelles thérapies pour l'arthrose. -- Osteoarthritis (OA), the most common degenerative disorder of the joints, results from an imbalance between the breakdown and repair of the cartilage and surrounding articular structures. Joint calcification (essentially due to basic calcium phosphate (BCP) crystal deposition) is a characteristic feature of OA. However, the role of BCP crystal deposition in the pathogenesis of OA remains unclear[1][1]. We first demonstrated that in primary murine chondrocytes exogenous BCP crystals led to IL-6 up-modulation and that BCP crystal signaling pathways involved Syk and PI3 kinases, and also gp130 associated molecules, Jak2 and Stat3. BCP crystals also induced proteoglycan loss and IL-6 expression in human cartilage expiants, (which were significantly reduced by an IL-6 inhibitor). In addition, we found that in chondrocytes exogenous IL-6 promoted calcium-containing crystal formation and up- regulation of genes codifying for proteins involved in the calcification process: the inorganic pyrophosphate transport channel Ank, the calcium channel Annexinö and the sodium/phosphate cotransporter Piti. In vivo, BCP crystals injected into murine knee joints induced cartilage erosion. In the menisectomy model, increasing deposits, identified as BCP crystals, were progressively observed around the joint before cartilage erosion. These deposits strongly correlated with cartilage degradation and IL-6 expression. These results demonstrated that BCP crystals deposition and IL-6 production are mutually reinforcing in the osteoarthritic pathogenic process. We then investigated if we could block the BCP-IL6 loop by either targeting IL-6 production or BCP crystal deposits. Treatment of chondrocytes with anti-IL-6 antibodies or inhibitors of IL-6- signaling pathway significantly inhibited IL-6-induced crystal formation. Similarly, sodium thiosulfate (STS), a well-known systemic calcification inhibitor, decreased crystal deposition as well as HA-induced IL-6 secretion in chondrocytes and, in vivo, it decreased crystal deposits size and cartilage erosion in menisectomized knees. Interestingly, we also found that xanthine-oxidoreductase (XO) inhibitors inhibited both IL-6 production and calcium crystal depositis in chondrocytes. We began to unravel the mechanisms involved in this coordinate modulation of IL-6 and mineralization. STS inhibited Reactive Oxygen Species (ROS) generation and we are currently investigating whether XO represents a major source of ROS in chondrocyte mineralization. Finally, we ruled out that IL-1 activation/signaling plays a role in the murine model of OA induced by menisectomy, as IL-1a/ß, the IL-1 R associated molecule MyD88 and NLRP3 inflammasome deficient mice were not protected in this model of OA. Moreover TLR-1, -2, -4,-6 deficient mice had a phenotype similar to that of wild-type mice. Altogether our results demonstrated a self-amplification loop between BCP crystals deposition and IL-6 production, which represents an aggravating process in OA pathogenesis. As currently prescribed OA drugs are addressing OA symptoms,our results highlight a potential novel treatment strategy whereby inhibitors of calcium- containing crystal formation and IL-6 could be combined to form the basis of a disease modifying treatment and alter the course of OA.

Comparative study of two needle models in terms of deflection during inferior alveolar nerve block

Objectives: The purpose of this study is to determine the possible differences in deflection between two needles of same length and external gauge but with different internal gauges during truncal block of the inferior alveolar nerve. The initial working hypothesis was that greater deflection may be expected with larger internal gauge needles. Study design: Four clinicians subjected 346 patients to inferior alveolar nerve block and infiltrating anesthesia of the buccal nerve trajectory for the surgical or conventional extraction of the lower third molar. A nonautoaspirating syringe system with 2 types of needle was used: a standard 27-gauge x 35-mm needle with an internal gauge of 0.215 mm or an XL Monoprotect® 27-gauge x 35-mm needle with an internal gauge of 0.265 mm. The following information was systematically recorded for each patient: needle type, gender, anesthetic technique (direct or indirect truncal block) and the number of bone contacts during the procedure, the patient-extraction side, the practitioner performing the technique, and blood aspiration (either positive or negative). Results: 346 needles were used in total. 190 were standard needles (27-gauge x 35-mm needle with an internal gauge of 0.215 mm) and 156 were XL Monoprotect®. Incidence of deflection was observed in 49.1% of cases (170 needles) where 94 were standard needles and 76 XL Monoprotect®. Needle torsion ranged from 0º and 6º. Conclusions: No significant differences were recorded in terms of deflection and internal gauge, operator, patient-extraction side, the anesthetic technique involved and the number of bone contacts during the procedure

Post-transcriptional regulation of circadian gene expression by miRNAs

La grande majorité des organismes vivants ont développé un système d'horloges biologiques internes, appelées aussi horloges circadiennes, contrôlant l'expression de gênes impliqués dans de nombreux processus moléculaires et comportementaux. Au cours de la dernière décennie, des analyses « microarray » et séquençages à haut débit sur divers tissus de mammifères, indiquent que jusqu'à 20% du transcriptome serait sous contrôle circadien. Il était jusqu'à présent admis que la majorité des ARNm ayant une accumulation rythmique était générée par une transcription qui était elle-même rythmique. Toutefois, de récentes études ont suggéré qu'une proportion considérable des ARNm cycliques serait en fait générée par des mécanismes post-transcriptionnelles, incluant une régulation par micro-ARN (miARN). Lorsque j'ai débuté mon travail de thèse, l'influence des miARN sur l'expression des gènes circadiens, au niveau pangénomique, était encore méconnue. Par l'utilisation d'un modèle murin, dont la biogenèse des miARN a été spécifiquement désactivée au niveau des cellules hépatiques (knockout conditionnel pour Dicer), je me suis donc intéressée au rôle que jouaient ces molécules régulatrices sur la rythmicité de l'expression génique dans le foie. Des séquençages sur l'ensemble du transcriptome révèlent que l'horloge interne du foie est étonnement résistante à la perte totale des miARN. Nous avons cependant trouvé que les miARN agissent de façon importante sur la régulation de l'expression des gènes contrôlés par l'horloge moléculaire. La corégulation par les miARN, affectant jusqu'à 30% des gènes transcrits de façon rythmiques, conduit ainsi à une modulation de phase et d'amplitude du rythme de l'abondance des ARNm. En revanche, seuls peu de transcrits dépendent uniquement des miARN pour la rythmicité de leur accumulation. Enfin, mon travail met en évidence plusieurs miARN spécifiques, qui semblent préférentiellement moduler l'expression des gènes cycliques et permet l'identification de voies hépatiques particulièrement sujettes à une double régulation par les miARN et l'horloge biologique interne. La première masse d'analyses a essentiellement porté sur le rôle que jouent les miARN au niveau de l'expression des gènes contrôlés par l'horloge interne. Dans deux études de suivi, je me suis penchée sur deux aspects supplémentaires et complémentaires de la manière dont les miARN et l'oscillation de l'expression des gènes interagissent. Dans les hépatocytes murins, spécifiquement privés de Dicer, je me suis demandée si un phénotype horloge avait pu être masqué, dû à un entraînement stable de l'horloge du foie par l'horloge maîtresse du cerveau. J'ai donc commencé une série d'expériences ambitieuses (impliquant la mesure de la rythmicité du foie in vivo, chez l'animal vivant) afin de déséquilibrer l'entrainement de l'horloge hépatique via l'utilisation d'un protocole nutritionnel spécifique. Les premiers résultats suggèrent que dans des conditions où l'animal subit une restriction alimentaire pendant la journée, les miARN sont importants dans la cinétique d'adaptation des organes périphériques à un nouvel horaire de sustentation. Dans une deuxième ligne de recherche, j'ai plus profondément étudié quels seraient les miARN responsables des rythmes post-transcriptionnels des ARNm, en utilisant le séquençage de « small » ARN sur 24h. L'analyse est en cours et se poursuivra après l'obtention de mon diplôme. De façon générale, mon travail révèle d'importants et nouveaux rôles des miARN dans la modulation de l'expression circadienne des gènes hépatiques. De plus, le set de données générées dans l'étude déjà publiée, peut dorénavant servir de ressource valable pour de prochaines investigations sur le rôle physiologique que les miARN jouent au niveau du foie. -- Most living organisms have developed internal timing systems, called circadian clocks, to drive the rhythmic expression of genes involved in many molecular and behavioral processes. Over the last decade, microarray analyses and high- throughput sequencing from various mammalian tissues have indicated that up to 20% of the transcriptome are under circadian control. It was generally assumed that the majority of rhythmic mRNA accumulation is generated by rhythmic transcription. However, recent studies have suggested that a considerable proportion of mRNA cycling may actually be generated by post-transcriptional mechanisms, including by microRNAs. When I started my thesis work, it was still unknown how miRNAs influence circadian gene expression in a genome-wide fashion. Using a mouse model in which miRNA biogenesis can be inactivated in hepatocytes (conditional Dicer knockout mouse), I have thus addressed the role that these regulatory molecules play in rhythmic gene expression in the liver. Whole transcriptome sequencing revealed that the hepatic core clock was surprisingly resilient to total miRNA loss. However, we found that miRNAs acted as important regulators of clock-controlled gene expression. Co- regulation by miRNAs, which affected up to 30% of rhythmically transcribed genes, thus led to the modulation of phases and amplitudes of mRNA abundance rhythms. By contrast, only very few transcripts were strictly dependent on miRNAs for their rhythmic accumulation. Finally, my work highlights several specific miRNAs that appear to preferentially modulate cyclic gene expression, and identifies pathways in the liver that are particularly prone to dual regulation through miRNAs and the clock. The first bulk of analyses mainly dealt with the role that miRNAs play at the level of rhythmic clock output gene expression. In two follow-up studies I further delved into two additional, complementary aspects of how miRNAs and gene expression oscillations interact. First, I addressed whether a core clock phenotype in the hepatocyte-specific Dicer knockout could have been masked due to the stable entrainment of the liver clock by the animals' master clock in the brain. I thus started a series of ambitious experiments (involving the in vivo recording of liver rhythms in live animals) to bring the stable entrainment of the liver clock out of equilibrium using specific feeding protocols. My first results suggest that under conditions when animals are challenged by food restriction to daytime, miRNAs are important for the kinetics of adapting to unusual mealtime in peripheral tissue. In a second line of research, I have more carefully investigated which miRNAs are responsible for post- transcriptional mRNA rhythms using small RNA sequencing around-the-clock. The analyses are ongoing and will be continued after my graduation. Overall, my work uncovered important and novel roles of miRNA activity in shaping hepatic circadian gene expression; moreover, the datasets collect in the published studies can serve as a valuable resource for further investigations into the physiological roles that miRNAs play in liver. -- L'alternance du jour et de la nuit dirige depuis longtemps la vie quotidienne des êtres humains et de la plupart des organismes sur terre. Ce cycle de 24 heures façonne beaucoup de changements comportementaux et physiologiques tels que la vigilance, la température corporelle et le sommeil. Les rythmes journaliers, appelés rythmes circadiens, sont dirigés par des horloges biologiques tournant dans presque chaque cellule du corps. Une structure dans le cerveau agit en tant qu'horloge maitresse pour synchroniser les horloges internes entre elles et en fonction des signaux de jour/nuit extérieurs. Dans les cellules "les gènes de l'horloge" sont activés et désactivés une fois par jour ce qui déclenche des cycles dans lesquels des protéines sont produites de manière circadienne. Ces rythmes protéiques sont spécialisés pour chaque tissu ou organe et peuvent les aider à réaliser leurs tâches quotidiennes. Les rythmes circadiens peuvent être générés d'autres manières n'impliquant pas directement les composants des gènes de l'horloge. Les ARN messagers (ARNm) sont des molécules intermédiaires dans la production de protéines à partir d'ADN. Dans le foie des souris jusqu'à 20% des molécules d'ARNm sont produites suivant des rythmes circadiens. Le foie réalise des tâches essentielles dans le contrôle du métabolisme incluant celui des hydrates de carbone, des graisses et du cholestérol. Un timing précis est important afin de traiter les substances nutritives correctement lors des repas il en résulte une variation des quantités de certains ARNm et protéines coïncidant avec les repas. Les microARNs constituent une autre classe de molécules ARN de très petite taille qui régulent l'efficacité de traduction des ARNm en protéines et la stabilité des ARNm. Lors de mon travail de thèse, j'ai exploré de manière approfondie l'influence de ces petits régulateurs sur les rythmes circadiens du foie de souris. Ces expériences qui impliquaient le "Knock-out" d'un gène essentiel à la production de microARNs montrent qu'au lieu de générer les rythmes des ARNm, les microARNs les ajustent pour répondre aux besoins spécifiques du foie comme assurer leur pic au bon moment de la journée. Le ciblage de microARNs spécifiques peut révéler de nouvelles stratégies pour rectifier ces rythmes lorsque par exemple les fonctions métaboliques ne fonctionnent plus normalement. -- The rising and setting of the sun have long driven the daily schedules of humans and most organisms on the earth. This 24-hr cycle shapes many behavioural and physiological changes, such as alertness, body temperature, and sleep. These daily rhythms, which are called circadian rhythms, are dictated by biological clocks that are ticking in almost every single cell of the body. A region in the brain acts as a master clock to synchronize the internal clocks with each other and with the outside light/dark cycles. In cells, "core clock genes" are turned on and off once per day, which triggers cycles that cause some proteins to be produced in a circadian manner. The protein rhythms are specialized to a particular tissue or organ, and may help them to carry out their designated daily tasks. However, circadian rhythms might also be produced by other ways that do not involve these core clock components. Messenger RNAs (mRNAs) are intermediate molecules in the production of proteins from DNA. In the mouse liver, up to 20% of mRNA molecules are produced in circadian cycles. The liver performs essential tasks that control metabolism-including that of carbohydrates, fats, and cholesterol. Precisely timing when certain mRNAs and proteins reach peaks and troughs in their activities to coincide with mealtimes is important for nutrients to be properly processed. Other RNA molecules called microRNAs, i.e. RNAs of very small size, regulate at which rate mRNA molecules are translated into proteins. In my thesis work, I have explored at the influence of these small regulators on circadian rhythms in the mouse liver in greater detail. These experiments, which involved "knocking out" a gene that is essential for the production of microRNAs, show that rather than generating the mRNA rhythms, the microRNAs appear to adjust them to meet the specific needs of the liver, such as ensuring that they peak at the right time-of-day. Targeting specific microRNA molecules may reveal new strategies to tweak these rhythms, which could help to improve conditions when metabolic functions go wrong.

Lectio praecursoria: Environmental policy evaluation concepts exemplified in the context of the European Unions strategy for better regulation

Lectio praecursoria 3.2.2006 Tampereen yliopisto