Cyanobacterial diversity and a new Acaryochloris-like symbiont from Bahamian sea-squirts

Symbiotic interactions between ascidians (sea-squirts) and microbes are poorly understood. Here we characterized the cyanobacteria in the tissues of 8 distinct didemnid taxa from shallow-water marine habitats in the Bahamas Islands by sequencing a fragment of the cyanobacterial 16S rRNA gene and the entire 16S-23S rRNA internal transcribed spacer region (ITS) and by examining symbiont morphology with transmission electron (TEM) and confocal microscopy (CM). As described previously for other species, Trididemnum spp. mostly contained symbionts associated with the Prochloron-Synechocystis group. However, sequence analysis of the symbionts in Lissoclinum revealed two unique clades. The first contained a novel cyanobacterial clade, while the second clade was closely associated with Acaryochloris marina. CM revealed the presence of chlorophyll d (chl d) and phycobiliproteins (PBPs) within these symbiont cells, as is characteristic of Acaryochloris species. The presence of symbionts was also observed by TEM inside the tunic of both the adult and larvae of L. fragile, indicating vertical transmission to progeny. Based on molecular phylogenetic and microscopic analyses, Candidatus Acaryochloris bahamiensis nov. sp. is proposed for this symbiotic cyanobacterium. Our results support the hypothesis that photosymbiont communities in ascidians are structured by host phylogeny, but in some cases, also by sampling location.

Molecular genetics of the immotile short tail sperm defect

Hedelmättömyyttä aiheuttavan siittiöiden puolihäntävian molekyyligenetiikka Suomalaisissa Yorkshire karjuissa yleistyi 1990-luvun lopulla autosomaalisesti ja resessiivisesti periytyvä hedelmättömyyttä aiheuttava siittiöiden puolihäntävika (ISTS, immotile short tail sperm). Sairaus aiheuttaa normaalia lyhyemmän ja täysin liikkumattoman siittiön hännän muodostuksen. Muita oireita sairailla karjuilla ei ole havaittu ja emakot ovat oireettomia. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli kartoittaa siittiöiden puolihäntävian aiheuttava geenivirhe ja kehittää DNA-testi markkeri- ja geeniavusteiseen valintaan. Koko genomin kartoituksessa vian aiheuttava alue paikannettiin sian kromosomiin 16. Paikannuksen perusteella kahden geenimerkin haplotyyppi kehitettiin käytettäväksi markkeri-avusteisessa valinnassa. Sairauteen kytkeytyneen alueen hienokartoitusta jatkettiin geenitestin kehittämiseksi kantajadiagnostiikkaan. Vertailevalla kartoituksella oireeseen kytkeytynyt alue paikannettiin 2 cM:n alueelle ihmisen kromosomiin viisi (5p13.2). Tällä alueella sijaitsevia geenejä vastaavista sian sekvensseistä löydetyn muuntelun perusteella voitiin tarkentaa sairauteen kytkeytyneitä haplotyyppejä. Haplotyyppien perusteella puolihäntäoireeseen kytkeytynyt alue rajattiin kahdeksan geenin alueelle ihmisen geenikartalla. Alueelle paikannetun kandidaattigeenin (KPL2) sekvensointi paljasti introniin liittyneen liikkuvan DNA-sekvenssin, Line-1 retroposonin. Tämä retroposoni muuttaa geenin silmikointia siten, että sitä edeltävä eksoni jätetään pois tai myös osa introni- ja inserttisekvenssiä liitetään geenin mRNA tuotteeseen. Molemmissa tapauksissa tuloksena on lyhentynyt KPL2 proteiini. Tähän retroposoni-inserttiin perustuva geenitesti on ollut sianjalostajien käytössä vuodesta 2006. KPL2 geenin ilmenemisen tarkastelu sialla ja hiirellä paljasti useita kudosspesifisiä silmikointimuotoja. KPL2 geenin pitkä muoto ilmenee pääasiassa vain kiveksessä, mikä selittää geenivirheen aiheuttamat erityisesti siittiön kehitykseen liittyvät oireet. KPL2 proteiinin ilmeneminen hiiren siittiön hännän kehityksen aikana ja mahdollinen yhteistoiminta IFT20 proteiinin kanssa viittaavat tehtävään proteiinien kuljetuksessa siittiön häntään. Mahdollisen kuljetustehtävän lisäksi KPL2 saattaa toimia myös siittiön hännän rakenneosana, koska se paikannettiin valmiin siittiön hännän keskiosaan. Lisäksi KPL2 proteiini saattaa myös toimia Golgin laitteessa sekä Sertolin solujen ja spermatidien liitoksissa, mutta nämä havainnot kuitenkin vaativat lisätutkimuksia. Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että KPL2 geeni on tärkeä siittiön hännän kehitykselle ja sen rakennemuutos aiheuttaa siittiöiden puolihäntäoireen suomalaisilla Yorkshire karjuilla. KPL2 proteiinin ilmeneminen ja paikannus siittiön kehityksen aikana antaa viitteitä proteiinin toiminnasta. Koska KPL2 geenisekvenssi on erittäin konservoitunut, nämä tulokset tuovat uutta tietoa kaikkien nisäkkäiden siittiöiden kehitykseen ja urosten hedelmättömyyteen syihin.

A Comparative Study of Desktop, Fishtank, and Cave Systems for the Exploration of Volume Rendered Confocal Data Sets

We present a participant study that compares biological data exploration tasks using volume renderings of laser confocal microscopy data across three environments that vary in level of immersion: a desktop, fishtank, and cave system. For the tasks, data, and visualization approach used in our study, we found that subjects qualitatively preferred and quantitatively performed better in the cave compared with the fishtank and desktop. Subjects performed real-world biological data analysis tasks that emphasized understanding spatial relationships including characterizing the general features in a volume, identifying colocated features, and reporting geometric relationships such as whether clusters of cells were coplanar. After analyzing data in each environment, subjects were asked to choose which environment they wanted to analyze additional data sets in - subjects uniformly selected the cave environment.

Garlic viral complex: identification of Potyviruses and Carlavirus in Central Brazil

Garlic viruses often occur in complex infections in nature. In this study, a garlic virus complex, collected in fields in Brazil, was purified. RT-PCR was performed using specific primers designed from the consensus regions of the coat protein genes of Onion yellow dwarf virus, a garlic strain (OYDV-G) and Leek yellow stripe virus (LYSV). cDNA of Garlic common latent virus (GCLV) was synthesized using oligo-dT and random primers. By these procedures individual garlic virus genomes were isolated and sequenced. The nucleotide sequence analysis associated with serological data reveals the presence of two Potyvirus OYDV-G and LYSV, and GCLV, a Carlavirus, simultaneously infecting garlic plants. Deduced amino acid sequences of the Brazilian isolates were compared with related viruses reported in different geographical regions of the world. The analysis showed closed relations considering the Brazilian isolates of OYDV-G and GCLV, and large divergence considering LYSV isolate. The detection of these virus species was confirmed by specific reactions observed when coat protein genes of the Brazilian isolates were used as probes in dot-blot and Southern blot hybridization assays. In field natural viral re-infection of virus-free garlic was evaluated.

High-Throughput Screening for Novel Prostate Cancer Drug Targets –Getting Personal

Prostate cancers form a heterogeneous group of diseases and there is a need for novel biomarkers, and for more efficient and targeted methods of treatment. In this thesis, the potential of microarray data, RNA interference (RNAi) and compound screens were utilized in order to identify novel biomarkers, drug targets and drugs for future personalized prostate cancer therapeutics. First, a bioinformatic mRNA expression analysis covering 9873 human tissue and cell samples, including 349 prostate cancer and 147 normal prostate samples, was used to distinguish in silico prevalidated putative prostate cancer biomarkers and drug targets. Second, RNAi based high-throughput (HT) functional profiling of 295 prostate and prostate cancer tissue specific genes was performed in cultured prostate cancer cells. Third, a HT compound screen approach using a library of 4910 drugs and drug-like molecules was exploited to identify potential drugs inhibiting prostate cancer cell growth. Nine candidate drug targets, with biomarker potential, and one cancer selective compound were validated in vitro and in vivo. In addition to androgen receptor (AR) signaling, endoplasmic reticulum (ER) function, arachidonic acid (AA) pathway, redox homeostasis and mitosis were identified as vital processes in prostate cancer cells. ERG oncogene positive cancer cells exhibited sensitivity to induction of oxidative and ER stress, whereas advanced and castrate-resistant prostate cancer (CRPC) could be potentially targeted through AR signaling and mitosis. In conclusion, this thesis illustrates the power of systems biological data analysis in the discovery of potential vulnerabilities present in prostate cancer cells, as well as novel options for personalized cancer management.

Diarrhea outbreaks in suckling piglets due to rotavirus group C single and mixed (rotavirus groups A and B) infections

Porcine group A rotavirus (PoRVA) is a major cause of neonatal diarrhea in suckling and recently weaned piglets worldwide. The involvement of non-group A rotavirus in cases of neonatal diarrhea in piglets are sporadic. In Brazil there are no reports of the porcine rotavirus group C (PoRVC) as etiologic agent of the diarrhea outbreaks in piglets. The aim of this study was to describe the identification of rotavirus group C in single and in mixed infection with rotavirus groups A and B in three neonatal diarrhea outbreaks in suckling (<21-day-old) piglets, with 70% to 80% and 20% to 25% of morbidity and lethality rates, respectively, in three pig herds located in the state of Santa Catarina, Brazil. The diagnosis of PoRV in the diarrheic fecal samples was performed using polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) to identify the presence of porcine rotavirus groups A, B (PoRVB), and C, and by RT-PCR (PoRVA and PoRVC) and semi-nested (SN)-PCR (PoRVB) to partially amplify the VP4 (VP8*)-VP7, NSP2, and VP6 genes of PoRVA, PoRVB, and PoRVC, respectively. One RT-PCR (PoRVA and PoRVC) and SN-PCR (PoRVB) product of each group of rotavirus of each diarrhea outbreak was submitted to nucleotide (nt) sequence analysis. Based on the PAGE technique, 4 (25%) and 1 (6.25%) of the 16 diarrheic fecal samples evaluated in the first outbreak presented PoRVA and PoRVC electropherotype, respectively, and 11 (68.75%) were negative. In the second outbreak, 3 (42.85%) of the 7 fecal samples evaluated presented PoRVA electropherotype, and in 3 (42.85%) and in 1 (14.3%) fecal samples were detected inconclusive and negative results, respectively. Three (30%) of the 10 fecal samples of the third outbreak presented PoRVC electropherotype; 5 (50%) and 2 (20%) samples showed negative and inconclusive results, respectively. Based on the RT-PCR and SN-PCR assays in the first neonatal diarrhea outbreak, PoRVC was detected in 13 (81.2%) of the 16 diarrheic fecal samples evaluated. PoRVC single infection was identified in 4 (25%) of these samples and mixed infections with PoRVA and PoRVB in 9 (56.2%) fecal samples. All of the seven diarrheic fecal samples evaluated from the second neonatal diarrhea outbreak were positive for PoRVC, whereas its mixed infection with other PoRV groups was detected in 4 (57.2%) samples. In the third outbreak, PoRVC in single infection was detected in all of the 10 diarrheic fecal samples analyzed. In the nt sequence analysis, the PoRVA strains of the first and second outbreaks demonstrated higher nt identity with G4P[6] and G9P[23] genotypes, respectively. The PoRVB strains (first and second outbreaks) and the PoRVC strains (first, second, and third outbreaks) showed higher nt identity and clustered in the phylogenetic tree with PoRVB and PoRVC strains that belong to the N4 and I1 genotypes, respectively. This is the first description in Brazil of the involvement of PoRVC in the etiology of diarrhea outbreaks in suckling piglets. The results of this study demonstrated that PoRVC, in both single and mixed infections, is an important enteropathogen involved in neonatal diarrhea outbreaks in piglets and that the use of more sensitive diagnostic techniques allows the identification of mixed infections involving two or even three groups of PoRV, which may be more common than previously reported.

Severe diarrhea outbreak in beef calves (Bos indicus) caused by G6P[11], an emergent genotype of bovine rotavirus group A

The episodes of diarrhea caused by neonatal bovine rotavirus group A (BoRVA) constitute one of the major health problems in the calf rearing worldwide. The main G (VP7) and P (VP4) genotypes of BoRVA strains involved in the etiology of diarrhea in calves are G6P[1], G10P[11], G6P[5], and G8P[1]. However, less frequently, other G and P genotypes have been described in BoRVA strains identified in diarrheic fecal samples of calves. This study describes the identification and molecular characterization of an emerging genotype (G6P[11]) in BoRVA strains involved in the etiology of a diarrhea outbreak in beef calves in a cattle herd of high production in extensive management system. The diarrhea outbreak, which showed high morbidity (60%) and lethality (7%) rates, occurred in calves (n= 384) Nelore (Bos indicus) up to 30-day-old from the State of Mato Grosso do Sul, Brazil. BoRVA was identified in 80% (16/20) of the fecal samples analyzed by polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) technique. In all PAGE-positive fecal samples were amplified products with 1,062-bp and 876-bp in the RT-PCR assays for VP7 (G type) and VP4 (VP8*) (P type) of BoRVA, respectively. The nucleotide sequence analysis of VP7 and VP4 genes of four wild-type BoRVA strains showed G6-III P[11]-III genotype/lineage. The G6P[11] genotype has been described in RVA strains of human and animal hosts, however, in calves this genotype was only identified in some cross-sectional studies and not as a single cause of diarrhea outbreaks in calves with high morbidity and lethality rates as described in this study. The monitoring of the G and P genotypes of BoRVA strains involved in diarrhea outbreaks in calves is important for both animal and public health by allowing the identification of the most frequent genotypes, the characterization of novel genotypes and to identify reassortments with genotypes described in animal and human hosts. The results of this study show the importance of the monitoring of the genotypes of BoRVA strains involved in episodes of bovine neonatal diarrhea as for characterization of frequency of occurrence and pathogenic potential of uncommon genotypes as for monitoring of the emergency of different BoRVA genotypes not included in commercial vaccines.

Identification of canine papillomavirus type 1 (CPV1) DNA in dogs with cutaneous papillomatosis

Canine oral papillomavirus (COPV), also known as Canine Papillomavirus type 1 (CPV1), induces papillomas at the mucous membranes of the oral cavity and at the haired skin of dogs. The classification of Papillomavirus (PV) types is based on the L1 capsid protein and nucleotide sequence; so far, 14 CPV types have been described in several countries, but the molecular characterization of CPV in Brazil is lacking. This study investigated the presence of the PV in seven papillomas from four mixed breed dogs from Londrina/PR, Southern Brazil, by partial sequencing of the L1 gene. Seven exophytic cutaneous lesions were surgically removed and processed for histopathological and molecular characterization. Histopathology confirmed the lesions as viral papillomas due to typical histological features. Polymerase Chain Reaction (PCR) assay using the FAP59 and FAP64 primers targeted the L1 gene followed by sequence analysis of the amplicons identified CPV1 in all evaluated papilloma samples. This study represents the first description of CPV1 DNA associated with canine papillomatosis in Brazil.

Further molecular characterization of weed-associated begomoviruses in Brazil with an emphasis on Sida spp

Begomoviruses are whitefly-transmitted, single-stranded DNA viruses that are often associated with weed plants. The aim of this study was to further characterize the diversity of begomoviruses infecting weeds (mostly Sida spp.) in Brazil. Total DNA was extracted from weed samples collected in Viçosa (Minas Gerais state) and in some municipalities of Alagoas state in 2009 and 2010. Viral genomes were amplified by RCA, cloned and sequenced. A total of 26 DNA-A clones were obtained. Sequence analysis indicated the presence of 10 begomoviruses. All viral isolates from Blainvillea rhomboidea belonged to the same species, Blainvillea yellow spot virus (BlYSV ), thereby suggesting that BlYSV may be the only begomovirus present in this weed species. Four isolates represent new species, for which the following names are proposed: Sida yellow blotch virus (SiYBV), Sida yellow net virus (SiYNV), Sida mottle Alagoas virus (SiMoAV) and Sida yellow mosaic Alagoas virus (SiYMAV). Recombination events were detected among the SiYBV isolates and in the SiYNV isolate. These results constitute further evidence of the high species diversity of begomoviruses in Sida spp. However, the role of this weed species as a source of begomoviruses infecting crop plants remains to be determined.

Screening of iron-enriched fungus from natural environment and evaluation of organically bound iron bioavailability in rats

Iron is an essential element for nearly all living organisms, and its deficiency is the most common form of malnutrition in the world. The organic forms of trace elements are considered more bioavailable than the inorganic forms. Although Saccharomyces cerevisiae can enrich metal elements and convert inorganic iron to organic species, its tolerability and transforming capacity are limited. The aim of this study was to screen higher biomass and other iron-enriched fungi strains besides Saccharomyces cerevisiae from the natural environment. A PDA medium containing 800 μg/mL iron was used for initial screening. Fifty strains that tolerated high iron concentration were isolated from the natural environment, and only one strain, No.BY1109, grew well at Fe (II) concentration of 10,000μg/ml. According to morphological characterization, 18S rDNA sequence analysis, and biophysical and biochemical characterization, the strain No.BY1109 was identified as Rhodotorula. The iron content of No.BY1109 (10 mg Fe/g dry cell) was determined using atomic absorption spectrometry. The results of distribution of iron in the cells showed that iron ion was mainly chelated in the cell walls and vacuoles. The bioavailability in rats confirmed that strain No.BY1109 had higher absorption efficiency than that of ferrous sulfate after single dose oral administration. The present study introduces new iron supplements, and it is a basis for finding new iron supplements from natural environment.

Évaluation neurobiologique des souris spontanément hypertendues : Du vieillissement à la génomique comparative

Le but de cette thèse est premièrement d’évaluer l’effet du vieillissement sur les fonctions psychomotrices des souches de souris sélectionnées génétiquement en fonction de leur tension artérielle (TA); deuxièmement, de localiser les déterminants génétiques des phénotypes psychophysiologiques à partir de souches recombinantes congéniques (RCS). Ces travaux ont mené à la publication de 4 articles. Le premier article décrit l’évaluation des fonctions psychomotrices des souches avec une tension artérielle élevée (HBP), basse (LBP) et normale (NBP). La performance aux épreuves d’exploration, d’habiletés motrices et d’apprentissage spatial, a été mesurée sur deux cohortes âgées respectivement de 12 mois et de trois mois. Indépendamment de l’âge, les HBPs sont hyperactives dans l’open-field (OF), mais pas dans le test d’exploration de trous. Inversement, les LBP explorent moins d’espaces que les NBP et, à trois mois seulement, sont hypoactives dans l’OF. Par ailleurs, les HBPs et les LBP présentent des déficits précoces de coordination motrice et des fonctions visuo-motrices. Le second article concerne l’évaluation longitudinale de la coordination motrice, de l’anxiété et de l’apprentissage spatial des souches HBP, LBP et NBP, à l’âge de deux mois et de 12 mois. Le vieillissement accentue l’hyperactivité des HBPs dans l’OF. Par contre, l’hypoactivité des souris LBP est détectable seulement à l’âge de deux mois. Indépendamment de l’âge, les souris HBP et LBP montrent une perception réduite du danger dans l’épreuve d’anxiété et des dysfonctions visuo-motrices au labyrinthe aquatique. Enfin, des déficits précoces de coordination motrice se manifestent seulement chez les HBPs. Il reste à déterminer si les déficits observés sont liés à des déterminants génétiques indépendants ou secondaires aux altérations de la tension artérielle. Le troisième article présente la comparaison entre les souches consanguines A/J et C57Bl/6J (B6) aux épreuves de l’OF, de la planche à trous, du labyrinthe aquatique et du cintre (coordination motrice). Les B6 explore d’avantage l’OF et la planche à trous. Les B6 sont moins rapides sur le cintre, mais supérieurs aux A/J dans le labyrinthe aquatique, avec une plate-forme invisible ou visible. Ces résultats démontrent l’implication de déterminants génétiques. Cette thèse se termine par un quatrième article sur la localisation des déterminants génétiques de la susceptibilité au stress dans les RCS, dérivées de A/J et B6, et présentant un agencement spécifique de 12.5% du génome. La réactivité émotionnelle est évaluée dans l’OF et le plus-maze; la réponse de stress est mesurée par radio télémétrie de la température interne pendant le stress d’immobilisation (SI) sous diète régulière et riche en sel; l’excrétion des électrolytes urinaires est dosée après 24 heures de diète salée. Les loci les plus significatifs sont situés dans les régions suivantes: de l’émotionalité dans l’OF (Emo1) sur le chr. 1 (LOD=4.6) correspondant à la région homologue impliquée dans la cohorte d’hypertension familiale du Saguenay; de la dopa décarboxylase (ddc) sur le chr. 11 pour l’émergence du plus-maze (LOD=4.7); de la protéine liant l’endotoxine (lbp) sur le chr. 2 pour l’hypothermie initiale en réponse au SI (LOD=4); et de HSP90 sur le chr. 12 pour l’excrétion de Ca++ (LOD=4.6). Des banques de données sont ensuite interrogées pour recenser les polymorphismes des régions régulatrices ou codantes des gènes candidats chez les souches ancestrales A/J et B6, dont les séquences sont disponibles pour le génome entier. Des utilitaires web permettent de dévoiler les changements dans la structure secondaire de l’ARNm, l’interférence avec des microARN ou avec d’autres motifs de liaison. Plusieurs SNPs fonctionnels ont été identifiés pour le QTL du chr. 1, particulièrement dans les éléments de régulation; ceux-ci impliquant des gènes reliés avec les réponses inflammatoire/immunitaire ou avec le système cardiovasculaire. La quantification par la PCR confirme une régulation à la baisse d’atp1a2 dans le cœur et le cerveau des souches susceptibles à l’anxiété. Ces résultats confirment l’intrication des altérations de la susceptibilité au stress et de la régulation de la TA.

Parcours d'entrée en vie féconde des femmes au Burkina Faso : une analyse séquentielle

Alors que dans les sociétés de l’Afrique de l’Ouest, le mariage représente traditionnellement le point de départ de la séquence des événements démographiques associés à la formation de la famille, aujourd’hui cette séquence s’est complexifiée. Suite à l’effritement des modes traditionnels du passage à l’âge adulte, les jeunes citadins reportent leur mariage, le contexte de l’initiation sexuelle est plus fréquemment prénuptial et le nombre de naissances hors mariage semble augmenter. Peu d’études se sont penchées sur l’analyse de la séquence de ces événements sous l’angle du parcours individuel. L’objectif central de ce mémoire est d’explorer, de décrire et d’expliquer les changements survenus dans les parcours d’entrée en vie féconde des femmes durant leur jeunesse en utilisant comme unité d’analyse l’entièreté des parcours. Utilisant les données EDS du Burkina Faso, nous synthétisons en parcours, sous forme des séquences d’épisodes, les calendriers du premier rapport sexuel, de la première union et de la première naissance. Avec l’analyse séquentielle, nous identifions quatre catégories de parcours : nuptial, sexualité prénuptiale, maternité prénuptiale et célibataires. La méthode permet également une catégorisation plus fine des parcours et une visualisation de modèles de transitions. Nous analysons ensuite l’association entre les caractéristiques individuelles et les parcours suivis grâce à des modèles multinomiaux. Nos résultats confirment l’augmentation des parcours non nuptiaux auprès des jeunes. De plus, ils montrent qu’un niveau de scolarité plus élevé augmente la probabilité de suivre un parcours non-traditionnel, notamment chez les femmes urbaines, le milieu de socialisation à l’enfance ayant aussi un effet sur le choix du parcours.

Étude moléculaire de la formation de complexes protéiques impliqués dans la signalisation des récepteurs couplés aux protéines G

La communication cellulaire est un phénomène important pour le maintien de l’homéostasie des cellules. Au court des dernières années, cette sphère de recherche sur la signalisation cellulaire a connue des avancées importantes au niveau de l’identification des acteurs principaux impliqués dans la reconnaissance extracellulaire des signaux, ainsi que la compréhension des voies de signalisation engagées par les cellules pour répondre aux facteurs extracellulaires. Malgré ces nouvelles informations, les diverses interrelations moléculaires entre les acteurs ainsi que les voies de signalisation cellulaire, demeurent mal comprises. Le transfert d’énergie de résonance de bioluminescence (BRET) permet la mesure d’interactions protéiques et peut être utilisé dans deux configurations, le BRET480-YFP (connu aussi comme le BRET1) et le BRET400-GFP (connu aussi en tant que BRET2). Suite à l’oxydation de son substrat, la luciférase de renilla peut transférer son énergie à une protéine fluorescente, uniquement si elles sont à proximité l’une de l’autre (≤100Å). La combinaison dans un seul essai des BRET480-YFP et BRET400-GFP, a permis de suivre trois paires d’interactions, sur une même population cellulaire. Par contre, l’utilisation de deux substrats pour la réaction de bioluminescence rend impossible la mesure simultanée des différents signaux de BRET, pour ce trois nouvelles configurations de BRET ont été mises au point en utilisant des nouvelles protéines fluorescentes. Ainsi deux des nouvelles couleurs de BRET ayant des émissions résolues, le BRET400-BFP et le BRET400mAmetrine ont pu être combinées pour mesurer l’engagement par un RCPG d’une protéine G, ainsi que l’accumulation du second messager. La combinaison de ces BRET a également permis de révéler la formation d’un complexe entre le récepteur α2A adrénergique (α2AAR), Gαi1, le dimère Gβγ ainsi que la kinase des récepteurs couplés aux protéines G (GRK2), suite à l’activation du récepteur. De plus, seule l’entrée de GRK2 semble être en mesure de causer la désensibilisation du α2AAR, en s’intercalant entre Gαi1 et Gβγ. Par contre, la stabilisation de l’interaction entre α2AAR et la β-arrestine2 semble nécessiter l’activité kinase de GRK2. Une autre étude a révélé l’importance de différentes Gα pour la mobilisation du calcium, suite à l’activation du récepteur aux opioïdes de type delta (DOR). Suite à la surexpression de Gα de la famille Gαq, il a été possible de mesurer une influence de ces Gα sur la mobilisation du calcium. Toutefois, cette réponse calcique mesurée en présence des Gαq demeure sensible aux prétraitements à la toxine de Bordetella pertussis, qui inhibe sélectivement l’activité des Gαi. De plus, la co-expression de Gαi et Gαq permet de potentialiser la mobilisation de calcium, démontrant une interrelation entre ces deux familles de protéine Gα, pour la signalisation du DOR. Afin de démontrer l’interrelation directe, des expériences de BRET ont été réalisées entre différentes Gα. En plus de montrer la formation de complexes sélectifs entre les Gα, les expériences de BRET réalisées en parallèle d’analyses de séquences de Gα, ont également mis à jour un site de sélectivité d’interaction entre les Gα, l’hélice α4. Suite à la transposition de cette hélice α4 de Gα12 sur Gαi1, qui normalement n’interagissent pas, il a été possible de forcer l’interaction entre Gα12 et Gαi1, confirmant ainsi que cette hélice α contient l’information permettant une sélectivité d’interaction. Au cours de cette thèse, il a été possible de générer de nouvelles méthodes de mesure d’interactions protéiques qui permettent de multiplexer différents signaux, ce qui a permis de mettre à jour de nouvelles interactions entre divers effecteurs de la signalisation de RCGP

Contribution des protéines issues du liquide synovial dans la protection et la survie des PMN humains : chimioprotection : étude comparative des mécanismes d’action impliqués par rapport au GM-CSF

Les polymorphonucléaires neutrophiles (PMNs) représentent une arme primordiale dans la défense contre divers agents pathogènes; notamment les bactéries, les champignons, les cellules tumorales de même que les cellules infectées par des virus. Cependant, certaines pathologies reliées à l’inflammation chronique soulèvent l’implication des neutrophiles notamment dans l’arthrite rhumatoïde. La réponse inflammatoire persistante générée par l’activation et la survie des neutrophiles engendre une destruction des tissus environnants suite à la sécrétion non contrôlée de leurs produits cytotoxiques. Même si l’activation chronique des neutrophiles est néfaste dans plusieurs pathologies, elle pourrait s’avérer un bon outil en cas de neutropénie, comme c’est souvent le cas les patients ayant reçu des traitements de chimiothérapie. Ce projet fait suite aux travaux doctoraux de Lagraoui (1999). Il vise à identifier le(s) facteur(s) du liquide synovial qui augmente la survie des neutrophiles ainsi que le mécanisme d’action impliqué dans ce processus. Similairement au facteur semi-pur isolés par Lagraoui (1999), le milieu conditionné concentré (MCC) augmente la survie des PMNs de 75% (39% ± 9.5 vs 68% ± 2.5, p<0.01). Suivant le séquençage du MCC parallèlement au facteur semi-pur actif, deux protéines ont été identifiées à la fois dans le MCC et dans le facteur semi-pur soient : l’albumine et la fétuine. Notre projet vise donc à comparer les effets de l’albumine et de la fétuine à ceux du GM-CSF dans l’optique d’une thérapie alternative au GM-CSF en tant qu’adjuvant de chimiothérapie. La présence d’albumine, de fétuine ou de GM-CSF chez les PMNs incubés 24 heures avec la Mutamycin® induit une diminution du nombre de cellules en apoptose par rapport à la Mutamycin® (Ctrl : 43% ± 10; A : 74% ± 3; F : (82% ± 6 et GM : 74% ± 7; p<0.01). L’effet de l’albumine dépend de la voie de la kinase PI3 mais également celle la kinase ERK, alors que celle de la fétuine dépend de la kinase PI3. Similairement l’EPO, l’albumine et la fétuine supporte la différentiation des HSCs en précurseurs érythrocytaires de type BFU-E. Dans un modèle murin de chiomioprotection, l’albumine augmente la concentration cellulaire rapport au groupe contrôle des leukocytes de la rate (66 ±8 x106c/ml vs 81 ±16 x106c/ml) et du sang (3.6 ±0.4 x106c/ml vs 5.7 ±2.3 x106c/ml). Donc, in vitro, l’albumine et la fétuine sont comparables au GM-CSF au niveau fonctionalité et mécansimes d’action. Cependant, vu leur manque de spécificité, l’application thérapeutique en tant qu’adjuvant de chiomiothérapie de l’albumine et la fétuine est peu prometteuse. Par contre, les maladies dégénératives et les évènements ischémiques pourraient s’avérer de bonnes cibles thérapeutiques, principalement pour l’albumine.

Caractérisation cytogénétique et moléculaire des translocations chromosomiques dans la phase blastique de la leucémie myéloïde chronique

La leucémie myéloïde chronique (LMC) est un modèle d’évolution tumorale dans les cancers humains. Le processus d’évolution de la LMC de la phase chronique (PC) à la phase blastique (PB) est caractérisé par un arrêt de différenciation et l’acquisition de la capacité d’autorenouvellement incontrôlé d’une cellule souche ou d’un progéniteur hématopoïétique. La LMC en PB est associée à la présence d’anomalies génétiques additionnelles à la fusion BCR-ABL1 qui résulte de la translocation chromosomique t(9;22). Contrairement aux patients en PC, les patients en PB de la LMC n’obtiennent pas une réponse moléculaire complète à long terme avec 1’Imatinib mesylate, un inhibiteur de la tyrosine kinase (ITK) BCR-ABL1. De plus, les ITKs de deuxième et troisième générations sont moins efficaces en PB de la LMC lorsque les cellules leucémiques ont acquis une résistance au traitement indépendante des mutations de BCR-ABL1. Les mécanismes moléculaires des voies de signalisation impliquées dans la progression de la LMC en PB ne sont pas entièrement élucidés. Le but de notre travail est de caractériser de nouvelles anomalies génétiques dans la PB de la LMC. Nous avons identifié en cytogénétique, quatre nouvelles translocations chromosomiques : t(1;21)(p36;q22), t(7;17)(p15;q22), t(8;17)(q11;q22) et t(2;12)(q31;p13) dans les cellules leucémiques de patients en PB de la LMC résistants au traitement. En utilisant des techniques d'hybridation in situ en fluorescence, de RT-PCR et de séquençage, nous avons délimité les régions à investiguer au niveau des points de cassure et identifié un réarrangement de plusieurs gènes codant pour des facteurs de transcription importants lors de l’hématopoïèse tels que RUNX1, ETV6, PRDM16 et HOXA. L’altération de ces gènes pourrait expliquer l’arrêt de différenciation et/ou l’acquisition de la capacité d’autorenouvellement caractéristiques de la LMC en PB. Nous avons identifié les fusions RUNX1-PRDM16, MSI2-HOXA, MSI2-SOX17 et ETV6-HOXD11, respectivement associées aux translocations chromosomiques t(1;21), t(7;17), t(8;17) et t(2;12). Ces fusions génèrent différents transcrits alternatifs qui maintiennent et altèrent le cadre ouvert de lecture. L’analyse des séquences des transcrits chimériques identifiés dans ce projet, incluant RUNX1-PRDM16, MSI2-HOXA9, MSI2-HOXA10, MSI2-HOXA11 et ETV6-HOXD11, nous a permis de prédire les domaines fonctionnels potentiellement présents au niveau des protéines chimériques prédites. Les transcrits de fusion qui respectent le cadre ouvert de lecture peuvent générer des domaines fonctionnels des deux partenaires. C’est le cas des deux transcrits identifiés pour la fusion RUNX1-PRDM16 où le domaine de liaison à l’ADN RHD (Runt homology domain) de RUNX1 est fusionné avec la quasi-totalité des domaines de PRDM16. Les transcrits de fusion qui ne respectent pas le cadre ouvert de lecture donnent des formes tronquées des transcrits RUNX1, MSI2 et ETV6. La juxtaposition des régions promotrices de ces derniers en 5’ de leurs partenaires entraîne l’activation de la forme courte oncogénique de PRDM16 dans la t(1;21) ou de différents gènes HOXA/D dans les t(7;17) et t(2;12), ainsi que l’expression aberrante d’un nouveau transcrit alternatif de SOX17 dans la t(8;17). Notre étude nous a permis d’identifier de nouveaux gènes de fusion et/ou une activation de gènes qui pourraient coopérer avec la fusion BCR-ABL1 dans la progression de la LMC et être impliqués dans la résistance au traitement de la LMC en phase avancée. La caractérisation des événements génétiques associés à la transformation blastique de la LMC est essentielle pour l’investigation des voies moléculaires impliquées dans cette phase de la maladie. Investiguer la résistance au traitement de ces patients pourrait aussi contribuer à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques dans cette leucémie.