Novel testis germ cell-specific transcript of the CREB gene contains an alternatively spliced exon with multiple in-frame stop codons.

The gene encoding the cAMP-responsive transcription factor CREB consists of multiple small exons some of which undergo alternative RNA splicing. We describe the finding of a novel transcript of the CREB gene expressed at high levels in the germ cells of the rat testis. The transcript contains an alternatively spliced exon inserted within the sequence encoding the transcriptional transactivation domain of CREB and this exon contains multiple in-frame stop codons. Furthermore, the exon is conserved in both rat and human genes (75% nucleotide identity). Although the function(s) of this RNA or the truncated CREB protein predicted to result from the translation of this unusual transcript is unknown, the high level of expression in the testicular germ cells and remarkable conservation of sequences in rat and human suggests that it may have a unique biological function in these cells.

On the use of reporter bacteria for measuring availability of organic contaminants

Natural environments are constantly challenged by the release of hydrophobic organic contaminants, which represent a threat for both the ecosystem and human health. Despite a substantial degradation by naturally occurring micro-organisms, a non negligible fraction of these pollutants tend to persist in soil and sediments due to their reduced accessibility to microbial degraders. This lack of 'bioavailability' is acknowledged as a key parameter for the natural and stimulated clean-up (bioremediation) of contaminated sites. We developed a bacterial bioreporter that responds to the presence of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) by the production of the green fluorescent protein (GFP), based on the PAH-degrading bacterium Burkholderia sartisoli. We showed in this study that the bacterial biosensor B. sartisoli strain RP037 was faithfully reporting the degradation of naphthalene and phenanthrene (two PAHs of low molecular weight) via the production of GFP. What is more, the magnitude of GFP induction was influenced by change in the PAH flux triggered by a variety of physico-chemical parameters, such as the contact surface between the pollutant and the aqueous suspension. Further experiments permitted to test the influence of dissolved organic matter, which is an important component of natural habitats and can interact with organic pollutants. In addition, we tested the influence of two types of biosurfactants (tensio-active agents produced by living organisms) on phenanthrene's degradation by RP037. Interestingly, the surfactant's effects on the biodegradation rate appeared to depend on the type of biosurfactant and probably on the type of bacterial strain. Finally, we tagged B. sartisoli strain RP037 with a constitutively expressed mCherry fluorescent protein. The presence of mCherry allowed us to visualize the bacteria in complex samples even when GFP production was not induced. The new strain RP037-mChe embedded in a gel patch was used to detect PAH fluxes from a point source, such as a non-aqueous liquid or particles of contaminated soil. In parallel, we also developed and tested a so-called multiwell bacterial biosensor platform, which permitted the simultaneous use of four different reporter strains for the detection of major crude oil components (e.g., saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatics) in aqueous samples. We specifically constructed the strain B. sartisoli RP007 (pPROBE-phn-luxAB) for the detection of naphthalene and phenanthrene. It was equipped with a reporter plasmid similar to the one in strain RP037, except that the gfp gene was replaced by the genes luxAB, which encoded the bacterial luciferase. The strain was implemented in the biosensor platform and detected an equivalent naphthalene concentration in oil spilled-sea water. We also cloned the gene for the transcriptional activator AlkS and the operator/promoter region of the operon alkSB1GHJ from the alkane-degrader bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2 in order to construct a new bacterial biosensor with higher sensitivity towards long-chain alkanes. However, the resulting strain showed no increased light emission in presence of tetradecane (C14), while it still efficiently reported low concentrations of octane (C8). RÉSUMÉ : Les écosystèmes naturels sont constamment exposés à nombre de contaminants organiques hydrophobes (COHs) d'origine industrielle, agricole ou même naturelle. Les COHs menacent à la fois l'environnement, le bien-être des espèces animales et végétales et la santé humaine, mais ils peuvent être dégradés par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons, qui peuvent être capables des les transformer en produits inoffensifs comme le gaz carbonique et l'eau. La biodégradation des COHs est cependant fréquemment limitée par leur pauvre disponibilité envers les organismes qui les dégradent. Ainsi, bien que la biodégradation opère partiellement, les COHs persistent dans l'environnement à de faibles concentrations qui potentiellement peuvent encore causer des effets toxiques chroniques. Puisque la plupart des COHs peuvent être métabolisés par l'activité microbienne, leur persistance a généralement pour origine des contraintes physico-chimiques plutôt que biologiques. Par exemple, leur solubilité dans l'eau très limitée réduit leur prise par des consommateurs potentiels. De plus, l'adsorption à la matière organique et la séquestration dans les micropores du sol participent à réduire leur disponibilité envers les microbes. Les processus de biodisponibilité, c'est-à-dire les processus qui gouvernent la dissolution et la prise de polluants par les organismes vivants, sont généralement perçus comme des paramètres clés pour la dépollution (bioremédiation) naturelle et stimulée des sites contaminés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont un modèle de COH produits par les activités aussi bien humaines que naturelles, et listés comme des contaminants chroniques de l'air, des sols et des sédiments. Ils peuvent être dégradés par un vaste nombre d'espèces bactériennes mais leur taux de biodégradation est souvent limité par les contraintes mentionnées ci-dessus. Afin de comprendre les processus de biodisponibilité pour les cellules bactériennes, nous avons décidé d'utiliser les bactéries elles-mêmes pour détecter et rapporter les flux de COH. Ceci a été réalisé par l'application d'une stratégie de conception visant à produire des bactéries `biocapteurs-rapporteurs', qui littéralement s'allument lorsqu'elles détectent un composé cible pour lequel elles ont été conçues. En premier lieu, nous nous sommes concentrés sur Burkholderia sartisoli (souche RP007), une bactérie isolée du sol et consommatrice de HAP .Cette souche a servi de base à la construction d'un circuit génétique permettant la formation de la protéine autofluorescente GFP dès que les cellules détectent le naphtalène ou le phénanthrène, deux HAP de faible masse moléculaire. En effet, nous avons pu montrer que la bactérie obtenue, la souche RP037 de B. sartisoli, produit une fluorescence GFP grandissante lors d'une exposition en culture liquide à du phénanthrène sous forme cristalline (0.5 mg par ml de milieu de culture). Nous avons découvert que pour une induction optimale il était nécessaire de fournir aux cellules une source additionnelle de carbone sous la forme d'acétate, ou sinon seul un nombre limité de cellules deviennent induites. Malgré cela, le phénanthrène a induit une réponse très hétérogène au sein de la population de cellules, avec quelques cellules pauvrement induites tandis que d'autres l'étaient très fortement. La raison de cette hétérogénéité extrême, même dans des cultures liquides mélangées, reste pour le moment incertaine. Plus important, nous avons pu montrer que l'amplitude de l'induction de GFP dépendait de paramètres physiques affectant le flux de phénanthrène aux cellules, tels que : la surface de contact entre le phénanthrène solide et la phase aqueuse ; l'ajout de surfactant ; le scellement de phénanthrène à l'intérieur de billes de polymères (Model Polymer Release System) ; la dissolution du phénanthrène dans un fluide gras immiscible à l'eau. Nous en avons conclu que la souche RP037 détecte convenablement des flux de phénantrène et nous avons proposé une relation entre le transfert de masse de phénanthrène et la production de GFP. Nous avons par la suite utilisé la souche afin d'examiner l'effet de plusieurs paramètres chimiques connus dans la littérature pour influencer la biodisponibilité des HAP. Premièrement, les acides humiques. Quelques rapports font état que la disponibilité des HAP pourrait être augmentée par la présence de matière organique dissoute. Nous avons mesuré l'induction de GFP comme fonction de l'exposition des cellules RP037 au phénanthrène ou au naphtalène en présence ou absence d'acides humiques dans la culture. Nous avons testé des concentrations d'acides humiques de 0.1 et 10 mg/L, tandis que le phénanthrène était ajouté via l'heptamethylnonane (HMN), un liquide non aqueux, ce qui au préalable avait produit le plus haut flux constant de phénanthrène aux cellules. De plus, nous avons utilisé des tests en phase gazeuse avec des concentrations d'acides humiques de 0.1, 10 et 1000 mg/L mais avec du naphtalène. Contrairement à ce que décrit la littérature, nos résultats ont indiqué que dans ces conditions l'expression de GFP en fonction de l'exposition au phénanthrène dans des cultures en croissance de la souche RP037 n'était pas modifiée par la présence d'acides humiques. D'un autre côté, le test en phase gazeuse avec du naphtalène a montré que 1000 mg/L d'acides humiques abaissent légèrement mais significativement la production de GFP dans les cellules de RP037. Nous avons conclu qu'il n'y a pas d'effet général des acides humiques sur la disponibilité des HAP pour les bactéries. Par la suite, nous nous sommes demandé si des biosurfactants modifieraient la disponibilité du phénanthrène pour les bactéries. Les surfactants sont souvent décrits dans la littérature comme des moyens d'accroître la biodisponibilité des COHs. Les surfactants sont des agents tensio-actifs qui augmentent la solubilité apparente de COH en les dissolvant à l'intérieur de micelles. Nous avons ainsi testé si des biosurfactants (des surfactants produits par des organismes vivants) peuvent être utilisé pour augmenter la biodisponibilité du phénanthrène pour la souche B. sartisoli RP037. Premièrement, nous avons tenté d'obtenir des biosurfactants produits par une autre bactérie vivant en co-culture avec les biocapteurs bactériens. Deuxièmement, nous avons utilisé des biosurfactants purifiés. La co-cultivation en présence de la bactérie productrice de lipopeptide Pseudomonas putida souche PCL1445 a augmenté l'expression de GFP induite par le phénanthrène chez B. sartisoli en comparaison des cultures simples, mais cet effet n'était pas significativement différent lorsque la souche RP037 était co-cultivée avec un mutant de P. putida ne produisant pas de lipopeptides. L'ajout de lipopeptides partiellement purifiés dans la culture de RP037 a résulté en une réduction de la tension de surface, mais n'a pas provoqué de changement dans l'expression de GFP. D'un autre côté, l'ajout d'une solution commerciale de rhamnolipides (un autre type de biosurfactants produits par Pseudomonas spp.) a facilité la dégradation du phénanthrène par la souche RP037 et induit une expression de GFP élevée dans une plus grande proportion de cellules. Nous avons ainsi conclu que les effets des biosurfactants sont mesurables à l'aide de la souche biocapteur, mais que ceux-ci sont dépendants du type de surfactant utilisé conjointement avec le phénanthrène. La question suivante que nous avons abordée était si les tests utilisant des biocapteurs peuvent être améliorés de manière à ce que les flux de HAP provenant de matériel contaminé soient détectés. Les tests en milieu liquide avec des échantillons de sol ne fournissant pas de mesures, et sachant que les concentrations de HAP dans l'eau sont en général extrêmement basses, nous avons conçu des tests de diffusion dans lesquels nous pouvons étudier l'induction par les HAPs en fonction de la distance aux cellules. Le biocapteur bactérien B. sartisoli souche RP037 a été marqué avec une seconde protéine fluorescente (mCherry), qui est constitutivement exprimée dans les cellules et leur confère une fluorescence rouge/rose. La souche résultante RP037-mChe témoigne d'une fluorescence rouge constitutive mais n'induit la fluorescence verte qu'en présence de naphtalène ou de phénanthrène. La présence d'un marqueur fluorescent constitutif nous permet de visualiser les biocapteurs bactériens plus facilement parmi des particules de sol. Un test de diffusion a été conçu en préparant un gel fait d'une suspension de cellules mélangées à 0.5 % d'agarose. Des bandes de gel de dimensions 0.5 x 2 cm x 1 mm ont été montées dans des chambres d'incubation et exposées à des sources de HAP (soit dissouts dans du HMN ou en tant que matériel solide, puis appliqués à une extrémité de la bande). En utilisant ce montage expérimental, le naphtalène ou le phénanthrène (dissouts dans du HMN à une concentration de 2.5 µg/µl) ont induit un gradient d'intensité de fluorescence GFP après 24 heures d'incubation, tandis que la fluorescence mCherry demeurait comparable. Un sol contaminé par des HAPs (provenant d'un ancien site de production de gaz) a induit la production de GFP à un niveau comparable à celui du naphtalène. Des biocapteurs bactériens individuels ont également détecté un flux de phénanthrène dans un gel contenant des particules de sol amendées avec 1 et 10 mg/g de phénanthrène. Ceci a montré que le test de diffusion peut être utilisé pour mesurer des flux de HAP provenant de matériel contaminé. D'un autre côté, la sensibilité est encore très basse pour plusieurs sols contaminés, et l'autofluorescence de certains échantillons rend difficile l'identification de la réponse de la GFP chez les cellules. Pour terminer, un des points majeurs de ce travail a été la production et la validation d'une plateforme multi-puits de biocapteurs bactériens, qui a permis l'emploi simultané de plusieurs souches différentes de biocapteurs pour la détection des constituants principaux du pétrole. Pour cela nous avons choisi les alcanes linéaires, les composés mono-aromatiques, les biphényls et les composés poly-aromatiques. De plus, nous avons utilisé un capteur pour la génotoxicité afin de détecter la `toxicité globale' dans des échantillons aqueux. Plusieurs efforts d'ingénierie ont été investis de manière à compléter ce set. En premier lieu, chaque souche a été équipée avec soit gfp, soit luxAB en tant que signal rapporteur. Deuxièmement, puisqu'aucune souche de biocapteur n'était disponible pour les HAP ou pour les alcanes à longues chaînes, nous avons spécifiquement construit deux nouveaux biocapteurs. L'un d'eux est également basé sur B. sartisoli RP007, que nous avons équipé avec le plasmide pPROBE-phn-luxAB pour la détection du naphtalène et du phénanthrène mais avec production de luciférase bactérienne. Un autre est un nouveau biocapteur bactérien pour les alcanes. Bien que nous possédions une souche Escherichia coli DHS α (pGEc74, pJAMA7) détectant les alcanes courts de manière satisfaisante, la présence des alcanes à longues chaînes n'était pas rapportée efficacement. Nous avons cloné le gène de l'activateur transcriptionnel A1kS ainsi que la région opérateur/promoteur de l'opéron alkSB1GHJ chez la bactérie dégradant les alcanes Alcanivorax borkumensis souche SK2, afin de construire un nouveau biocapteur bactérien bénéficiant d'une sensibilité accrue envers les alcanes à longues chaînes. Cependant, la souche résultante E. coli DHSα (pAlk3} n'a pas montré d'émission de lumière augmentée en présence de tétradécane (C14), tandis qu'elle rapportait toujours efficacement de basses concentrations d'octane (C8). De manière surprenante, l'utilisation de A. borkumensis en tant que souche hôte pour le nouveau plasmide rapporteur basé sur la GFP a totalement supprimé la sensibilité pour l'octane, tandis que la détection de tétradécane n'était pas accrue. Cet aspect devra être résolu dans de futurs travaux. Pour calibrer la plateforme de biocapteurs, nous avons simulé une fuite de pétrole en mer dans une bouteille en verre ouverte de 5L contenant 2L d'eau de mer contaminée avec 20 ml (1%) de pétrole brut. La phase aqueuse a été échantillonée à intervalles réguliers après la fuite durant une période allant jusqu'à une semaine tandis que les principaux contaminants pétroliers étaient mesurés via les biocapteurs. L'émission de bioluminescence a été mesurée de manière à déterminer la réponse des biocapteurs et une calibration intégrée faite avec des inducteurs types a servi à calculer des concentrations d'équivalents inducteurs dans l'échantillon. E. coli a été utilisée en tant que souche hôte pour la plupart des spécificités des biocapteurs, à l'exception de la détection du naphtalène et du phénanthrène pour lesquels nous avons utilisé B. sartisoli. Cette souche, cependant, peut être employée plus ou moins selon la même procédure. Il est intéressant de noter que le pétrole répandu a produit une apparition séquentielle de composés dissouts dans la phase aqueuse, ceux-ci .étant détectables par les biocapteurs. Ce profil contenait d'abord les alcanes à courtes chaînes et les BTEX (c'est-à dire benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), apparaissant entre des minutes et des heures après que le pétrole a été versé. Leurs concentrations aqueuses ont par la suite fortement décru dans l'eau échantillonnée après 24 heures, à cause de la volatilisation ou de la biodégradation. Après quelques jours d'incubation, ces composés sont devenus indétectables. Les HAPs, en revanche, sont apparus plus tard que les alcanes et les BTEX, et leur concentration a augmenté de pair avec un temps d'incubation prolongé. Aucun signal significatif n'a été mis en évidence avec le biocapteur pour le biphényl ou pour la génotoxicité. Ceci démontre l'utilité de ces biocapteurs, spécifiquement pour la détection des composés pétroliers, comprenant les alcanes à courtes chaînes, les BTEX et les HAPs légers.

Multiple expression control mechanisms of peroxisome proliferator-activated receptors and their target genes.

The peroxisome proliferator-activated receptors (PPAR) alpha, beta/delta and gamma belong to the nuclear hormone receptor superfamily. As ligand-activated receptors, they form a functional transcriptional unit upon heterodimerization with retinoid X receptors (RXRs). PPARs are activated by fatty acids and their derivatives, whereas RXR is activated by 9-cis retinoic acid. This heterodimer binds to peroxisome proliferator response elements (PPRE) residing in target genes and stimulates their expression. Recent reports now indicate that PPARs and RXRs can function independently, in the absence of a hetero-partner, to modulate gene expression. Of importance, these non-canonical mechanisms underscore the impact of both cofactors and DNA on gene expression. Furthermore, these different mechanisms reveal the increasing repertoire of PPAR 'target' genes that now encompasses non-PPREs containing genes. It is also becoming apparent that understanding the regulation of PPAR expression and activity, can itself have a significant influence on how the expression of subgroups of target genes is studied and integrated in current knowledge.

The Interleukin-1 receptor antagonist is a direct target gene of PPARalpha in liver.

BACKGROUND/AIMS: The Peroxisome Proliferator-Activated Receptor (PPAR) alpha belongs to the superfamily of Nuclear Receptors and plays an important role in numerous cellular processes, including lipid metabolism. It is known that PPARalpha also has an anti-inflammatory effect, which is mainly achieved by down-regulating pro-inflammatory genes. The objective of this study was to further characterize the role of PPARalpha in inflammatory gene regulation in liver. RESULTS: According to Affymetrix micro-array analysis, the expression of various inflammatory genes in liver was decreased by treatment of mice with the synthetic PPARalpha agonist Wy14643 in a PPARalpha-dependent manner. In contrast, expression of Interleukin-1 receptor antagonist (IL-1ra), which was acutely stimulated by LPS treatment, was induced by PPARalpha. Up-regulation of IL-1ra by LPS was lower in PPARalpha -/- mice compared to Wt mice. Transactivation and chromatin immunoprecipitation studies identified IL-1ra as a direct positive target gene of PPARalpha with a functional PPRE present in the promoter. Up-regulation of IL-1ra by PPARalpha was conserved in human HepG2 hepatoma cells and the human monocyte/macrophage THP-1 cell line. CONCLUSIONS: In addition to down-regulating expression of pro-inflammatory genes, PPARalpha suppresses the inflammatory response by direct up-regulation of genes with anti-inflammatory properties.

Identification and analysis of functional elements in 1% of the human genome by the ENCODE pilot project.

We report the generation and analysis of functional data from multiple, diverse experiments performed on a targeted 1% of the human genome as part of the pilot phase of the ENCODE Project. These data have been further integrated and augmented by a number of evolutionary and computational analyses. Together, our results advance the collective knowledge about human genome function in several major areas. First, our studies provide convincing evidence that the genome is pervasively transcribed, such that the majority of its bases can be found in primary transcripts, including non-protein-coding transcripts, and those that extensively overlap one another. Second, systematic examination of transcriptional regulation has yielded new understanding about transcription start sites, including their relationship to specific regulatory sequences and features of chromatin accessibility and histone modification. Third, a more sophisticated view of chromatin structure has emerged, including its inter-relationship with DNA replication and transcriptional regulation. Finally, integration of these new sources of information, in particular with respect to mammalian evolution based on inter- and intra-species sequence comparisons, has yielded new mechanistic and evolutionary insights concerning the functional landscape of the human genome. Together, these studies are defining a path for pursuit of a more comprehensive characterization of human genome function.

Effect of intermittent hypoxic training on HIF gene expression in human skeletal muscle and leukocytes

Intermittent hypoxic exposure with exercise training is based on the assumption that brief exposure to hypoxia is sufficient to induce beneficial muscular adaptations mediated via hypoxia-inducible transcription factors (HIF). We previously demonstrated (Mounier et al. Med Sci Sports Exerc 38:1410-1417, 2006) that leukocytes respond to hypoxia with a marked inter-individual variability in HIF-1alpha mRNA. This study compared the effects of 3 weeks of intermittent hypoxic training on hif gene expression in both skeletal muscle and leukocytes. Male endurance athletes (n = 19) were divided into an Intermittent Hypoxic Exposure group (IHE) and a Normoxic Training group (NT) with each group following a similar 3-week exercise training program. After training, the amount of HIF-1alpha mRNA in muscle decreased only in IHE group (-24.7%, P < 0.05) whereas it remained unchanged in leukocytes in both groups. The levels of vEGF(121) and vEGF(165) mRNA in skeletal muscle increased significantly after training only in the NT group (+82.5%, P < 0.05 for vEGF(121); +41.2%, P < 0.05 for vEGF(165)). In leukocytes, only the IHE group showed a significant change in vEGF(165) (-28.2%, P < 0.05). The significant decrease in HIF-1alpha mRNA in skeletal muscle after hypoxic training suggests that transcriptional and post-transcriptional regulations of the hif-1alpha gene are different in muscle and leukocytes.

A gene-rich, transcriptionally active environment and the pre-deposition of repressive marks are predictive of susceptibility to KRAB/KAP1-mediated silencing.

AbstractBACKGROUND: KRAB-ZFPs (Krüppel-associated box domain-zinc finger proteins) are vertebrate-restricted transcriptional repressors encoded in the hundreds by the mouse and human genomes. They act via an essential cofactor, KAP1, which recruits effectors responsible for the formation of facultative heterochromatin. We have recently shown that KRAB/KAP1 can mediate long-range transcriptional repression through heterochromatin spreading, but also demonstrated that this process is at times countered by endogenous influences.METHOD: To investigate this issue further we used an ectopic KRAB-based repressor. This system allowed us to tether KRAB/KAP1 to hundreds of euchromatic sites within genes, and to record its impact on gene expression. We then correlated this KRAB/KAP1-mediated transcriptional effect to pre-existing genomic and chromatin structures to identify specific characteristics making a gene susceptible to repression.RESULTS: We found that genes that were susceptible to KRAB/KAP1-mediated silencing carried higher levels of repressive histone marks both at the promoter and over the transcribed region than genes that were insensitive. In parallel, we found a high enrichment in euchromatic marks within both the close and more distant environment of these genes.CONCLUSION: Together, these data indicate that high levels of gene activity in the genomic environment and the pre-deposition of repressive histone marks within a gene increase its susceptibility to KRAB/KAP1-mediated repression.

Development of Ewing's sarcoma from primary bone marrow-derived mesenchymal progenitor cells.

Ewing's sarcoma is a member of Ewing's family tumors (EFTs) and the second most common solid bone and soft tissue malignancy of children and young adults. It is associated in 85% of cases with the t(11;22)(q24:q12) chromosomal translocation that generates fusion of the 5' segment of the EWS gene with the 3' segment of the ETS family gene FLI-1. The EWS-FLI-1 fusion protein behaves as an aberrant transcriptional activator and is believed to contribute to EFT development. However, EWS-FLI-1 induces growth arrest and apoptosis in normal fibroblasts, and primary cells that are permissive for its putative oncogenic properties have not been discovered, hampering basic understanding of EFT biology. Here, we show that EWS-FLI-1 alone can transform primary bone marrow-derived mesenchymal progenitor cells and generate tumors that display hallmarks of Ewing's sarcoma, including a small round cell phenotype, expression of EFT-associated markers, insulin like growth factor-I dependence, and induction or repression of numerous EWS-FLI-1 target genes. These observations provide the first identification of candidate primary cells from which EFTs originate and suggest that EWS-FLI-1 expression may constitute the initiating event in EFT pathogenesis.

The Arabidopsis bHLH transcription factors MYC3 and MYC4 are targets of JAZ repressors and act additively with MYC2 in the activation of jasmonate responses.

Jasmonates (JAs) trigger an important transcriptional reprogramming of plant cells to modulate both basal development and stress responses. In spite of the importance of transcriptional regulation, only one transcription factor (TF), the Arabidopsis thaliana basic helix-loop-helix MYC2, has been described so far as a direct target of JAZ repressors. By means of yeast two-hybrid screening and tandem affinity purification strategies, we identified two previously unknown targets of JAZ repressors, the TFs MYC3 and MYC4, phylogenetically closely related to MYC2. We show that MYC3 and MYC4 interact in vitro and in vivo with JAZ repressors and also form homo- and heterodimers with MYC2 and among themselves. They both are nuclear proteins that bind DNA with sequence specificity similar to that of MYC2. Loss-of-function mutations in any of these two TFs impair full responsiveness to JA and enhance the JA insensitivity of myc2 mutants. Moreover, the triple mutant myc2 myc3 myc4 is as impaired as coi1-1 in the activation of several, but not all, JA-mediated responses such as the defense against bacterial pathogens and insect herbivory. Our results show that MYC3 and MYC4 are activators of JA-regulated programs that act additively with MYC2 to regulate specifically different subsets of the JA-dependent transcriptional response.

Low-grade and high-grade mammary carcinomas in WAP-T transgenic mice are independent entities distinguished by Met expression.

Mammary carcinomas developing in SV40 transgenic WAP-T mice arise in two distinct histological phenotypes: as differentiated low-grade and undifferentiated high-grade tumors. We integrated different types of information such as histological grading, analysis of aCGH-based gene copy number and gene expression profiling to provide a comprehensive molecular description of mammary tumors in WAP-T mice. Applying a novel procedure for the correlation of gene copy number with gene expression on a global scale, we observed in tumor samples a global coherence between genotype and transcription. This coherence can be interpreted as a matched transcriptional regulation inherited from the cells of tumor origin and determined by the activity of cancer driver genes. Despite common recurrent genomic aberrations, e.g. gain of chr. 15 in most WAP-T tumors, loss of chr. 19 frequently occurs only in low-grade tumors. These tumors show features of "basal-like" epithelial differentiation, particularly expression of keratin 14. The high-grade tumors are clearly separated from the low-grade tumors by strong expression of the Met gene and by coexpression of epithelial (e.g. keratin 18) and mesenchymal (e.g. vimentin) markers. In high-grade tumors, the expression of the nonmutated Met protein is associated with Met-locus amplification and Met activity. The role of Met as a cancer driver gene is supported by the contribution of active Met signaling to motility and growth of mammary tumor-derived cells. Finally, we discuss the independent origin of low- and high-grade tumors from distinct cells of tumor origin, possibly luminal progenitors, distinguished by Met gene expression and Met signaling.

Lipoxin A4 is a novel estrogen receptor modulator.

Inflammation is intimately linked with naturally occurring remodeling events in the endometrium. Lipoxins comprise a group of short-lived, nonclassic eicosanoids possessing potent anti-inflammatory and proresolution properties. In the present study, we investigated the role of lipoxin A(4) (LXA(4)) in the endometrium and demonstrated that 15-LOX-2, an enzyme necessary for LX biosynthesis, is expressed in this tissue. Our results establish that LXA(4) possesses robust estrogenic activity through its capacity to alter ERE transcriptional activity, as well as expression of estrogen-regulated genes, alkaline phosphatase activity, and proliferation in human endometrial epithelial cells. Interestingly, LXA(4) also demonstrated antiestrogenic potential, significantly attenuating E2-induced activity. This estrogenic activity was directly mediated through estrogen receptors (ERs). Subsequent investigations determined that the actions of LXA(4) are exclusively mediated through ERα and closely mimic those of the potent estrogen 17β-estradiol (E2). In binding assays, LXA(4) competed with E2 for ER binding, with an IC(50) of 46 nM. Furthermore, LXA(4) exhibited estrogenic activity in vivo, increasing uterine wet weight and modulating E2-regulated gene expression. These findings reveal a previously unappreciated facet of LXA(4) bioactions, implicating this lipid mediator in novel immunoendocrine crosstalk mechanisms.

Expression of substance P and preprotachykinin mRNA by primary sensory neurons in culture: regulation by factors present in peripheral and central target tissues.

Primary sensory neurons display various neuronal phenotypes which may be influenced by factors present in central or peripheral targets. In the case of DRG cells expressing substance P (SP), the influence of peripheral or central targets was tested on the neuronal expression of this neuropeptide. DRG cells were cultured from chick embryo at E6 or E10 (before or after establishment of functional connections with targets). Preprotachykinin mRNA was visualized in DRG cell cultures by either Northern blot or in situ hybridization using an antisense labeled riboprobe, while the neuropeptide SP was detected by immunostaining with a monoclonal antibody. In DRG cell cultures from E10, only 60% of neurons expressed SP. In contrast, DRG cell cultures performed at E6 showed a significant hybridization signal and SP-like immunoreactivity in virtually all the neurons (98%). The addition of extracts from muscle, skin, brain or spinal cord to DRG cells cultured at E6 reduced by 20% the percentage of neurons which express preprotachykinin mRNA and SP-like immunoreactivity. Our results indicate that factors issued from targets inhibit SP-expression by a subset of primary sensory neurons and act on the transcriptional control of preprotachykinin gene.

Regulated expression of GLUT2 in diabetes studied in transplanted pancreatic beta cells.

GLUT2 disappearance is a marker of the beta cell glucose-unresponsiveness associated with diabetes. Understanding the factor(s) leading to this dysfunction may shed light on pathogenesis of diabetes. Since the regulation of GLUT2 expression in diabetes can so far only be studied in in vivo experiments, we developed a novel experimental approach to study the genetic regulation of GLUT2 in diabetes. By encapsulating islets or cell lines in semi-permeable membranes, these cells can be exposed to the diabetic environment of rats or mice and can be retrieved for analysis of GLUT2 expression and for the change in the secretory response to glucose. Immunocytochemical analysis of transporter expression reveals changes in protein expression while transcriptional analysis of GLUT2 gene expression could be performed in cells transfected with promoter-reporter gene constructs. Using this last approach we hope to be able to characterize the promoter regions involved in the beta cell- and diabetes-specific regulation of GLUT2 expression and possibly to determine which factors are responsible for this regulation.

A molecular framework for light and gibberellin control of cell elongation.

Cell elongation during seedling development is antagonistically regulated by light and gibberellins (GAs). Light induces photomorphogenesis, leading to inhibition of hypocotyl growth, whereas GAs promote etiolated growth, characterized by increased hypocotyl elongation. The mechanism underlying this antagonistic interaction remains unclear. Here we report on the central role of the Arabidopsis thaliana nuclear transcription factor PIF4 (encoded by PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR 4) in the positive control of genes mediating cell elongation and show that this factor is negatively regulated by the light photoreceptor phyB (ref. 4) and by DELLA proteins that have a key repressor function in GA signalling. Our results demonstrate that PIF4 is destabilized by phyB in the light and that DELLAs block PIF4 transcriptional activity by binding the DNA-recognition domain of this factor. We show that GAs abrogate such repression by promoting DELLA destabilization, and therefore cause a concomitant accumulation of free PIF4 in the nucleus. Consistent with this model, intermediate hypocotyl lengths were observed in transgenic plants over-accumulating both DELLAs and PIF4. Destabilization of this factor by phyB, together with its inactivation by DELLAs, constitutes a protein interaction framework that explains how plants integrate both light and GA signals to optimize growth and development in response to changing environments.

An activation-independent role of transcription factors in insulator function.

Chromatin insulators are defined as transcriptionally neutral elements that prevent negative or positive influence from extending across chromatin to a promoter. Here we show that yeast subtelomeric anti-silencing regions behave as boundaries to telomere-driven silencing and also allow discontinuous propagation of silent chromatin. These two facets of insulator activity, boundary and silencing discontinuity, can be recapitulated by tethering various transcription activation domains to tandem sites on DNA. Importantly, we show that these insulator activities do not involve direct transcriptional activation of the reporter promoter. These findings predict that certain promoters behave as insulators and partition genomes in functionally independent domains.