Heat shock protein hsp90 regulates dioxin receptor function in vivo.

The dioxin (aryl hydrocarbon) receptor is a ligand-dependent basic helix-loop-helix (bHLH) factor that binds to xenobiotic response elements of target promoters upon heterodimerization with the bHLH partner factor Arnt. Here we have replaced the bHLH motif of the dioxin receptor with a heterologous DNA-binding domain to create fusion proteins that mediate ligand-dependent transcriptional enhancement in yeast (Saccharomyces cerevisiae). Previously, our experiments indicated that the ligand-free dioxin receptor is stably associated with the 90-kDa heat shock protein, hsp90. To investigate the role of hsp90 in dioxin signaling we have studied receptor function in a yeast strain where hsp90 expression can be down-regulated to about 5% relative to wild-type levels. At low levels of hsp90, ligand-dependent activation of the chimeric dioxin receptor construct was almost completely inhibited, whereas the activity of a similar chimeric construct containing the structurally related Arnt factor was not affected. Moreover, a chimeric dioxin receptor construct lacking the central ligand- and hsp90-binding region of the receptor showed constitutive transcriptional activity in yeast that was not impaired upon down-regulation of hsp90 expression levels. Thus, these data suggest that hsp90 is a critical determinant of conditional regulation of dioxin receptor function in vivo via the ligand-binding domain.

In vivo estradiol-dependent dephosphorylation of the repressor MDBP-2-H1 correlates with the loss of in vitro preferential binding to methylated DNA.

We have previously shown that estradiol treatment of roosters resulted in a rapid loss of binding activity of the repressor MDBP-2-H1 (a member of the histone H1 family) to methylated DNA that was not due to a decrease in MDBP-2-H1 concentration. Here we demonstrate that MDBP-2-H1 from rooster liver nuclear extracts is a phosphoprotein. Phosphoamino acid analysis reveals that the phosphorylation occurs exclusively on serine residues. Two-dimensional gel electrophoresis and tryptic phosphopeptide analysis show that MDBP-2-H1 is phosphorylated at several sites. Treatment of roosters with estradiol triggers a dephosphorylation of at least two sites in the protein. Phosphatase treatment of purified rooster MDBP-2-H1 combined with gel mobility shift assay indicates that phosphorylation of MDBP-2-H1 is essential for the binding to methylated DNA and that the dephosphorylation can occur on the protein bound to methylated DNA causing its release from DNA. Thus, these results suggest that in vivo modification of the phosphorylation status of MDBP-2-H1 caused by estradiol treatment may be a key step for the down regulation of its binding to methylated DNA.

Receptor usage and differential downregulation of CD46 by measles virus wild-type and vaccine strains.

Recently, two cell surface molecules, CD46 and moesin, have been found to be functionally associated with measles virus (MV) infectivity of cells. We investigated the receptor usage of MV wild-type, subacute sclerosing panencephalitis, and vaccine strains and their effect on the down-regulation of CD46 after infection. We found that the infection of human cell lines with all 19 MV strains tested was inhibitable with antibodies against CD46. In contrast, not all strains of MV led to the downregulation of CD46 following infection. The group of CD46 non-downregulating strains comprised four lymphotropic wild-type isolates designated AB, DF, DL, and WTF. Since the downregulation of CD46 is caused by interaction with newly synthesized MV hemagglutinin (MV-H), we tested the capability of recombinant MV-H proteins to downregulate CD46. Recombinant MV-H proteins of MV strains Edmonston, Halle, and CM led to the down-regulation of CD46, whereas those of DL and WTF did not. This observed differential downregulation by different MV strains has profound consequences, since lack of CD46 on the cell surface leads to susceptibility of cells to complement lysis. These results suggest that lymphotropic wild-type strains of MV which do not downregulate CD46 may have an advantage for replication in vivo. The relatively weak immune response against attenuated vaccine strains of MV compared with wild-type strains might be related to this phenomenon.

Identificazione di miRNA correlati ad EGFR: nuovi potenziali biomarcatori di risposta alla terapia di 2a-3a linea in pazienti con NSCLC metastatico

La diagnosi di neoplasia epiteliale maligna polmonare è legata tradizionalmente alla distinzione tra carcinoma a piccole cellule (small-cell lung cancer, SCLC) e carcinoma non-a piccole cellule del polmone (non-small-cell lung cancer, NSCLC). Nell’ambito del NSCLC attualmente è importante di-stinguere l’esatto istotipo (adenocarcinoma, carcinoma squamocellulare e carcinoma neuroendocrino) perchè l’approccio terapeutico cambia a seconda dell’istotipo del tumore e la chemioterapia si dimostra molto spesso inefficace. Attualmente alcuni nuovi farmaci a bersaglio molecolare per il gene EGFR, come Erlotinib e Gefitinib, sono utilizzati per i pazienti refrattari al trattamento chemioterapico tradizionale, che non hanno risposto a uno o più cicli di chemioterapia o che siano progrediti dopo questa. I test per la rilevazione di specifiche mutazioni nel gene EGFR permettono di utilizzare al meglio questi nuovi farmaci, applicandoli anche nella prima linea di trattamento sui pazienti che hanno una maggiore probabilità di risposta alla terapia. Sfortunatamente, non tutti i pazienti rispondono allo stesso modo quando trattati con farmaci anti-EGFR. Di conseguenza, l'individuazione di biomarcatori predittivi di risposta alla terapia sarebbe di notevole importanza per aumentare l'efficacia dei questi farmaci a target molecolare e trattare con farmaci diversi i pazienti che con elevata probabilità non risponderebbero ad essi. I miRNAs sono piccole molecole di RNA endogene, a singolo filamento di 20-22 nucleotidi che svolgono diverse funzioni, una delle più importanti è la regolazione dell’espressione genica. I miRNAs possono determinare una repressione dell'espressione genica in due modi: 1-legandosi a sequenze target di mRNA, causando così un silenziamento del gene (mancata traduzione in proteina), 2- causando la degradazione dello specifico mRNA. Lo scopo della ricerca era di individuare biomarcatori capaci di identificare precocemente i soggetti in grado di rispondere alla terapia con Erlotinib, aumentando così l'efficacia del farmaco ed evitan-do/riducendo possibili fenomeni di tossicità e il trattamento di pazienti che probabilmente non ri-sponderebbero alla terapia offrendo loro altre opzioni prima possibile. In particolare, il lavoro si è fo-calizzato sul determinare se esistesse una correlazione tra la risposta all'Erlotinib ed i livelli di espressione di miRNAs coinvolti nella via di segnalazione di EGFR in campioni di NSCLC prima dell’inizio della terapia. Sono stati identificati 7 microRNA coinvolti nel pathway di EGFR: miR-7, -21, 128b, 133a, -133b, 146a, 146b. Sono stati analizzati i livelli di espressione dei miRNA mediante Real-Time q-PCR in campioni di NSCLC in una coorte di pazienti con NSCLC metastatico trattati con Erlotinib dal 1° gennaio 2009 al 31 dicembre 2014 in 2°-3° linea dopo fallimento di almeno un ciclo di chemioterapia. I pazienti sottoposti a trattamento con erlotinib per almeno 6 mesi senza presentare progressione alla malattia sono stati definiti “responders” (n=8), gli altri “non-responders” (n=25). I risultati hanno mostrato che miR-7, -133b e -146a potrebbero essere coinvolti nella risposta al trat-tamento con Erlotinib. Le indagini funzionali sono state quindi concentrate su miR-133b, che ha mo-strato la maggiore espressione differenziale tra i due gruppi di pazienti. E 'stata quindi studiata la capacità di miR-133b di regolare l'espressione di EGFR in due linee di cellule del cancro del polmone (A549 e H1299). Sono stati determinati gli effetti di miR-133b sulla crescita cellulare. E’ stato anche analizzato il rapporto tra miR-133b e sensibilità a Erlotinib nelle cellule NSCLC. L'aumento di espressione di miR-133b ha portato ad una down-regolazione del recettore di EGF e del pathway di EGFR relativo alla linea cellulare A549. La linea cellulare H1299 era meno sensibili al miR-133b up-regulation, probabilmente a causa dell'esistenza di possibili meccanismi di resistenza e/o di com-pensazione. La combinazione di miR-133b ed Erlotinib ha aumentato l'efficacia del trattamento solo nella linea cellulare A549. Nel complesso, questi risultati indicano che miR-133b potrebbe aumentare / ripristinare la sensibilità di Erlotinib in una frazione di pazienti.

Régulation de l'expression de PPARγ dans l'arthrose

L’arthrose (OA) est une maladie dégénérative très répondue touchant les articulations. Elle est caractérisée par la destruction progressive du cartilage articulaire, l’inflammation de la membrane synoviale et le remodelage de l’os sous chondral. L’étiologie de cette maladie n’est pas encore bien définie. Plusieurs études ont été menées pour élucider les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans le développement de l’OA. Les effets protecteurs du récepteur activé par les proliférateurs de peroxysomes gamma (PPARγ) dans l'OA sont bien documentés. Il a été démontré que PPARγ possède des propriétés anti-inflammatoires et anti-cataboliques. Aussi, plusieurs stimuli ont été impliqués dans la régulation de l’expression de PPARγ dans différents types cellulaires. Cependant, les mécanismes exacts responsables de cette régulation ainsi que le profil de l’expression de ce récepteur au cours de la progression de l’OA ne sont pas bien connus. Dans la première partie de nos travaux, nous avons essayé d’élucider les mécanismes impliqués dans l’altération de l’expression de PPARγ dans cette maladie. Nos résultats ont confirmé l’implication de l’interleukine-1β (IL-1β), une cytokine pro-inflammatoire, dans la réduction de l’expression de PPARγ au niveau des chondrocytes du cartilage articulaire. Cet effet coïncide avec l'induction de l’expression du facteur de transcription à réponse précoce de type 1 (Egr-1). En plus, la diminution de l'expression de PPARγ a été associée au recrutement d'Egr-1 et la réduction concomitante de la liaison de Sp1 au niveau du promoteur de PPARγ. Dans la deuxième partie de nos travaux, nous avons évalué le profil d’expression de ce récepteur dans le cartilage au cours de la progression de cette maladie. Le cochon d’inde avec OA spontanée et le chien avec OA induite par rupture du ligament croisé antérieur (ACLT) deux modèles animaux d’OA ont été utilisés pour suivre l’expression des trois isoformes de PPARs : PPAR alpha (α), PPAR béta (β) et PPAR gamma (γ) ainsi que la prostaglandine D synthase hématopoïétique (H-PGDS) et la prostaglandine D synthase de type lipocaline (L-PGDS) deux enzymes impliquées dans la production de l’agoniste naturel de PPARγ, la 15-Deoxy-delta(12,14)-prostaglandine J(2) (15d-PGJ2). Nos résultats ont démontré des changements dans l’expression de PPARγ et la L-PGDS. En revanche, l’expression de PPARα, PPARβ et H-PGDS est restée stable au fil du temps. La diminution de l’expression de PPARγ dans le cartilage articulaire semble contribuer au développement de l’OA dans les deux modèles animaux. En effet, le traitement des chondrocytes par de siRNA dirigé contre PPARγ a favorisé la production des médiateurs arthrosiques tels que l'oxyde nitrique (NO) et la métalloprotéase matricielle de type 13 (MMP-13), confirmant ainsi le rôle anti-arthrosique de ce récepteur. Contrairement à ce dernier, le niveau d'expression de la L-PGDS a augmenté au cours de la progression de cette maladie. La surexpression de la L-PGDS au niveau des chondrocytes humains a été associée à la diminution de la production de ces médiateurs arthrosiques, suggérant son implication dans un processus de tentative de réparation. En conclusion, l’ensemble de nos résultats suggèrent que la modulation du niveau d’expression de PPARγ, de la L-PGDS et d’Egr-1 au niveau du cartilage articulaire pourrait constituer une voie thérapeutique potentielle dans le traitement de l’OA et probablement d’autres formes d'arthrite.

Implicating the mechanisms of ADP-ribosylation factor activation in the resistance of invasive breast cancer cells to EGFR tyrosine kinase inhibitors

ADP-ribosylation factor-1 (ARF1) est une petite GTPase principalement connue pour son rôle dans la formation de vésicules au niveau de l’appareil de Golgi. Récemment, dans des cellules de cancer du sein, nous avons démontré qu’ARF1 est aussi un médiateur important de la signalisation du récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR) contrôlant la prolifération, la migration et l'invasion cellulaire. Cependant, le mécanisme par lequel l’EGFR active la GTPase ainsi que le rôle de cette dernière dans la régulation de la fonction du récepteur demeure inconnue. Dans cette thèse, nous avions comme objectifs de définir le mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules de cancer du sein hautement invasif et démontrer que l’activation de cette isoforme de ARF joue un rôle essentiel dans la résistance de ces cellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nos études démontrent que les protéines d’adaptatrices Grb2 et p66Shc jouent un rôle important dans l'activation de ARF1. Alors que Grb2 favorise le recrutement d’ARF1 à l'EGFR ainsi que l'activation de cette petite GTPase, p66Shc inhibe le recrutement du complexe Grb2-ARF1 au récepteur et donc contribue à limiter l’activation d’ARF1. De plus, nous démontrons que ARF1 favorise la résistance aux inhibiteurs des tyrosines kinases dans les cellules de cancer du sein hautement invasif. En effet, une diminution de l’expression de ARF1 a augmenté la sensibilité descellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nous montrons également que de hauts niveaux de ARF1 contribuent à la résistance des cellules à ces médicaments en améliorant la survie et les signaux prolifératifs à travers ERK1/2, Src et AKT, tout en bloquant les voies apoptotiques (p38MAPK et JNK). Enfin, nous mettons en évidence le rôle de la protéine ARF1 dans l’apoptose en réponse aux traitements des inhibiteurs de l’EGFR. Nos résultats indiquent que la dépletion d’ARF1 promeut la mort cellulaire induite par gefitinib, en augmentant l'expression de facteurs pro-apoptotiques (p66shc, Bax), en altérant le potentiel de la membrane mitochondriale et la libération du cytochrome C. Ensemble, nos résultats délimitent un nouveau mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules du cancer du sein hautement invasif et impliquent l’activité d’ARF1 comme un médiateur important de la résistance aux inhibiteurs EGFR.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Cdk1 Restrains NHEJ through Phosphorylation of XRCC4-like Factor Xlf1

Eukaryotic cells use two principal mechanisms for repairing DNA double-strand breaks (DSBs): homologous recombination (HR) and nonhomologous end-joining (NHEJ). DSB repair pathway choice is strongly regulated during the cell cycle. Cyclin-dependent kinase 1 (Cdk1) activates HR by phosphorylation of key recombination factors. However, a mechanism for regulating the NHEJ pathway has not been established. Here, we report that Xlf1, a fission yeast XLF ortholog, is a key regulator of NHEJ activity in the cell cycle. We show that Cdk1 phosphorylates residues in the C terminus of Xlf1 over the course of the cell cycle. Mutation of these residues leads to the loss of Cdk1 phosphorylation, resulting in elevated levels of NHEJ repair in vivo. Together, these data establish that Xlf1 phosphorylation by Cdc2(Cdk1) provides a molecular mechanism for downregulation of NHEJ in fission yeast and indicates that XLF is a key regulator of end-joining processes in eukaryotic organisms.

Zalpha-domains: At the intersection between RNA editing and innate immunity

The involvement of A to I RNA editing in antiviral responses was first indicated by the observation of genomic hyper-mutation for several RNA viruses in the course of persistent infections. However, in only a few cases an antiviral role was ever demonstrated and surprisingly, it turns out that ADARs - the RNA editing enzymes - may have a prominent pro-viral role through the modulation/down-regulation of the interferon response. A key role in this regulatory function of RNA editing is played by ADAR1, an interferon inducible RNA editing enzyme. A distinguishing feature of ADAR1, when compared with other ADARs, is the presence of a Z-DNA binding domain, Zalpha. Since the initial discovery of the specific and high affinity binding of Zalpha to CpG repeats in a left-handed helical conformation, other proteins, all related to the interferon response pathway, were shown to have similar domains throughout the vertebrate lineage. What is the biological function of this domain family remains unclear but a significant body of work provides pieces of a puzzle that points to an important role of Zalpha domains in the recognition of foreign nucleic acids in the cytoplasm by the innate immune system. Here we will provide an overview of our knowledge on ADAR1 function in interferon response with emphasis on Zalpha domains.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Seawater carbonate chemistry and photosynthetic response of Emiliania huxleyi (CS-369) to UV radiation and elevated temperature duirng experiments, 2011

Changes in calcification of coccolithophores may affect their photosynthetic responses to both, ultraviolet radiation (UVR, 280-400 nm) and temperature. We operated semi-continuous cultures of Emiliania huxleyi (strain CS-369) at reduced (0.1 mM, LCa) and ambient (10 mM, HCa) Ca2+ concentrations and, after 148 generations, we exposed cells to six radiation treatments (>280, >295, >305, >320, >350 and >395 nm by using Schott filters) and two temperatures (20 and 25 °C) to examine photosynthesis and calcification responses. Overall, our study demonstrated that: (1) decreased calcification resulted in a down regulation of photoprotective mechanisms (i.e., as estimated via non-photochemical quenching, NPQ), pigments contents and photosynthetic carbon fixation; (2) calcification (C) and photosynthesis (P) (as well as their ratio) have different responses related to UVR with cells grown under the high Ca2+ concentration being more resistant to UVR than those grown under the low Ca2+ level; (3) elevated temperature increased photosynthesis and calcification of E. huxleyi grown at high Ca2+concentrations whereas decreased both processes in low Ca2+ grown cells. Therefore, a decrease in calcification rates in E. huxleyi is expected to decrease photosynthesis rates, resulting in a negative feedback that further reduces calcification.

Effects of A1 adenosine receptor overexpression on normoxic and post-ischemic gene expression

Objectives: To identify potential molecular genetic determinants of cardiovascular ischemic tolerance in wild-type and transgenic hearts overexpressing A(1) adenosine receptors (A(1)ARs). Methods: cDNA microarrays were used to explore expression of 1824 genes ill wild-type hearts and ischemia-tolerant mouse hearts overexpressing A(1)ARs. Results: Overexpression of A(1)ARs reduced post-ischemic contractile dysfunction, limited arrhythmogenesis, and reduced necrosis by similar to80% in hearts subjected to 30 min global ischemia 60 mill reperfusion. Cardioprotection was abrogated by acute A(1)AR antagonism, and only a small number (19) of genes were modified by A(1)AR overexpression in normoxic hearts. Ischemia-reperfusion significantly altered expression of 75 genes in wild-type hearts (14 induced, 61 down-regulated), including genes for metabolic enzymes, structural/motility proteins, cell signaling proteins, defense/growth proteins, and regulators of transcription and translation. A(1)AR overexpression reversed the majority of gene down-regulation whereas gene induction was generally unaltered. Additionally, genes involved in cell defence, signaling and gene expression were selectively modified by ischemia in transgenic hearts (33 induced, 10 down-regulated), possibly contributing to the protected phenotype. Real-time PCR verified changes in nine selected genes, revealing concordance with array data. Transcription of the A(1)AR gene was also modestly reduced post-ischemia, consistent with impaired functional sensitivity to A(1)AR stimulation Conclusions: Data are presented regarding the early post-ischemic gene profile of intact heart. Reduced A(1)AR transcription is observed which may contribute to poor outcome from ischemia. A(1)AR overexpression selectively modifies post-ischemic gene expression, potentially contributing to ischemic-tolerance. (C) 2003 European Society of Cardiology. Published by Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Inhibition of in vitro VEGF expression and choroidal neovascularization by synthetic dendrimer peptide mediated delivery of a sense oligonucleotide

Ocular neovascularisation is the leading cause of blindness in developed countries and the most potent angiogenic factor associated with neovascularisation is vascular endothelial growth factor (VEGF). We have previously described a sense oligonucleotide (ODN-1) that possesses anti-human and rat VEGF activity. This paper describes the synthesis of lipid-lysine dendrimers and their subsequent ability to delivery ODN-1 to its target and mediate a reduction in VEGF concentration both in vitro and in vivo. Positively charged dendrimers were used to deliver ODN-1 into the nucleus of cultured D407 cells. The effects on VEGF mRNA transcription and protein expression were analysed using RT-PCR and ELISA, respectively. The most effective dendrimers in vitro were further investigated in vivo using an animal model of choroidal neovascularisation (CNV). All dendrimer/ODN-1 complexes mediated in a significant reduction in VEGF expression during an initial 24 hr period (40-60%). Several complexes maintained this level of VEGF reduction during a subsequent, second 24 hr period, which indicated protection of ODN-1 from the effects of endogenous nucleases. In addition, the transfection efficiency of dendrimers that possessed 8 positive charges (chi = 81(.)51%) was significantly better (P = 0(.)0036) than those that possessed 4 positive charges (chi = 56(.)8%). RT-PCR revealed a correlation between levels of VEGF protein mRNA. These results indicated that the most effective structural combination was three branched chains of intermediate length with 8 positive charges such as that found for dendrimer 4. Dendrimer 4 and 7/ODN-1 complexes were subsequently chosen for in vivo analysis. Fluorescein angiography demonstrated that both dendrimers significantly (P < 0(.)0001) reduced the severity of laser mediated CNV for up to two months post-injection. This study demonstrated that lipophilic, charged dendrimer mediated delivery of ODN-1 resulted in the down-regulation of in vitro VEGF expression. In addition, in vivo delivery of ODN-1 by two of the dendrimers resulted in significant inhibition of CNV in an inducible rat model. Time course studies showed that the dendrimer/ODN-1 complexes remained active for up to two months indicating the dendrimer compounds provided protection against the effects of nucleases. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

PKC alpha is activated but not required during glucose-induced insulin secretion from rat pancreatic islets

The role of protein kinase C (PKC) in glucose-stimulated insulin secretion (GSIS) is controversial. Using recombinant adenoviruses for overexpression of PKCalpha and PKCdelta, in both wild-type (WT) and kinase-dead (KD) forms, we here demonstrate that activation of these two PKCs is neither necessary nor sufficient for GSIS from batch-incubated, rat pancreatic islets. In contrast, responses to the pharmacologic activator 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA) were reciprocally modulated by overexpression of the PKCalphaWT or PKCalphaKD but not the corresponding PKCdelta adenoviruses. The kinetics of the secretory response to glucose (monitored by perifusion) were not altered in either cultured islets overexpressing PKCalphaKD or freshly isolated islets stimulated in the presence of the conventional PKC (cPKC) inhibitor Go6976. However, the latter did inhibit the secretory response to TPA. Using phosphorylation state-specific antisera for consensus PKC phosphorylation sites, we also showed that (compared with TPA) glucose causes only a modest and transient functional activation of PKC (maximal at 2-5 min). However, glucose did promote a prolonged (15 min) phosphorylation of PKC substrates in the presence of the phosphatase inhibitor okadaic acid. Overall, the results demonstrate that glucose does stimulate PKCalphain pancreatic islets but that this makes little overall contribution to GSIS.

The impact of prolonged fasting during aestivation on the structure of the small intestine in the green-striped burrowing frog, Cyclorana alboguttata

The effects of short-term fasting and prolonged fasting during aestivation on the morphology of the proximal small intestine and associated organs were investigated in the green-striped burrowing frog, Cyclorana alboguttata (Anura: Hylidae). Animals were fasted for 1 week while active or for 3-9 months during aestivation. Short-duration fasting (1 week) had little effect on the morphology of the small intestine, whilst prolonged fasting during aestivation induced marked enteropathy including reductions in intestinal mass, length and diameter, longitudinal fold height and tunica muscularis thickness. Enterocyte morphology was also affected markedly by prolonged fasting: enterocyte cross-sectional area and microvillous height were reduced during aestivation, intercellular spaces were visibly reduced and the prevalence of lymphocytes amongst enterocytes was increased. Mitochondria and nuclei were also affected by 9 months of aestivation with major disruptions to mitochondrial cristae and increased clumping of nuclear material and increased infolding of the nuclear envelope. The present study demonstrates that the intestine of an aestivating frog responds to prolonged food deprivation during aestivation by reducing in size, presumably to reduce the energy expenditure of the organ.