Identification of a DNA transformation gene required for com101A+ expression and supertransformer phenotype in Haemophilus influenzae.

DNA sequencing, RNA mapping, and protein expression experiments revealed the presence of a gene, tfoX+, encoding a 24.9-kDa polypeptide, that is transcribed divergently from a common promoter region with the Haemophilus influenzae rec-1+ gene. H. influenzae strains mutant for tfoX failed to bind transforming DNA and were transformation deficient. Primer extension experiments utilizing in vivo total RNA from precompetent and competent H. influenzae cells demonstrated that transcription of tfoX+ increased immediately upon competence induction, suggesting that tfoX+ is an early competence gene. Similar experiments showed that the expression of the late competence-specific gene, com101A+, was tfoX+ dependent. Moreover, expression of plasmid-borne tfoX+ in H. influenzae resulted in constitutive competence. The addition of cyclic adenosine monophosphate (cAMP) to strains carrying a tfoX::lacZ operon fusion resulted in an immediate increase in beta-galactosidase activity that correlated with an increase in genetic transformability. Collectively, our results suggest that TfoX may play a key role in the development of genetic competence by regulating the expression of late competence-specific genes.

Ruolo di Clusterina nella progressione del tumore prostatico

Clusterina (CLU) è una proteina ubiquitaria, presente nella maggior parte dei fluidi corporei e implicata in svariati processi fisiologici. Dalla sua scoperta fino ad oggi, CLU è risultata essere una proteina enigmatica, la cui funzione non è ancora stata compresa appieno. Il gene codifica per 3 varianti trascrizionali identificate nel database NCBI con i codici: NM_001831 (CLU 1 in questo lavoro di tesi), NR_038335 (CLU 2 in questo lavoro di tesi) e NR_045494 (CLU 3 in questo lavoro di tesi). Tutte le varianti sono trascritte come pre-mRNA contenenti 9 esoni e 8 introni e si differenziano per l’esone 1, la cui sequenza è unica e caratteristica di ogni variante. Sebbene in NCBI sia annotato che le varianti CLU 2 e CLU 3 non sono codificanti, tramite analisi bioinformatica è stato predetto che da tutti e tre i trascritti possono generarsi proteine di differente lunghezza e localizzazione cellulare. Tra tutte le forme proteiche ipotizzate, l’unica a essere stata isolata e sequenziata è quella tradotta dall’AUG presente sull’esone 2 che dà origine a una proteina di 449 aminoacidi. Il processo di maturazione prevede la formazione di un precursore citoplasmatico (psCLU) che subisce modificazioni post-traduzionali tra cui formazione di ponti disolfuro, glicosilazioni, taglio in due catene denominate β e α prima di essere secreta come eterodimero βα (sCLU) nell’ambiente extracellulare, dove esercita la sua funzione di chaperone ATP-indipendente. Oltre alla forma extracellulare, è possibile osservare una forma intracellulare con localizzazione citosolica la cui funzione non è stata ancora completamente chiarita. Questo lavoro di tesi si è prefissato lo scopo di incrementare le conoscenze in merito ai trascritti CLU 1 e CLU 2 e alla loro regolazione, oltre ad approfondire il ruolo della forma citosolica della proteina in relazione al signaling di NF-kB che svolge un ruolo importante nel processo di sviluppo e metastatizzazione del tumore. Nella prima parte, uno screening di differenti linee cellulari, quali cellule epiteliali di prostata e di mammella, sia normali sia tumorali, fibroblasti di origine polmonare e linfociti di tumore non-Hodgkin, ha permesso di caratterizzare i trascritti CLU 1 e CLU 2. Dall’analisi è emerso che la sequenza di CLU 1 è più corta al 5’ rispetto a quella depositata in NCBI con l’identificativo NM_001831 e il primo AUG disponibile per l’inizio della traduzione è localizzato sull’esone 2. È stato dimostrato che CLU 2, al contrario di quanto riportato in NCBI, è tradotto in proteina a partire dall’AUG presente sull’esone 2, allo stesso modo in cui viene tradotto CLU 1. Inoltre, è stato osservato che i livelli d’espressione dei trascritti variano notevolmente tra le diverse linee cellulari e nelle cellule epiteliali CLU 2 è espressa sempre a bassi livelli. In queste cellule, l’espressione di CLU 2 è silenziata per via epigenetica e la somministrazione di farmaci capaci di rendere la cromatina più accessibile, quali tricostatina A e 5-aza-2’-deossicitidina, è in grado di incrementarne l’espressione. Nella seconda parte, un’analisi bioinformatica seguita da saggi di attività in vitro in cellule epiteliali prostatiche trattate con farmaci epigenetici, hanno permesso di identificare, per la prima volta in uomo, una seconda regione regolatrice denominata P2, capace di controllare l’espressione di CLU 2. Rispetto a P1, il classico promotore di CLU già ampiamente studiato da altri gruppi di ricerca, P2 è un promotore debole, privo di TATA box, che nelle cellule epiteliali prostatiche è silente in condizioni basali e la cui attività incrementa in seguito alla somministrazione di farmaci epigenetici capaci di alterare le modificazioni post-traduzionali delle code istoniche nell’intorno di P2. Ne consegue un rilassamento della cromatina e un successivo aumento di trascrizione di CLU 2. La presenza di un’isola CpG differentemente metilata nell’intorno di P1 spiegherebbe, almeno in parte, i differenti livelli di espressione di CLU che si osservano tra le diverse linee cellulari. Nella terza parte, l’analisi del pathway di NF-kB in un modello sperimentale di tumore prostatico in cui CLU è stata silenziata o sovraespressa, ha permesso di capire come la forma citosolica di CLU abbia un ruolo inibitorio nei confronti dell’attività del fattore trascrizionale NF-kB. CLU inibisce la fosforilazione e l’attivazione di p65, il membro più rappresentativo della famiglia NF-kB, con conseguente riduzione della trascrizione di alcuni geni da esso regolati e coinvolti nel rimodellamento della matrice extracellulare, quali l’urochinasi attivatrice del plasminogeno, la catepsina B e la metallo proteinasi 9. È stato dimostrato che tale inibizione non è dovuta a un’interazione fisica diretta tra CLU e p65, per cui si suppone che CLU interagisca con uno dei componenti più a monte della via di segnalazione responsabile della fosforilazione ed attivazione di p65.

Expressão dos genes codificadores de canais de sódio Nav 1.7, Nav 1.8 e Nav 1.9 em portadores da Síndrome de Ardência Bucal

A síndrome de ardência bucal (SAB) é uma condição caracterizada pelo sintoma de ardência na mucosa oral, na ausência de qualquer sinal clínico. Sua etiologia é desconhecida e, até o momento, não dispõe de tratamento efetivo. Há entretanto características de doença neuropática que justificam investigações nesse sentido. O objetivo desse estudo foi mensurar a expressão gênica dos receptores de canais de sódio, Nav 1.7, Nav 1.8 e Nav 1.9, nos pacientes portadores de SAB. A casuística foi composta por dois grupos sendo o grupo de estudo composto por 12 pacientes portadores de SAB, selecionados através do critério estabelecido pela International Headache Society, em 2013 e o grupo controle composto por 4 pacientes não portadores de SAB. As amostras analisadas foram coletadas do dorso lingual, por meio de biópsia realizada com punch de 3 mm e profundidade de 3 mm, estas foram submetidas ao método de análise RT-PCR em tempo real. A expressividade dos genes de canais de sódio foi avaliada nos indivíduos portadores de SAB em relação aos do grupo controle, sendo esta calculada a partir da normalização dos dados da quantificação destes com os da expressão do gene constitutivo (GAPDH), pelo método de Cicle Threshold comparativo e analisados estatisticamente por meio do teste estatístico Mann-Whitnney. Observou-se o aumento da expressão gênica do Nav 1.7 (fold-change = 38.70) e diminuição da expressão gênica do Nav 1.9 (fold-change = 0.89), porém sem diferenças estatisticamente significativas entre os grupos analisados. O gene Nav 1.8 não foi expresso em nenhuma das amostras analisadas. O Nav 1.7 expressa-se tanto em neurônios nociceptivos quanto no sistema nervoso autônomo e mutações no Nav 1.9 tem sido associada a perda de percepção dolorosa. Os resultados obtidos embora não estatisticamente significativos são compatíveis com as características da doença, justificando a extensão dos estudos na linha expressão de genes codificadores dos canais de sódio em pacientes com SAB.

Mutações inativadoras no gene MKRN3 são causa de puberdade precoce central familial

A maioria dos casos de puberdade precoce central (PPC) em meninas permanece idiopática. A hipótese de uma causa genética vem se fortalecendo após a descoberta de alguns genes associados a este fenótipo, sobretudo aqueles implicados com o sistema kisspeptina (KISS1 e KISS1R). Entretanto, apenas casos isolados de PPC foram relacionados à mutação na kisspeptina ou em seu receptor. Até recentemente, a maioria dos estudos genéticos em PPC buscava genes candidatos selecionados com base em modelos animais, análise genética de pacientes com hipogonadismo hipogonadotrófico, ou ainda, nos estudos de associação ampla do genoma. Neste trabalho, foi utilizado o sequenciamento exômico global, uma metodologia mais moderna de sequenciamento, para identificar variantes associadas ao fenótipo de PPC. Trinta e seis indivíduos com a forma de PPC familial (19 famílias) e 213 casos aparentemente esporádicos foram inicialmente selecionados. A forma familial foi definida pela presença de mais de um membro afetado na família. DNA genômico foi extraído dos leucócitos do sangue periférico de todos os pacientes. O estudo de sequenciamento exômico global realizado pela técnica ILLUMINA, em 40 membros de 15 famílias com PPC, identificou mutações inativadoras em um único gene, MKRN3, em cinco dessas famílias. Pesquisa de mutação no MKRN3 realizada por sequenciamento direto em duas famílias adicionais (quatro pacientes) identificou duas novas variantes nesse gene. O MKRN3 é um gene de um único éxon, localizado no cromossomo 15 em uma região crítica para a síndrome de Prader Willi. O gene MKRN3 sofre imprinting materno, sendo expresso apenas pelo alelo paterno. A descoberta de mutações em pacientes com PPC familial despertou o interesse para a pesquisa de mutações nesse gene em 213 pacientes com PPC aparentemente esporádica por meio de reação em cadeia de polimerase seguida de purificação enzimática e sequenciamento automático direto (Sanger). Três novas mutações e duas já anteriormente identificadas, incluindo quatro frameshifts e uma variante missense, foram encontradas, em heterozigose, em seis meninas não relacionadas. Todas as novas variantes identificadas estavam ausentes nos bancos de dados (1000 Genomes e Exome Variant Server). O estudo de segregação familial em três dessas meninas com PPC aparentemente esporádica e mutação no MKRN3 confirmou o padrão de herança autossômica dominante com penetrância completa e transmissão exclusiva pelo alelo paterno, demonstrando que esses casos eram, na verdade, também familiares. A maioria das mutações encontradas no MKRN3 era do tipo frameshift ou nonsense, levando a stop códons prematuros e proteínas truncadas e, portanto, confirmando a associação com o fenótipo. As duas mutações missenses (p.Arg365Ser e p.Phe417Ile) identificadas estavam localizadas em regiões de dedo ou anel de zinco, importantes para a função da proteína. Além disso, os estudos in silico dessas duas variantes demonstraram patogenicidade. Todos os pacientes com mutação no MKRN3 apresentavam características clínicas e hormonais típicas de ativação prematura do eixo reprodutivo. A mediana de idade de início da puberdade foi de 6 anos nas meninas (variando de 3 a 6,5) e 8 anos nos meninos (variando de 5,9 a 8,5). Tendo em vista o fenômeno de imprinting, análise de metilação foi também realizada em um subgrupo de 52 pacientes com PPC pela técnica de MS-MLPA, mas não foram encontradas alterações no padrão de metilação. Em conclusão, este trabalho identificou um novo gene associado ao fenótipo de PPC. Atualmente, mutações inativadoras no MKRN3 representam a causa genética mais comum de PPC familial (33%). O MKRN3 é o primeiro gene imprintado associado a distúrbios puberais em humanos. O mecanismo preciso de ação desse gene na regulação da secreção de GnRH necessita de estudos adicionais

A two-step mechanism for epigenetic specification of centromere identity and function

The basic determinant of chromosome inheritance, the centromere, is specified in many eukaryotes by an epigenetic mark. Using gene targeting in human cells and fission yeast, chromatin containing the centromere-specific histone H3 variant CENP-A is demonstrated to be the epigenetic mark that acts through a two-step mechanism to identify, maintain and propagate centromere function indefinitely. Initially, centromere position is replicated and maintained by chromatin assembled with the centromere-targeting domain (CATD) of CENP-A substituted into H3. Subsequently, nucleation of kinetochore assembly onto CATD-containing chromatin is shown to require either the amino- or carboxy-terminal tail of CENP-A for recruitment of inner kinetochore proteins, including stabilizing CENP-B binding to human centromeres or direct recruitment of CENP-C, respectively.

Bibliotheque universelle de Genève et archives des sciences physiques et naturelles.

Some of Princeton's volumes lack cover page.

Investigating the Effect of Histone H4 Sumoylation on Chromatin Structure and Function

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Mannose-binding lectin gene polymorphism predicts hospital admissions for COPD infections

Infection frequently causes exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Mannose-binding lectin (MBL) is a pattern-recognition receptor that assists in clearing microorganisms. Polymorphisms in the MBL2 gene reduce serum MBL levels and are associated with risk of infection. We studied whether the MBL2 codon 54 B allele affected serum MBL levels, admissions for infective exacerbation in COPD and disease susceptibility. Polymorphism frequency was determined by PCR-RFLP in 200 COPD patients and 104 smokers with normal lung function. Serum MBL was measured as mannan-binding activity in a subgroup of 82 stable COPD patients. Frequency of COPD admissions for infective exacerbation was ascertained for a 2-year period. The MBL2 codon 54 B allele reduced serum MBL in COPD patients. In keeping, patients carrying the low MBL-producing B allele had increased risk of admission for infective exacerbation (OR 4.9, P-corrected = 0.011). No association of MBL2 genotype with susceptibility to COPD was detected. In COPD, serum MBL is regulated by polymorphism at codon 54 in its encoding gene. Low MBL-producing genotypes were associated with more frequent admissions to hospital with respiratory infection, suggesting that the MBL2 gene is disease-modifying in COPD. MBL2 genotype should be explored prospectively as a prognostic marker for infection risk in COPD.

Conditional inactivation of the Men1 gene leads to pancreatic and pituitary tumorigenesis but does not affect normal development of these tissues

Mutations of the MEN1 gene, encoding the tumor suppressor menin, predispose individuals to the cancer syndrome multiple endocrine neoplasia type 1, characterized by the development of tumors of the endocrine pancreas and anterior pituitary and parathyroid glands. We have targeted the murine Men1 gene by using Cre recombinase-loxP technology to develop both total and tissue-specific knockouts of the gene. Conditional homozygous inactivation of the Men1 gene in the pituitary gland and endocrine pancreas bypasses the embryonic lethality associated with a constitutional Men1(-/-) genotype and leads to beta-cell hyperplasia in less than 4 months and insulinomas and prolactinomas starting at 9 months. The pituitary gland and pancreas develop normally in the conditional absence of menin, but loss of this transcriptional cofactor is sufficient to cause beta-cell hyperplasia in some islets; however, such loss is not sufficient to initiate pituitary gland tumorigenesis, suggesting that additional genetic events are necessary for the latter.

Menin associates with a trithorax family histone methyltransferase complex and with the Hoxc8 locus

The cellular function of the menin tumor suppressor protein, product of the MEN1 gene mutated in familial multiple endocrine neoplasia type 1, has not been defined. We now show that menin is associated with a histone methyltransferase complex containing two trithorax family proteins, MLL2 and Ash2L, and other homologs of the yeast Set1 assembly. This menin-associated complex methylates histone H3 on lysine 4. A subset of tumor-derived menin mutants lacks the associated histone methyltransferase activity. In addition, menin is associated with RNA polymerase II whose large subunit carboxyl-terminal domain is phosphorylated on Ser5. Men1 knockout embryos and cells show decreased expression of the homeobox genes Hoxc6 and Hoxc8. Chromatin immunoprecipitation experiments reveal that menin is bound to the Hoxc8 locus. These results suggest that menin activates the transcription of differentiation-regulating genes by covalent histone modification, and that this activity is related to tumor suppression by MEN1.

The isoflavonoids genistein and quercetin activate different stress signaling pathways as shown by analysis of site-specific phosphorylation of ATM, p53 and histone H2AX

The ataxia-telangiectasia mutated (ATM) protein kinase is activated in response to ionizing radiation (IR) and activates downstream DNA-damage signaling pathways. Although the role of ATM in the cellular response to ionizing radiation has been well characterized, its role in response to other DNA-damaging agents is less well defined. We previously showed that genistein, a naturally occurring isoflavonoid, induced increased ATM protein kinase activity, ATM-dependent phosphorylation of p53 on serine 15 and activation of the DNA-binding properties of p53. Here. we show that genistein also induces phosphorylation of p53 at serines 6, 9, 20,46, and 392, and that genistein-induced accumulation and phosphorylation of p53 is reduced in two ATM-deficient human cell lines. Also, we show that genistein induces phosphorylation of ATM on serine 1981 and phosphorylation of histone H2AX on serine 139. The related bioflavonoids, daidzein and biochanin A, did not induce either phosphorylation of p53 or ATM at these sites. Like genistein, quercetin induced phosphorylation of ATM on serine 198 1, and ATM-dependent phosphorylation of histone H2AX on serine 139; however, p53 accumulation and phosphorylation on serines 6, 9, 15, 20, 46, and 392 occurred in ATM-deficient cells, indicating that ATM is not required for quercetin-induced phosphorylation of p53. Our data suggest that genistein and quercetin induce different DNA-damage induced signaling pathways that, in the case of genistein, are highly ATM-dependent but, in the case of quercetin, may be ATM-dependent only for some downstream targets. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Evolution of the regular zone of histone H1 in Fabaceae plants

An analysis of the historic H1 subtype, H1-1, in eight legumes belonging to four genera of the tribe Vicieae (Pisum, Lathyrus, Lens, and Vicia), revealed an extended region consisting of the tandemly repeated AKPAAK motifs. We named this region the Regular zone (RZ). The AKPAAK motifs are organized into two blocks separated by a short (two or six amino acids) intervening sequence (IS). The distal block contains six AKPAAK motifs, while the number of repeats in the proximal block varies from six in V. faba to seven in the other species. In V. hirsuta, the first two repeated units of the proximal block are octapeptides AKAKPAAK. The apparent rate of synonymous substitutions in the blocks of RZ is much higher than in the rest of the gene. This can be explained by repeat shuffling within each block. In the C-domain of the orthologous H1 subtype froth Medicago truncatula (tribe Trifolieae), a region corresponding to the RZ of Vicieae species was found. It also consists of two blocks of AKPAAK motifs (four and three repeats in the proximal and distal blocks, respectively). These blocks are separated by a 20-amino acid IS. The first 20 amino acids of the Medicago RZ are not part of AKPAAK repeats. We hypothesise that the RZ has most probably evolved as a result of an expansion of AKPAAK repeats from two separate sites in the C-domain. This process started tens of millions of years ago and was most likely directed by positive selection.

Effect after introducing Bacillus thuringiensis gene on nitrogen metabolism in cotton

Bacillus thuringiensis (Bt) transgenic cotton has shown changes of vegetative and reproductive growth characteristics. The objective of this study was to investigate the physiological change of nitrogen metabolism that related closely to the growth in Bt cotton cultivars. The study Was undertaken on two 131 transgenic cotton cultivars and their parents, one conventional (Xingyang822) and recurrent parent (Sumian No. 9), the other a hybrid (Kumian No. 1) and female parent (Yumian No. 1), during the 2001 and 2002 growing seasons at the Yangzhou University Farm, Yangzhou, China. In the 2001 study, The results indicated that the Bt cotton cultivars were higher than their parents in leaf total nitrogen, free amino acid and soluble protein content, greater in NR and GPT activity, and lower in protease activity, during peak square and boll developing period. The biggest increase of total nitrogen was at peak boll period, which increased by 36.01 and 18.96% for Kumian No. I and Xingyang822, respectively. There were similar results for free amino acid and soluble protein content. The results showed further in 2002 study that NR activity increased dramatically at peak square and early boll open period, the biggest increase at early boll open period, with Kumian No. I and Xingyan,822 being 87.5 and 61.4% higher than their parent, respectively, the biggest increase of GPT activity was at peak boll period, with Kumian No. I and Xingyang822 being 39.1 and 29.1% higher than their parent, respectively. However, protease activity of Bt cultivars reduced significantly before flowering and early boll open period, the biggest decrease was before flowering period, with Kumian No. I being more than 30%, Xingyang822 being 26.5% at peak square period. Moreover, the boll total nitrogen content reduced sharply. The results suggest that the Bt cotton cultivars have higher intensity of leaf nitrogen metabolism than their parent, especially during square and boll development period. It is disadvantage for square development and earlier boll maturity under high nitrogen condition. The cultural practice should aim at reducing leaf nitrogen metabolic strength and keep the balance of vegetative and reproductive growth. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Global changes in gene expression observed at the transition from growth to stationary phase in Listeria monocytogenes ScottA batch culture

Listeria monocytogenes is a food-borne Gram-positive bacterium that is responsible for a variety of infections (worldwide) annually. The organism is able to survive a variety of environmental conditions and stresses, however, the mechanisms by which L. monocytogenes adapts to environmental change are yet to be fully elucidated. An understanding of the mechanism(s) by which L. monocytogenes survives unfavourable environmental conditions will aid in developing new food processing methods to control the organism in foodstuffs. We have utilized a proteomic approach to investigate the response of L. monocytogenes batch cultures to the transition from exponential to stationary growth phase. Proteomic analysis showed that batch cultures of L. monocytogenes perceived stress and began preparations for stationary phase much earlier (approximately A(600) = 0.75, mid-exponential) than predicted by growth characteristics alone. Global analysis of the proteome revealed that the expression levels of more than 50% of all proteins observed changed significantly over a 7-9 h period during this transition phase. We have highlighted ten proteins in particular whose expression levels appear to be important in the early onset of the stationary phase. The significance of these findings in terms of functionality and the mechanistic picture are discussed.

Hypoxia induces chondrocyte-specific gene expression in mesenchymal cells in association with transcriptional activation of Sox9

Endochondral bone is formed during an avascular period in an environment of low oxygen. Under these conditions, pluripotential mesenchymal stromal cells preferentially differentiate into chondrocytes and form cartilage. In this study, we investigated the hypothesis that oxygen tension modulates bone mesenchymal cell fate by altering the expression of genes that function to promote chondrogenesis. Microarray of RNA samples from ST2 cells revealed significant changes in 728 array elements (P < 0.01) in response to hypoxia. Real-time PCR on these RNA samples, and separate samples from C3H10T1/2 cells, revealed hypoxia-induced changes in the expression of additional genes known to be expressed by chondrocytes including Sox9 and its downstream targets aggrecan and Col2a. These changes were accompanied by the accumulation of mucopolysacharide as detected by alcian blue staining. To investigate the mechanisms responsible for upregulation of Sox9 by hypoxia, we determined the effect of hypoxia on HIF-1 alpha levels and Sox9 promoter activity in ST2 cells. Hypoxia increased nuclear accumulation of HIF-1 alpha and activated the Sox9 promoter. The ability of hypoxia to transactivate the Sox9 promoter was virtually abolished by deletion of HIF-1 alpha consensus sites within the proximal promoter. These findings suggest that hypoxia promotes the differentiation of mesenchymal cells along a chondrocyte pathway in part by activating Sox-9 via a HIF-1 alpha-dependent mechanism. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.