Toxic, antimicrobial and hemagglutinating activities of the purple fluid of the sea hare Aplysia dactylomela Rang, 1828

The antimicrobial, hemagglutinating and toxic activities of the purple fluid of the sea hare Aplysia dactylomela are described. Intact or dialyzed purple fluid inhibited the growth of species of Gram-positive and Gram-negative bacteria and the action was not bactericidal but bacteriostatic. The active factor or factors were heat labile and sensitive to extreme pH values. The fluid preferentially agglutinated rabbit erythrocytes and, to a lesser extent, human blood cells, and this activity was inhibited by the glycoprotein fetuin, a fact suggesting the presence of a lectin. The fluid was also toxic to brine shrimp nauplii (LD50 141.25 µg protein/ml) and to mice injected intraperitoneally (LD50 201.8 ± 8.6 mg protein/kg), in a dose-dependent fashion. These toxic activities were abolished when the fluid was heated. Taken together, the data suggest that the activities of the purple fluid are due primarily to substance(s) of a protein nature which may be involved in the chemical defense mechanism of this sea hare.

Integrins in vascular development

Many growth factors and their protein kinase receptors play a role in regulating vascular development. In addition, cell adhesion molecules, such as integrins and their ligands in the extracellular matrix, play important roles in the adhesion, migration, proliferation, survival and differentiation of the cells that form the vasculature. Some integrins are known to be regulated by angiogenic growth factors and studies with inhibitors of integrin functions and using strains of mice lacking specific integrins clearly implicate some of these molecules in vasculogenesis and angiogenesis. However, the data are incomplete and sometimes discordant and it is unclear how angiogenic growth factors and integrin-mediated adhesive events cooperate in the diverse cell biological processes involved in forming the vasculature. Consideration of the results suggests working hypotheses and raises questions for future research directions.

Isolation of bovine plasma albumin by liquid chromatography and its polymerization for use in immunohematology

The aim of the method described here is to remove hemoglobin, the major contaminant in the bovine plasma obtained from slaughterhouses, by adding a mixture of 19% cold ethanol and 0.6% chloroform, followed by fibrinogen and globulin precipitation by the Cohn method and nonspecific hemagglutinin by thermocoagulation. The experimental volume of bovine plasma was 2,000 ml per batch. Final purification was performed by liquid chromatography using the ion-exchange gel DEAE-Sepharose FF. The bovine albumin thus obtained presented > or = 99% purity, a yield of 25.0 ± 1.2 g/l plasma and >71.5% recovery. N-acetyl-DL-tryptophan (0.04 mmol/g protein) and sodium caprylate (0.04 mmol/g protein) were used as stabilizers and the final concentration of albumin was adjusted to 22.0% (w/v), pH 7.2 to 7.3. Viral inactivation was performed by pasteurization for 10 h at 60°C. The bovine albumin for the hemagglutination tests used in immunohematology was submitted to chemical treatment with 0.06% (w/v) glutaraldehyde and 0.1% (w/v) formaldehyde at 37°C for 12 h to obtain polymerization. A change in molecular distribution was observed after this treatment, with average contents of 56.0% monomers, 23.6% dimers, 12.2% trimers and 8.2% polymers. The tests performed demonstrated that this polymerized albumin enhances the agglutination of Rho(D)-positive red cells by anti-Rho(D) serum, permitting and improving visualization of the results.

Antithrombotic effect of Lonomia obliqua caterpillar bristle extract on experimental venous thrombosis

The venom of Lonomia obliqua caterpillar may induce a hemorrhagic syndrome in humans, and blood incoagulability by afibrinogenemia when intravenously injected in laboratory animals. The possible antithrombotic and thrombolytic activities of L. obliqua caterpillar bristle extract (LOCBE) were evaluated in this study. The minimal intravenous dose of the extract necessary to induce afibrinogenemia and anticoagulation was 3.0 and 10.0 µg protein/kg body weight for rabbits and rats, respectively. In rabbits, this dose induced total blood incoagulability for at least 10 h and did not reduce the weight of preformed venous thrombi, in contrast to streptokinase (30,000 IU/kg). In rats, pretreatment with 5.0 and 10.0 µg/kg LOCBE prevented the formation of thrombi induced by venous stasis or by injury to the venous endothelium. The dose of 5.0 µg/kg LOCBE did not modify blood coagulation assay parameters but increased bleeding time and decreased plasma factor XIII concentration. When the extract was administered to rats at the dose of 10.0 µg/kg, the blood was totally incoagulable for 6 h. These data show that LOCBE was effective in preventing experimental venous thrombosis in rats, justifying further studies using purified fractions of the extract to clarify the mechanisms of this effect.

Different biochemical strategies of two Neotropical fish to cope with the impairment of nitrogen excretion during air exposure

The exposure of fish to air is normally expected to interfere with the nitrogen excretion process. Hoplias malabaricus and Hoplerythrinus unitaeniatus, two teleost species, display distinct behaviors in response to decreases in natural reservoir water levels, although they may employ similar biochemical strategies. To investigate this point, plasma levels of ammonia, urea, uric acid, and the two urea cycle enzymes, ornithine carbamoyl transferase (OCT) and arginase (ARG), as well as glutamine synthetase (GS) were determined for both species after exposure to air. Plasma ammonia increased gradually during exposure to air, but only H. malabaricus showed increased concentrations of urea. Plasma uric acid remained very low in both fish. Enzymatic activities (mean ± SD, µmol min-1 g protein-1) of H. malabaricus showed significant increases (P<0.05, N = 6) in OCT from 0.84 ± 0.05 to 1.42 ± 0.03, in ARG from 8.07 ± 0.47 to 9.97 ± 0.53 and in GS from 1.15 ± 0.03 to 2.39 ± 0.04. The OCT and ARG enzymes remained constant in H. unitaeniatus (N = 6), but GS increased from 1.49 ± 0.02 to 2.06 ± 0.03. Although these species are very closely related and share the same environment, their biochemical strategies in response to exposure to air or to increased plasma ammonia are different.

Dose-dependent in vitro inhibition of rabbit corneal matrix metalloproteinases by an extract of Pothomorphe umbellata after alkali injury

The in vitro ability of Pothomorphe umbellata ethanolic crude extract to inhibit matrix metalloproteinase (MMP) in normal cornea and in cornea after alkali injury was demonstrated. Corneas of albino rabbits were injured with 1 N NaOH for 20 s. After 48 h the corneas were excised, homogenized and analyzed for MMP-9 (92 kDa), pro-MMP-2 (72 kDa) and MMP-2 (67 kDa) activity by gelatin zymography. The activity was also measured in untreated corneas. After electrophoresis of 20 µg protein, gels were incubated with 50, 100, or 250 µg/mL lyophilized hydroethanolic (1:1) root crude extract of P. umbellata standardized for 4-nerolidylcatechol (7.09%). The activity of the enzymes was compared with that of untreated gel. At 48 h after injury, the activity of all MMPs was increased compared with untreated eyes. When the gels were incubated with P. umbellata extract the activity of MMP-2, pro-MMP-2 and MMP-9 decreased in a dose-dependent manner. MMP-9 activity decreased by approximately 50% after incubation with 50 µg/mL and was completely abolished at 100 and 250 µg/mL of the extract. After incubation with 50 µg/mL the activity of pro-MMP-2 and MMP-2 also decreased by 50%. The activity of pro-MMP-2 was almost completely abolished after incubation with 250 µg/mL of the extract. For MMP-2 the incubation with 100 or 250 µg/mL of the extract of P. umbellata promoted a 10-fold decrease in activity. In conclusion, P. umbellata root crude extract can be useful as an alternative therapy to control MMP activity after corneal injury.

Association between dental-oral health in young adults and salivary glutathione, lipid peroxidation and sialic acid levels and carbonic anhydrase activity

The aim of the present study was to evaluate the relationship between salivary oxidative stress and dental-oral health. Healthy young adults, matched for gender and age, with (N = 21, 10 men, mean age: 20.3 ± 1 years) and without (N = 16, 8 men, mean age: 21.2 ± 1.8 years) caries were included in this study. The World Health Organization (WHO) caries diagnostic criteria were used for determining the decayed, missing, filled teeth (DMFT) index. The oral hygiene and gingival status were assessed using the simplified oral hygiene index and gingival index, respectively. Unstimulated salivary total protein, glutathione (GSH), lipid peroxidation and total sialic acid levels, carbonic anhydrase activity, and salivary buffering capacity were determined by standard methods. Furthermore, salivary pH was measured with pH paper and salivary flow rate was calculated. Simplified oral hygiene index and gingival index were not significantly different between groups but DMFT scores were significant (P < 0.01). Only, GSH values were significantly different (P < 0.05) between groups (2.2 and 1.6 mg/g protein in young adults without caries and with caries, respectively). There was a significant negative correlation between DMFT and GSH (r = -0.391; P < 0.05; Pearson's correlation coefficient). Our results suggest that there is an association between caries history and salivary GSH levels.

Identification of microRNAs and mRNAs associated with multidrug resistance of human laryngeal cancer Hep-2 cells

Multidrug resistance (MDR) poses a serious impediment to the success of chemotherapy for laryngeal cancer. To identify microRNAs and mRNAs associated with MDR of human laryngeal cancer Hep-2 cells, we developed a multidrug-resistant human laryngeal cancer subline, designated Hep-2/v, by exposing Hep-2 cells to stepwise increasing concentrations of vincristine (0.02-0.96'µM). Microarray assays were performed to compare the microRNA and mRNA expression profiles of Hep-2 and Hep-2/v cells. Compared to Hep-2 cells, Hep-2/v cells were more resistant to chemotherapy drugs (∼45-fold more resistant to vincristine, 5.1-fold more resistant to cisplatin, and 5.6-fold more resistant to 5-fluorouracil) and had a longer doubling time (42.33±1.76 vs 28.75±1.12'h, P<0.05), higher percentage of cells in G0/G1 phase (80.98±0.52 vs69.14±0.89, P<0.05), increased efflux of rhodamine 123 (95.97±0.56 vs 12.40±0.44%, P<0.01), and up-regulated MDR1 expression. A total of 7 microRNAs and 605 mRNAs were differentially expressed between the two cell types. Of the differentially expressed mRNAs identified, regulator of G-protein signaling 10, high-temperature requirement protein A1, and nuclear protein 1 were found to be the putative targets of the differentially expressed microRNAs identified. These findings may open a new avenue for clarifying the mechanisms responsible for MDR in laryngeal cancer.

Deoxynivalenol (DON) degradation and peroxidase enzyme activity in submerged fermentation

This work aims to evaluate deoxynivalenol degradation by Aspergillus oryzae and Rhizopus oryzae in a submerged fermentation system and to correlate it to the activity of oxydo-reductase enzymes. The submerged medium consisted of sterile distilled water contaminated with 50 μg of DON and 4 × 10(6) spore.mL-1 inoculum of Aspergillus oryzae and Rhizopus oryzae species, respectively in each experiment. Sampling was performed every 24 hours for monitoring the peroxidase specific activity, and every 48 hours for determining mycotoxin levels. Results showed that the fungi species were able to decrease DON levels as the peroxidase activity increased. The 48 hours fermentation interval presented the highest peroxidase specific activity (ΔABS/minute.μg.protein-1), 800 and 198, while the highest DON degradation velocity was 10.8 and 12.4 ppb/hour, respectively in both cases for Rhizopus oryzae and Aspergillus oryzae.

Partial chemical and functional characterization of milk whey products obtained by different processes

Whey protein samples (S-1 to S-5) were tested in vivo and in vitro for nutritional properties and selected bioactivities. Weanling male Wistar rats fed modified AIN-93G (12 g protein.100 g-1) diets for 21 days were used the in vivo studies. The nutritional parameters did not differ among the protein diets tested. Erythrocyte glutathione content was considered high and was higher for S-3, but liver glutathione was the same for all dietary groups. For S-3, cytokine secretion (IL-10 and TNF-α) by human peripheral blood mononuclear cells (in RPMI-1640 medium) was higher in the absence of antigen than in the presence of BCG antigen. Interleukin-4 secretion was repressed in all treatments. The IC50, whey protein concentration required to inhibit 50% of the melanoma cell proliferation, was 2.68 mg.mL-1 of culture medium for the S-3 sample and 3.66 mg.mL-1 for the S-2 sample. Based on these results, it was concluded that S-3 (whey protein concentrate enriched with TGF-β and lactoferrin) produced better nutritional and immunological responses than the other products tested.

Chemical composition and bioactive compounds of grape pomace (Vitis vinifera L.), Benitaka variety, grown in the semiarid region of Northeast Brazil

Grape pomace (Vitis vinifera L.), Benitaka variety, grown in the semiarid region of Northeast Brazil was evaluated in relation to chemical composition, and content of minerals and functional properties. Its microbiological quality and toxic potential, using Artemia salina sp, were also investigated. The results showed that the flour obtained from these residues had below neutral pH (3.82), moisture (3.33g/100g), acidity of (0.64g of citric acid/100g), and ash (4.65 g/100g). The amount of total dietary fiber (46.17g/100g) stood out quantitatively compared to the content of carbohydrate (29.2g/100 g), protein (8.49g/100g), and lipids (8.16g/100g). The total energy was 224Kcal/100g. With regard to the compounds with functional properties, higher values of insoluble fiber 79% (36.4 g/100 g); vitamin C (26.25 mg of acid ascorbic/100g), and anthocyanins (131mg/100g) were found. The minerals iron, potassium, zinc, manganese, and calcium were present in higher concentrations. There were no significant copper values. The results showed that the grape residues are an important source of nutrients and compounds with functional properties suggesting that they can be incorporated as an ingredient in the diet and/or used as a dietary supplement aiming at health benefits. The residues did not show microbiological contamination and were considered nontoxic.

Primary characterization of genes involved in the colony development of the insect pathogenic fungus Metarhizium anisopliae /

Strain improvement of the insect pathogenic fungus Metarhizium anisopUae is necessary to increase its virulence towards agricultural pests and thus improve its commercial efficacy. Nevertheless, the release of genetically modified conidia in crop fields may negatively affect the ecosystem. Controlling conidiation is a potential means of limiting the release of engineered strains since conidia are the infective propagules and the means of dispersal. The purpose of this study was to research the colony development of M. anisopUae to identify potential targets for genetic manipulation to control conidiation. Following Agrobacterium tumefaciem insertional mutagenesis, phenotypic mutants were characterized using Y-shaped adaptor dependent extension PCR. Four of 1 8 colony development recombinants had T-DNA flanking sequences with high homology to genes encoding known signaling pathway proteins that regulate pathogenesis and/or asexual development in filamentous fungi. Conidial density counts and insect bioassays suggested that a Serine/Threonine protein kinase COTl homolog is not essential for conidiation or virulence. Furthermore, a choline kinase homolog is important for conidiation, but not virulence. Finally, the regulator of G protein signaling CAG8 and a NADPH oxidase NoxA homolog are necessary for conidiation and virulence. These genes are candidates for further investigation into the regulatory pathways controlling conidiation to yield insight into promising gene targets for biocontrol strain improvement.

Rôle du dimère Gbetagamma dans l’organisation des systèmes de signalisation cellulaire

Selon le modèle classique, le signal reçu par les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) se propage suite à des interactions transitoires et aléatoires entre les RCPGs, les protéines G et leurs effecteurs. Par les techniques de transfert d’énergie de résonance de bioluminescence (BRET), de complémentation bimoléculaire de protéines fluorescentes (BiFC) et de co-immunoprécipitation, nous avons observé que les récepteurs, les protéines G et les effecteurs forment un complexe stable, avant et après l’activation des récepteurs. L’interaction entre l’effecteur Kir3 et le dimère Gbetagamma se produit initialement au réticulum endoplasmique et est sensible à un agoniste liposoluble des récepteurs beta2-adrénergiques. Bien que peu de spécificité pour les nombreux isoformes des sous-unités Gbetagamma ait été observée pour l’activation du canal Kir3, les interactions précoces au RE sont plus sensibles aux différentes combinaisons de Gbetagamma présentes. En plus de son rôle dans la régulation des effecteurs, le dimère Gbetagamma peut interagir avec de nombreuses protéines possédant des localisations cellulaires autres que la membrane plasmique. Nous avons identifié une nouvelle classe de protéines interagissant avec la sous-unité Gbeta, autant en système de surexpression que dans des extraits de cerveaux de rats, soit les protéines FosB et cFos, qui forment le complexe de transcription AP-1, suite à leur dimérisation avec les protéines de la famille des Jun. La coexpression du dimère Gbetagamma réduit l’activité transcriptionnelle du complexe AP-1 induit par le phorbol 12-,myristate 13-acetate (PMA), sans toutefois interférer avec la formation du complexe Fos/Jun ou son interaction avec l’ADN. Toutefois, le dimère Gbetagamma colocalise au noyau avec le complexe AP-1 et recrute les protéines histones déacétylases (HDAC) afin d’inhiber l’activité transcriptionnelle du complexe AP-1.

Regulation of HMG-CoA reductase, HSL and ACAT expression and activity in testicular cholesterol metabolism in mink and in mouse following experimental genetic deletion

Introduction: L'homéostasie du cholestérol est indispensable à la synthèse de la testostérone dans le tissu interstitiel et la production de gamètes mâles fertiles dans les tubules séminifères. Les facteurs enzymatiques contribuent au maintien de cet équilibre intracellulaire du cholestérol. L'absence d'un ou de plusieurs enzymes telles que la HMG-CoA réductase, la HSL et l'ACAT-1 a été associée à l'infertilité masculine. Toutefois, les facteurs enzymatiques qui contribuent au maintien de l'équilibre intra-tissulaire du cholestérol n'ont pas été étudiés. Cette étude a pour but de tester l'hypothèse que le maintien des taux de cholestérol compatibles avec la spermatogenèse nécessite une coordination de la fonction intracellulaire des enzymes HMG-CoA réductase, ACAT1 et ACAT2 et la HSL. Méthodes: Nous avons analysé l'expression de l’ARNm et de la protéine de ces enzymes dans les fractions enrichies en tubules séminifères (STf) de vison durant le développement postnatal et le cycle reproductif annuel et dans les fractions enrichies en tissu interstitiel (ITf) et de STf durant le développement postnatal chez la souris. Nous avons développé deux nouvelles techniques pour la mesure de l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de celle de l'ACAT1 et ACAT2. En outre, l'immunohistochimie a été utilisée pour localiser les enzymes dans le testicule. Enfin, les souris génétiquement déficientes en HSL, en SR-BI et en CD36 ont été utilisées pour élucider la contribution de la HMG-CoA réductase, l'ACAT1 et l'ACAT2 et la HSL à l'homéostasie du cholestérol. Résultats: 1) HMG-CoA réductase: (Vison) La variation du taux d’expression de l’ARNm de la HMG-CoA réductase était corrélée à celle de l'isoforme de 90 kDa de la protéine HMG-CoA réductase durant le développement postnatal et chez l'adulte durant le cycle reproductif saisonnier. L'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase augmentait de façon concomitante avec le taux protéinique pour atteindre son niveau le plus élevé à 240 jours (3.6411e-7 mol/min/μg de protéines) au cours du développement et en Février (1.2132e-6 mol/min/μg de protéines) durant le cycle reproductif chez l’adulte. (Souris), Les niveaux d'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase étaient maximales à 42 jours. A l'opposé, le taux protéinique diminuait au cours du développement. 2) HSL: (Vison), l'expression de la protéine de 90 kDa de la HSL était élevée à 180- et 240 jours après la naissance, ainsi qu'en Janvier durant le cycle saisonnier chez l'adulte. L'activité enzymatique de la HSL augmentait durant le développement pour atteindre un pic à 270 jours (36,45 nM/min/μg). Chez l'adulte, l'activité enzymatique de la HSL était maximale en Février. (Souris) Le niveau d’expression de l'ARNm de la HSL augmentait significativement à 21-, 28- et 35 jours après la naissance concomitamment avec le taux d'expression protéinique. L'activité enzymatique de la HSL était maximale à 42 jours suivie d'une baisse significative chez l'adulte. 3) ACAT-1 et ACAT-2: Le présent rapport est le premier à identifier l’expression de l'ACAT-1 et de l'ACAT-2 dans les STf de visons et de souris. (Vison) L'activité enzymatique de l'ACAT-2 était maximale à la complétion du développement à 270 jour (1190.00 CPMB/200 μg de protéines) et en janvier (2643 CPMB/200 μg de protéines) chez l'adulte. En revanche, l'activité enzymatique de l'ACAT-1 piquait à 90 jours et en août respectivement durant le développement et chez l'adulte. (Souris) Les niveaux d'expression de l'ARNm et la protéine de l'ACAT-1 diminuait au cours du développement. Le taux de l'ARNm de l'ACAT-2, à l’opposé du taux protéinique, augmentait au cours du développement. L'activité enzymatique de l'ACAT-1 diminuait au cours du développement tandis que celle de l'ACAT-2 augmentait pour atteindre son niveau maximal à 42 jours. 4) Souris HSL-/ -: Le taux d’expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase diminuaient significativement dans les STf de souris HSL-/- comparés aux souris HSL+/+. Par contre, les taux de l'ARNm et les niveaux des activités enzymatiques de l'ACAT-1 et de l'ACAT-2 étaient significativement plus élevés dans les STf de souris HSL-/- comparés aux souris HSL+/+ 5) Souris SR-BI-/-: L'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de l'ACAT-1 étaient plus basses dans les STf de souris SR-BI-/- comparées aux souris SR-BI+/+. A l'opposé, le taux d'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HSL étaient augmentées chez les souris SR-BI-/- comparées aux souris SR-BI+/+. 6) Souris CD36-/-: L'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de l'ACAT-2 étaient significativement plus faibles tandis que celles de la HSL et de l'ACAT-1 étaient inchangées dans les STf de souris CD36-/- comparées aux souris CD36+/+. Conclusion: Nos résultats suggèrent que: 1) L'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de la HSL sont associées à l'activité spermatogénétique et que ces activités ne seraient pas régulées au niveau transcriptionnel. 2) L'ACAT-1 et de l'ACAT-2 sont exprimées dans des cellules différentes au sein des tubules séminifères, suggérant des fonctions distinctes pour ces deux isoformes: l'estérification du cholestérol libre dans les cellules germinales pour l'ACAT-1 et l'efflux du cholestérol en excès dans les cellules de Sertoli au cours de la spermatogenèse pour l'ACAT-2. 3) La suppression génétique de la HSL diminuait la HMG-CoA réductase et augmentait les deux isoformes de l'ACAT, suggérant que ces enzymes jouent un rôle critique dans le métabolisme du cholestérol intratubulaire. 4) La suppression génétique des transporteurs sélectifs de cholestérol SR-BI et CD36 affecte l'expression (ARNm et protéine) et l'activité des enzymes HMG-CoA réductase, HSL, ACAT-1 et ACAT-2, suggérant l'existence d’un effet compensatoire entre facteurs enzymatiques et non-enzymatiques du métabolisme du cholestérol dans les fractions tubulaires. Ensemble, les résultats de notre étude suggèrent que les enzymes impliquées dans la régulation du cholestérol intratubulaire agissent de concert avec les transporteurs sélectifs de cholestérol dans le but de maintenir l'homéostasie du cholestérol intra-tissulaire du testicule.

Molecular mechanisms for a switch-like mating decision in Saccharomyces cerevisiae

Les changements évolutifs nous instruisent sur les nombreuses innovations permettant à chaque organisme de maximiser ses aptitudes en choisissant le partenaire approprié, telles que les caractéristiques sexuelles secondaires, les patrons comportementaux, les attractifs chimiques et les mécanismes sensoriels y répondant. L'haploïde de la levure Saccharomyces cerevisiae distingue son partenaire en interprétant le gradient de la concentration d'une phéromone sécrétée par les partenaires potentiels grâce à un réseau de protéines signalétiques de type kinase activées par la mitose (MAPK). La décision de la liaison sexuelle chez la levure est un événement en "tout–ourien", à la manière d'un interrupteur. Les cellules haploïdes choisissent leur partenaire sexuel en fonction de la concentration de phéromones qu’il produit. Seul le partenaire à proximité sécrétant des concentrations de phéromones égales ou supérieures à une concentration critique est retenu. Les faibles signaux de phéromones sont attribués à des partenaires pouvant mener à des accouplements infructueux. Notre compréhension du mécanisme moléculaire contrôlant cet interrupteur de la décision d'accouplement reste encore mince. Dans le cadre de la présente thèse, je démontre que le mécanisme de décision de la liaison sexuelle provient de la compétition pour le contrôle de l'état de phosphorylation de quatre sites sur la protéine d'échafaudage Ste5, entre la MAPK, Fus3, et la phosphatase,Ptc1. Cette compétition résulte en la dissociation de type « intérupteur » entre Fus3 et Ste5, nécessaire à la prise de décision d'accouplement en "tout-ou-rien". Ainsi, la décision de la liaison sexuelle s'effectue à une étape précoce de la voie de réponse aux phéromones et se produit rapidement, peut-être dans le but de prévenir la perte d’un partenaire potentiel. Nous argumentons que l'architecture du circuit Fus3-Ste5-Ptc1 génère un mécanisme inédit d'ultrasensibilité, ressemblant à "l'ultrasensibilité d'ordre zéro", qui résiste aux variations de concentration de ces protéines. Cette robustesse assure que l'accouplement puisse se produire en dépit de la stochasticité cellulaire ou de variations génétiques entre individus.Je démontre, par la suite, qu'un évènement précoce en réponse aux signaux extracellulaires recrutant Ste5 à la membrane plasmique est également ultrasensible à l'augmentation de la concentration de phéromones et que cette ultrasensibilité est engendrée par la déphosphorylation de huit phosphosites en N-terminal sur Ste5 par la phosphatase Ptc1 lorsqu'elle est associée à Ste5 via la protéine polarisante, Bem1. L'interférence dans ce mécanisme provoque une perte de l'ultrasensibilité et réduit, du même coup, l'amplitude et la fidélité de la voie de réponse aux phéromones à la stimulation. Ces changements se reflètent en une réduction de la fidélité et de la précision de la morphologie attribuable à la réponse d'accouplement. La polarisation dans l'assemblage du complexe protéique à la surface de la membrane plasmique est un thème général persistant dans tous les organismes, de la bactérie à l'humain. Un tel complexe est en mesure d'accroître l'efficacité, la fidélité et la spécificité de la transmission du signal. L'ensemble de nos découvertes démontre que l'ultrasensibilité, la précision et la robustesse de la réponse aux phéromones découlent de la régulation de la phosphorylation stoichiométrique de deux groupes de phosphosites sur Ste5, par la phosphatase Ptc1, un groupe effectuant le recrutement ultrasensible de Ste5 à la membrane et un autre incitant la dissociation et l'activation ultrasensible de la MAPK terminal Fus3. Le rôle modulateur de Ste5 dans la décision de la destinée cellulaire étend le répertoire fonctionnel des protéines d'échafaudage bien au-delà de l'accessoire dans la spécificité et l'efficacité des traitements de l'information. La régulation de la dynamique des caractères signal-réponse à travers une telle régulation modulaire des groupes de phosphosites sur des protéines d'échafaudage combinées à l'assemblage à la membrane peut être un moyen général par lequel la polarisation du destin cellulaire est obtenue. Des mécanismes similaires peuvent contrôler les décisions cellulaires dans les organismes complexes et peuvent être compromis dans des dérèglements cellulaires, tel que le cancer. Finalement, sur un thème relié, je présente la découverte d'un nouveau mécanisme où le seuil de la concentration de phéromones est contrôlé par une voie sensorielle de nutriments, ajustant, de cette manière, le point prédéterminé dans lequel la quantité et la qualité des nutriments accessibles dans l'environnement déterminent le seuil à partir duquel la levure s'accouple. La sous-unité régulatrice de la kinase à protéine A (PKA),Bcy1, une composante clé du réseau signalétique du senseur aux nutriments, interagit directement avec la sous-unité α des petites protéines G, Gpa1, le premier effecteur dans le réseau de réponse aux phéromones. L'interaction Bcy1-Gpa1 est accrue lorsque la cellule croit en présence d'un sucre idéal, le glucose, diminuant la concentration seuil auquel la décision d'accouplement est activée. Compromettre l'interaction Bcy1-Gpa1 ou inactiver Bcy1 accroît la concentration seuil nécessaire à une réponse aux phéromones. Nous argumentons qu'en ajustant leur sensibilité, les levures peuvent intégrer le stimulus provenant des phéromones au niveau du glucose extracellulaire, priorisant la décision de survie dans un milieu pauvre ou continuer leur cycle sexuel en choisissant un accouplement.