Crystallographic analysis of endogenous peptides associated with HLA-DR1 suggests a common, polyproline II-like conformation for bound peptides.

The structure of the human major histocompatibility complex (MHC) class II molecule HLA-DR1 derived from the human lymphoblastoid cell line LG-2 has been determined in a complex with the Staphylococcus aureus enterotoxin B superantigen. The HLA-DR1 molecule contains a mixture of endogenous peptides derived from cellular or serum proteins bound in the antigen-binding site, which copurify with the class II molecule. Continuous electron density for 13 amino acid residues is observed in the MHC peptide-binding site, suggesting that this is the core length of peptide that forms common interactions with the MHC molecule. Electron density is also observed for side chains of the endogenous peptides. The electron density corresponding to peptide side chains that interact with the DR1-binding site is more clearly defined than the electron density that extends out of the binding site. The regions of the endogenous peptides that interact with DRI are therefore either more restricted in conformation or sequence than the peptide side chains or amino acids that project out of the peptide-binding site. The hydrogen-bond interactions and conformation of a peptide model built into the electron density are similar to other HLA-DR-peptide structures. The bound peptides assume a regular conformation that is similar to a polyproline type II helix. The side-chain pockets and conserved asparagine residues of the DR1 molecule are well-positioned to interact with peptides in the polyproline type II conformation and may restrict the range of acceptable peptide conformations.

Endogenous c-src as a determinant of the tumorigenicity of src oncogenes.

We have compared the tumorigenicity of two src oncogenes, v-src and c-src(527), whose respective protein products pp60v-src and pp60c-src(527) show a different spectrum of amino acid substitutions vis-à-vis the c-src protooncogene-encoded product pp60c-src. Whereas the extent of primary tumor growth induced by c-src(527) was quite similar in the two chicken lines tested, the extent of v-src-induced tumor growth showed a marked line dependence. As examined with a line of chickens that shows immune-mediated regression of v-src-induced tumors, a weaker tumor immunity, as correlated with a greater level of primary tumor growth, resulted from inoculation of c-src(527) DNA than of v-src DNA. These observations indicated that the v-src-specific amino acid substitutions define a major tumor antigenicity. That a separate src-associated antigenicity is also targetable by the tumor immune response followed from the finding that the level of protective immunity against the growth of c-src(527) DNA-induced tumors was augmented under conditions of the prior regression of v-src DNA-induced tumors. As this latter antigenicity may include one or more c-src(527)-encoded peptides that are equivalent to c-src-encoded self peptides, these observations suggest that a host tolerance to pp60c-src can be broken so as to permit a tumor immune response based on recognition of self peptides of pp60c-src(527).

Association of a M(r) 90,000 phosphoprotein with protein kinase PKR in cells exhibiting enhanced phosphorylation of translation initiation factor eIF-2 alpha and premature shutoff of protein synthesis after infection with gamma 134.5- mutants of herpes simplex virus 1.

The protein encoded by the gamma 134.5 gene of herpes simplex virus precludes premature shutoff of protein synthesis in human cells triggered by stress associated with onset of viral DNA synthesis. The carboxyl terminus of the protein is essential for this function. This report indicates that the shutoff of protein synthesis is not due to mRNA degration because mRNA from wild-type or gamma 134.5- virus-infected cells directs protein synthesis. Analyses of the posttranslational modifications of translation initiation factor eIF-2 showed the following: (i) eIF-2 alpha was selectively phosphorylated by a kinase present in ribosome-enriched fraction of cells infected with gamma 134.5- virus. (ii) Endogenous eIF-2 alpha was totally phosphorylated in cells infected with gamma 134.5- virus or a virus lacking the 3' coding domain of the gamma 134.5 gene but was not phosphorylated in mock-infected or wild-type virus-infected cells. (iii) Immune precipitates of the PKR kinase that is responsible for regulation of protein synthesis of some cells by phosphorylation of eIF-2 alpha yielded several phosphorylated polypeptides. Of particular significance were two observations. First, phosphorylation of PKR kinase was elevated in all infected cells relative to the levels in mock-infected cells. Second, the precipitates from lysates of cells infected with gamma 134.5- virus or a virus lacking the 3' coding domain of the gamma 134.5 gene contained an additional labeled phosphoprotein of M(r) 90,000 (p90). This phosphoprotein was present in only trace amounts in the immunoprecipitate from cells infected with wild-type virus or mutants lacking a portion of the 5' domain of gamma 134.5. We conclude that in the absence of gamma 134.5 protein, PKR kinase complexes with the p90 phosphoprotein and shuts off protein synthesis by phosphorylation of the alpha subunit of translation initiation factor eIF-2.

Membrane-associated CD19-LYN complex is an endogenous p53-independent and Bc1-2-independent regulator of apoptosis in human B-lineage lymphoma cells.

CD19 receptor is expressed at high levels on human B-lineage lymphoid cells and is physically associated with the Src protooncogene family protein-tyrosine kinase Lyn. Recent studies indicate that the membrane-associated CD19-Lyn receptor-enzyme complex plays a pivotal role for survival and clonogenicity of immature B-cell precursors from acute lymphoblastic leukemia patients, but its significance for mature B-lineage lymphoid cells (e.g., B-lineage lymphoma cells) is unknown. CD19-associated Lyn kinase can be selectively targeted and inhibited with B43-Gen, a CD19 receptor-specific immunoconjugate containing the naturally occurring protein-tyrosine kinase inhibitor genistein (Gen). We now present experimental evidence that targeting the membrane-associated CD19-Lyn complex in vitro with B43-Gen triggers rapid apoptotic cell death in highly radiation-resistant p53-Bax- Ramos-BT B-lineage lymphoma cells expressing high levels of Bcl-2 protein without affecting the Bcl-2 expression level. The therapeutic potential of this membrane-directed apoptosis induction strategy was examined in a scid mouse xenograft model of radiation-resistant high-grade human B-lineage lymphoma. Remarkably, in vivo treatment of scid mice challenged with an invariably fatal number of Ramos-BT cells with B43-Gen at a dose level < 1/10 the maximum tolerated dose resulted in 70% long-term event-free survival. Taken together, these results provide unprecedented evidence that the membrane-associated anti-apoptotic CD19-Lyn complex may be at least as important as Bcl-2/Bax ratio for survival of lymphoma cells.

Role for ceramide as an endogenous mediator of Fas-induced cytotoxicity.

Triggering of the Fas/APO-1 cell-surface receptor induces apoptosis through an uncharacterized chain of events. Exposure of Fas-sensitive cells to an agonist monoclonal antibody induced cell death and a 200-300% elevation in endogenous levels of the sphingolipid ceramide, a proposed intracellular mediator of apoptosis. In contrast, similar treatment of Fas-resistant cells caused insignificant changes in ceramide levels. Because resistant cell lines expressed the Fas antigen, these results indicate that these cells have a defect in the proximal signaling events leading to ceramide generation. Exposure of the resistant cell lines to a synthetic analog of ceramide induced apoptosis, thus bypassing Fas resistance and indicating that the signaling pathways downstream of ceramide were intact. Furthermore, activation of protein kinase C with the diacylglycerol analog phorbol 12-myristate 13-acetate significantly reduced Fas-induced cytotoxicity, suggesting opposing roles for ceramide and protein kinase C in regulation of apoptosis. These results provide evidence for ceramide as a necessary and sufficient lipid mediator of Fas-mediated apoptosis and suggest this process may be modulated via activation of additional signal-transduction pathways.

The role of mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway and synaptic protein GABAA-R in cortical GABAergic cell connectivity

Quelque 30 % de la population neuronale du cortex mammalien est composée d’une population très hétérogène d’interneurones GABAergiques. Ces interneurones diffèrent quant à leur morphologie, leur expression génique, leurs propriétés électrophysiologiques et leurs cibles subcellulaires, formant une riche diversité. Après leur naissance dans les éminences ganglioniques, ces cellules migrent vers les différentes couches corticales. Les interneurones GABAergiques corticaux exprimant la parvalbumin (PV), lesquels constituent le sous-type majeur des interneurones GABAergiques, ciblent spécifiquement le soma et les dendrites proximales des neurones principaux et des neurones PV+. Ces interneurones sont nommés cellules à panier (Basket Cells –BCs) en raison de la complexité morphologique de leur axone. La maturation de la connectivité distincte des BCs PV+, caractérisée par une augmentation de la complexité de l’axone et de la densité synaptique, se déroule graduellement chez la souris juvénile. Des travaux précédents ont commencé à élucider les mécanismes contrôlant ce processus de maturation, identifiant des facteurs génétiques, l’activité neuronale ainsi que l’expérience sensorielle. Cette augmentation marquante de la complexité axonale et de la synaptogénèse durant cette phase de maturation suggère la nécessité d’une synthèse de protéines élevée. La voie de signalisation de la cible mécanistique de la rapamycine (Mechanistic Target Of Rapamycin -mTOR) a été impliquée dans le contrôle de plusieurs aspects neurodéveloppementaux en régulant la synthèse de protéines. Des mutations des régulateurs Tsc1 et Tsc2 du complexe mTOR1 causent la sclérose tubéreuse (TSC) chez l’humain. La majorité des patients TSC développent des problèmes neurologiques incluant des crises épileptiques, des retards mentaux et l’autisme. D’études récentes ont investigué le rôle de la dérégulation de la voie de signalisation de mTOR dans les neurones corticaux excitateurs. Toutefois, son rôle dans le développement des interneurones GABAergiques corticaux et la contribution spécifique de ces interneurones GABAergiques altérés dans les manifestations de la maladie demeurent largement inconnus. Ici, nous avons investigué si et comment l’ablation du gène Tsc1 perturbe le développement de la connectivité GABAergique, autant in vitro que in vivo. Pour investiguer le rôle de l’activation de mTORC1 dans le développement d’une BC unique, nous avons délété le gène Tsc1 en transfectant CRE-GFP dirigé par un promoteur spécifique aux BCs dans des cultures organotypiques provenant de souris Tsc1lox. Le knockdown in vitro de Tsc1 a causé une augmentation précoce de la densité des boutons et des embranchements terminaux formés par les BCs mutantes, augmentation renversée par le traitement à la rapamycine. Ces données suggèrent que l’hyperactivation de la voie de signalisation de mTOR affecte le rythme de la maturation des synapses des BCs. Pour investiguer le rôle de mTORC1 dans les interneurones GABAergiques in vivo, nous avons croisé les souris Tsc1lox avec les souris Nkx2.1-Cre et PV-Cre. À P18, les souris Tg(Nkx2.1-Cre);Tsc1flox/flox ont montré une hyperactivation de mTORC1 et une hypertrophie somatique des BCs de même qu’une augmentation de l’expression de PV dans la région périsomatique des neurones pyramidaux. Au contraire, à P45 nous avons découvert une réduction de la densité des punctas périsomatiques PV-gephyrin (un marqueur post-synaptique GABAergique). L’étude de la morphologie des BCs en cultures organotypiques provenant du knock-out conditionnel Nkx2.1-Cre a confirmé l’augmentation initiale du rythme de maturation, lequel s’effondre ensuite aux étapes développementales tardives. De plus, les souris Tg(Nkx2.1Cre);Tsc1flox/flox montrent des déficits dans la mémoire de travail et le comportement social et ce d’une façon dose-dépendante. En somme, ces résultats suggèrent que l’activation contrôlée de mTOR régule le déroulement de la maturation et la maintenance des synapses des BCs. Des dysfonctions de la neurotransmission GABAergique ont été impliquées dans des maladies telles que l’épilepsie et chez certains patients, elles sont associées avec des mutations du récepteur GABAA. De quelle façon ces mutations affectent le processus de maturation des BCs demeuret toutefois inconnu. Pour adresser cette question, nous avons utilisé la stratégie Cre-lox pour déléter le gène GABRA1, codant pour la sous-unité alpha-1 du récepteur GABAA dans une unique BC en culture organotypique. La perte de GABRA1 réduit l’étendue du champ d’innervation des BCs, suggérant que des variations dans les entrées inhibitrices en raison de l’absence de la sous-unité GABAAR α1 peuvent affecter le développement des BCs. La surexpression des sous-unités GABAAR α1 contenant des mutations identifiées chez des patients épileptiques ont montré des effets similaires en termes d’étendue du champ d’innervation des BCs. Pour approfondir, nous avons investigué les effets de ces mutations identifiées chez l’humain dans le développement des épines des neurones pyramidaux, lesquelles sont l’endroit privilégié pour la formation des synapses excitatrices. Somme toute, ces données montrent pour la première fois que différentes mutations de GABRA1 associées à des syndromes épileptiques peuvent affecter les épines dendritiques et la formation des boutons GABAergiques d’une façon mutation-spécifique.

The role of mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway and synaptic protein GABAA-R in cortical GABAergic cell connectivity

Quelque 30 % de la population neuronale du cortex mammalien est composée d’une population très hétérogène d’interneurones GABAergiques. Ces interneurones diffèrent quant à leur morphologie, leur expression génique, leurs propriétés électrophysiologiques et leurs cibles subcellulaires, formant une riche diversité. Après leur naissance dans les éminences ganglioniques, ces cellules migrent vers les différentes couches corticales. Les interneurones GABAergiques corticaux exprimant la parvalbumin (PV), lesquels constituent le sous-type majeur des interneurones GABAergiques, ciblent spécifiquement le soma et les dendrites proximales des neurones principaux et des neurones PV+. Ces interneurones sont nommés cellules à panier (Basket Cells –BCs) en raison de la complexité morphologique de leur axone. La maturation de la connectivité distincte des BCs PV+, caractérisée par une augmentation de la complexité de l’axone et de la densité synaptique, se déroule graduellement chez la souris juvénile. Des travaux précédents ont commencé à élucider les mécanismes contrôlant ce processus de maturation, identifiant des facteurs génétiques, l’activité neuronale ainsi que l’expérience sensorielle. Cette augmentation marquante de la complexité axonale et de la synaptogénèse durant cette phase de maturation suggère la nécessité d’une synthèse de protéines élevée. La voie de signalisation de la cible mécanistique de la rapamycine (Mechanistic Target Of Rapamycin -mTOR) a été impliquée dans le contrôle de plusieurs aspects neurodéveloppementaux en régulant la synthèse de protéines. Des mutations des régulateurs Tsc1 et Tsc2 du complexe mTOR1 causent la sclérose tubéreuse (TSC) chez l’humain. La majorité des patients TSC développent des problèmes neurologiques incluant des crises épileptiques, des retards mentaux et l’autisme. D’études récentes ont investigué le rôle de la dérégulation de la voie de signalisation de mTOR dans les neurones corticaux excitateurs. Toutefois, son rôle dans le développement des interneurones GABAergiques corticaux et la contribution spécifique de ces interneurones GABAergiques altérés dans les manifestations de la maladie demeurent largement inconnus. Ici, nous avons investigué si et comment l’ablation du gène Tsc1 perturbe le développement de la connectivité GABAergique, autant in vitro que in vivo. Pour investiguer le rôle de l’activation de mTORC1 dans le développement d’une BC unique, nous avons délété le gène Tsc1 en transfectant CRE-GFP dirigé par un promoteur spécifique aux BCs dans des cultures organotypiques provenant de souris Tsc1lox. Le knockdown in vitro de Tsc1 a causé une augmentation précoce de la densité des boutons et des embranchements terminaux formés par les BCs mutantes, augmentation renversée par le traitement à la rapamycine. Ces données suggèrent que l’hyperactivation de la voie de signalisation de mTOR affecte le rythme de la maturation des synapses des BCs. Pour investiguer le rôle de mTORC1 dans les interneurones GABAergiques in vivo, nous avons croisé les souris Tsc1lox avec les souris Nkx2.1-Cre et PV-Cre. À P18, les souris Tg(Nkx2.1-Cre);Tsc1flox/flox ont montré une hyperactivation de mTORC1 et une hypertrophie somatique des BCs de même qu’une augmentation de l’expression de PV dans la région périsomatique des neurones pyramidaux. Au contraire, à P45 nous avons découvert une réduction de la densité des punctas périsomatiques PV-gephyrin (un marqueur post-synaptique GABAergique). L’étude de la morphologie des BCs en cultures organotypiques provenant du knock-out conditionnel Nkx2.1-Cre a confirmé l’augmentation initiale du rythme de maturation, lequel s’effondre ensuite aux étapes développementales tardives. De plus, les souris Tg(Nkx2.1Cre);Tsc1flox/flox montrent des déficits dans la mémoire de travail et le comportement social et ce d’une façon dose-dépendante. En somme, ces résultats suggèrent que l’activation contrôlée de mTOR régule le déroulement de la maturation et la maintenance des synapses des BCs. Des dysfonctions de la neurotransmission GABAergique ont été impliquées dans des maladies telles que l’épilepsie et chez certains patients, elles sont associées avec des mutations du récepteur GABAA. De quelle façon ces mutations affectent le processus de maturation des BCs demeuret toutefois inconnu. Pour adresser cette question, nous avons utilisé la stratégie Cre-lox pour déléter le gène GABRA1, codant pour la sous-unité alpha-1 du récepteur GABAA dans une unique BC en culture organotypique. La perte de GABRA1 réduit l’étendue du champ d’innervation des BCs, suggérant que des variations dans les entrées inhibitrices en raison de l’absence de la sous-unité GABAAR α1 peuvent affecter le développement des BCs. La surexpression des sous-unités GABAAR α1 contenant des mutations identifiées chez des patients épileptiques ont montré des effets similaires en termes d’étendue du champ d’innervation des BCs. Pour approfondir, nous avons investigué les effets de ces mutations identifiées chez l’humain dans le développement des épines des neurones pyramidaux, lesquelles sont l’endroit privilégié pour la formation des synapses excitatrices. Somme toute, ces données montrent pour la première fois que différentes mutations de GABRA1 associées à des syndromes épileptiques peuvent affecter les épines dendritiques et la formation des boutons GABAergiques d’une façon mutation-spécifique.

Optimal debt, endogenous fertility, and human capital externalities in a model with altruistic bequests

and human capital externalities. Because of such externalities, education investment is too low and fertility is too high. While education subsidies are the conventional means to deal with these problems, we show that the optimal policy also comprises debt even when distortionary taxes are used. The reason is that debt tips the usual trade-off between children's quantity and quality in favor of the latter by increasing the bequest cost of children. The optimal debt-output ratio exceeds 10% for plausible parameterization. (C) 2002 Elsevier B.V. All rights reserved.

A simplified endogenous erythroid colony assay for the investigation of polycythaemia

The in vitro growth of erythroid colonies in the absence of erythropoietin, known as endogenous erythroid colonies (EEC) forms part of the diagnostic criteria for polycythaemia vera (PV). The availability of EEC culture in routine laboratory setting is limited as culture methods are technically demanding, difficult to standardize, expensive and laborious. In this study, we assessed the performance characteristics of a simplified method using ammonium chloride red cell lysis followed by culture on commercially available, batch-tested, methylcellulose media. Seventy-six patients were included; four were secondarily excluded on the basis of culture failure. Of the 14 patients with PV, 13 (93%) were positive for EEC on at least one occasion: 90% (nine of 10) of bone marrow and 67% (six of nine) of peripheral blood specimens were positive. All 30 patients with secondary polycythaemia (n = 12) or apparent polycythaemia (n = 18) were negative for EEC. The incidence of EEC in idiopathic erythrocytosis was 40% (eight of 28); 50% (five of 10) in those who met one of the minor criteria for PV and 17% (three of 18) in those who did not. We conclude that our EEC assay yield results comparable with that of more elaborate methods.

Endogenous Presentation of CD8+ T Cell Epitopes from Epstein-Barr Virus–encoded Nuclear Antigen 1

Epstein-Barr virus (EBV)-encoded nuclear antigen (EBNA)1 is thought to escape cytotoxic T lymphocyte (CTL) recognition through either self-inhibition of synthesis or by blockade of proteasomal degradation by the glycine-alanine repeat (GAr) domain. Here we show that EBNA1 has a remarkably varied cell type-dependent stability. However, these different degradation rates do not correspond to the level of major histocompatibility complex class I-restricted presentation of EBNA1 epitopes. In spite of the highly stable expression of EBNA1 in B cells, CTL epitopes derived from this protein are efficiently processed and presented to CD8(+) T cells. Furthermore, we show that EBV-infected B cells can readily activate EBNA1-specific memory T cell responses from healthy virus carriers. Functional assays revealed that processing of these EBNA1 epitopes is proteasome and transporter associated with antigen processing dependent. We also show that the endogenous presentation of these epitopes is dependent on the newly synthesized protein rather than the long-lived stable EBNA1. Based on these observations, we propose that defective ribosomal products, not the full-length antigen, are the primary source of endogenously processed CD8(+) T cell epitopes front EBNA1.

Pathology associated with endogenous development of haematozoa in birds from southeast Queensland

A study was undertaken on the pathology and associated schizont morphology of apicomplexan species of avian haematozoa. Some 32 birds from the families Artamidae, Meliphagidae, Oriolidae, Podargidae, Columbidae, Alcedinidae and Psittacidae were identified as having schizonts in various tissues. Based on blood stages observed, the probable relationship to tissue stages was considered. The majority of schizonts were referable to the genera Leucocytozoon and Haemoproteus . The comparative morphology of tissue stages previously described in the literature is discussed and the involvement of protozoa other than haematozoa considered. The naturally occurring infections in wild birds described in this study represent previously unreported data on the life-cycle stages involved. Some schizonts measured up to 640 mum. While pathological changes in some hosts were noticeable, in others no significant findings were observed. The role of endogenous stages in avian morbidity is discussed briefly.

Endogenous ursodeoxycholic acid and cholic acid in liver disease due to cystic fibrosis

Focal biliary cirrhosis causes significant morbidity and mortality in cystic fibrosis (CF). Although the mechanisms of pathogenesis remain unclear, bile acids have been proposed as potential mediators of liver injury. This study examined bile acid composition in CF and assessed altered bile acid profiles to determine if they are associated with incidence and progression of liver injury in CF-associated liver disease (CFLD). Bile acid composition was determined by gas-liquid chromatography/mass spectrometry in bile, urine, and serum samples from 30 children with CFLD, 15 children with CF but without liver disease (CFnoLD)), and 43 controls. Liver biopsies from 29 CFLD subjects were assessed histologically by grading for fibrosis stage, inflammation, and disruption of the limiting plate. A significantly greater proportion of endogenous biliary ursodeoxycholic acid (UDCA) was demonstrated in CFnoLD subjects vs. both CFLD subjects and controls (2.4- and 2.2-fold, respectively; ANOVA, P = .04), and a 3-4 fold elevation in endogenous serum UDCA concentration was observed in both CFLD subjects and CFnoLD subjects vs. controls (ANOVA, P < .05). In CFLD, there were significant correlations between serum cholic acid and hepatic fibrosis, inflammation, and limiting plate disruption as well as the ratio of serum cholic acid/chenodeoxycholic acid to hepatic fibrosis, inflammation, and limiting plate disruption. In conclusion, elevated endogenous UDCA in CFnoLD suggests a possible protective role against liver injury in these patients. The correlation between both cholic acid and cholic acid/chenodeoxycholic acid levels with histological liver injury and fibrosis progression suggests a potential monitoring role for these bile acids in CFLD.

High throughput analysis of endogenous glutamate release using a fluorescence plate reader

Recent discoveries of different modes of exocytosis and a plethora of molecules involved in neurotransmitter release has resulted in demand for more rapid and efficient methods for monitoring endogenous glutamate release from various tissue sources. In this article, we describe a high throughput microplate version of the enzyme-linked fluorescence detection method for the measurement of released glutamate, which utilises glutamate dehydrogenase, and the reduction of NADP to NADPH. Previous versions of this method rely upon cuvette-based fluorimeters for detection that are limited by large sample volumes and small numbers of samples that can be measured simultaneously. Comparison between the two methods shows that the microplate assay has comparable performance to the cuvette-based assay but has the capacity to analyse many times more samples in a given run. This increased capacity provides improved experimental design opportunities, higher experimental throughput and better comparison between experimental conditions. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.