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.

Le rôle des récepteurs aux cannabinoïdes CB1 et CB2 dans le guidage axonal

Au cours du développement, les axones des cellules ganglionnaires de la rétine (CGRs) voyagent sur de longues distances pour établir des connexions avec leurs cellules cibles. La navigation des cônes de croissance est guidée par différentes molécules chimiotropiques présentes dans leur environnement. Les endocannabinoïdes (eCB) sont d’importants neuromodulateurs qui régulent de manière rétrograde la fonction de nombreuses synapses du cerveau. Ils agissent principalement par le biais de leurs récepteurs liés à une protéine Gi/o CB1 (CB1R) et CB2 (CB2R). La présence des eCBs durant le stade fœtal et la période postnatale suggère leur implication dans des événements régulant le développement du système nerveux. Cette thèse confirme l’expression des récepteurs aux cannabinoïdes CB1 et CB2 ainsi que l’enzyme dégradant les eCBs lors du développement embryonnaire et perinatal des CGRs et de la voie rétinothalamique in vivo. La manipulation pharmacologique de l’activité de CB1R et CB2R réorganise la morphologie du cône de croissance des CGRs et des neurones corticaux in vitro. De plus, la stimulation locale avec un agoniste de CB1R ou de CB2R modifie le comportement du cône de croissance entraînant sa répulsion. CB1R et CB2R modulent par le biais de la voie de signalisation AMPc/PKA, la mobilisation de DCC à la membrane plasmique. Par ailleurs, les résultats de cette recherche démontrent également l’implication de CB1R et CB2R dans la ségrégation des projections ipsi- et controlatérales et le développement de la voie rétinothalamique.

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.

Amélioration de la prise de greffe hématopoïétique par une thérapie cellulaire à base de cellules souches mésenchymateuses

Le traitement du cancer à l’aide d’une exposition aux radiations ionisantes peut mener au développement de plusieurs effets secondaires importants, dont un retard de réparation et de régénération du tissu hématopoïétique. Les mécanismes responsables de ces effets demeurent encore inconnus, ce qui limite le développement de nouvelles approches thérapeutiques. À l’aide d’un modèle murin de prise de greffe, nos résultats démontrent que l’endommagement du microenvironnement par l’irradiation a un impact limitant sur le nichage hématopoïétique. Parce que le microenvironnement est composé principalement de cellules dérivées des cellules souches mésenchymateuses (CSM), nous avons évalué le potentiel des CSM à régénérer le tissu hématopoïétique par la reconstitution de la niche osseuse. Cette thérapie a mené à une augmentation remarquable du nichage hématopoïétique chez les souris irradiées. Les causes moléculaires impliquées dans le nichage hématopoïétiques sont encore inconnues, mais nous avons remarqué l’augmentation de la sécrétion de la cytokine « granulocyte-colony stimulating factor » (G-CSF) dans l’espace médullaire suite à l’irradiation. Le G-CSF est impliqué dans la mobilisation cellulaire et est fort possiblement nuisible à une prise de greffe. Nous avons évalué le potentiel d’une thérapie à base de CSM sécrétant le récepteur soluble du G-CSF afin de séquestrer le G-CSF transitoirement et les résultats obtenus démontrent que le blocage du G-CSF favorise le nichage hématopoïétique. Globalement, les données présentées dans ce mémoire démontrent que le microenvironnement osseux et le niveau de G-CSF dans la moelle sont importants dans le processus de nichage hématopoïétique et que la baisse du potentiel de régénération du tissu hématopoïétique suite à l’irradiation peut être renversée à l’aide d’une thérapie cellulaire de CSM génétiquement modifiées ou non.

Role of Rab5 in synaptic vesicle recycling

During synaptic transmission, NT-filled synaptic vesicles are released by Ca2+-triggered exocytosis at the active zone. Following exocytosis, SV membrane is immediately re-internalized and synaptic vesicles (SVs) are regenerated by a local recycling mechanism within the presynaptic terminal. It is debated whether an endosomal compartment is involved in this recycling process. In contrast, it is well known from cultured mammalian cells, that endocytic vesicles fuse to the early sorting endosome. The early endosome is a major sorting station of the cell where cargo is send into the degradative pathway to late endosome and lysosome or towards recycling. Each trafficking step is mediated by a certain protein of the Rab family. Rab proteins are small GTPases belonging to the Ras superfamily. They accumulate at their target compartments and have thereby been used as markers for the different endocytic organelles in cultured mammalian cells. Rab5 controls trafficking from the PM to the early endosome and has thereby been used as marker for this compartment. A second marker is based on the specific binding of the FYVE zinc finger protein domain to the lipid PI(3)P that is specifically generated at the early endosomal membrane. This study used the Drosophila NMJ as a model system to investigate the SV recycling process. In particular, three questions were addressed: First, is an endosomal compartment present at the synapse? Second, do SVs recycle through an endosome? Third, is Rab5 involved in SV recycling? We used GFP fusions of Rab5 and 2xFYVE to visualize endosomal compartments at the presynaptic terminal of Drosophila third instar larval NMJs. Furthermore, the endosomes are located within the pool of recycling SVs, labeled with the styryl-dye FM5-95. Using the temperature-sensitive mutation in Dynamin, shibirets, we showed that SV recycling involves trafficking through an intermediate endosomal compartment. In cultured mammalian cells, interfering with Rab5 function by expressing the dominant negative version, Rab5SN causes the fragmentation of the endosome and the accumulation of endocytic vesicles. In contrast, when Rab5 is overexpressed enlarged endosomal compartments were observed. In Drosophila, the endosomal compartment was disrupted when loss of function and dominant negative mutants of Rab5 were expressed. In addition, at the ultrastructural we observed an accumulation of endocytic vesicles in Rab5S43N expressing terminals and enlarged endosomes when Rab5 was overexpressed. Furthermore, interfering with Rab5 function using the dominant negative Rab5S43N caused a decrease in the SV recycling kinetics as shown by FM1-43 experiments. In contrast, overexpression of Rab5 or GFP-Rab5 caused an increase in the FM1-43 internalization rate. Finally, standard electrophysiological techniques were used to measure synaptic function. We found that the Rab5-mediated endosomal SV recycling pathway generates vesicles with a higher fusion efficacy during Ca2+-triggered release, compared to SVs recycled when Rab5 function was impaired. We therefore suggest a model in which the endosome serves as organelle to control the SV fusion efficacy and thereby the synaptic strength. Since changes in the synaptic strength are occuring during learning and memory processes, controlling endosomal SV recycling might be a new molecular mechanism involved in learning and memory.

Analysis of the circadian system of the cockroach Rhyparobia (Leucophaea) maderae

Biologische Rhythmen bestimmen das gesamte Leben auf der Erde. Dabei scheint der circadiane Rhythmus der bekannteste zu sein, welcher durch eine Periodendauer von etwa (lat. circa) 24 Stunden gekennzeichnet ist. Dieser seit Jahrmillionen täglich stattfindende Wechsel von Hell- und Dunkelphasen führte zur Entwicklung von inneren Uhren in nahezu allen Organismen, welche die Physiologie und das Verhalten steuern. In der Schabe Rhyparobia (Leucophaea) maderae, einem etablierten Modellorganismus der circadianen Rhythmusforschung, konnte die innere Uhr auf die akzessorischen Medulla (AMe) eingegrenzt werden. Da neben klassischen Neurotransmittern auch Neuropeptide unablässig für die Aufrechterhaltung des endogenen Rhythmus oder aber für Synchronisationsprozesse sind, bestand der Hauptfokus der Arbeit in der Analyse einer möglichen Beteiligung des myoinhibitorischen Neuropeptids (MIP) am circadianen System von R. maderae. Mittels MALDI-TOF Massenspektrometrie konnten fünf Rhyparobia-MIPs in Präparationen der AMe identifiziert und zwei vollständig sequenziert werden. Immunzytochemische Analysen zeigten neben einer weiten MIP-Immunreaktivität im Gehirn eine dichte Innervierung der AMe und mit ihr assoziierten Neuronengruppen. Kolokalisation von MIP- und Pigment-dispersing Faktor-Immunreaktivitäten wurden in mindestens zwei circadianen Schrittmacherzellen beobachtet. Immunreaktivitäten in diversen Kommissuren lassen den Schluss zu, dass Rhyparobia-MIPs als Kopplungsfaktoren beider akzessorischen Medullae agieren. Immunzytochemische Kolokalisationsexperimente mit anderen neuroaktiven Kandidaten für den Lichteingangsweg zeigen, dass Rhyparobia-MIPs auch an der Übermittlung photischer Eingänge in die AMe vom ipsi- und kontralateralen Komplexauge beteiligt sein könnten. Darüber hinaus konnte durch Injektionsexperimente kombiniert mit Verhaltensassays gezeigt werden, dass mindestens Rhyparobia-MIP-1 und -2 Eingangssignale in die AMe sind. Des Weiteren konnte mittels enzyme-linked immunosorbent Assays gezeigt werden, dass MIP in der AMe und dem optischen Lobus mindestens über G-Protein gekoppelte Rezeptoren agiert. Diese Rezeptoren scheinen zudem tageszeitabhängig unterschiedlich exprimiert oder aber unterschiedlich sensitiv zu sein.

A novel method for production of lipid hydroperoxide- or oxysterol-rich low-density lipoprotein

LDL oxidation may be important in atherosclerosis. Extensive oxidation of LDL by copper induces increased uptake by macrophages, but results in decomposition of hydroperoxides, making it more difficult to investigate the effects of hydroperoxides in oxidised LDL on cell function. We describe here a simple method of oxidising LDL by dialysis against copper ions at 4 degrees C, which inhibits the decomposition of hydroperoxides, and allows the production of LDL rich in hydroperoxides (626 +/- 98 nmol/mg LDL protein) but low in oxysterols (3 +/- 1 nmol 7-ketocholesterol/mg LDL protein), whilst allowing sufficient modification (2.6 +/- 0.5 relative electrophoretic mobility) for rapid uptake by macrophages (5.49 +/- 0.75 mu g I-125-labelled hydroperoxide-rich LDL vs. 0.46 +/- 0.04 mu g protein/mg cell protein in 18 h for native LDL). By dialysing under the same conditions, but at 37 degrees C, the hydroperoxides are decomposed extensively and the LDL becomes rich in oxysterols. This novel method of oxidising LDL with high yield to either a hydroperoxide- or oxysterol-rich form by simply altering the temperature of dialysis may provide a useful tool for determining the effects of these different oxidation products on cell function. (C) 2007 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Common variants of apolipoprotein A-IV differ in their ability to inhibit low density lipoprotein oxidation

Apolipoprotein A-IV (apoA-IV) inhibits lipid peroxidation, thus demonstrating potential anti-atherogenic properties. The aim of this study was to investigate how the inhibition of low density lipoprotein (LDL) oxidation was influenced by common apoA-IV isoforms. Recombinant wild type apoA-IV (100 mu g/ml) significantly inhibited the oxidation of LDL (50 mu g protein/ml) by 5 mu M CuSO4 (P < 0.005), but not by 100 mu M CuSO4, suggesting that it may act by binding copper ions. ApoA-IV also inhibited the oxidation of LDL by the water-soluble free-radical generator 2,2'-azobis(amidinopropane) dihydrochloride (AAPH; I mM), as shown by the two-fold increase in the time for half maximal conjugated diene formation (T-1/2; P < 0.05) suggesting it can also scavenge free radicals in the aqueous phase. Compared to wild type apoA-IV, apoA-IV-S347 decreased T-1/2 by 15% (P = 0.036) and apoA-IV-H360 increased T-1/2 by 18% (P = 0.046). All apoA-IV isoforms increased the relative electrophoretic mobility of native LDL, suggesting apoA-IV can bind to LDL and acts as a site-specific antioxidant. The reduced inhibition of LDL oxidation by apoA-IV-S347 compared to wild type apoA-IV may account for the previous association of the APOA4 S347 variant with increased CHD risk and oxidative stress. (c) 2006 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Feo - Transport of ferrous iron into bacteria

Bacteria commonly utilise a unique type of transporter, called Feo, to specifically acquire the ferrous (Fe2+) form of iron from their environment. Enterobacterial Feo systems are composed of three proteins: FeoA, a small, soluble SH3-domain protein probably located in the cytosol; FeoB, a large protein with a cytosolic N-terminal G-protein domain and a C-terminal integral inner-membrane domain containing two 'Gate' motifs which likely functions as the Fe2+ permease; and FeoC, a small protein apparently functioning as an [Fe-S]-dependent transcriptional repressor. We provide a review of the current literature combined with a bioinformatic assessment of bacterial Feo systems showing how they exhibit common features, as well as differences in organisation and composition which probably reflect variations in mechanisms employed and function.

Improved display of synthetic IgG-binding domains on the baculovirus surface

Improved display of foreign protein moieties in combination with beneficial alteration of the viral surface properties should be of value for targeted and enhanced gene delivery. Here, we describe a vector based on Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus (AcMNPV) displaying synthetic IgG-bincling domains (ZZ) of protein A fused to the transmembrane anchor of vesicular stomatitis virus (VSV) G protein. This display vector was equipped with a GFP/EGFP expression cassette enabling fluorescent detection in both insect and mammalian cells. The virus construct displayed the biologically active fusion protein efficiently and showed increased binding capacity to IgG. As the display is carried out using a membrane anchor of foreign origin, gp64 is left intact for virus entry, which may increase gene expression in the transduced mammalian cells. In addition, the viral vector can be targeted to any desired cell type via binding of ZZ domains when an appropriate IgG antibody is available.

Bacterial iron homeostasis

Iron is essential to virtually all organisms, but poses problems of toxicity and poor solubility. Bacteria have evolved various mechanisms to counter the problems imposed by their iron dependence, allowing them to achieve effective iron homeostasis under a range of iron regimes. Highly efficient iron acquisition systems are used to scavenge iron from the environment under iron-restricted conditions. In many cases, this involves the secretion and internalisation of extracellular ferric chelators called siderophores. Ferrous iron can also be directly imported by the G protein-like transporter, FcoB. For pathogens, host-iron complexes (transferrin, lactoferrin, haem, haemoglobin) are directly used as iron sources. Bacterial iron storage proteins (ferritin, bacterioferritin) provide intracellular iron reserves for use when external supplies are restricted, and iron detoxification proteins (Dps) are employed to protect the chromosome from iron-induced free radical damage. There is evidence that bacteria control their iron requirements in response to iron availability by downregulating the expression of iron proteins during iron-restricted growth. And finally, the expression of the iron homeostatic machinery is subject to iron-dependent global control ensuring that iron acquisition, storage and consumption are geared to iron availability and that intracellular levels of free iron do not reach toxic levels. (C) 2003 Federation of European Microbiological Societies. Published by Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Cigarette smokers have decreased lymphocyte and platelet alpha-tocopherol levels and increased excretion of the gamma-tocopherol metabolite gamma-carboxyethyl-hydroxychroman (gamma-CEHC)

Cigarette smoking is associated with increased oxidative stress and increased risk of degenerative disease. As the major lipophilic antioxidant, requirements for vitamin E may be higher in smokers due to increased utilisation. In this observational study we have compared vitamin E status in smokers and non-smokers using a holistic approach by measuring plasma, erythrocyte, lymphocyte and platelet alpha- and gamma-tocopherol, as well as the specific urinary vitamin E metabolites alpha- and gamma-carboxyethylhydroxychroman (CEHC). Fifteen smokers (average age 27 years, smoking time 7.5 years) and non-smokers of comparable age, gender and body mass index (BMI) were recruited. Subjects completed a 7-day food diary and on the final day they provided a 24 h urine collection and a 20 ml blood sample for measurement of urinary vitamin E metabolites and total vitamin E in blood components, respectively. No significant differences were found between plasma and erythrocyte alpha- and gamma-tocopherol in smokers and non-smokers. However, smokers had significantly lower ce-tocopherol (mean +/-SD, 1.34+/-0.31 mumol/g protein compared with 1.94+/-0.54, P = 0.001) and gamma-tocopherol (0.19 +/- 0.04 mumol/g protein compared with 0.26 +/- 0.08, P = 0.026) levels in their lymphocytes, as well as significantly lower (alpha-tocopherol levels in platelets (1.09 +/- 0.49 mumol/g protein compared with 1.60 +/- 0.55, P = 0.014; gamma-tocopherol levels were similar). Interestingly smokers also had significantly higher excretion of the urinary gamma-tocopherol metabolite, gamma-CEHC (0.49 +/- 0.25 mg/g creatinine compared with 0.32 +/- 0.16, P = 0.036) compared to non-smokers, while their (alpha-CEHC (metabolite of a-tocopherol) levels were similar. There was no significant difference between plasma ascorbate, urate and F-2-isoprostane levels. Therefore in this population of cigarette smokers (mean age 27 years, mean smoking duration 7.5 years), alterations to vitamin E status can be observed even without the more characteristic changes to ascorbate and F-2-isoprostanes. We suggest that the measurement of lymphocyte and platelet vitamin E may represent a valuable biomarker of vitamin E status in relation to oxidative stress conditions.

Meal frequency; does it determine postprandial lipaemia?

OBJECTIVE: To determine the effect of altering meal frequency on postprandial lipaemia and associated parameters. DESIGN: A randomized open cross over study to examine the programming effects of altering meal frequency. A standard test meal was given on three occasions following: (i) the normal diet; (ii) a period of two weeks on a nibbling and (iii) a period of two weeks on a gorging diet. SETTING: Free living subjects associated with the University of Surrey. SUBJECTS: Eleven female volunteers (age 22 +/- 0.89 y) were recruited. INTERVENTIONS: The subjects were requested to consume the same foods on either a nibbling diet (12 meals per day) or a gorging diet (three meals per day) for a period of two weeks. The standard test meal containing 80 g fat, 63 g carbohydrate and 20 g protein was administered on the day prior to the dietary intervention and on the day following each period of intervention. MAJOR OUTCOME MEASURES: Fasting and postprandial blood samples were taken for the analysis of plasma triacylglycerol, non-esterified fatty acids, glucose, immunoreactive insulin, glucose-dependent insulinotropic polypeptide levels (GIP) and glucagon-like peptide (GLP-1), fasting total, low density lipoprotein (LDL)- and high density lipoprotein (HDL)-cholesterol concentrations and postheparin lipoprotein lipase (LPL) activity measurements. Plasma paracetamol was measured following administration of a 1.5 g paracetamol load with the meal as an index of gastric emptying. RESULTS: The compliance to the two dietary regimes was high and there were no significant differences between the nutrient intakes on the two intervention diets. There were no significant differences in fasting or postprandial plasma concentrations of triacylglycerol, non-esterified fatty acids, glucose, immunoreactive insulin, GIP and GLP-1 levels, in response to the standard test meal following the nibbling or gorging dietary regimes. There were no significant differences in fasting total or LDL-cholesterol concentrations, or in the 15 min postheparin lipoprotein lipase activity measurements. There was a significant increase in HDL-cholesterol in the subjects following the gorging diet compared to the nibbling diet. DISCUSSION: The results suggest that previous meal frequency for a period of two weeks in young healthy women does not alter the fasting or postprandial lipid or hormonal response to a standard high fat meal. CONCLUSIONS: The findings of this study did not confirm the previous studies which suggested that nibbling is beneficial in reducing the concentrations of lipid and hormones. The rigorous control of diet content and composition in the present study compared with others, suggest reported effects of meal frequency may be due to unintentional alteration in nutrient and energy intake in previous studies.

Postprandial lipoprotein lipase, insulin and gastric inhibitory polypeptide responses to test meals of different fatty acid composition: comparison of saturated, n-6 and n-3 polyunsaturated fatty acids

OBJECTIVE: The present study was carried out to investigate effects of meals, rich in either saturated fatty acids (SFA), or n-6 or n-3 fatty acids, on postprandial plasma lipid and hormone concentrations as well as post-heparin plasma lipoprotein lipase (LPL) activity. DESIGN: The study was a randomized single-blind study comparing responses to three test meals. SETTING: The volunteers attended the Clinical Investigation Unit of the Royal Surrey County Hospital on three separate occasions in order to consume the meals. SUBJECTS: Twelve male volunteers with an average age of 22.5 +/- 1.4 years (mean +/- SD), were selected from the University of Surrey student population; one subject dropped out of the study because he found the test meal unpalatable. INTERVENTIONS: Three meals were given in the early evening and postprandial responses were followed overnight for 11h. The oils used to prepare each of the three test meals were: a mixed oil rich in saturated fatty acids (SFA) which mimicked the fatty acid composition of the current UK diet, corn oil, rich in n-6 fatty acids and a fish oil concentrate (MaxEPA) rich in n-3 fatty acids. The oil under investigation (40 g) was incorporated into the test meals which were otherwise identical [208 g carbohydrates, 35 g protein, 5.65 MJ (1350 kcal) energy]. Postprandial plasma triacylglycerol (TAG), gastric inhibitory polypeptide (GIP), and insulin responses, as well as post-heparin LPL activity (measured at 12 h postprandially only) were investigated. RESULTS: Fatty acids of the n-3 series significantly reduced plasma TAG responses compared to the mixed oil meal (P < 0.05) and increased post-heparin LPL activity 15 min after the injection of heparin (P < 0.01). A biphasic response was observed in TAG, with peak responses occurring at 1 h and between 3-7 h postprandially. GIP and insulin showed similar responses to the three test meals and no significant differences were observed. CONCLUSION: We conclude that fish oils can decrease postprandial plasma TAG levels partly through an increase in post-heparin LPL activity, which however, is not due to increased GIP or insulin concentrations.

Feo-transport of ferrous iron into bacteria

Bacteria commonly utilise a unique type of transporter, called Feo, to specifically acquire the ferrous (Fe2+) form of iron from their environment. Enterobacterial Feo systems are composed of three proteins: FeoA, a small, soluble SH3-domain protein probably located in the cytosol; FeoB, a large protein with a cytosolic N-terminal G-protein domain and a C-terminal integral inner-membrane domain containing two 'Gate' motifs which likely functions as the Fe2+ permease; and FeoC, a small protein apparently functioning as an [Fe-S]-dependent transcriptional repressor. We provide a review of the current literature combined with a bioinformatic assessment of bacterial Feo systems showing how they exhibit common features, as well as differences in organisation and composition which probably reflect variations in mechanisms employed and function.