Association of the TNF-alpha -308 G/A polymorphisms with metabolic responses secondary to a high protein/low carbohydrate versus a standard hypocaloric diet

Background: Mutation analysis has identified a G-> A transition in the promoter region of TNF-alpha gene at position -308 (rs1800629). Objective: The aim of our study was to investigate the influence of polymorphism in -308 GA promoter variant of the TNF alpha gene on metabolic response and weight loss secondary to two hypocaloric diets. Method: A sample of 283 obese subjects was enrolled in a consecutive prospective way. In the basal visit, patients were randomly allocated during 9 months to diet HP (high protein/low carbohydrate hypocaloric diet) and diet S (standard hypocaloric diet). Results: There were no significant differences between the positive effects on weight loss in either genotype group with both diets. With both diets and only in wild genotype (diet HP vs. diet S), total cholesterol (-9.1 ± 3.4 mg/dL vs. -6.9 ± 2.0 mg/dL; p > 0.05), LDL cholesterol (-9.0 ± 2.9 mg/dL vs. -6.5 ± 2.1 mg/dL; p > 0.05) and triglycerides (-23.1 ± 5.1 mg/dL vs. -12.3 ± 4.8 mg/dL; p < 0.05) decreased. The improvement in triglycerides was higher in subjects without A allele. With diet HP and only in wild genotype, insulin levels (-3.1 ± 1.8 UI/L; p < 0.05) and HOMA-R (-0.8 ± 0.1 units; p < 0.05) decreased. Conclusion: Carriers of -308 GG promoter variant of TNF-alpha gene have a better metabolic response than -308 GA obese with a high protein hypocaloric diet.

A comparative study of rhodopsin function in the great bowerbird (Ptilonorhynchus nuchalis): spectral tuning and light-activated kinetics

Rhodopsin is the visual pigment responsible for initiating the phototransduction cascade in vertebrate rod photoreceptors. Although well-characterized in a few model systems, comparative studies of rhodopsin function, particularly for non-mammalian vertebrates are comparatively lacking. Bowerbirds are rare among passerines in possessing a key substitution, D83N, at a site that is otherwise highly conserved among G protein-coupled receptors. While this substitution is present in some dim-light adapted vertebrates, often accompanying another unusual substitution, A292S, its functional relevance in birds is uncertain. To investigate functional effects associated with these two substitutions, we use the rhodopsin gene from the great bowerbird (Ptilonorhynchus nuchalis) as a background for site-directed mutagenesis, in vitro expression and functional characterization. We also mutated these sites in two additional rhodopsins that do not naturally possess N83, chicken and bovine, for comparison. Both sites were found to contribute to spectral blue-shifts, but had opposing effects on kinetic rates. Substitutions at site 83 were found to primarily affect the kinetics of light-activated rhodopsin, while substitutions at site 292 had a larger impact on spectral tuning. The contribution of substitutions at site 83 to spectral tuning in particular depended on genetic background, but overall, the effects of substitutions were otherwise surprisingly additive, and the magnitudes of functional shifts were roughly similar across all three genetic backgrounds. By employing a comparative approach with multiple species, our study provides new insight into the joint impact of sites 83 and 292 on rhodopsin structure-function as well as their evolutionary significance for dim-light vision across vertebrates.

Étude des voies de signalisation activées par la prostaglandine F2α dans les cellules de cancer colorectal

Le cancer colorectal représente la troisième forme de cancer la plus fréquente au Canada. Malgré les récents développements, aucun traitement curatif n’est disponible pour les patients diagnostiqués à un stade avancé de la maladie. Plusieurs évidences supportent un rôle important des prostaglandines dans cette maladie. En effet, une surexpression des récepteurs de type EP et FP est remarquée. Ces derniers ainsi que les molécules de signalisations intracellulaires qu’ils activent représentent donc de nouvelles cibles pour traiter ce cancer. Nous et d’autres groupes avons démontré que les protéines G monomériques sont des petits interrupteurs moléculaires importants dans la signalisation intracellulaire engagée par les récepteurs dans des cellules saines mais qu’un dérèglement de celles-ci est associé au cancer. L’objectif principal de ce projet de recherche vise donc à identifier les voies de signalisations par lesquelles le récepteur FP contribue aux capacités invasives des cellules tumorales d’origine colorectale. Notre hypothèse est que la protéine ARF6, une des 6 isoformes des ARFs, et la protéine RhoA, agissent pour coordonner l’activation des voies de signalisations associées à la migration et l’invasion cellulaire. Nos résultats ont indiqué que la stimulation des cellules HEK293 exprimant de façon stable le récepteur FP (HA-FP) ainsi que les cellules SW480, une lignée invasive de cancer colorectal, par le PGF2α augmentait les niveaux d’activation d’ARF6 mais également de la protéine RhoA. De plus, d’autres médiateurs et intermédiaires associés à la réorganisation du cytosquelette comme la cofiline et la chaine légère de la myosine (MLC) ont été hautement phosphorylés suite à la stimulation par la prostaglandine. Ces observations sont associées avec une augmentation des fibres de stress dans les cellules. Nous avons tenté de déterminer si l’inhibition de ces protéines G affectait la capacité du PGF2α à activer ces intermédiaires de signalisation ainsi que certains effets biologiques. Ainsi, nos expériences contribueront à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement du cancer colorectal.

Transcription-Coupled DNA Supercoiling in Escherichia Coli: Mechanisms and Biological Functions

Transcription by RNA polymerase can induce the formation of hypernegatively supercoiled DNA both in vivo and in vitro. This phenomenon has been explained by a “twin-supercoiled-domain” model of transcription where a positively supercoiled domain is generated ahead of the RNA polymerase and a negatively supercoiled domain behind it. In E. coli cells, transcription-induced topological change of chromosomal DNA is expected to actively remodel chromosomal structure and greatly influence DNA transactions such as transcription, DNA replication, and recombination. In this study, an IPTG-inducible, two-plasmid system was established to study transcription-coupled DNA supercoiling (TCDS) in E. coli topA strains. By performing topology assays, biological studies, and RT-PCR experiments, TCDS in E. coli topA strains was found to be dependent on promoter strength. Expression of a membrane-insertion protein was not needed for strong promoters, although co-transcriptional synthesis of a polypeptide may be required. More importantly, it was demonstrated that the expression of a membrane-insertion tet gene was not sufficient for the production of hypernegatively supercoiled DNA. These phenomenon can be explained by the “twin-supercoiled-domain” model of transcription where the friction force applied to E. coli RNA polymerase plays a critical role in the generation of hypernegatively supercoiled DNA. Additionally, in order to explore whether TCDS is able to greatly influence a coupled DNA transaction, such as activating a divergently-coupled promoter, an in vivo system was set up to study TCDS and its effects on the supercoiling-sensitive leu-500 promoter. The leu-500 mutation is a single A-to-G point mutation in the -10 region of the promoter controlling the leu operon, and the AT to GC mutation is expected to increase the energy barrier for the formation of a functional transcription open complex. Using luciferase assays and RT-PCR experiments, it was demonstrated that transient TCDS, “confined” within promoter regions, is responsible for activation of the coupled transcription initiation of the leu-500 promoter. Taken together, these results demonstrate that transcription is a major chromosomal remodeling force in E. coli cells.

Les récepteurs GPR91 et GPR99 et leur implication dans le développement du système nerveux visuel

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) démontrent de plus en plus de capacités à activer des mécanismes jusqu’alors associés à des facteurs de transcription ou des molécules d’adhésion. En effet, de nouvelles preuves rapportent qu’ils pourraient également participer au guidage axonal qui est le mécanisme permettant aux axones de cellules nerveuses de rejoindre leur cible anatomique. Le guidage axonal se fait par l’interaction entre les molécules de guidage et une structure particulière présente à l’extrémité de l’axone, le cône de croissance. Par exemple, les RCPGs participent au guidage des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR), dont les axones s’étendent de la rétine jusqu’au noyaux cérébraux associés à la vision. Cet effet est observé avec des RCPGs tels que les récepteurs aux cannabinoïdes (CB1 et CB2) et celui du lysophosphatidylinositol, le GPR55. Les RCPGs GPR91 et GPRG99, respectivement récepteurs au succinate et à l’α-cétoglutarate, se trouvent à la surface de ces CGRs, ce qui en font des candidats potentiels pouvant participer au guidage axonal. Dans ce mémoire, l’effet des ligands de ces récepteurs sur la croissance et la navigation des axones des CGRs fut analysé. L’impact produit par ces récepteurs ainsi que leurs ligands sur la morphologie des cônes de croissance fut déterminé en mesurant leur taille et le nombre de filopodes présents sur ces cônes. Pour évaluer le rôle du succinate et de l’a-cétoglutarate sur la croissance globale des axones de CGRs, la longueur totale des projections axonales d’explants rétiniens a été mesurée. L’effet de ces ligands des récepteurs GPR91 et GPR99 sur le guidage axonal a également été évalué en temps réel à l’aide d’un gradient créé par un micro injecteur placé à 45° et à 100µm du cône de croissance. La distribution in vivo des récepteurs GPR91 et GPR99 sur la rétine a été étudié à l’aide d’expériences d’immunohistochimie. Les résultats obtenus indiquent que l’ajout de 100µM de succinate produit une augmentation de la taille des cônes de croissance et du nombre de filopodes présents à leur surface. Il augmente également la croissance des axones. Ce type de réponse fut également observé lorsque les cellules furent soumises à 200µM d’α-cétoglutarate. Fait à noter, les deux récepteurs n’ont pas d’impact sur le guidage axonal. Ces résultats indiquent donc que les agonistes des récepteurs GPR91 et GPR99 augmentent la croissance des cellules ganglionnaires lorsqu’ils sont présents lors du développement. Par contre, ils n’ont pas d’influence sur la direction prise par les cônes de croissance. Ces nouvelles données sont un pas de plus dans la compréhension des mécanismes qui gèrent et participent au développement et la croissance des CGRs, ce qui pourrait donner de nouvelles cibles thérapeutique pouvant mener à la régénération de nerfs optiques endommagés.

Étude des voies de signalisation activées par la prostaglandine F2α dans les cellules de cancer colorectal

Le cancer colorectal représente la troisième forme de cancer la plus fréquente au Canada. Malgré les récents développements, aucun traitement curatif n’est disponible pour les patients diagnostiqués à un stade avancé de la maladie. Plusieurs évidences supportent un rôle important des prostaglandines dans cette maladie. En effet, une surexpression des récepteurs de type EP et FP est remarquée. Ces derniers ainsi que les molécules de signalisations intracellulaires qu’ils activent représentent donc de nouvelles cibles pour traiter ce cancer. Nous et d’autres groupes avons démontré que les protéines G monomériques sont des petits interrupteurs moléculaires importants dans la signalisation intracellulaire engagée par les récepteurs dans des cellules saines mais qu’un dérèglement de celles-ci est associé au cancer. L’objectif principal de ce projet de recherche vise donc à identifier les voies de signalisations par lesquelles le récepteur FP contribue aux capacités invasives des cellules tumorales d’origine colorectale. Notre hypothèse est que la protéine ARF6, une des 6 isoformes des ARFs, et la protéine RhoA, agissent pour coordonner l’activation des voies de signalisations associées à la migration et l’invasion cellulaire. Nos résultats ont indiqué que la stimulation des cellules HEK293 exprimant de façon stable le récepteur FP (HA-FP) ainsi que les cellules SW480, une lignée invasive de cancer colorectal, par le PGF2α augmentait les niveaux d’activation d’ARF6 mais également de la protéine RhoA. De plus, d’autres médiateurs et intermédiaires associés à la réorganisation du cytosquelette comme la cofiline et la chaine légère de la myosine (MLC) ont été hautement phosphorylés suite à la stimulation par la prostaglandine. Ces observations sont associées avec une augmentation des fibres de stress dans les cellules. Nous avons tenté de déterminer si l’inhibition de ces protéines G affectait la capacité du PGF2α à activer ces intermédiaires de signalisation ainsi que certains effets biologiques. Ainsi, nos expériences contribueront à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement du cancer colorectal.

Wine phenolics: looking for a smooth mouthfeel

Each grape variety has its own phenolic profile. However, the concentration of the phenolic compounds present in wine mainly dependson winemaking processes. Phenolic compounds influence wine sensorial characteristics namely taste or mouthfeel, bitterness, astringency and color. Humans can perceive six basic tastes: sweet, salty; sour; umami; fat-taste and bitter taste. This last basic taste is considered as a defense mechanism against the ingestion of potential poisons. Some of the genes,encoding G-protein-coupled receptors - TAS2Rs, which translate for these distinct bitter compounds detectors have been identified. Different phenolic compounds activate distinguished combination of TAS2Rs. Astringency in wine is primarily driven by proanthocyanidins, soluble protein-proanthocyanidins complexes which diminish the protective salivary film and bind to the salivary pellicle; insoluble protein-proanthocyanidins complex and proanthocyanidins are rejected against salivary film and trigger astringency sensation via increasing friction. Thus, the aim of this review is to expand the knowledge about the role of wine phenolic compounds in wine sensorial properties, namely in bitterness and astringency phenomenon’s.

Les récepteurs GPR91 et GPR99 et leur implication dans le développement du système nerveux visuel

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) démontrent de plus en plus de capacités à activer des mécanismes jusqu’alors associés à des facteurs de transcription ou des molécules d’adhésion. En effet, de nouvelles preuves rapportent qu’ils pourraient également participer au guidage axonal qui est le mécanisme permettant aux axones de cellules nerveuses de rejoindre leur cible anatomique. Le guidage axonal se fait par l’interaction entre les molécules de guidage et une structure particulière présente à l’extrémité de l’axone, le cône de croissance. Par exemple, les RCPGs participent au guidage des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR), dont les axones s’étendent de la rétine jusqu’au noyaux cérébraux associés à la vision. Cet effet est observé avec des RCPGs tels que les récepteurs aux cannabinoïdes (CB1 et CB2) et celui du lysophosphatidylinositol, le GPR55. Les RCPGs GPR91 et GPRG99, respectivement récepteurs au succinate et à l’α-cétoglutarate, se trouvent à la surface de ces CGRs, ce qui en font des candidats potentiels pouvant participer au guidage axonal. Dans ce mémoire, l’effet des ligands de ces récepteurs sur la croissance et la navigation des axones des CGRs fut analysé. L’impact produit par ces récepteurs ainsi que leurs ligands sur la morphologie des cônes de croissance fut déterminé en mesurant leur taille et le nombre de filopodes présents sur ces cônes. Pour évaluer le rôle du succinate et de l’a-cétoglutarate sur la croissance globale des axones de CGRs, la longueur totale des projections axonales d’explants rétiniens a été mesurée. L’effet de ces ligands des récepteurs GPR91 et GPR99 sur le guidage axonal a également été évalué en temps réel à l’aide d’un gradient créé par un micro injecteur placé à 45° et à 100µm du cône de croissance. La distribution in vivo des récepteurs GPR91 et GPR99 sur la rétine a été étudié à l’aide d’expériences d’immunohistochimie. Les résultats obtenus indiquent que l’ajout de 100µM de succinate produit une augmentation de la taille des cônes de croissance et du nombre de filopodes présents à leur surface. Il augmente également la croissance des axones. Ce type de réponse fut également observé lorsque les cellules furent soumises à 200µM d’α-cétoglutarate. Fait à noter, les deux récepteurs n’ont pas d’impact sur le guidage axonal. Ces résultats indiquent donc que les agonistes des récepteurs GPR91 et GPR99 augmentent la croissance des cellules ganglionnaires lorsqu’ils sont présents lors du développement. Par contre, ils n’ont pas d’influence sur la direction prise par les cônes de croissance. Ces nouvelles données sont un pas de plus dans la compréhension des mécanismes qui gèrent et participent au développement et la croissance des CGRs, ce qui pourrait donner de nouvelles cibles thérapeutique pouvant mener à la régénération de nerfs optiques endommagés.