Protein crosslinking studies suggest that Rhizobium meliloti C4-dicarboxylic acid transport protein D, a sigma 54-dependent transcriptional activator, interacts with sigma 54 and the beta subunit of RNA polymerase.

Rhizobium meliloti C4-dicarboxylic acid transport protein D (DCTD) activates transcription by a form of RNA polymerase holoenzyme that has sigma 54 as its sigma factor (referred to as E sigma 54). DCTD catalyzes the ATP-dependent isomerization of closed complexes between E sigma 54 and the dctA promoter to transcriptionally productive open complexes. Transcriptional activation probably involves specific protein-protein interactions between DCTD and E sigma 54. Interactions between sigma 54-dependent activators and E sigma 54 are transient, and there has been no report of a biochemical assay for contact between E sigma 54 and any activator to date. Heterobifunctional crosslinking reagents were used to examine protein-protein interactions between the various subunits of E sigma 54 and DCTD. DCTD was crosslinked to Salmonella typhimurium sigma 54 with the crosslinking reagents succinimidyl 4-(N-maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylate and N-hydroxysulfosuccinimidyl-4-azidobenzoate. Cys-307 of sigma 54 was identified by site-directed mutagenesis as the residue that was crosslinked to DCTD. DCTD was also crosslinked to the beta subunit of Escherichia coli core RNA polymerase with succinimidyl 4-(N-maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylate, but not with N-hydroxysulfosuccinimidyl-4-azidobenzoate. These data suggest that interactions of DCTD with sigma 54 and the beta subunit may be important for transcriptional activation and offer evidence for interactions between a sigma 54-dependent activator and sigma 54, as well as the beta subunit of RNA polymerase.

Neurosteroids, via sigma receptors, modulate the [3H]norepinephrine release evoked by N-methyl-D-aspartate in the rat hippocampus.

N-Methyl-D-aspartate (NMDA, 200 microM) evokes the release of [3H]norepinephrine ([3H]NE) from preloaded hippocampal slices. This effect is potentiated by dehydroepiandrosterone sulfate (DHEA S), whereas it is inhibited by pregnenolone sulfate (PREG S) and the high-affinity sigma inverse agonist 1,3-di(2-tolyl)guanidine, at concentrations of > or = 100 nM. Neither 3 alpha-hydroxy-5 alpha-pregnan-20-one nor its sulfate ester modified NMDA-evoked [3H]NE overflow. The sigma antagonists haloperidol and 1-[2-(3,4-dichlorophenyl)-ethyl]-4-methylpiperazine, although inactive by themselves, completely prevented the effects of DHEA S, PREG S, and 1,3-di(2-tolyl)guanidine on NMDA-evoked [3H]NE release. Progesterone (100 nM) mimicked the antagonistic effect of haloperidol and 1-[2-(3,4-dichlorophenyl)ethyl]-4-methyl-piperazine. These results indicate that the tested steroid sulfate esters differentially affected the NMDA response in vitro and suggest that DHEA S acts as a sigma agonist, that PREG S acts as a sigma inverse agonist, and that progesterone may act as a sigma antagonist. Pertussis toxin, which inactivates the Gi/o types of guanine nucleotide-binding protein (Gi/o protein) function, suppresses both effects of DHEA S and PREG S. Since sigma 1 but not sigma 2 receptors are coupled to Gi/o proteins, the present results suggest that DHEA S and PREG S control the NMDA response via sigma 1 receptors.

Degradation of sigma 32, the heat shock regulator in Escherichia coli, is governed by HflB.

The heat shock response in Escherichia coli is governed by the concentration of the highly unstable sigma factor sigma 32. The essential protein HflB (FtsH), known to control proteolysis of the phage lambda cII protein, also governs sigma 32 degradation: an HflB-depleted strain accumulated sigma 32 and induced the heat shock response, and the half-life of sigma 32 increased by a factor up to 12 in mutants with reduced HflB function and decreased by a factor of 1.8 in a strain overexpressing HflB. The hflB gene is in the ftsJ-hflB operon, one promoter of which is positively regulated by heat shock and sigma 32. The lambda cIII protein, which stabilizes sigma 32 and lambda cII, appears to inhibit the HflB-governed protease. The E. coli HflB protein controls the stability of two master regulators, lambda cII and sigma 32, responsible for the lysis-lysogeny decision of phage lambda and the heat shock response of the host.

Contribution différentielle de Neuroligine‐1 et d’EphA4 à la régulation du sommeil

Le sommeil est un besoin vital et le bon fonctionnement de l’organisme dépend de la quantité et de la qualité du sommeil. Le sommeil est régulé par deux processus : un processus circadien qui dépend de l’activité des noyaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus et qui régule le moment durant lequel nous allons dormir, et un processus homéostatique qui dépend de l’activité neuronale et se reflète dans l’intensité du sommeil. En effet, le sommeil dépend de l’éveil qui le précède et plus l’éveil dure longtemps, plus le sommeil est profond tel que mesuré par des marqueurs électroencéphalographiques (EEG). Des études ont montré que le bon fonctionnement de ces deux processus régulateurs du sommeil dépend de la plasticité synaptique. Ainsi, les éléments synaptiques régulant la communication et la force synaptique sont d’importants candidats pour agir sur la physiologie de la régulation du sommeil. Les molécules d’adhésion cellulaire sont des acteurs clés dans les mécanismes de plasticité synaptique. Elles régulent l’activité et la maturation des synapses. Des études ont montré que leur absence engendre des conséquences similaires au manque de sommeil. Le but de ce projet de thèse est d’explorer l’effet de l’absence de deux familles de molécule d’adhésion cellulaire, les neuroligines et la famille des récepteur Eph et leur ligand les éphrines dans les processus régulateurs du sommeil. Notre hypothèse est que l’absence d’un des membres de ces deux familles de molécule affecte les mécanismes impliqués dans le processus homéostatique de régulation du sommeil. Afin de répondre à notre hypothèse, nous avons étudié d’une part l’activité EEG chez des souris mutantes n’exprimant pas Neuroligine‐1 (Nlgn1) ou le récepteur EphA4 en condition normale et après une privation de sommeil. D’autre part, nous avons mesuré les changements moléculaires ayant lieu dans ces deux modèles après privation de sommeil. Au niveau de l’activité EEG, nos résultats montrent que l’absence de Nlgn1 augmente la densité des ondes lentes en condition normale et augment l’amplitude et la pente des ondes lentes après privation de sommeil. Nlgn1 est nécessaire au fonctionnement normal de la synchronie corticale, notamment après une privation de sommeil, lui attribuant ainsi un rôle clé dans l’homéostasie du sommeil. Concernant le récepteur EphA4, son absence affecte la durée du sommeil paradoxal ainsi que l’activité sigma qui dépendent du processus circadien. Nos résultats suggèrent donc que ce récepteur est un élément important dans la régulation circadienne du sommeil. Les changements transcriptionnels en réponse à la privation de sommeil des souris n’exprimant pas Nlgn1 et EphA4 ne sont pas différents des souris sauvages. Toutefois, nous avons montré que la privation de sommeil affectait la distribution des marques épigénétiques sur le génome, tels que la méthylation et l’hydroxyméthylation, et que l’expression des molécules régulant ces changements est modifiée chez les souris mutantes pour le récepteur EphA4. Nos observations mettent en évidence que les molécules d’adhésion cellulaire, Nlgn1 et le récepteur EphA4, possèdent un rôle important dans les processus homéostatique et circadien du sommeil et contribuent de manière différente à la régulation du sommeil.