Avaliação do promotor OCT-4 de equinos em uma abordagem transgênica em células-tronco embrionárias de murinos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Diferenciação miogênica “in vitro” de células tronco mesenquimais murinas de diferentes origens

Muscular dystrophy refers to a group of more than 30 genetical disorders characterized by progressive weakness and degeneration of the skeletal muscle. No effective therapy is available at present. Recent studies have reported that the transplantation of stem cells can offer an important potential therapy for genetic diseases. Adult bone marrow mesenchymal stem cells have been identified as a nonhematopoietic stem cell population capable of self-renewal with the ability to differentiate into many cell lineages, including bone, fat, cartilage and connective tissue. Because of their similarity with muscle progenitor cells, when they are injected in affected individuals, they are able to migrate into areas of skeletal muscle degeneration and participate in the regeneration process. The adipose tissue represents an alternative source of MSCs that, as the MSCs derived from bone marrow, are capable of in vitro differentiation into osteogenic, adipogenic, myogenic and chondrogenic lineages. The objective of this project is to investigate the “in vitro” myogenic potential of mesenchymal stem cells derived from murine bone marrow and adipose tissue. Four experimental groups were analyzed: mice from lineages Lama2dy-2J/J and C57black and, C2C12 lineage cells and transformed C2C12 expressing the eGFP protein. MSCs cultures were obtained by flushing the bone marrow femurs and tibials with α-MEM or by the subcutaneous and inguinal fat from the mice. Their characterization was done by flow cytometry and in vitro differentiation. Muscle differentiation was studied through the analysis of the expression of transcriptional factors involved in muscle differentiation and/or the presence and amount of specific proteins from muscle differentiated cell. The pluripotency from bone marrow MSCs of the two lineages was evidenced and, in the muscular differentiation... (Complete abstract click electronic access below)

Efeitos do LRP6 e Frizzled6 na diferenciação endotelial de DPSC

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

INFLUENCE OF TYPE 2 BOVINE VIRAL DIARRHEA VIRUS NPRO ON ENHANCEMENT OF BOVINE RESPIRATORY SYNCYTIAL VIRUS REPLICATION MEDIATED BY ANTAGONISM OF HOST CELL INTERFERON TYPE I RESPONSES

Bovine viral diarrhea virus (BVDV) is a member of the genus Pestivirus, Family Flaviviridae. The virus can infect many species of animals of the order Artiodactyla. The BVDV genome encodes an auto protease, Npro, that degrades interferon regulatory factor-3 (IRF-3) reducing type I interferon (IFN-I) production from host cells. Bovine respiratory syncytial virus (BRSV) is a member of the genus Pneumovirus, Family Paramyxoviridae. Concurrent infection with BVDV and BRSV causes more severe respiratory and enteric disease than infection with either virus alone. Our hypothesis was that Npro modulates the innate immune responses to BVDV infection and enhances replication of BVDV or BRSV co-infection. The noncytopathic BVDV2 viruses NY93/c N- Npro 18 EGFP (a mutant with modified Npro fused with enhanced green fluorescent protein), NY93 infectious clone (NY93/c), wild-type NY93-BVDV2 (NY93-wt), and BRSV were evaluated in this study. The objectives of this study were: (1) to characterize the replication kinetics and IFN-I induction in Madin-Darby bovine kidney (MDBK) cells following infection with each of the BVDV isolates, and (2) to characterize the influence of BVDV-mediated IFN-I antagonism on enhancement of BRSV replication in bovine turbinate (BT) cells. NY93/c N- Npro 18 EGFP replicated 0.4 – 1.6 TCID50 logs lower than NY93-wt in MDBK cells. NY93/c N- Npro 18 EGFP-infected MDBK cells synthesized IFN-I significantly higher than NY93/c- and NY93-wt-infected MDBK cells. BT cells co-infected with NY93/c N- Npro 18 EGFP/BRSV or NY93-wt/BRSV were evaluated to determine the effects of co-infection on BRSV replication and IFN-I induction in BT cells. BRSV RNA levels in NY93-wt/BRSV co-infected BT cells were 2.49, 2.79, and 2.89 copy number logs significantly greater than in NY93/c N- Npro 18 EGFP/BRSV co-infected BT cells on days 5, 7, and 9 post-infection, respectively. BVDV RNA levels in NY93/c N- Npro 18 EGFP-infected BT cells were 1.64 – 4.38 copy number logs lower than in NY93-wt-infected BT cells. NY93/c N- Npro 18 EGFP single and co-infected BT cells synthesized IFN-I significantly higher than NY93-wt single and co-infected BT cells. In summary, these findings suggest: (1) NY93/c N- Npro 18 EGFP BVDV2 induced higher levels of IFN-I than BVDV2-wt and may be useful as a safer, replicating BVDV vaccine, and (2) Enhancement of BRSV infection by BVDV co-infection is mediated by antagonism of IFN-I.

Modulation of Maternal Immune System During Pregnancy in the Cow

There is a molecular crosstalk between the trophoblast and maternal immune cells of bovine endometrium. The uterine cells are able to secrete cytokine/chemokines to either induce a suppressive environment for establishment of the pregnancy or to recruit immune cells to the endometrium to fight infections. Despite morphological differences between women and cows, mechanisms for immune tolerance during pregnancy seem to be conserved. Mechanisms for uterine immunesuppression in the cow include: reduced expression of major histocompatability proteins by the trophoblast; recruitment of macrophages to the pregnant endometrium; and modulation of immune-related genes in response to the presence of the conceptus. Recently, an eGFP transgenic cloned embryo model developed by our group showed that there is modulation of foetal proteins expressed at the site of syncytium formation, suggesting that foetal cell can regulate not only by the secretion of specific factors such as interferon-tau, but also by regulating their own protein expression to avoid excessive maternal recognition by the local immune system. Furthermore, foetal DNA can be detected in the maternal circulation; this may reflect the occurrence of an invasion of trophoblast cells and/or their fragment beyond the uterine basement membrane in the cow. In fact, the newly description of exosome release by the trophoblast cell suggests that could be a new fashion of maternal-foetal communication at the placental barrier. Additionally, recent global transcriptome studies on bovine endometrium suggested that the immune system is aware, from an immunological point of view, of the presence of the foetus in the cow during early pregnancy.

Production of human factor VIII-FL in 293T cells using the bicistronic MGMT(P140K)-retroviral vector

Hemophilia A is the most common X-linked bleeding disorder; it is caused by deficiency of coagulation factor VIII (FVIII). Replacement therapy with rFVIII produced from human cell line is a major goal for treating hemophilia patients. We prepared a full-length recombinant FVIII (FVIII-FL), using the pMFG-P140K retroviral vector. The IRES DNA fragment was cloned upstream to the P140K gene, providing a 9.34-kb bicistronic vector. FVIII-FL cDNA was then cloned upstream to IRES, resulting in a 16.6-kb construct. In parallel, an eGFP control vector was generated, resulting in a 10.1-kb construct. The 293T cells were transfected with these constructs, generating the 293T-FVIII-FL/P140K and 293T-eGFP/P140K cell lines. In 293T-FVIII-FL/P140K cells, FVIII and P140K mRNAs levels were 4,410 (+/- 931.7)- and 295,400 (+/- 75,769)-fold higher than in virgin cells. In 293T-eGFP/P140K cells, the eGFP and P140K mRNAs levels were 1,501,000 (+/- 493,700)- and 308,000 (+/- 139,300)-fold higher than in virgin cells. The amount of FVIII-FL was 0.2 IU/mL and 45 ng/mL FVIII cells or 4.4 IU/mu g protein. These data demonstrate the efficacy of the bicistronic retroviral vector expressing FVIII-FL and MGMT(P140K), showing that it could be used for producing the FVIII-FL protein in a human cell line.

Serial bone marrow transplantation reveals in vivo expression of the pCLPG retroviral vector

Abstract Background Gene therapy in the hematopoietic system remains promising, though certain aspects of vector design, such as transcriptional control elements, continue to be studied. Our group has developed a retroviral vector where transgene expression is controlled by p53 with the intention of harnessing the dynamic and inducible nature of this tumor suppressor and transcription factor. We present here a test of in vivo expression provided by the p53-responsive vector, pCLPG. For this, we used a model of serial transplantation of transduced bone marrow cells. Results We observed, by flow cytometry, that the eGFP transgene was expressed at higher levels when the pCLPG vector was used as compared to the parental pCL retrovirus, where expression is directed by the native MoMLV LTR. Expression from the pCLPG vector was longer lasting, but did decay along with each sequential transplant. The detection of eGFP-positive cells containing either vector was successful only in the bone marrow compartment and was not observed in peripheral blood, spleen or thymus. Conclusions These findings indicate that the p53-responsive pCLPG retrovirus did offer expression in vivo and at a level that surpassed the non-modified, parental pCL vector. Our results indicate that the pCLPG platform may provide some advantages when applied in the hematopoietic system.

Cloning and characterization of a novel alternatively spliced transcript of the human CHD7 putative helicase

Abstract Background The CHD7 (Chromodomain Helicase DNA binding protein 7) gene encodes a member of the chromodomain family of ATP-dependent chromatin remodeling enzymes. Mutations in the CHD7 gene are found in individuals with CHARGE, a syndrome characterized by multiple birth malformations in several tissues. CHD7 was identified as a binding partner of PBAF complex (Polybromo and BRG Associated Factor containing complex) playing a central role in the transcriptional reprogramming process associated to the formation of multipotent migratory neural crest, a transient cell population associated with the genesis of various tissues. CHD7 is a large gene containing 38 annotated exons and spanning 200 kb of genomic sequence. Although genes containing such number of exons are expected to have several alternative transcripts, there are very few evidences of alternative transcripts associated to CHD7 to date indicating that alternative splicing associated to this gene is poorly characterized. Findings Here, we report the cloning and characterization by experimental and computational studies of a novel alternative transcript of the human CHD7 (named CHD7 CRA_e), which lacks most of its coding exons. We confirmed by overexpression of CHD7 CRA_e alternative transcript that it is translated into a protein isoform lacking most of the domains displayed by the canonical isoform. Expression of the CHD7 CRA_e transcript was detected in normal liver, in addition to the DU145 human prostate carcinoma cell line from which it was originally isolated. Conclusions Our findings indicate that the splicing event associated to the CHD7 CRA_e alternative transcript is functional. The characterization of the CHD7 CRA_e novel isoform presented here not only sets the basis for more detailed functional studies of this isoform, but, also, contributes to the alternative splicing annotation of the CHD7 gene and the design of future functional studies aimed at the elucidation of the molecular functions of its gene products.

Interazioni tra le glicoproteine D, B, H ed L critiche per la fusione indotta dal virus Herpes simplex

Four glycoproteins (gD, gB, gH, and gL) are required for herpes simplex virus (HSV) entry into the cell and for cell-cell fusion in transfected cells. gD serves as the receptor-binding glycoprotein and as the trigger of fusion; the other three glycoproteins execute fusion between the viral envelope and the plasma or endocytic membranes. Little is known on the interaction of gD with gB, gH, and gL. Here, the interactions between herpes simplex virus gD and its nectin1 receptor or between gD, gB, and gH were analyzed by complementation of the N and C portions of split enhanced green fluorescent protein (EGFP) fused to the glycoproteins. Split EGFP complementation was detected between proteins designated gDN + gHC, gDN + gBC, and gHN + gBC + wtgD, both in cells transfected with two or tree glycoproteins and in cells transfected with the four glycoproteins, commited to form syncytia. The in situ assay provides evidence that gD interacts with gH and gB independently one of the other. We further document the interaction between gH and gB. To elucidate which portions of the glycoproteins interact with each other we generated mutants of gD and gB. gD triggers fusion through a specialised domain, named pro-fusion domain (PFD), located C-terminally in the ectodomain. Here, we show that PFD is made of subdomains 1 and 2 (amino acids 260–285 and 285–310) and that each one partially contributed to herpes simplex virus infectivity. Chimeric gB molecules composed of HSV and human herpesvirus 8 (HHV8) sequences failed to reach the cell surface and to complement a gB defective virus. By means of pull down experiments we analyzed the interactions of HSV-HHV8 gB chimeras with gH or gD fused to the strep-tag. The gB sequence between aa residues 219-360 was identified as putative region of interaction with gH or critical to the interaction.

Struktur, Funktion und potentielle Anwendung der PKC- und SNZ,SNO-Promotoren aus Geodia cydonium und Suberites domuncula

Die Schwämme (Porifera) sind eine reiche Quelle bioaktiver Naturstoffe. Viele dieser Naturstoffe besitzen das Potential, als Pharmazeutika, molekulare Sonden usw. eingesetzt oder weiterentwickelt zu werden. Die Beschaffung dieser Naturstoffe in ausreichenden Mengen stellt jedoch eines der größten Probleme bei der Testung und Produktion vielversprechender Substanzen dar. Der Transfer von DNA in Schwammzellen bzw. in komplette Organismen wäre ein vielversprechender Ansatz, dieses Problem zu lösen. Das Ziel dieser Arbeit war es deshalb, die Funktion und Struktur homologer Promotoren zu untersuchen und eine Methode des Gentransfers in Schwammzellen auszuarbeiten. Zu diesem Zweck wurde zusätzlich zu der bereits vorhandenen 5'-flankierenden Region des conventional PKC-Gens aus Geodia cydonium eine genomische Bibliothek von Suberites domuncula konstruiert, um diese mit Hilfe des DNA-Homologiescreenings nach den 5'-flankierenden Regionen des cPKC- und des SNZ (SnooZe)-Gens (SD_SNZG) zu durchsuchen. Die Klonierung und Sequenzierung sowohl des 5'-Bereichs als auch die Charakterisierung der Exon-Intron Struktur beider Gene wurde erfolgreich durchgeführt. In der 5'-Region des SNZ-Gens konnte dabei ein weiteres Gen (SD_SNO; SNZ proximal Open Reading Frame) identifiziert werden, das in einer 'Kopf-an-Kopf' Anordnung zu SD_SNZG orientiert ist. Sowohl SD_SNZG als auch SD_SNO wurden hochkonservierten Genfamilien zugeordnet, deren Vorkommen in Metazoen hier erstmals beschrieben wird.Funktionelle Studien mit Hilfe der Reportergene Luciferase und Enhanced Green Fluorescent Protein (EGFP) im heterologen System der NIH 3T3 Zellen wiesen sowohl dem cPKC-Promotor aus G. cydonium als auch dem SNZ-Promotor aus S. domuncula eine starke Promotoraktivität im Verhältnis zum SV40-Promotor nach. Die Aktivität des cPKC-Promotors aus S. domuncula dagegen war relativ schwach. Darüber hinaus konnte geklärt werden, daß die 5'-flankierende Region des SNZ-Gens bidirektionale Promotoraktivität aufweist und daß der G. cydonium cPKC-Promotor keine TATA-Box besitzt, sondern eine GC-Box für die basale Funktion benötigt.Als geeignete Methode zur Transfektion von Zellen des Schwamms S. domuncula erwies sich der ballistische Gentransfer mit Hilfe der Gene Gun. Homologe Promotoren konnten die sichtbare Expression des Reportergens EGFP jedoch nicht bewirken. Nur der virale CMV-Promotor erwies sich als hierfür geeignet.

Ektopische Expression schwer exprimierbarer nikotinischer Acetylcholinrezeptoren in Zellinien

Deutsch:In dieser Arbeit wurden Versuche zur funktionellen Expression von schwer ektopisch exprimierbaren nAChR in HEK-293/a1-Zellen durchgeführt: a7 nAChR und a6-enthaltenden nAChR. Die Probleme lagen dabei nicht auf dem Niveau der Transfektion, Transkription, Translation oder der Assemblierung, sondern beim Transport der Rezeptoren zur Zellmembran.Die Expression von a7 nAChR in der Plasmamembran von HEK-293/a1-Zellen konnte durch verbesserte Expressionsbedingungen (Koexpression des Faltungshelfers Calnexin oder weiterer nAChR-Untereinheiten, Erniedrigung der Expressionstemperatur, Expression in Gegenwart nikotinischer Antagonisten) nicht erreicht werden. Auch in anderen Zellinien mit neuronalem oder nicht-neuronalem Ursprung (QT6, GH4C1, S2 und PCC7-Mz1) war die EGFP-gekoppelte a7 nAChR-Untereinheit nur im Zellinneren lokalisiert.Eine intrazelluläre Lokalisation verhinderte auch eine funktionelle Expression homomerer a6 sowie heteromerer a6b2 und a6b3 nAChR in HEK-293/a1-Zellen. Im Gegensatz dazu führte eine Expression von stabil mit den nAChR-Untereinheiten a6 und b4 transfizierten HEK-293/a1-Zellen in Gegenwart von Calciumphosphat-Transfektionslösung und anschließend bei 30°C zu einem verbesserten Transport der Rezeptoren zur Zellmembran und damit zum erfolgreichen Expression funktioneller a6b4 nAChR. Die Wirkung der Transfektionslösung kann durch die erhöhte Calciumkonzentration erklärt werden, da in Ganzzellableitungen eine potenzierende Wirkung von Calciumionen auf den a6b4 nAChR bewiesen wurde. Somit konnte erstmalig der humane a6b4 nAChR in einer Säugerzellinie stabil und funktionell exprimiert werden.

Identifizierung und Charakterisierung cis regulatorischer Elemente des humanen Gens für Keratin 20 in vitro und im transgenen Mausmodell

ZusammenfassungKeratin 20 (K20) ist ein Intermediärfilament, das als Strukturelement in den Epithelien des Intestinaltrakts und den Merkelzellen der Haut exprimiert wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene K20 Expressionsvektoren generiert, mit denen regulatorische Elemente des humanen Gens für K20 charakterisiert wurden. Analysiert wurde der Bereich von –4,8 kb bzw. –21,5 kb bis 12,9 kb vom Transkriptionsstart. Die Vektoren, welche die Sequenz von –21,5 kb bis 12,9 kb umfassten, konnten die Expression des EGFP Reportergens in HT-29 Zellen signifikant steigern. Zwei Enhancer-Elemente zwischen –21,5 und –18,4 kb bzw. –18,4 und –14,9 kb verstärkten die Expression der Reporterkonstrukte in vitro signifikant. Die Analyse der Vektoren in transgenen Mäusen zeigte, dass diese das Transgen gewebespezifisch exprimieren. Mit dem Bereich von –4,8 kb bis 12,9 kb ließ sich transgenspezifische mRNA Expression in intestinalen Geweben mittels RT-PCR nachweisen. Die Verwendung der Sequenz von –21,5 kb bis 21,8 kb steigerte die Expression in vivo nicht weiter.Für die gewebespezifische Expression des K20 Vektors reicht die 4,8 kb 5´upstream Sequenz aus, der Bereich bis –21,5 kb verstärkt die Expression in vitro, allerdings fehlen für die starke gewebespezifische Expression von Transgenen in vivo noch weitere Kontrollelemente.

Elektrophysiologische Charakterisierung und PKC-vermittelte Regulation des humanen Transporters für basische Aminosäuren hCAT-1

ZusammenfassungDer humane kationische Aminosäure-Transporter hCAT-1 (CAT für cationic amino acid transporter) gehört zur Familie der Na+- und pH-unabhängigen Transporter für basische Aminosäuren (BAS). Die vorliegende Arbeit befasst sich mit unterschiedlichen Aspekten des hCAT-1-vermittelten Transportes, die in zwei Teilabschnitten behandelt werden. Im ersten Abschnitt wurden die Transporteigenschaften von hCAT-1-exprimierenden X. laevis-Oozyten mit Hilfe von elektrophysiologischen Methoden untersucht und mit denen der Isoformen hCAT-2A und -2B verglichen. Dabei zeigte sich, dass es durch die Expression von hCAT-2A und -2B in Oozyten zur Bildung eines BAS-Potentiales kommt, jedoch nicht durch die Expression von hCAT-1. Hierfür dürfte die hohe Transstimulierbarkeit des hCAT-1-Proteins verantwortlich sein. Obwohl das Membranpotential einer Zelle die Akkumulation von BAS durch die hCAT-Proteine beeinflusst, war bei sehr hohen extrazellulären BAS-Konzentrationen die Akkumulation durch hCAT-1 und -2B im Gegensatz zu hCAT-2A nicht vom Membranpotential abhängig, da unter diesen Bedingungen der Efflux limitierend wirkte. Mit Hilfe der voltage clamp-Methode wurden die L-Arginin-induzierten Maximalströme (Vmax) und die Leitfähigkeiten der hCAT-Proteine bestimmt. Die so ermittelten Vmax-Werte sind nur halb so groß wie die durch Flux-Studien bestimmten. Daher muss von einem Gegentransport an positiver Ladung (Substrat) ausgegangen werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die hCAT-Isoformen zwei unterschiedliche Leitfähigkeitszustände für BAS besitzen, die von der intrazellulären BAS-Konzentration abhängig sind. Eine Leitfähigkeitszunahme durch Zugabe von extrazellulärem L-Arginin konnte bei allen hCAT-Isoformen in depletierten Oozyten beobachtet werden. In BAS-beladenen Oozyten führte die Zugabe von L-Arginin dagegen zu keiner (hCAT-1 und hCAT-2B) bzw. zu einer geringen (hCAT-2A) Zunahme der Leitfähigkeit der Transporter. Im Substratgleichgewicht jedoch nahm die Leitfähigkeit der drei untersuchten hCAT-Isoformen in Abhängigkeit von der Substratkonzentration zu. Überraschenderweise wurden für die untersuchten hCAT-Isoformen Leck-Ströme in Abwesenheit von BAS nachgewiesen. An hCAT-2B-exprimierenden Oozyten wurde eine erhöhte Leitfähigkeit für K+-Ionen gezeigt. Die physiologische Bedeutung dieser Kanalfunktion ist jedoch noch völlig ungeklärt. Im zweiten Abschnitt wurde der Mechanismus der Proteinkinase C (PKC)-vermittelten Inhibition der hCAT-1-Transportaktivität untersucht. Hierfür wurden hCAT-1.EGFP-Konstrukte in Oozyten und in U373MG Glioblastom-Zellen exprimiert. Mit Hilfe konfokaler Mikroskopie und Western-Blot-Analysen von biotinylierten Zelloberflächen-Proteinen wurde gezeigt, dass die PKC-vermittelte Reduktion der hCAT-1-Transportaktivität auf einer Reduktion der hCAT-Expression an der Zelloberfläche beruht. Ähnliche Ergebnisse wurden auch mit dem endogen in humanen DLD-1 Kolonkarzinom-Zellen exprimierten hCAT-1 erzielt. Der PKC-Effekt war auch noch nach Entfernung der putativen PKC-Erkennungsstellen am hCAT-1-Protein vorhanden. Daher reguliert die PKC die hCAT-1-Transportaktivität vermutlich über einen indirekten Mechanismus, d. h. nicht über eine direkte Phosphorylierung des hCAT-1-Proteins. Die Veränderung der Zelloberflächenexpression stellt einen neuen Regulationsmechanismus für die CAT-Proteine dar, der erklären kann, warum sich Modifikationen in der CAT-Proteinexpression oft nicht in entsprechenden Veränderungen der Transportaktivität widerspiegeln.

Tetracycline-inducible RNAi Knockdown of SCL (Stem Cell Leukaemia) in Mice

RNAi (RNA interference) is a powerful technology for sequence-specific targeting of mRNAs. This thesis was aimed at establishing conditions for conditional RNAi-mediated silencing first in vitro and subsequently also in transgenic mice. As a target the basic helix-loop-helix transcription factor encoding gene SCL (stem cell leukaemia also known as Tal-1 or TCL5) was used. SCL is a key regulator for haematopoietic development and ectopic expression of SCL is correlated with acute T-lymphoblastic leukaemias. Loss of SCL function studies demonstrated that ab initio deletion of SCL resulted in embryonic lethality around day E9 in gestation. To be able to conditionally inactivate SCL, RNAi technology was combined with the tetracycline-dependent regulatory system. This strategy allowed to exogenously control the induction of RNAi in a reversible fashion and consequently the generation of a completely switchable RNAi knockdown. First a suitable vector allowing for co-expression of tetracycline-controlled shRNAs (small hairpin RNAs) and constitutively active EGFP (enhanced green fluorescent protein) was generated. This novel vector, pRNAi-EGFP, was then evaluated for EGFP expression and tetracycline-mediated expression of shRNAs. Four sequences targeting different regions within the SCL mRNA were tested for their efficiency to specifically knockdown SCL. These experiments were performed in M1 murine leukaemia cells and subsequently in the HEK 293 cell line, expressing an engineered HA-tagged SCL protein. The second assay provided a solid experimental method for determining the efficiency of different SCL-siRNA knockdown constructs in tissue culture. Western blotting analyses revealed a down regulation of SCL protein for all four tested SCL-specific target sequences albeit with different knockdown efficiencies (between 25% and 100%). Furthermore, stringent tetracycline-dependent switchability of shRNA expression was confirmed by co-transfecting the SCL-specific pRNAi-EGFP vector (SCL-siRNA) together with the HA-tagged SCL expression plasmid into the HEK 293TR /T-REx cell line constitutively expressing the tetracycline repressor (TetR). These series of experiments demonstrated tight regulation of siRNA expression without background activity. To be able to control the SCL knockdown in vivo and especially to circumvent any possible embryonic lethality a transgenic mouse line with general expression of a tetracycline repressor was needed. Two alternative methods were used to generate TetR mice. The first approach was to co-inject the tetracycline-regulated RNAi vector together with a commercially available and here specifically modified T-REx expression vector (SCL-siRNA T-REx FRT LoxP mouse line). The second method involved the generation of a TetR expressor mouse line, which was then used for donating TetR-positive oocytes for pronuclear injection of the RNAi vector (SCL-siRNA T-REx mouse line). As expected, and in agreement with data from conditional Cre-controlled adult SCL knockout mice, post-transcriptional silencing of SCL by RNAi caused a shift in the maturation of red blood cell populations. This was shown in the bone marrow and peripheral blood by FACS analysis with the red blood cell-specific TER119 and CD71 markers which can be used to define erythrocyte differentiation (Lodish plot technique). In conclusion this study established conditions for effective SCL RNAi-mediated silencing in vitro and in vivo providing an important tool for further investigations into the role of SCL and, more generally, of its in vivo function in haematopoiesis and leukaemia. Most importantly, the here acquired knowledge will now allow the establishment of other completely conditional and reversible knockdown phenotypes in mice.

Analyse der Transportfunktion und Proteinexpression des kationischen Aminosäure-Transporters hCAT-3 und des verwandten Proteins SLC7A4

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Charakterisierung des humanen kationischen Aminosäure-Transporters 3 (hCAT-3) und mit der Generierung spezifischer Antikörper gegen hCAT-3, mCAT-3 und das verwandte Protein SLC7A4. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde gezeigt, dass hCAT-3 glykosyliert und in der Plasmamembran lokalisiert ist. Transportstudien an hCAT-3-exprimierenden Xenopus laevis Oozyten demonstrierten einen selektiven Transport von kationischen L-Aminosäuren. Die Transporteigenschaften von hCAT-3 (KM, Vmax, Trans-Stimulation) ähnelten den der Isoform hCAT-2B am meisten. Diese Ergebnisse stehen im Gegensatz zu Untersuchungen an CAT-3 von Maus und Ratte, in denen nur eine geringe CAT-Aktivität gezeigt wurde, die zudem durch neutrale und anionische Aminosäuren und durch D-Arginin hemmbar war. Die höchste Expression von hCAT-3 wurde im Thymus gefunden, was bedeutet, dass er nicht auf neuronale Zellen beschränkt ist. Dieser Befund steht im Gegensatz zur ausschließlich neuronalen Expression von rCAT-3 bzw. mCAT-3. Ein Schwerpunkt der Arbeit lag in der Generierung spezifischer Antikörper gegen die C-Termini des humanen und murinen CAT-3 und des verwandten Proteins SLC7A4. Dafür wurden Antiseren gegen Fusionsproteine zwischen dem bakteriellen trpE-Protein und den C-Termini der jeweiligen Isoform gewonnen. Zur Aufreinigung der Antikörpern wurden Affinitätssäulen mit Fusionsprotein aus Glutathion S-Transferase und den jeweils gleichen carboxyterminalen Aminosäuren von hCAT-3, SLC7A4 und mCAT-3 hergestellt. Zur Überprüfung der Spezifität der Affinitäts-aufgereinigten Antikörper wurden Western-Blot-Analysen mit Lysaten von X. laevis-Oozyten durchgeführt, die mit cRNA der jeweiligen Isoform injiziert worden waren. Weiterhin wurden humane U373MG Glioblastom-Zellen, in denen die jeweilige Isoform überexprimiert worden war, zur Überprüfung der Antikörper verwendet. Es konnte nachgewiesen werden, dass die neu gewonnenen Antikörper das jeweilige glykosylierte und deglykosylierte CAT-Protein spezifisch erkannten. Die hCAT-3 Antikörper wurden dazu verwendet die endogene Expression in NT2-Teratokarzinom-Zellen nachzuweisen. Hierbei zeigte sich, dass die intrazelluläre Expression höher war als an der Zelloberfläche. Nur etwa 10-20% des hCAT-3-Gesamtproteins wurden an der Zelloberfläche exprimiert. Die gleiche subzelluläre Verteilung zeigte sich in mit hCAT-3.EGFP stabil transfizierten U373MG-Zellen. Um die Auswirkung einer PKC-Aktivierung auf die Aktivität und Expression von hCAT-3 untersuchen zu können, wurden Transportexperimente an Oozyten und Western-Blot Analysen mit biotinylierten Zelloberflächen-Proteinen durchgeführt. Der PKC-Aktivator PMA reduzierte die hCAT-3 Expression um ca. 35% reduziert. Sowohl in X. laevis Oozyten, als auch in U373MG-Zellen war die Verminderung der Transportaktivität von einer Reduktion der Zelloberflächen-Expression von hCAT-3 begleitet. Die Vorbehandlung mit dem PKC-Inhibitor Bisindolylmaleimid I (BIM I) reduzierte beide PMA-Effekt. Es ist daher davon auszugehen, dass die Reduktion der Zelloberflächen-Expression durch PKC vermittelt wurde. Ähnlich wie hCAT-1 scheint auch hCAT-3 durch eine klassische PKC, am wahrscheinlichsten PKC? und PKC?, herunterreguliert zu werden. Durch konfokale Mikroskopie von überexprimierten hCAT-3.GFP-Konstrukten in U373MG-Zellen konnten diese Ergebnisse bestätigt werden. Ähnliche Ergebnisse wurden auch unter Verwendung der selbst hergestellten Antikörper gegen den endogenen hCAT-3 in NT2 Teratokarzinom-Zellen erzielt.