The cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) inhibits ENaC through an increase in the intracellular Cl- concentration

Activation of the CFTR Cl- channel inhibits epithelial Na+ channels (ENaC), according to studies on epithelial cells and overexpressing recombinant cells. Here we demonstrate that ENaC is inhibited during stimulation of the cystic fibrosis trans-membrance conductance regulator (CFTR) in Xenopus oocytes, independent of the experimental set-up and the magnitude of the whole-cell current. Inhibition of ENaC is augmented at higher CFTR Cl- currents. Similar to CFTR, ClC-0 Cl- currents also inhibit ENaC, as well as high extracellular Na+ and Cl- in partially permeabilized oocytes. Thus, inhibition of ENaC is not specific to CFTR and seems to be mediated by Cl-.

Observation of 2p3d(¹P°)→1s3d(¹Dᵉ) Radiative Transition in He-like Si, S, and Cl Ions

APS, Journals Phys. Rev. Lett., Volume 111, Issue 24

Síntesi de siRNAs (short interfering RNAs) modificats amb nucleobases 5-metil i 5-propinil pirimidíniques i avaluació de la seva activitat in vitro en cultius cel•lulars i de la seva estabilitat en sèrum humà. Disseny de siRNAs dirigits a la inhibició de l'expressió de mutacions de l'oncogen K-ras.

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Stanford University, EEUU, entre 2007 i 2009. El present projecte es basa 1) en la síntesi de cadenes d'ARN dirigides a la inhibició de l'expressió gènica per un mecanisme d'ARN d'interferència (siRNAs o short interefering RNAs) i 2) en l'avaluació de l'activitat in vitro d'aquests oligonucleòtids en cultius cel•lulars. Concretament, la meva recerca ha estat enfocada principalment a l'estudi de cadenes de siRNA modificades amb nucleobases 5-metil i 5-propinil pirimidíniques. Es tractava d'avaluar l'efecte que exerceixen els factors estèrics en el major groove (solc major) dels siRNAs sobre la seva activitat biològica. En aquest sentit, he dut aterme síntesi de fosforamidits de nucleòsis pirimidínics modificats a la posició C-5 de la nucleobase. A continuació he incorporat aquestes unitats nucleosídiques en cadenes d'ARN emprant un sintetitzador d’ADN/ARN i he estudiat l'estabilitat dels corresponents dúplexs d'ARN mitjançant experiments de desnaturalització tèrmica. Finalment he dut a terme experiments d'inhibició de l'expressió gènica en cèl.lules HeLa per tal d'avaluar l'activitat biològia d'aquests siRNAs modificats. Els resultats d'aquests estudis han posat de manifest que la presència de grups voluminosos com el propinil a l'extrem 5' del dúplex de siRNA (definit per la cadena guia o antisense) influeix de forma molt negativa en la seva activitat biològica. En canvi, grups menys voluminosos com el metil hi influeixen positivament, de manera que algunes de les cadenes sintetitzades han resultat ser més actives que els corresponents siRNAs naturals (wild type siRNAs). A més, aquest tipus de modificació contribueix positivament en l'estabilitat de cadenes de siRNA en sèrum humà. Aquest treball ha estat publicat (Terrazas, M.; Kool, E.T. "Major Groove Modifications Improve siRNA Stability and Biological Activity" Nucleic Acids Res. 2009, in press).

Regulation of the NaCI cotransporter by the SGK1-Nedd4-2 pathway

SummaryRegulation of renal Na+ transport is essential for controlling blood pressure, as well as Na+ and K+ homeostasis. Aldosterone stimulates Na+ reabsorption in the aldosterone-sensitive distal nephron (ASDN), via the Na+-CI" cotransporter (NCC) in the distal convoluted tubule (DCT), and the epithelial Na+ channel (ENaC) in the late DCT, connecting tubule and collecting duct. Importantly, aldosterone increases NCC protein expression by an unknown post-translational mechanism. The ubiquitin-protein ligase Nedd4-2 is expressed along the ASDN and regulates ENaC: under aldosterone induction, the serum/glucocorticoid-regulated kinase SGK1 phosphorylates Nedd4-2 on S328, thus preventing the Nedd4-2/ENaC interaction, ubiquitylation and degradation of the channel. Here, we present evidence that Nedd4-2 regulates NCC. In transfected HEK293 cells, Nedd4-2 co-immunoprecipitates with NCC and stimulates NCC ubiquitylation at the cell surface. In Xenopus laevis oocytes, co- expression of NCC with wild-type Nedd4-2, but not its catalytically inactive mutant, strongly decreases NCC activity and surface expression. This inhibition is prevented by SGK1 in a kinase-dependent manner. Moreover, we show that NCC expression is up-regulated in inducible renal tubule-specific Nedd4-2 knockout mice and in mDCT15 cells silenced for Nedd4-2. On the other hand, in inducible renal tubule-specific SGK1 knockout mice, NCC expression is down-regulated.Interestingly, in contrast to ENaC, Nedd4-2-mediated NCC inhibition is independent of a PY motif in NCC. Moreover, whereas single mutations of Nedd4-2 S328 or S222 to alanine do not interfere with SGK1 action, the double mutation enhances Nedd4-2 activity and abolishes SGK1-dependent inhibition. These results indicate that NCC expression and activity is controlled by a regulatory pathway involving SGK1 and Nedd4-2, and provides an explanation for the well-known aldosterone-induced increase in NCC protein expression.RésuméLa régulation du transport de sodium est cruciale dans le maintien de la pression artérielle. L'aldostérone stimule la réabsorption de Na+ dans la partie du néphron sensible à l'aldostérone (ASDN), via le co-transporteur Na+-CI" (NCC) au niveau du tubule contourné distale et via le canal à sodium (Epithelial Na+ Channel ; ENaC) dans la deuxième partie du tubule contourné distale, dans le tube connecteur et le tube collecteur. L'aldostérone augmente l'expression de NCC au niveau protéique par un mécanisme non élucidé. La protéine ubiquitine ligase Nedd4-2 est exprimée tout le long du néphron sensible à l'aldostérone. ENaC est connu pour être régulé par Nedd4-2. Suite à une stimulation par l'aldostérone, la kinase Ser/Thr SGK1 phosphoryle Nedd4-2, ce qui empêche l'interaction entre Nedd4-2 et ENaC. Dans des cellules HEK293 transfectées, nous avons montré que Nedd4-2 interagit avec le co-transporteur NCC et stimule l'ubiquitylation de NCC à la surface. Nous avons montré dans les oocytes de Xenopus laevis que l'expression de NCC avec Nedd4-2 diminue l'activité du co-transporteur. Cette diminution n'est pas observée lorsqu'on exprime NCC avec le mutant inactif de Nedd4-2. Cette inhibition de NCC est contrée par SGK1. L'effet de SGK1 sur NCC dépend de son activité kinase. Nous avons montré dans des souris knock-out pour Nedd4-2, dans le néphron et de manière inductible, que l'expression de NCC est augmentée. Nous avons également montré que la suppression de la protéine Nedd4-2 dans les cellules mDCT15 provoque l'augmentation de NCC. Au contraire dans les souris knock-out pour la kinase SGK1, dans le néphron et de manière inductible, nous observons une diminution de la protéine NCC. Contrairement à ce qui a été montré pour le canal ENaC l'inhibition de NCC par Nedd4-2 est indépendante des motifs PY. De plus, La mutation des sérines 328 ou 222 sur Nedd4-2 en alanine n'interfère pas avec l'action de SGK1 pour prévenir l'inhibition. Par contre, la double mutation, les sérines 222 et 328 mutées en alanine, augmente l'action de Nedd4-2 sur l'activité de NCC et prévient l'effet de SGK1. Ces résultats montrent que l'expression et l'activité de NCC sont contrôlées par une voie de régulation impliquant Nedd4-2-SGK1 et nous fournissent une explication pour l'augmentation de NCC observé après une induction avec l'aldostérone.Résumé large publicOn estime que des millions de personnes seraient hypertendues. L'hypertension artérielle est responsable d'environ 8 millions de décès par ans dans le monde. L'hypertension est responsable de la moitié environs des accidents cardiaques, mais aussi des accidents vasculaires cérébraux. Il est très important de comprendre les mécanismes qui se trouvent derrière cette pathologie.Le co-transporteur NCC joue un grand rôle dans le maintien de la balance sodique. Il a été montré que des perturbations dans l'expression de NCC pouvaient engendrer de l'hypertension.Le co-transporteur NCC est exprimé dans la partie distale du néphron, l'unité fonctionnelle du rein. Plusieurs études ont montrées que NCC était sous le contrôle de l'hormone aldostérone.Le travail de cette thèse consiste à étudier les mécanismes impliqués dans la régulation de NCC. On a ainsi pu montrer que NCC interagit avec la protéine ubiquitine ligase Nedd4-2. La protéine Nedd4-2 diminue l'expression de NCC à la surface cellulaire et aussi son activité Nous avons également montré que la kinase SGK1 pouvait prévenir l'interaction entre Nedd4-2 et NCC par phosphorylation de Nedd4-2. Nous avons montré dans des souris deletée pour Nedd4-2, dans le néphron, que l'expression de NCC est augmentée. Nous avons également montré que la suppression de la protéine Nedd4-2 dans les cellules mDCT15 provoque l'augmentation de NCC. Au contraire, dans les souris deletée pour la kinase SGK1, dans le néphron, nous observons une diminution de la protéine NCC. La connaissance des processus impliqués dans la régulation du co-transporteur NCC pourrait amener au développement de nouveau médicaments pour soigner l'hypertension.

Ground-state order and spin-lattice coupling in tetrahedral spin systems Cu2Te2O5X2 (X = Br or Cl)

High-resolution ac susceptibility and thermal conductivity measurement on Cu2Te2O5X2 (X=Br,Cl) single crystals are reported. For Br-sample, sample dependence prevents one from distinguishing between possibilities of magnetically ordered and spin-singlet ground states. In Cl-sample a three-dimensional transition at 18.5 K is accompanied by almost isotropic behavior of susceptibility and almost switching behavior of thermal conductivity. Thermal conductivity studies suggest the presence of a tremendous spin-lattice coupling characterizing Cl- but not Br-sample. Below the transition Cl-sample is in a complex magnetic state involving AF order but also the elements consistent with the presence of a gap in the excitation spectrum.

Cl- and regulation of pH by MDCK-C11 cells

The interaction between H+ extrusion via H+-ATPase and Cl- conductance was studied in the C11 clone of MDCK cells, akin to the intercalated cells of the collecting duct. Cell pH (pHi) was measured by fluorescence microscopy using the fluorescein-derived probe BCECF-AM. Control recovery rate measured after a 20 mM NH4Cl acid pulse was 0.136 ± 0.008 pH units/min (dpHi/dt) in Na+ Ringer and 0.032 ± 0.003 in the absence of Na+ (0 Na+). With 0 Na+ plus the Cl- channel inhibitor NPPB (10 µM), recovery was reduced to 0.014 ± 0.001 dpHi/dt. 8-Br-cAMP, known to activate CFTR Cl- channels, increased dpHi/dt in 0 Na+ to 0.061 ± 0.009 and also in the presence of 46 nM concanamycin and 50 µM Schering 28080. Since it is thought that the Cl- dependence of H+-ATPase might be due to its electrogenic nature and the establishment of a +PD (potential difference) across the cell membrane, the effect of 10 µM valinomycin at high (100 mM) K+ was tested in our cells. In Na+ Ringer, dpHi/dt was increased, but no effect was detected in 0 Na+ Ringer in the presence of NPPB, indicating that in intact C11 cells the effect of blocking Cl- channels on dpHi/dt was not due to an adverse electrical gradient. The effect of 100 µM ATP was studied in 0 Na+ Ringer solution; this treatment caused a significant inhibition of dpHi/dt, reversed by 50 µM Bapta. We have shown that H+-ATPase present in MDCK C11 cells depends on Cl- ions and their channels, being regulated by cAMP and ATP, but not by the electrical gradient established by electrogenic H+ transport.

Implication des canaux K+ dans les processus de réparation de l’épithélium respiratoire sain et fibrose kystique

La pathologie de la fibrose kystique (FK) est causée par des mutations du gène codant pour le canal Cl- CFTR. Au niveau respiratoire, cette dysfonction du transport transépithélial de Cl- occasionne une altération de la composition et du volume du liquide de surface des voies aériennes. Une accumulation de mucus déshydraté favorise alors la colonisation bactérienne et une réponse inflammatoire chronique, entraînant des lésions épithéliales sévères au niveau des voies aériennes et des alvéoles pouvant culminer en défaillance respiratoire. Le principal objectif de mon projet de maîtrise était d’étudier les processus de réparation de l’épithélium alvéolaire sain, l’épithélium bronchique sain et FK à l’aide d’un modèle in vitro de plaies mécaniques. Nos résultats démontrent la présence d’une boucle autocrine EGF/EGFR contrôlant les processus de migration cellulaire et de réparation des lésions mécaniques. D’autre part, nos expériences montrent que l’EGF stimule l’activité et l’expression des canaux K+ KATP, KvLQT1 et KCa3.1 des cellules épithéliales respiratoires. L’activation de ces canaux est cruciale pour les processus de réparation puisque la majeure partie de la réparation stimulée à l’EGF est abolie en présence d’inhibiteurs de ces canaux. Nous avons également observé que les cellules FK présentent un délai de réparation, probablement causé par un défaut de la réponse EGF/EGFR et une activité/expression réduite des canaux K+. Nos résultats permettent de mieux comprendre les mécanismes de régulation des processus de réparation de l’épithélium sain et FK. De plus, ils ouvrent de nouvelles options thérapeutiques visant à promouvoir, à l’aide d’activateurs de canaux K+ et de facteurs de croissance, la régénération de l’épithélium respiratoire chez les patients atteints de FK.

Implications des canaux K+ sur la régulation génique du canal ENaC, et impact de l'hyperglycémie sur le transport ionique et la réparation de l'épithélium respiratoire

Dans mon projet de doctorat, j’ai étudié des fonctions primordiales de l’épithélium respiratoire telles que la régulation du transport ionique, la clairance liquidienne et la réparation épithéliale. J’ai particulièrement mis l’emphase sur le rôle des canaux potassiques qui interviennent dans ces trois fonctions de l’épithélium respiratoire. J’ai tout d’abord prouvé que la modulation des canaux potassiques régulait l’activité du promoteur de αENaC, en partie via la voie de signalisation ERK1/2, dans des cellules alvéolaires. Cette régulation entraîne une variation de l’expression génique et protéique du canal ENaC. Physiologiquement, il en résulte une augmentation du phénomène de clairance liquidienne suite à l’activation des canaux K+, tandis que l’inhibition de ces canaux la diminue sévèrement. J’ai aussi pu démontrer que l’absence de canal KvLQT1 entraînait une diminution du courant (ENaC) sensible à l’amiloride, dans les cellules de trachée en culture primaire, isolées de souris KO pour kcnq1. Dans la seconde partie de mon étude, j’ai évalué l’impact de l’hyperglycémie sur la capacité de transport ionique et de réparation de cellules épithéliales bronchiques saines ou Fibrose Kystique. Mes résultats montrent que l’hyperglycémie diminue le transport transépithélial de chlore et le transport basolatéral de potassium. Des études préalables du laboratoire ayant montré que les canaux K+ et Cl- contrôlent les processus de réparation, j’ai donc évalué si ceux-ci étaient modifiés par l’hyperglycémie. Et en effet, l’hyperglycémie ralentit la vitesse de réparation des cellules issues des voies aériennes (CFBE-wt et CFBE-ΔF508). J’ai donc démontré que le transport de potassium intervenait dans des fonctions clés de l’épithélium respiratoire, comme dans la régulation génique de canaux ioniques, le contrôle de la clairance liquidienne alvéolaire, et que l’hyperglycémie diminuait le transport ionique (K+ et Cl-) et la réparation épithéliale.

A study of the white electroluminescence in ZnS:Cu,Pr,Cl phosphors

The method of preparation of ZnS phosphors doped with praseodymium and copper is given. The electroluminescence (EL) spectrum of ZnS:Pr,Cl has two broad bands at 470 and 570 nm. ZnS:Cu,Pr,Cl gives white emission with spectral peaks at 470, 520, 570 and 640 nm. The EL spectra of both types of phosphor exhibit a conspicuous colour shift as the frequency of the excitation voltage is varied. Detailed investigations show that the relative intensities of spectral peaks are strongly dependent on the frequency of the excitation voltage. The colour shift is explained on the basis of the Schon-Klasens model.

Computations in Relative Algebraic K-Groups

Let G be finite group and K a number field or a p-adic field with ring of integers O_K. In the first part of the manuscript we present an algorithm that computes the relative algebraic K-group K_0(O_K[G],K) as an abstract abelian group. We solve the discrete logarithm problem, both in K_0(O_K[G],K) and the locally free class group cl(O_K[G]). All algorithms have been implemented in MAGMA for the case K = \IQ. In the second part of the manuscript we prove formulae for the torsion subgroup of K_0(\IZ[G],\IQ) for large classes of dihedral and quaternion groups.

Adaptación del K-ABC, como batería diagnóstica de la inteligencia y el conocimiento infantil desde los dos años y medio a los doce años y medio.

Obtener un instrumento capaz de dar respuesta a una varidad de poblaciones especiales frecuentemente excluídas de los baremos de las pruebas tipificadas existentes. 242 niños de dos años y medio a doce y medio, de ambos sexos, de diferentes regiones de toda España (diferenciando las zonas bilingües de las que no lo son), y con diferentes estatus socioeconómicos. El K-ABC de Kaufman es una batería de diagnóstico intelectual y del conocimiento de niños comprendidos entre los dos años y medio y los doce años y medio. Se basa en el estilo propio que el niño utiliza para procesar la información y solucionar problemas nuevos. Este estilo de procesamiento puede ser de dos tipos: secuencial, según el cual los estímulos son procesados uno a uno, en secuencia o series ordenadas; o simultáneo, que supone que los estímulos son procesados de forma global u holística. La batería se desarrolla partiendo de unas sólidas bases teóricas que se fundamentan en la neuropsicología y la psicología cognitiva. La prueba comprende un total de 16 subtests, que se distribuyen en cuatro escalas: la escala de procesamiento secuencial, la escala de procesamiento simultáneo, ambas dan lugar al procesamiento mental compuesto o evaluación intelectual propiamente dicha, y la escala de conocimientos. La batería ha demostrado ser un instrumento de evaluación intelectual de gran valor, en niños normales de escuela infantil y edad escolar y en toda la gama de poblaciones especiales: deficientes auditivos, trastornos de aprendizaje, etc.

Laboratory kinetic studies of the reactions of Cl atoms with species of biogenic origin: δ3-Carene, isoprene, methacrolein and methyl vinyl ketone

The rate coefficients for the reaction between atomic chlorine and a number of naturally occurring species have been measured at ambient temperature and atmospheric pressure using the relative rate technique. The values obtained were (4.0 ± 0.8) × 10-10, (2.1 ± 0.5) × 10-10, (3.2 ± 0.5) × 10-10, and (4.9 ± 0.5) × 10-10 cm3 molecule-1 s-1, for reactions with isoprene, methyl vinyl ketone, methacrolein and δ3-carene, respectively. The value obtained for isoprene compares favourably with previously reported values. No values have been reported to date for the rate constants of the other reactions.

Soluble redox-active polymetallic chains [{Ru-0(CO)(L)(bpy)}(m)](n) (bpy=2,2 '-bipyridine, L = PrCN, Cl-; m=0,-1): electrosynthesis and characterization

Electrochemical and spectroelectrochemical techniques were employed to study in detail the formation and so far unreported spectroscopic properties of soluble electroactive molecular chains with nonbridged metal-metal backbones, namely, [{Ru-0(CO)(PrCN)(bpy)}(m)](n) (m = 0, -1) and [{Ru-0(CO)(bpy)Cl}(m)](n) (m = -1, -2; bpy = 2,2'-bipyridine). The precursors cis-(Cl)-[Ru-II(CO)(MeCN)(bpy)Cl-2] (in PrCN) and mer-[Ru-II(CO)(bpy)Cl-3](-) (in tetrahydrofuran (THF) and PrCN) undergo one-electron reductions to reactive radicals [Ru-II(CO)(MeCN)(bpy(center dot-))Cl-2](-) and [Ru-II(CO)(bpy(center dot-))Cl-3](2-), respectively. Both [bpy(center dot-)]-containing species readily electropolymerize on concomitant dissociation of two chloride ligands and consumption of a second electron. Along this path, mer-to-fac isomerization of the bpy-reduced trichlorido complex (supported by density functional theory calculations) and a concentration-dependent oligomerization process contribute to the complex reactivity pattern. In situ spectroelectrochemistry (IR, UV/vis a has revealed that the charged polymer [{Ru-0(CO)(bpy)Cl}(-)](n) is stable in THF, but in PrCN it converts readily to [Ru-0(CO)(PrCN)(bpy)](n). An excess of chloride ions retards this substitution at low temperatures. Both polymetallic chains are completely soluble in the electrolyte solution and can be reduced reversibly to the corresponding [bpy(center dot-)]-containing species.

Deprotection, tethering, and activation of a one-legged metalloporphyrin on a chemically active metal surface: NEXAFS, Synchrotron XPS, and STM study of [SAc]P-Mn(III)Cl on Ag(100)

The structural and reactive properties of the acetyl-protected "one-legged" manganese porphyrin [SAc]P-Mn(III)Cl on Ag(100) have been studied by NEXAFS, synchrotron XPS and STM Spontaneous surface-mediated deprotection occurs at 300 K accompanied by spreading of the resulting thio-tethered porphyrin across the metal surface Loss of the axial chlorine ligand occurs at 498 K, without any demetalation of the macrocycle, leaving the Mn center in a low co-ordination state At low coverages the macrocycle is markedly tilted toward the silver surface, as is the phenyl group that forms part of the tethering "leg". In the monolayer region a striking transition occurs whereby the molecule rolls over, preserving the tilt angle of the phenyl group, strongly increasing that of the macrocycle, decreasing the apparent height of the molecule and decreasing its footprint, thus enabling closer packing These findings are in marked contrast with those previously reported for the corresponding more rigidly bound four-legged porphyrin [Turner, M., Vaughan, O. P. H., Kyriakou, G., Watson, D. J., Scherer, L. J; Davidson, G J. E, Sanders, J. K. M.; Lambert, R. M J. Am. Chem Soc 2009, 131, 1910] suggesting that the physicochemical :)properties and potential applications of these versatile systems should be strongly dependent on the mode of tethering to the surface.

Deprotection, tethering, and activation of a catalytically active metalloporphyrin to a chemically active metal surface: [SAc](4)P-Mn(III)Cl on Ag(100)

The adsorption and subsequent thermal chemistry of the acetyl-protected manganese porphyrin, [SA(C)](4)P-Mn(III)Cl on Ag(100) have been studied by high resolution XPS and temperature-programmed desorption. The deprotection event, leading to formation of the covalently bound thioporphyrin, has been characterized and the conditions necessary for removal of the axial chlorine ligand have been determined, thus establishing a methodology for creating tethered activated species that could serve as catalytic sites for delicate oxidation reactions. Surface-mediated acetyl deprotection occurs at 298 K, at which temperature porphyrin diffusion is limited. At temperatures above similar to 425 K porphyrin desorption, diffusion and deprotection occur and at >470 K the axial chlorine is removed.