The p.A2215D Thyroglobulin Gene Mutation Leads to Deficient Synthesis and Secretion of the Mutated Protein and Congenital Hypothyroidism with Wide Phenotype Variation

Context: Thyroglobulin (TG) is a large glycoprotein and functions as a matrix for thyroid hormone synthesis. TG gene mutations give rise to goitrous congenital hypothyroidism (CH) with considerable phenotype variation. Objectives: The aim of the study was to report the genetic screening of 15 patients with CH due to TG gene mutations and to perform functional analysis of the p. A2215D mutation. Design: Clinical evaluation and DNA sequencing of the TG gene were performed in all patients. TG expression was analyzed in the goitrous tissue of one patient. Human cells were transfected with expression vectors containing mutated and wild-type human TG cDNA. Results: All patients had an absent rise of serum TG after stimulation with recombinant human TSH. Sequence analysis revealed three previously described mutations (p. A2215D, p. R277X, and g. IVS30 + 1G > T), and two novel mutations (p. Q2142X and g. IVS46-1G > A). Two known (g. IVS30 + 1G/p. A2215D and p. A2215D/p. R277X) and one novel (p. R277X/g. IVS46-1G > A) compound heterozygous constellations were also identified. Functional analysis indicated deficiency in TG synthesis, reduction of TG secretion, and retention of the mutant TG within the cell, leading to an endoplasmic reticulum storage disease, whereas small amounts of mutant TG were still secreted within the cell system. Conclusion: All studied patients were either homozygous or heterozygous for TG gene mutations. Two novel mutations have been detected, and we show that TG mutation p. A2215D promotes the retention of TG within the endoplasmic reticulum and reduces TG synthesis and secretion, causing mild hypothyroidism. In the presence of sufficient iodine supply, some patients with TG mutations are able to compensate the impaired hormonogenesis and generate thyroid hormone. (J Clin Endocrinol Metab 94: 2938-2944, 2009)

Nitric oxide-mediated anxiolytic-like and antidepressant-like effects in animal models of anxiety and depression

The effects of microinjection of the nitric oxide (NO) precursor L-arginine (L-Arg), the NO synthase (NOS) inhibitors N-methyl-L-arginine (L-NAME) and 7-nitroindazole (7-NI), and the cyclic guanosine 3`,5`-monophosphate (cGMP) analog 8-Br-cGMP into the dorsal raphe nucleus (DRN) were assessed in rats using the elevated plus maze (EPM) and the forced swim test (FST). L-Arg (100 and 200 nmol) produced an anxiolytic-like effect in the EPM. 8-Br-cGMP (25 and 50 nmol) dose-dependently increased locomotor activity. In the FST, antidepressant-like effects were produced by L-Arg (50 and 100 nmol) and 8-Br-cGMP (12.5 and 25 nmol). Dual effects were observed with NOS inhibitors L-NAME and 7-NI in both the EPM and FST. While low doses of L-NAME (25 nmol) or 7-NI (1 nmol) induced a selective increase in EPM open arm exploration and a decrease in immobility time in the FST, high doses (L-NAME 400 nmol, 7-NI 10 nmol) decreased locomotor activity. These results show that interference with NO-mediated neurotransmission in the DRN induced significant and complex motor and emotional effects. Further studies are needed to elucidate the mechanisms involved in these effects. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

TRAIL expression by activated human CD4(+)V alpha 24NKT cells induces in vitro and in vivo apoptosis of human acute myeloid leukema cells

Human V alpha 24NKT cells are activated by alpha -galactosylceramide (alpha -GalCer)-pulsed dendritic cells in a CD1d-dependent and a T-cell receptor-mediated manner. Here, we demonstrate that CD4(+)V alpha 24NKT cells derived from a patient with acute myeloid leukemia (AML) M4 are phenotypically similar to those of healthy donors and, in common with those derived from healthy donors, express tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) when the cells are activated by alpha -GalCer-pulsed dendritic cells but not prior to activation. We also show that myeloid that human activated CD4(+)V alpha 24NKT cells induced apoptosis of human leukemia cells in vivo. This is the first evidence that activated V alpha 24NKT cells express TRAIL and that TRAIL causes apoptosis of monocytic leukemia cells from patients with AML M4 in vitro and in vivo. Adoptive immune therapy with activated V alpha 24NKT cells, or other strategies to increase activated V alpha 24NKT cells in vivo, may be of benefit to patients with AML M4.

Isolation of Gemmata-like and Isosphaera-like planctomycete bacteria from soil and freshwater

New cultured strains of the planctomycete division (order Planctomycetales) of the domain Bacteria related to species in the genera Gemmata and Isosphaera were isolated from soil, freshwater, and a laboratory ampicillin solution. Phylogenetic analysis of the 16S rRNA gene from eight representative isolates showed that all the isolates were members of the planctomycete division. Six isolates clustered with Gemmata obscuriglobus and related strains, while two isolates clustered with Isosphaera pallida. A double-membrane-bounded nucleoid was observed in Gemmata-related isolates but not in Isosphaera-related isolates, consistent with the ultrastructures of existing species of each genus. Two isolates from this study represent the first planctomycetes successfully cultivated from soil.

Inhibition of tubulin assembly and covalent binding to microtubular protein by valproic acid glucuronide in vitro

Acyl glucuronides are reactive metabolites of carboxylate drugs, able to undergo a number of reactions in vitro and in vivo, including isomerization via intramolecular rearrangement and covalent adduct formation with proteins. The intrinsic reactivity of a particular acyl glucuronide depends upon the chemical makeup of the drug moiety. The least reactive acyl glucuronide yet reported is valproic acid acyl glucuronide (VPA-G), which is the major metabolite of the antiepileptic agent valproic acid (VPA). In this study, we showed that both VPA-G and its rearrangement isomers (iso-VPA-G) interacted with bovine brain microtubular protein (MTP, comprised of 85% tubulin and 15% microtubule associated proteins {MAPs}). MTP was incubated with VPA, VPA-G and iso-VPA-G for 2 h at room temperature and pH 7.5 at various concentrations up to 4 mM. VPA-G and iso-VPA-G caused dose-dependent inhibition of assembly of MTP into microtubules, with 50% inhibition (IC50) values of 1.0 and 0.2 mM respectively, suggesting that iso-VPA-G has five times more inhibitory potential than VPA-G. VPA itself did not inhibit microtubule formation except at very high concentrations (greater than or equal to2 mM). Dialysis to remove unbound VPA-G and iso-VPA-G (prior to the assembly assay) diminished inhibition while not removing it. Comparison of covalent binding of VPA-G and iso-VPA-G (using [C-14]-labelled species) showed that adduct formation was much greater for iso-vTA-G. When [C-14]-iso-VPA-G was reacted with MTP in the presence of sodium cyanide (to stabilize glycation adducts), subsequent separation into tubulin and MAPs fractions by ion exchange chromatography revealed that 78 and 22% of the covalent binding occurred with the MAPs and tubulin fractions respectively. These experiments support the notion of both covalent and reversible binding playing parts in the inhibition of microtubule formation from MTP (though the acyl glucuronide of VPA is less important than its rearrangement isomers in this regard), and that both tubulin and (perhaps more importantly) MAPs form adducts with acyl glucuronides. (C) 2002 Elsevier Science Inc. All rights reserved.

Growth hormone receptor and insulin-like growth factor-I immunoreactivity in osteoclast-like cells during tooth eruption in the toothless (Osteopetrotic) rat following treatment with colony-stimulating factor-1

In the toothless (tl/tl) osteopetrotic rat, teeth form but fail to erupt. Treatment of tl/tl rats with colony-stimulating factor-1 (CSF-1) activates bone resorption by osteoclasts, permits tooth eruption, and up-regulates the immunoreactivity of bone marrow mononuclear cells to growth hormone receptor (GHr) and insulin-like growth factor (IGF)-I. This study examined the distribution of tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) and immunoreactivity for GHr and IGF-I in osteoclast-like cells located on the alveolar bone margin, adjacent to the lower first molar crown, in 14-day-old normal and tl/tl rats, following treatment with CSF-1. Osteoclast-like cells demonstrated a positive reaction for TRAP, GHr, and IGF-I in all groups. However, in tl/tl tissue, osteoclast-like cells were generally negative for GHr. There was no significant difference in the total number of TRAP, GHr, and IGF-I-positive osteoclast-like cells on the adjacent bone margin in normal, normal treated with CSF-1, and tl/tl rats. CSF-1 treatment of the tl/tl rat significantly increased the total number of osteoclast-like cells, which were positive for TRAP (p < 0.001), GHr (p < 0.05) and IGF-I (P < 0.01).

Automatic segmentation and 3D feature extraction of protein aggregates in Caenorhabditis Elegans

In the last years, it has become increasingly clear that neurodegenerative diseases involve protein aggregation, a process often used as disease progression readout and to develop therapeutic strategies. This work presents an image processing tool to automatic segment, classify and quantify these aggregates and the whole 3D body of the nematode Caenorhabditis Elegans. A total of 150 data set images, containing different slices, were captured with a confocal microscope from animals of distinct genetic conditions. Because of the animals’ transparency, most of the slices pixels appeared dark, hampering their body volume direct reconstruction. Therefore, for each data set, all slices were stacked in one single 2D image in order to determine a volume approximation. The gradient of this image was input to an anisotropic diffusion algorithm that uses the Tukey’s biweight as edge-stopping function. The image histogram median of this outcome was used to dynamically determine a thresholding level, which allows the determination of a smoothed exterior contour of the worm and the medial axis of the worm body from thinning its skeleton. Based on this exterior contour diameter and the medial animal axis, random 3D points were then calculated to produce a volume mesh approximation. The protein aggregations were subsequently segmented based on an iso-value and blended with the resulting volume mesh. The results obtained were consistent with qualitative observations in literature, allowing non-biased, reliable and high throughput protein aggregates quantification. This may lead to a significant improvement on neurodegenerative diseases treatment planning and interventions prevention

Decreased expression of peroxisome proliferator-activated receptor alpha and liver fatty acid binding protein after partial hepatectomy of rats and mice.

BACKGROUND AIMS: Marked changes in metabolism, including liver steatosis and hypoglycemia, occur after partial hepatectomy. Peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPAR alpha) is a nuclear hormone receptor that is activated by fatty acids and involved in hepatic fatty acid metabolism and regeneration. Liver fatty acid binding protein (LFABP) is an abundant protein in liver cytosol whose expression is regulated by PPAR alpha. It is involved in fatty acid uptake and diffusion and in PPAR alpha signaling. The aim of this study was to investigate the expression of PPAR alpha and LFABP during liver regeneration. METHODS: Male Sprague-Dawley rats and male C57 Bl/6 mice were subjected to 2/3 hepatectomy and LFABP and PPAR alpha mRNA and protein levels were measured at different time points after surgery. The effect of partial hepatectomy was followed during 48 h in rats and 72 h in mice. RESULTS: PPAR alpha mRNA and protein levels were decreased 26 h after hepatectomy of rats. The LFABP mRNA and protein levels paralleled those of PPAR alpha and were also decreased 26 h after hepatectomy. In mice, the mRNA level was decreased after 36 and 72 h after hepatectomy. In this case, LFABP mRNA levels decreased more slowly after partial hepatectomy than in rats. CONCLUSIONS: A marked decrease in PPAR alpha expression may be important for changed gene expression, e.g. LFABP, and metabolic changes, such as hypoglycemia, during liver regeneration.

Discovery and fine mapping of serum protein loci through transethnic meta-analysis.

Many disorders are associated with altered serum protein concentrations, including malnutrition, cancer, and cardiovascular, kidney, and inflammatory diseases. Although these protein concentrations are highly heritable, relatively little is known about their underlying genetic determinants. Through transethnic meta-analysis of European-ancestry and Japanese genome-wide association studies, we identified six loci at genome-wide significance (p < 5 × 10(-8)) for serum albumin (HPN-SCN1B, GCKR-FNDC4, SERPINF2-WDR81, TNFRSF11A-ZCCHC2, FRMD5-WDR76, and RPS11-FCGRT, in up to 53,190 European-ancestry and 9,380 Japanese individuals) and three loci for total protein (TNFRS13B, 6q21.3, and ELL2, in up to 25,539 European-ancestry and 10,168 Japanese individuals). We observed little evidence of heterogeneity in allelic effects at these loci between groups of European and Japanese ancestry but obtained substantial improvements in the resolution of fine mapping of potential causal variants by leveraging transethnic differences in the distribution of linkage disequilibrium. We demonstrated a functional role for the most strongly associated serum albumin locus, HPN, for which Hpn knockout mice manifest low plasma albumin concentrations. Other loci associated with serum albumin harbor genes related to ribosome function, protein translation, and proteasomal degradation, whereas those associated with serum total protein include genes related to immune function. Our results highlight the advantages of transethnic meta-analysis for the discovery and fine mapping of complex trait loci and have provided initial insights into the underlying genetic architecture of serum protein concentrations and their association with human disease.

Function and regulation of the scaffold protein IB1/JIP-1 in the uro-genital tract.

RESUME Ce mémoire de thèse traite de l'étude de la « scaffold »protéine ou protéine «échafaud», « Islet-Brain1/ JNK Interacting Protein 1 » (IB1/JIP-1) dans la vessie et la prostate, deux organes importants de l'appareil uro-genital. Cette protéine, mise en évidence dans notre laboratoire à la fin des année 90, a été reconnue pour réguler la voie de signalisation des « Mitogen-Activated Protein Kinases » (MAPKs), et en particulier de la MAPK appelée c-Jun N-terminal Kinase (JNK). Le réseau de voie de signalisation permet aux cellules de percevoir les changements dans le milieu extracellulaire et de permettre une réponse appropriée à ces différents stimuli. La connaissance des voies de signalisation a permis de mettre en évidence leur rôle crucial tant dans l'homéostase des tissus sains que dans des processus pathologiques comme l'oncogenèse. Parmi une vingtaine de voie de signalisation, la voie de signalisation des «MAPKinases » est une des plus importantes et a été montrée pour participer à diverses fonctions cellulaires telles que la différentiation, la motilité, la division et la mort cellulaire. La voie de signalisation des « MAPKinases » est typiquement constituée d'un module de trois kinases qui s'activent séquentiellement par phosphorylation. On note la présence d'une MAPK, d'un activateur de MAPK et d'un activateur de l'activateur de MAPK. Une fois la MAPK activée, elle permettra la régulation de différentes cibles dont certain facteur de transcription. Chez les mammifères, il existe 3 grands groupes de MAPKs : the extracellular signal-regulated kinase 1 and 2 (ERK 1/2) cascade, qui régule préférentiellement la croissance et la différentiation cellulaire, ainsi que les cascades JNK et p38 qui régulent préférentiellement la réponse à différents stress cellulaires telle que l'inflammation ou l'apoptose. JNK est activé par différents stress cellulaire telle que les cytokines inflammatoires. JNK est également requis au cours du développement embryonnaire et contribue à la mort (apoptose) ou à la prolifération cellulaire. Plusieurs études ont mis en évidence le rôle de JNK durant le processus tumoral, sans que son rôle soit clairement identifié. JNK pourrait avoir des fonctions différentes durant l'initiation puis de la progression tumorale. Chez les mammifères, les voies de signalisation intracellulaires forment un réseau complexe et elles interagissent entre elles, ce qui permet aux cellules une réponse adéquate aux multitudes de stimuli existants dans les organismes pluricellulaires. Parmi plusieurs mécanismes de régulation, les protéines dites « scaffold » ou «échafaud » jouent un rôle crucial dans l'homéostase de la voie de signalisation des «MAPKinase ». L'introduction revoit brièvement ces différents aspects, de la voie de signalisation des «MAPKinase et des connaissance sur IB1/JIP-1. Les premières études effectuées sur IB1/JIP-1 ont montré une expression relativement spécifique de cette protéine dans certains types de neurones ainsi que dans la cellule beta-sécrétrice d'insuline. IB1/JIP-1 régule la voie de signalisation JNK par interaction avec les différents composants du module, modifiant ainsi le spectre de substrats activés par JNK. La fonction précise de IB1/JIP-1 n'était pas encore élucidée, mais plusieurs travaux mettaient en lumière un rôle dans la régulation, et la sous-location cellulaire des composants de la voie de signalisation JNK, ainsi que dans la survie cellulaire à certain stress. Cette expression relativement spécifique est intrigante car elle suggère que sa présence serait nécessaire à une régulation spécifique de la MAPKinase JNK ou à certaines autres fonctions cellulaires également spécifiques de certains tissus. Le premier but de ce travail a consisté à mettre en évidence l'expression de IB1/JIP-1 dans l'appareil uro-génital et plus particulièrement dans la vessie et la prostate. Nos résultats ont montré que IB1/JIP-1 est spécifiquement exprimé au niveau de l'urothélium vésical, mais pas dans le muscle lisse. Il en est de même au niveau de la prostate où IB1/JIP-1 est exprimé spécifiquement au niveau de l'épithélium sécrétoire et absent au niveau du stroma fibro-musculaire. La vessie et la prostate sont des organes ou l'activité JNK pourrait être crucial tant dans l' homeostase tissulaire que dans le développement de pathologies bénignes ou malignes. La vessie et la prostate sont le siège fréquent de tumeur. La base pour le développement du cancer est complexe et implique plusieurs anomalies génétiques. Ce processus complexe lié au développement tumoral est encore loin d`être complètement élucidé, raison pour laquelle il est crucial de poursuivre l'étude des différents gènes pouvant être impliqué dans ces processus ou pouvant être utilisé comme outil thérapeutique. Dans l'urothelium de la vessie, la fonction de la MAPK JNK n'a été que très peu étudiée. Il existe quelques études, in vitro, suggérant une implication possible de cette voie de signalisation dans des processus telle que le développement ou la progression tumorale. Le chapitre 1 décrit une étude in vivo dans la vessie un modèle de stress mécanique, connu pour activer les MAPKinase. La dilatation vésicale, due à une obstruction urétrale, a mis en évidence une diminution de l'expression de IB1/JIP-1 ainsi qu'une activation de la MAPKinase JNK. Dans ce modèle, la régulation de IB1/JIP-1, par l'intermédiaire d'un vecteur viral, a permis de démontrer que IB1/JIP-1 régulait l'activité de JNK dans ce tissu. Pour poursuivre l'étude de cette fonction d' IB1/JIP-1 dans l'urothélium, nous avons investigué l'activité JNK dans des souris génétiquement modifiées et porteuse d'une délétion de 1 des 2 allèles du gène codant pour IB1/JIP-1, avec un contenu en IB1/JIP-1 diminué de moitié. L'activation de JNK est également augmentée dans l'urothelium au repos de ces souris, ce qui confirme la fonction régulatrice de JNK par IB1/JIP-1. Ces résultats ont permis de mettre en évidence un rôle critique de celle-ci dans l'homéostase de I`urothelium et suggère une nouvelle cible pour réguler la voie de signalisation dans ce tissu. En outre, la modulation des niveaux d'expression d'IB1/JIP-1 dans la vessie, in vivo, par l'intermédiaire de vecteurs viraux s'est révélée réalisable et indique un moyen élégant pour développer une thérapie génique dans cet organe. Un autre élément de ce travail de thèse, révélée au chapitre 2, a été d'étudier la régulation dans la vessie de rat de la communication intercellulaire de type « GAP ». Les cellules adjacentes partagent des ions, messagers secondaires et des petits métabolites par l'intermédiaire de canaux intercellulaire qui forment les jonctions de type « GAP ». Ce type de communications intercellulaire permet une activité cellulaire coordonnée, une caractéristique importante pour l'homéostase des organismes multicellulaire. Ce type de communication intercellulaire est formé de 2 demi-canaux appelés connexons. Chaque connexon est formé de six protéines appelées connexins (Cx). Il existe environ vingt connexines différentes nommées par leur poids moléculaire respectif. Les jonctions de type canaux "GAP" permettent aux cellules de communiquer avec les cellules voisines au quelles elles sont mécaniquement ou électriquement couplées. La vessie peut être particulièrement dépendante de la communication intercellulaire par les canaux « Gap » qui permettrait de coordonner la réponse de la musculature ainsi que de l'urothélium à l'augmentation de la pression transmurale du à l'accumulation d'urine, situation fréquemment observée dans le cadre de l'hyperplasie bénigne de la prostate. Dans la vessie de rat, la connexine26 est exprimée uniquement dans l'urothelium. La Cx26, a été montrée pour être un possible « tumor suppressor gene » dans le cancer de vessie. Une augmentation de la Cx26 ainsi que du couplage des cellules urothéliales a été démontré dans notre modèle de stress mécanique sur la vessie de rat et est dépendante de 2 éléments de réponses connues pour interagir avec AP-1. La régulation de IB1/JIP-1 a permis de montrer que celle-ci régulait l'activité JNK, ainsi que l'activité du facteur de transcription AP-1, composé de c-Jun lui-même cible de JNK. Cette réduction de l'activité de AP-1 est associée à une diminution de l'expression du transcipt de la Cx26. En résumé, la Cx26 pourrait être régulée par le complexe AP-1 lui-même dépendant du contenu en IB1/JIP-1. Dans le chapitre 3, l'étude de IB1/J1P-1 s'est portée sur la prostate. Cet organe, siège fréquent de pathologie telle que le cancer ou l'hyperplasie bénigne de la prostate, exprime IB1/JIP-1 au niveau de son épithélium sécrétoire. Cette expression est maintenue dans une lignée cellulaire humaine largement étudiée est reconnue comme un modèle adéquat de cellules tumorales de type androgène-sensible. IB1/JIP-1 a été investigué dans un modèle in vitro d'apoptose en réponse à un agent appelé N-(4-hydroxyphenyl)retinamide (4-HPR) qui induit une activation de la MAPK JNK ainsi que également un diminution du contenu en IB1/JIP-1. La surexpression de IB1/JIP-1 en utilisant à nouveau des virus comme vecteur a démontré que IB1/JIP-1 était capable de réguler l'activité de JNK ainsi que les taux d'apoptose. Dans le cancer de la prostate, certains travaux ont montré que la différentiation neuroendocrine des cellules tumorales est associée à la progression tumorale et à la perte de sensibilité aux androgènes. Ce travail a permis de dévoiler l'augmentation d'expression de IB1/JIP-1 dans un modèle de neurodifferentiation des cellules d'une lignée prostatique humaine (LNCaP). Les mécanismes qui permettent une expression spécifique de IB1/JIP-1 ont été partiellement investiguée dans notre laboratoire. Son promoteur humain contient un « Neuron Restricive Silencer Element » (NRSE) connu pour se lier a répresseur transcriptionel appelé « RE-1 Silencer Transcription Factor » ou « Neuron Restrictive Silencer Factor » (REST/NRSF). NRSF/REST est capable de réprimer l'expression de gènes neuronaux en dehors du système neuronal. Il prend part à la différentiation terminale des gènes neuronaux. Dans le chapitre 3, on observe que l'activité de REST/NRSF est diminuée dans les cellules LNCaP qui se transdifferencient de manière neuroendocrine, et que REST/NRSF est capable de moduler l'expression de ces gènes cibles dans ce type cellulaire. Ces travaux laissent suggérer que NRSF/REST participe à l'acquisition du phénotype neuroendocrinien et pourrait être une cible pour réguler ce phénomène. En conclusion, ce travail de thèse présente l'expression de IB1/JIP-1 dans 2 organes de l'appareil uro-génital ; la vessie et la prostate. La fonction de IB1/JIP-1 a été étudiée in vivo dans la vessie de rat, ce qui a mis en évidence sa fonction régulatrice de l'activité de la MAPKinase JNK, et de l'activité du facteur de transcription AP-1 ; ainsi que sa possible implication régulatrice de gène cible tel que la Connexin 26 (Cx26). AP-1 et la Cx26 pourraient jouer un rôle dans le processus oncologique, tant dans le control de l'invasion cellulaire ou le control de la croissance cellulaire. Dans la prostate, IB1/JIP-1 régule également l'activité JNK; crucial dans la transmission de certains stimulis pro-apoptotiques. Dans un modèle de transdifférenciation neuroendocrinienne, phénotype possiblement lié au caractère agressif du cancer de la prostate, l'expression de IB1/JIP-1 est augmenté, suggérant soit un rôle possible dans le développement du phénotype neuronal ou une implication dans une fonction anti-apoptotique. Ce travail a donc permis d'élargir nos connaissances sur la régulation et le control de la voie de signalisation des MAPKinases par IB1/JIP-1, qui pourrait avoir encore d'autres fonctions dans ces tissus.

Structural and functional studies of nonstructural protein 2 of the hepatitis C virus reveal its key role as organizer of virion assembly.

Non-structural protein 2 (NS2) plays an important role in hepatitis C virus (HCV) assembly, but neither the exact contribution of this protein to the assembly process nor its complete structure are known. In this study we used a combination of genetic, biochemical and structural methods to decipher the role of NS2 in infectious virus particle formation. A large panel of NS2 mutations targeting the N-terminal membrane binding region was generated. They were selected based on a membrane topology model that we established by determining the NMR structures of N-terminal NS2 transmembrane segments. Mutants affected in virion assembly, but not RNA replication, were selected for pseudoreversion in cell culture. Rescue mutations restoring virus assembly to various degrees emerged in E2, p7, NS3 and NS2 itself arguing for an interaction between these proteins. To confirm this assumption we developed a fully functional JFH1 genome expressing an N-terminally tagged NS2 demonstrating efficient pull-down of NS2 with p7, E2 and NS3 and, to a lower extent, NS5A. Several of the mutations blocking virus assembly disrupted some of these interactions that were restored to various degrees by those pseudoreversions that also restored assembly. Immunofluorescence analyses revealed a time-dependent NS2 colocalization with E2 at sites close to lipid droplets (LDs) together with NS3 and NS5A. Importantly, NS2 of a mutant defective in assembly abrogates NS2 colocalization around LDs with E2 and NS3, which is restored by a pseudoreversion in p7, whereas NS5A is recruited to LDs in an NS2-independent manner. In conclusion, our results suggest that NS2 orchestrates HCV particle formation by participation in multiple protein-protein interactions required for their recruitment to assembly sites in close proximity of LDs.