TAR DNA-Binding protein 43 (TDP-43) regulates stress granule dynamics via differential regulation of G3BP and TIA-1

TDP-43 est une protéine multifonctionnelle possédant des rôles dans la transcription, l'épissage des pré-ARNm, la stabilité et le transport des ARNm. TDP-43 interagit avec d'autres hnRNP, incluant hnRNP A2, via son extrémité C-terminale. Plusieurs membres de la famille des hnRNP étant impliqués dans la réponse au stress cellulaire, alors nous avons émis l’hypothèse que TDP-43 pouvait y participer aussi. Nos résultats démontrent que TDP-43 et hnRNP A2 sont localisés au niveau des granules de stress, à la suite d’un stress oxydatif, d’un choc thermique, et lors de l’exposition à la thapsigargine. TDP-43 contribue à la fois à l'assemblage et au maintien des granules de stress en réponse au stress oxydatif. TDP-43 régule aussi de façon différentielle les composants clés des granules de stress, notamment TIA-1 et G3BP. L'agrégation contrôlée de TIA-1 est perturbée en l'absence de TDP-43. En outre, TDP-43 régule le niveau d`ARNm de G3BP, un facteur de granule de stress de nucléation. La mutation associée à la sclérose latérale amyotrophique, TDP-43R361S, compromet la formation de granules de stress. Ainsi, la fonction cellulaire de TDP-43 s'étend au-delà de l’épissage; TDP-43 est aussi un composant de la réponse cellulaire au stress central et un acteur actif dans le stockage des ARNs.

The unfolded protein response: integrating stress signals through the stress sensor IRE1α.

Stress induced by accumulation of unfolded proteins at the endoplasmic reticulum (ER) is a classic feature of secretory cells and is observed in many tissues in human diseases including cancer, diabetes, obesity, and neurodegeneration. Cellular adaptation to ER stress is achieved by the activation of the unfolded protein response (UPR), an integrated signal transduction pathway that transmits information about the protein folding status at the ER to the nucleus and cytosol to restore ER homeostasis. Inositol-requiring transmembrane kinase/endonuclease-1 (IRE1α), the most conserved UPR stress sensor, functions as an endoribonuclease that processes the mRNA of the transcription factor X-box binding protein-1 (XBP1). IRE1α signaling is a highly regulated process, controlled by the formation of a dynamic scaffold onto which many regulatory components assemble, here referred to as the UPRosome. Here we provide an overview of the signaling and regulatory mechanisms underlying IRE1α function and discuss the emerging role of the UPR in adaptation to protein folding stress in specialized secretory cells and in pathological conditions associated with alterations in ER homeostasis.

CHARACTERIZATION OF NrsZ, A NOVEL SMALL REGULATORY NON-CODING RNA INVOLVED IN THE ADAPTATION OF PSEUDOMONAS AERUGINOSA PAO1

The opportunistic ubiquitous pathogen Pseudomonas aeruginosa strain PAOl is a versatile Gram-negative bacterium that has the extraordinary capacity to colonize a wide diversity of ecological niches and to cause severe and persistent infections in humans. To ensure an optimal coordination of the genes involved in nutrient utilization, this bacterium uses the NtrB/C and/or the CbrA/B two-component systems, to sense nutrients availability and to regulate in consequence the expression of genes involved in their uptake and catabolism. NtrB/C is specialized in nitrogen utilization, while the CbrA/B system is involved in both carbon and nitrogen utilization and both systems activate their target genes expression in concert with the alternative sigma factor RpoN. Moreover, the NtrB/C and CbrA/B two- component systems regulate the secondary metabolism of the bacterium, such as the production of virulence factors. In addition to the fine-tuning transcriptional regulation, P. aeruginosa can rapidly modulate its metabolism using small non-coding regulatory RNAs (sRNAs), which regulate gene expression at the post-transcriptional level by diverse and sophisticated mechanisms and contribute to the fast physiological adaptability of this bacterium. In our search for novel RpoN-dependent sRNAs modulating the nutritional adaptation of P. aeruginosa PAOl, we discovered NrsZ (Nitrogen regulated sRNA), a novel RpoN-dependent sRNA that is induced under nitrogen starvation by the NtrB/C two-component system. NrsZ has a unique architecture, formed of three similar stem-loop structures (SL I, II and II) separated by variant spacer sequences. Moreover, this sRNA is processed in short individual stem-loop molecules, by internal cleavage involving the endoribonuclease RNAse E. Concerning NrsZ functions in P. aeruginosa PAOl, this sRNA was shown to trigger the swarming motility and the rhamnolipid biosurfactants production. This regulation is due to the NrsZ-mediated activation of rhlA expression, a gene encoding for an enzyme essential for swarming motility and rhamnolipids production. Interestingly, the SL I structure of NrsZ ensures its regulatory function on rhlA expression, suggesting that the similar SLs are the functional units of this modular sRNA. However, the regulatory mechanism of action of NrsZ on rhlA expression activation remains unclear and is currently being investigated. Additionally, the NrsZ regulatory network was investigated by a transcriptome analysis, suggesting that numerous genes involved in both primary and secondary metabolism are regulated by this sRNA. To emphasize the importance of NrsZ, we investigated its conservation in other Pseudomonas species and demonstrated that NrsZ is conserved and expressed under nitrogen limitation in Pseudomonas protegens Pf-5, Pseudomonas putida KT2442, Pseudomonas entomophila L48 and Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000, strains having different ecological features, suggesting an important role of NrsZ in the adaptation of Pseudomonads to nitrogen starvation. Interestingly the architecture of the different NrsZ homologs is similarly composed by SL structures and variant spacer sequences. However, the number of SL repetitions is not identical, and one to six SLs were predicted on the different NrsZ homologs. Moreover, NrsZ is processed in short molecules in all the strains, similarly to what was previously observed in P. aeruginosa PAOl, and the heterologous expression of the NrsZ homologs restored rhlA expression, swarming motility and rhamnolipids production in the P. aeruginosa NrsZ mutant. In many aspects, NrsZ is an atypical sRNA in the bacterial panorama. To our knowledge, NrsZ is the first described sRNA induced by the NtrB/C. Moreover, its unique modular architecture and its processing in similar short SL molecules suggest that NrsZ belongs to a novel family of bacterial sRNAs. -- L'agent pathogène opportuniste et ubiquitaire Pseudomonas aeruginosa souche PAOl est une bactérie Gram négative versatile ayant l'extraordinaire capacité de coloniser différentes niches écologiques et de causer des infections sévères et persistantes chez l'être humain. Afin d'assurer une coordination optimale des gènes impliqués dans l'utilisation de différents nutriments, cette bactérie se sert de systèmes à deux composants tel que NtrB/C et CbrA/B afin de détecter la disponibilité des ressources nutritives, puis de réguler en conséquence l'expression des gènes impliqués dans leur importation et leur catabolisme. Le système NtrB/C régule l'utilisation des sources d'azote alors que le système CbrA/B est impliqué à la fois dans l'utilisation des sources de carbone et d'azote. Ces deux systèmes activent l'expression de leurs gènes-cibles de concert avec le facteur sigma alternatif RpoN. En outre, NtrB/C et CbrA/B régulent aussi le métabolisme secondaire, contrôlant notamment la production d'importants facteurs de virulence. En plus de toutes ces régulations génétiques fines ayant lieu au niveau transcriptionnel, P. aeruginosa est aussi capable de moduler son métabolisme en se servant de petits ARNs régulateurs non-codants (ARNncs), qui régulent l'expression génétique à un niveau post- transcriptionnel par divers mécanismes sophistiqués et contribuent à rendre particulièrement rapide l'adaptation physiologique de cette bactérie. Au cours de nos recherches sur de nouveaux ARNncs dépendant du facteur sigma RpoN et impliqués dans l'adaptation nutritionnelle de P. aeruginosa PAOl, nous avons découvert NrsZ (Nitrogen regulated sRNA), un ARNnc induit par la cascade NtrB/C-RpoN en condition de carence en azote. NrsZ a une architecture unique, composée de trois structures en tige- boucle (TB I, II et III) hautement similaires et séparées par des « espaceurs » ayant des séquences variables. De plus, cet ARNnc est clivé en petits fragments correspondant au trois molécules en tige-boucle, par un processus de clivage interne impliquant l'endoribonucléase RNase E. Concernant les fonctions de NrsZ chez P. aeruginosa PAOl, cet ARNnc est capable d'induire la motilité de type « swarming » et la production de biosurfactants, nommés rhamnolipides. Cette régulation est due à l'activation par NrsZ de l'expression de rhlA, un gène essentiel pour la motilité de type swarming et pour la production de rhamnolipides. Étonnamment, la structure TB I est capable d'assurer à elle seule la fonction régulatrice de NrsZ sur l'expression de rhlA, suggérant que ces molécules TBs sont les unités fonctionnelles de cet ARNnc modulaire. Cependant, le mécanisme moléculaire par lequel NrsZ active l'expression de rhlA demeure à ce jour incertain et est actuellement à l'étude. En plus, le réseau de régulations médiées par NrsZ a été étudié par une analyse de transcriptome qui a indiqué que de nombreux gènes impliqués dans le métabolisme primaire ou secondaire seraient régulés par NrsZ. Pour accentuer l'importance de NrsZ, nous avons étudié sa conservation dans d'autres espèces de Pseudomonas. Ainsi, nous avons démontré que NrsZ est conservé et exprimé en situation de carence d'azote par les souches Pseudomonas protegens Pf-5, Pseudomonas putida KT2442, Pseudomonas entomophila L48, Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000, quatre espèces ayant des caractéristiques écologiques très différentes, suggérant que NrsZ joue un rôle important dans l'adaptation du genre Pseudomonas envers la carence en azote. Chez toutes les souches étudiées, les différents homologues de NrsZ présentent une architecture similaire faite de TBs conservées et d'espaceurs. Cependant, le nombre de TBs n'est pas identique et peut varier de une à six copies selon la souche. Les différentes versions de NrsZ sont clivées en petites molécules dans ces quatre souches, comme il a été observé chez P. aeruginosa PAOl. De plus, l'expression hétérologue des différentes variantes de NrsZ est capable de restaurer l'expression de rhlA, la motilité swarming et la production de rhamnolipides dans une souche de P. aeruginosa dont nrsZ a été inactivé. Par bien des aspects, NrsZ est un ARNnc atypique dans le monde bactérien. À notre connaissance, NrsZ est le premier ARNnc décrit comme étant régulé par le système NtrB/C. De plus, son unique architecture modulaire et son clivage en petites molécules similaires suggèrent que NrsZ appartient à une nouvelle famille d'ARNncs bactériens.

Tumor sensitizing function and mechanism of action of a RasGAP derived peptide

Cancer is the second cause of death after cardio-vascular diseases in economically developed countries. Two of the most commonly used anti-cancer therapies are chemo and radiotherapy. Despite the remarkable advances made in term of delivery and specificity of these two anti-tumor regimens, their toxicity towards healthy tissue remains a limitation. A promising approach to overcome this obstacle would be the utilization of therapeutic peptides that specifically augment the sensitivity of tumoral cells to treatments. Lower therapeutical doses would then be required to kill malignant cells, limiting toxic effects on healthy tissues. It was previously shown in our laboratory that the caspase-3 generated fragment N2 of RasGAP is able to potentiate the genotoxin-induced apoptosis selectively in cancer cells. In this work we show that fragment N2 strictly requires a cytoplasmic localization to deliver its pro-apoptotic effect in genotoxin-treated cancer cells. The tumor sensitizing capacity of fragment N2 was found to reside within the 10 amino acid sequence 317-326. Our laboratory earlier demonstrated that a peptide corresponding to amino acids 317 to 326 of RasGAP fused to the TAT cell permeable moiety, called TAT-RasGAP317.326, is able to sensitize cancer cells, but not normal cells, to genotoxin-induced apoptosis. In the present study we describe the capacity of TAT-RasGAP 317.326 to sensitize tumors to both chemo and radiotherapy in an in vivo mouse model. The molecular mechanism underlying the TAT-RasGAP 317.326-mediated sensitization starts now to be elucidated. We demonstrate that G3BP1, an endoribonuclease binding to amino acids 317-326 of RasGAP, is not involved in the sensitization mechanism. We also provide evidence showing that TAT-RasGAP3 17-326 potentiates the genotoxin-mediated activation of Bax in a tBid-dependent manner. Altogether our results show that TAT-RasGAP 317.326 could be potentially used in cancer therapy as sensitizer, in order to improve the efficacy of chemo and radiotherapy and prolong the life expectancy of cancer patients. Moreover, the understanding of the TAT-RasGAP317.326 mode of action might help to unravel the mechanisms by which cancer cells resist to chemo and radiotherapy and therefore to design more targeted and efficient anti-tumoral strategies.

Les R-loops et leurs conséquences sur l'expression génique chez Escherichia coli.

Des variations importantes du surenroulement de l’ADN peuvent être générées durant la phase d’élongation de la transcription selon le modèle du « twin supercoiled domain ». Selon ce modèle, le déplacement du complexe de transcription génère du surenroulement positif à l’avant, et du surenroulement négatif à l’arrière de l’ARN polymérase. Le rôle essentiel de la topoisomérase I chez Escherichia coli est de prévenir l’accumulation de ce surenroulement négatif générée durant la transcription. En absence de topoisomérase I, l’accumulation de ce surenroulement négatif favorise la formation de R-loops qui ont pour conséquence d’inhiber la croissance bactérienne. Les R-loops sont des hybrides ARN-ADN qui se forment entre l’ARN nouvellement synthétisé et le simple brin d’ADN complémentaire. Dans les cellules déficientes en topoisomérase I, des mutations compensatoires s’accumulent dans les gènes qui codent pour la gyrase, réduisant le niveau de surenroulement négatif du chromosome et favorisant la croissance. Une des ces mutations est une gyrase thermosensible qui s’exprime à 37 °C. La RNase HI, une enzyme qui dégrade la partie ARN d’un R-loop, peut aussi restaurer la croissance en absence de topoisomérase I lorsqu’elle est produite en très grande quantité par rapport à sa concentration physiologique. En présence de topoisomérase I, des R-loops peuvent aussi se former lorsque la RNase HI est inactive. Dans ces souches mutantes, les R-loops induisent la réponse SOS et la réplication constitutive de l’ADN (cSDR). Dans notre étude, nous montrons comment les R-loops formés en absence de topoisomérase I ou RNase HI peuvent affecter négativement la croissance des cellules. Lorsque la topoisomérase I est inactivée, l’accumulation d’hypersurenroulement négatif conduit à la formation de nombreux R-loops, ce qui déclenche la dégradation de l’ARN synthétisé. Issus de la dégradation de l’ARNm de pleine longueur, des ARNm incomplets et traductibles s’accumulent et causent l’inhibition de la synthèse protéique et de la croissance. Le processus par lequel l’ARN est dégradé n’est pas encore complètement élucidé, mais nos résultats soutiennent fortement que la RNase HI présente en concentration physiologique est responsable de ce phénotype. Chose importante, la RNase E qui est l’endoribonuclease majeure de la cellule n’est pas impliquée dans ce processus, et la dégradation de l’ARN survient avant son action. Nous montrons aussi qu’une corrélation parfaite existe entre la concentration de RNase HI, l’accumulation d’hypersurenroulement négatif et l’inhibition de la croissance bactérienne. Lorsque la RNase HI est en excès, l’accumulation de surenroulement négatif est inhibée et la croissance n’est pas affectée. L’inverse se produit Lorsque la RNase HI est en concentration physiologique. En limitant l’accumulation d’hypersurenroulement négatif, la surproduction de la RNase HI prévient alors la dégradation de l’ARN et permet la croissance. Quand la RNase HI est inactivée en présence de topoisomérase I, les R-loops réduisent le niveau d’expression de nombreux gènes, incluant des gènes de résistance aux stress comme rpoH et grpE. Cette inhibition de l’expression génique n’est pas accompagnée de la dégradation de l’ARN contrairement à ce qui se produit en absence de topoisomérase I. Dans le mutant déficient en RNase HI, la diminution de l’expression génique réduit la concentration cellulaire de différentes protéines, ce qui altère négativement le taux de croissance et affecte dramatiquement la survie des cellules exposées aux stress de hautes températures et oxydatifs. Une inactivation de RecA, le facteur essentiel qui déclenche la réponse SOS et le cSDR, ne restaure pas l’expression génique. Ceci démontre que la réponse SOS et le cSDR ne sont pas impliqués dans l’inhibition de l’expression génique en absence de RNase HI. La croissance bactérienne qui est inhibée en absence de topoisomérase I, reprend lorsque l’excès de surenroulement négatif est éliminé. En absence de RNase HI et de topoisomérase I, le surenroulement négatif est très relaxé. Il semble que la réponse cellulaire suite à la formation de R-loops, soit la relaxation du surenroulement négatif. Selon le même principe, des mutations compensatoires dans la gyrase apparaissent en absence de topoisomérase I et réduisent l’accumulation de surenroulement négatif. Ceci supporte fortement l’idée que le surenroulement négatif joue un rôle primordial dans la formation de R-loop. La régulation du surenroulement négatif de l’ADN est donc une tâche essentielle pour la cellule. Elle favorise notamment l’expression génique optimale durant la croissance et l’exposition aux stress, en limitant la formation de R-loops. La topoisomérase I et la RNase HI jouent un rôle important et complémentaire dans ce processus.

Interaction entre la RNase HI et la RNase E dans le métabolisme des R-loops et la dégradation des ARNms chez Escherichia coli.

Chez la bactérie Escherichia coli, la topoisomérase I et la gyrase représentent deux topoisomérases majeures qui participent à la régulation du surenroulement de l’ADN. Celles-ci sont codées respectivement par les gènes topA et par gyrA et gyrB. Chez les mutants topA, l’excès de surenroulement négatif qui est généré en amont de la polymérase ARN lors de la phase d’élongation de la transcription de l’ADN, entraine la formation de R-loops. Les R-loops sont des hybrides ARN-ADN qui in vivo sont formés lorsque l’ARN nouvellement transcrit forme un hybride avec le brin d’ADN matrice, le brin d’ADN complémentaire demeurant sous forme simple brin. La RNase HI est une endoribonucléase codée par le gène rnhA. Elle dégrade l’ARN de R-loops, entre autres, pour empêcher l’initiation de la réplication à des sites autres que l’origine normale, oriC. Chez les mutants rnhA, on observe une réplication indépendante de l’origine oriC. Ce type de réplication appelé cSDR, pourrait donc expliquer, du moins en partie, l’inhibition de la croissance de doubles mutants topA rnhA. A l’aide de la mutagenèse au transposon Tn5, il a été possible d’isoler des suppresseurs extragéniques qui permettaient la croissance des doubles mutants topA rnhA. Plusieurs de ces suppresseurs ont le transposon inséré dans le gène codant pour la RNase E, l’endoribonucléase principale impliquée dans la dégradation des ARNms chez E. coli. La majorité des insertions se retrouvent dans la partie C-terminale de la protéine qui est impliquée dans l’assemblage d’un complexe multiprotéique appelé l’ARN dégradosome. Les résultats obtenus démontrent que ces suppresseurs diminuent le cSDR ainsi que la réponse SOS induite constitutivement en l’absence de la RNase HI. Sachant que la RNase HI est une endoribonucléase tout comme la RNase E, une collaboration entre les deux enzymes suggère que la RNase E pourrait également jouer un rôle potentiel dans le contrôle de la formation des R-loops et bien évidemment de leur retrait au sein de la cellule. À l’opposé, il est possible que la RNase HI puisse avoir comme autre fonction la prise en charge de la maturation et de la dégradation des molécules d’ARNs.

Crystal structure of a monomeric form of SARS-CoV endonuclease nsp15 suggests a role for hexamerization as an allosteric switch

Mature nonstructural protein-15 (nsp15) from the severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV) contains a novel uridylate-specific Mn2+-dependent endoribonuclease (NendoU). Structure studies of the full-length form of the obligate hexameric enzyme from two CoVs, SARS-CoV and murine hepatitis virus, and its monomeric homologue, XendoU from Xenopus laevis, combined with mutagenesis studies have implicated several residues in enzymatic activity and the N-terminal domain as the major determinant of hexamerization. However, the tight link between hexamerization and enzyme activity in NendoUs has remained an enigma. Here, we report the structure of a trimmed, monomeric form of SARS-CoV nsp15 (residues 28 to 335) determined to a resolution of 2.9 A. The catalytic loop (residues 234 to 249) with its two reactive histidines (His 234 and His 249) is dramatically flipped by approximately 120 degrees into the active site cleft. Furthermore, the catalytic nucleophile Lys 289 points in a diametrically opposite direction, a consequence of an outward displacement of the supporting loop (residues 276 to 295). In the full-length hexameric forms, these two loops are packed against each other and are stabilized by intimate intersubunit interactions. Our results support the hypothesis that absence of an adjacent monomer due to deletion of the hexamerization domain is the most likely cause for disruption of the active site, offering a structural basis for why only the hexameric form of this enzyme is active.

THE DOMAINS OF THE CATALYTIC SUBUNIT OF THE EUKARYOTIC RNA DEGRADING EXOSOME, RRP44P, HAVE DISTINCT FUNCTIONS

The exosome is a 3’ to 5’ exoribonuclease complex that consists of ten essential subunits. In the cytoplasm, the exosome degrades mRNA in a general mRNA turnover pathway and in several mRNA surveillance pathways. In the nucleus, the exosome processes RNA precursors to form small, stable, mature RNA species, including rRNA, snRNA, and snoRNA. In addition to processing these RNAs, the nuclear exosome is also involved in degrading aberrantly processed forms of these RNAs, and others, including mRNA. The 3’ to 5’ exoribonuclease activity of the exosome is contributed by the RNB domain of the only catalytically active subunit, Rrp44p, a member of the RNase II family of enzymes. In addition to the RNB domain, Rrp44p consists of three putative RNA binding domains and has an uncharacterized N-terminus, which includes a CR3 region and PIN domain. In an effort to characterize the cellular functions of the domains of Rrp44p, this study identified a second nuclease active site in the PIN domain. Specifically, the PIN domain exhibits endoribonuclease activity in vitro and is essential for exosome function. Further analysis of the nuclease activities of Rrp44p indicate a role for the exoribonuclease activity of Rrp44p in the cytoplasmic and nuclear exosome. This work has also characterized the CR3 region of Rrp44p, a region that has not yet been characterized in any other protein. This region is needed for the majority, if not all, of the cytoplasmic exosome functions as well as for interaction with the exosome. The CR3 region, along with a histidine residue in the N-terminus of Rrp44p, may coordinate a zinc atom. Preliminary evidence supports a role for this coordination in exosome function. Further investigation, however, is needed to determine the molecular dependence of the exosome on the CR3 region of Rrp44p. Despite its initial discovery thirteen years ago, the essential function of Rrp44p, and the exosome, is not yet known. The studies presented here, however, indicate that the essential function of Rrp44p and the exosome is in the nucleus and depends on the nuclease activities of Rrp44p.

Reactive oxygen species-dependent mechanisms of N-(4-hydroxyphenyl)retinamide (4HPR)-induced apoptosis in human carcinoma cells

4HPR is a synthetic retinoid that has shown chemopreventive and therapeutic efficacy against premalignant and malignant lesions including oral leukoplakia, ovarian and breast cancer, and neuroblastoma. 4HPR induces apoptosis in various cancer cells and production of reactive oxygen species (ROS) has been suggested as a possible cause underlying these effects. However, the mechanisms governing these effects by 4HPR are not fully elucidated. In this study, we explored the mechanisms of 4HPR-induced ROS increase and apoptosis in human cancer cells. ^ First, we identified genes modulated by 4HPR using oligonucleotide gene expression arrays and found that they fall into specific functional canonical pathways and gene networks using Ingenuity Pathways Analysis®. Further analysis has shown that 4HPR induced up-regulation of Endoplasmic Reticulum (ER)-related genes such as Heat shock proteins 70 and 90 and the transcriptional factor, GADD153. These findings were validated using quantitative real-time PCR. ^ Second, we found that 4HPR induced extensive ER stress evidenced by dilation of the ER and endoribonuclease-mediated splicing and activation of the transcriptional factor, XBP-1. In addition, 4HPR induced the up-regulation of various ER stress-related genes and their protein products, as well as cleavage and activation of the ER specific Caspase-4. Concomitantly with XBP-1 splicing, all of these effects were dependent on ROS generation by 4HPR. Furthermore, chemical inhibition and RNA interference studies revealed a novel pro-apoptotic role for HSP70/A1A in 4HPR-mediated apoptosis. ^ Third, we observed rapid activation of the small GTPase Rac by 4HPR which was upstream of ROS generation. Inhibition of Rac activity or silencing of its expression by RNA interference inhibited ROS generation and apoptosis induction by 4HPR. siRNA targeting PAK1 and expression of a dominant negative Rac, decreased 4HPR-mediated ROS generation, while expression of a constitutive active Rac increased basal and 4HPR-induced ROS generation and PARP cleavage. Furthermore, metastatic cancer cells exhibited higher Rac activation, ROS generation, and cell growth inhibition due to 4HPR exposure compared to their primary cancer cell counterparts. ^ These findings provide novel insights into 4HPR-mediated ROS generation and apoptosis induction and support the use of ROS inducing agents such as 4HPR against metastatic cancer cells. ^

Host factor I, Hfq, binds to Escherichia coli ompA mRNA in a growth rate-dependent fashion and regulates its stability

The stability of the ompA mRNA depends on the bacterial growth rate. The 5′ untranslated region is the stability determinant of this transcript and the target of the endoribonuclease, RNase E, the key player of mRNA degradation. An RNA-binding protein with affinity for the 5′ untranslated region ompA was purified and identified as Hfq, a host factor initially recognized for its function in phage Qβ replication. The ompA RNA-binding activity parallels the amount of Hfq, which is elevated in bacteria cultured at slow growth rate, a condition leading to facilitated degradation of the ompA mRNA. In hfq mutant cells with a deficient Hfq gene product, the RNA-binding activity is missing, and analysis of the ompA mRNA showed that the growth-rate dependence of degradation is lost. Furthermore, the half-life of the ompA mRNA is prolonged in the mutant cells, irrespective of growth rate. Hfq has no affinity for the lpp transcript whose degradation, like that of bulk mRNA, is not affected by bacterial growth rate. Compatible with our results, we found that the intracellular concentration of RNase E and its associated degradosome components is independent of bacterial growth rate. Thus our results suggest a regulatory role for Hfq that specifically facilitates the ompA mRNA degradation in a growth rate-dependent manner.

Identification of human DNA helicase V with the far upstream element-binding protein

The properties of human DNA helicase V (HDH V) were studied in greater detail following an improved purification procedure. From 450 g of cultured cells, <0.1 mg of pure protein was isolated. HDH V unwinds DNA unidirectionally by moving in the 3′ to 5′ direction along the bound strand in an ATP- and Mg2+-dependent fashion. The enzyme is not processive and can also unwind partial RNA–RNA duplexes such as HDH IV and HDH VIII. The Mr determined by SDS–PAGE (66 kDa) corresponds to that measured under native conditions, suggesting that HDH V exists as a monomer in the nucleus. Microsequencing of the purified HDH V shows that this enzyme is identical to the far upstream element-binding protein (FBP), a protein that stimulates the activity of the c-myc gene by binding specifically to the ‘FUSE’ DNA region localized upstream of its promoter. The sequence of HDH V/FBP contains RGG motifs like HDH IV/nucleolin, HDH VIII/G3BP as well as other human RNA and DNA helicases identified by other laboratories.

Association of RNase mitochondrial RNA processing enzyme with ribonuclease P in higher ordered structures in the nucleolus: a possible coordinate role in ribosome biogenesis.

RNase mitochondrial RNA processing enzyme (MRP) is a nucleolar ribonucleoprotein particle that participates in 5.8S ribosomal RNA maturation in eukaryotes. This enzyme shares a polypeptide and an RNA structural motif with ribonuclease P (RNase P), a nuclear endoribonuclease originally described in the nucleus that processes RNA transcripts to generate their mature 5' termini. Both enzymes are also located in mitochondria. This report further characterizes the relationship between RNase MRP and RNase P. Antisense affinity selection with biotinylated 2'-O-methyl oligoribonucleotides and glycerol gradient fractionation experiments demonstrated that small subpopulations of RNase MRP and RNase P associate with each other in vivo in macromolecular complex, possibly 60-80S preribosomes. This latter notion was supported by fluorescence in situ hybridization experiments with antisense oligonucleotides that localized that RNA components of RNase MRP and RNase P to the nucleolus and to discrete cytoplasmic structures. These findings suggest that small subpopulations of RNase MRP and RNase P are physically associated, and that both may function in ribosomal RNA maturation or ribosome assembly.