Integrase, the central DNA flap and human immunodeficiency virus type 1 nuclear import

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Integrase, the central DNA flap and human immunodeficiency virus type 1 nuclear import

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

A mechanism for co-transcriptional recruitment of mRNA localization factor on nascent mRNAs in budding yeast

Le transport et la localisation des ARN messagers permettent de réguler l’expression spatiale et temporelle de facteurs spécifiques impliqués dans la détermination du destin cellulaire, la plasticité synaptique, la polarité cellulaire et la division asymétrique des cellules. Chez S.cerevisiæ, plus de trente transcrits sont transportés activement vers le bourgeon cellulaire. Parmi ces transcrits, l’ARNm ASH1 (asymetric synthesis of HO) est localisé à l’extrémité du bourgeon pendant l’anaphase. Ce processus va entrainer une localisation asymétrique de la protéine Ash1p, qui sera importée uniquement dans le noyau de la cellule fille, où elle entraine le changement de type sexuel. La localisation asymétrique de l’ARNm ASH1, et donc de Ash1p, implique la présence de différents facteurs de localisation. Parmi ces facteurs, les protéines She (She1p/Myo4p, She2p et She3p) et les répresseurs traductionnels (Puf6p, Loc1p et Khd1p) participent à ce mécanisme. La protéine navette She2p est capable de lier l’ARNm ASH1 et va entrainer le ciblage de cet ARNm vers l’extrémité du bourgeon en recrutant le complexe She3p-Myo4p. Des répresseurs traductionnels régulent la traduction de cet ARNm et évitent l’expression ectopique de la protéine Ash1p pendant son transport. Alors que la fonction cytoplasmique de She2p sur la localisation des ARNm est connue, sa fonction nucléaire est encore inconnue. Nous avons montré que She2p contient une séquence de localisation nucléaire non classique qui est essentielle à son import nucléaire médié par l’importine α (Srp1p). L’exclusion de She2p du noyau par mutation de son NLS empêche la liaison de Loc1p et Puf6p sur l’ARNm ASH1, entrainant un défaut de localisation de l’ARNm et de la protéine. Pour étudier plus en détail l’assemblage de la machinerie de localisation des ARNm dans le noyau, nous avons utilisé des techniques d’immunoprécipitation de chromatine afin de suivre le recrutement des facteurs de localisation et des répresseurs traductionnels sur les ARNm naissants. Nous avons montré que She2p est recruté sur le gène ASH1 pendant sa transcription, via son interaction avec l’ARNm ASH1 naissant. Puf6p est également recruté sur ASH1, mais d’une manière dépendante de la présence de She2p. De façon intéressante, nous avons détecté une interaction entre She2p et la plus grande sous-unité de l’ARN polymérase II (Rpb1p). Cette interaction est détectée avec la forme active en élongation de l’ARN polymérase II. Nous avons également démontré que She2p interagit avec le complexe d’élongation de la transcription Spt4p/Spt5p. Une délétion de SPT4 ou une mutation dans SPT5 (Ts spt5) à température restrictive empêche l’interaction entre She2p et Rpb1p, et diminue le recrutement de She2p au gène ASH1, entrainant un défaut de localisation de l’ARNm et un défaut de localisation asymétrique de la protéine Ash1p. De manière globale, nos résultats montrent que les facteurs impliqués dans la localisation cytoplasmique des ARNm et dans leur contrôle traductionnel sont recrutés de façon co-transcriptionnelle sur les ARNm naissants via leur interaction avec la machinerie de transcription, suggèrant un rôle important de la machinerie transcriptionelle dans la localisation des ARNm.

Rôle de la Prohibitine et de la sumoylation dans la pathogenèse de l’ostéoarthrose

L'ostéoarthrose (OA) est la forme la plus commune d’arthrite et son étiologie demeure encore méconnue. Les travaux du Dr Moreau et son équipe ont permis de mettre en évidence une quasi perte d’expression du facteur de transcription Pitx1 dans les chondrocytes OA et la protéine PHB-1 a été identifiée comme étant membre d’un complexe répresseur pouvant lier le promoteur de Pitx1. Le but de la présente étude était de confirmer l’accumulation anormale de PHB-1 dans le noyau des chondrocytes OA, tel que suggéré par des données préliminaires, et d’identifier les mécanismes impliqués dans son import ou rétention au noyau. Pour ce faire, un volet mécanistique utilisant les lignées C28/I2 et U2OS fut combiné à l’étude clinique des chondrocytes articulaires de patients OA et de sujets sains. Les résultats de cette étude démontrent que chez 55 pourcent des patients OA, la Prohibitine s’accumule dans le noyau des chondrocytes articulaires et que cette accumulation corrèle avec une augmentation de la sumoylation totale dans le noyau des cellules OA. Le présent projet de recherche propose pour la première fois qu’une sumoylation accrue au sein des cellules OA pourrait être responsable de l’accumulation nucléaire de PHB-1, médiée par sa liaison aux protéines SUMO-1 via un domaine de liaison aux SUMOs (SBM) localisé aux résidus 76 à 79 de PHB-1. Les résultats de cette étude ont aussi permis de mettre en évidence que dans les chondrocytes OA, les protéines SUMO-1 et SUMO-2/3 s’accumulent dans des corps nucléaires de type PML, suggérant un recrutement de protéines interagissant avec les SUMOs au sein de ces structures dans les cellules OA. Nous sommes persuadés que cette étude générera des retombées importantes non seulement au niveau fondamental pour la compréhension des mécanismes moléculaires liés à la biologie des chondrocytes articulaires, mais aussi au niveau du développement d’outils génétiques permettant le dépistage de l’arthrose à un stade précoce.

Study of the subcellular localization of cell cycle regulator Cks1 and its impact on cancer

La progression dans le cycle cellulaire est contrôlée par de vagues oscillantes de cyclines et des kinases cycline-dépendantes (Cdk). Ces kinases sont régulées positivement par l’association des sous-unités cyclines régulatrices et négativement en se liant aux inhibiteurs de Cdk. Parmi ces derniers, p27 inhibe tous les complexes cycline-Cdk quelle que soit la phase cellulaire et agit en tant que régulateur négatif principal de la prolifération cellulaire dans une variété de cellules et de tissus. Intrinsèquement, p27 phosphorylé est ubiquitiné et dégradé par le complexe SCFSkp2-Cks1. Des études génétiques de la souris, ainsi que des examens cliniques chez l’homme, ont montré que p27 est un important suppresseur de tumeur. Le gène est rarement muté. Cependant, p27 est fréquemment réprimé dans les cancers humains en raison d’une augmentation de l’expression de Skp2 et de Cks1 dans le noyau, ce qui est généralement associée à un mauvais pronostic. La localisation subcellulaire de Cks1 est donc d'une importance primordiale dans le contrôle de la prolifération cellulaire. Les résultats récents de notre laboratoire ont montré une interaction entre Cks1 et les protéines de transport nucléaire importine α1 et β3. Aussi, l’analyse de la séquence primaire de Cks1 a également révélé un signal de localisation nucléaire classique (NLS) à son extrémité C-terminale. Des mutations ont été effectuées sur le NLS suspect pour déterminer si oui ou non l'import nucléaire de Cks1 était contrôlé par cette séquence. Un inhibiteur synthétique de l’importine β a également été utilisé pour étudier l’import de Cks1 dans le noyau. Les résultats indiquent que l’extrémité C-terminale de Cks1 est en effet un NLS puisque les mutations de Cks1 et l'inhibition de l’importine β conduisent, tous deux, à l'accumulation de Cks1 dans le cytoplasme. Ces résultats ont été utiles pour mieux comprendre le mécanisme régulant la localisation de Cks1. Toutefois, des travaux futurs sont nécessaires pour mieux comprendre l'impact de la séquestration cytoplasmique de Cks1 sur le cancer et ainsi espérer aboutir à l'identification de nouvelles cibles pharmacologiques impliqués dans la prolifération cellulaire.

Heme biosynthesis by the malarial parasite - Import of delta-aminolevulinate dehydrase from the host red cell

The mouse and human malarial parasites, Plasmodium berghei and Plasmodium falciparum, respectively, synthesize heme de novo following the standard pathway observed in animals despite the availability of large amounts of heme, derived from red cell hemoglobin, which is stored as hemozoin pigment, The enzymes, delta-aminolevulinate dehydrase (ALAD), coproporphyrinogen oxidase, and ferrochelatase are present at strikingly high levels in the P, berghei infected mouse red cell in vivo, The isolated parasite has low levels of ALAD and the data clearly indicate it to be of red cell origin. The purified enzyme preparations from the uninfected red cell and the parasite are identical in kinetic properties, subunit molecular weight, cross-reaction with antibodies to the human enzyme, and N-terminal amino acid sequence. Immunogold electron microscopy of the infected culture indicates that the enzyme is present inside the parasite and, therefore, is not a contaminant, The parasite derives functional ALAD from the host and the enzyme binds specifically to isolated parasite membrane in vitro, suggestive of the involvement of a receptor in its translocation into the parasite, While, ALAD, coproporphyrinogen oxidase, and ferrochelatase from the parasite and the uninfected red cell supernatant have identical subunit molecular weights on SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and show immunological cross-reaction with antibodies to the human enzymes, as revealed by Western analysis, the first enzyme of the pathway, namely, delta-aminolevulinate synthase (ALAS) in the parasite, unlike that of the red cell host, does not cross-react with antibodies to the human enzyme, However, ALAS enzyme activity in the parasite is higher than that of the infected red cell supernatant. We therefore conclude that the parasite, while making its own ALAS, imports ALAD and perhaps most of the other enzymes of the pathway from the host to synthesize heme de novo, and this would enable it to segregate this heme from the heme derived from red cell hemoglobin degradation, ALAS of the parasite and the receptor(s) involved in the translocation of the host enzymes into the parasite would be unique drug targets.

Global trade in ornamental fish from an Australian perspective: The case for revised import risk analysis and management strategies

Over 1 billion ornamental fish comprising more than 4000 freshwater and 1400 marine species are traded internationally each year, with 8-10 million imported into Australia alone. Compared to other commodities, the pathogens and disease translocation risks associated with this pattern of trade have been poorly documented. The aim of this study was to conduct an appraisal of the effectiveness of risk analysis and quarantine controls as they are applied according to the Sanitary and Phytosanitary (SPS) agreement in Australia. Ornamental fish originate from about 100 countries and hazards are mostly unknown; since 2000 there have been 16-fold fewer scientific publications on ornamental fish disease compared to farmed fish disease, and 470 fewer compared to disease in terrestrial species (cattle). The import quarantine policies of a range of countries were reviewed and classified as stringent or non-stringent based on the levels of pre-border and border controls. Australia has a stringent policy which includes pre-border health certification and a mandatory quarantine period at border of 1-3 weeks in registered quarantine premises supervised by government quarantine staff. Despite these measures there have been many disease incursions as well as establishment of significant exotic viral, bacterial, fungal, protozoal and metazoan pathogens from ornamental fish in farmed native Australian fish and free-living introduced species. Recent examples include Megalocytivirus and Aeromonas salmonicida atypical strain. In 2006, there were 22 species of alien ornamental fish with established breeding populations in waterways in Australia and freshwater plants and molluscs have also been introduced, proving a direct transmission pathway for establishment of pathogens in native fish species. Australia's stringent quarantine policies for imported ornamental fish are based on import risk analysis under the SPS agreement but have not provided an acceptable level of protection (ALOP) consistent with government objectives to prevent introduction of pests and diseases, promote development of future aquaculture industries or maintain biodiversity. It is concluded that the risk analysis process described by the Office International des Epizooties under the SPS agreement cannot be used in a meaningful way for current patterns of ornamental fish trade. Transboundary disease incursions will continue and exotic pathogens will become established in new regions as a result of the ornamental fish trade, and this will be an international phenomenon. Ornamental fish represent a special case in live animal trade where OIE guidelines for risk analysis need to be revised. Alternatively, for countries such as Australia with implied very high ALOP, the number of species traded and the number of sources permitted need to be dramatically reduced to facilitate hazard identification, risk assessment and import quarantine controls. Lead papers of the eleventh symposium of the International Society for Veterinary Epidemiology and Economics (ISVEE), Cairns, Australia

Nuclear Import Mechanisms of STAT and NF-kB Transcription Factors

The eukaryotic cell nucleoplasm is separated from the cytoplasm by the nuclear envelope. This compartmentation of eukaryotic cells requires that all nuclear proteins must be transported from the cytoplasm into the nucleus. Transport of macromolecules between the nucleus and the cytoplasm occurs through nuclear pore complexes (NPCs). Proteins to be targeted into the nucleus by the classical nuclear import system contain nuclear localization signals (NLSs), which are recognized by importin alpha, the NLS receptor. Importin alpha binds to importin beta, which docks the importin-cargo complex on the cytoplasmic side of the NPC and mediates the movement of the complex into the nucleus. Presently six human importin alpha isoforms have been identified. Transcription factors are among the most important regulators of gene expression in eukaryotic organisms. Transcription factors bind to specific DNA sequences on target genes and modulate the activity of the target gene. Many transcription factors, including signal transducers and activators of transcription (STAT) and nuclear factor kB (NF-kB), reside in the cytoplasm in an inactive form, and upon activation they are rapidly transported into the nucleus. In the nucleus STATs and NF-kB regulate the activity of genes whose products are critical in controlling numerous cellular and organismal processes, such as inflammatory and immune responses, cell growth, differentiation and survival. The aim of this study was to investigate the nuclear import mechanisms of STAT and NF-kB transcription factors. This work shows that STAT1 homodimers and STAT1/STAT2 heterodimers bind specifically and directly to importin alpha5 molecule via unconventional dimer-specific NLSs. Importin alpha molecules have two regions, which have been shown to directly interact with the amino acids in the NLS of the cargo molecule. The Arm repeats 2-4 comprise the N-terminal NLS binding site and Arm repeats 7-8 the C-terminal NLS binding site. In this work it is shown that the binding site for STAT1 homodimers and STAT1/STAT2 heterodimers is composed of Arm repeats 8 and 9 of importin alpha5 molecule. This work demonstrates that all NF-kB proteins are transported into the nucleus by importin alpha molecules. In addition, NLS was identified in RelB protein. The interactions between NF-kB proteins and importin alpha molecules were found to be directly mediated by the NLSs of NF-kB proteins. Moreover, we found that p50 binds to the N-terminal and p65 to the C-terminal NLS binding site of importin alpha3. The results from this thesis work identify previously uncharacterized mechanisms in nuclear import of STAT and NF-kB. These findings provide new insights into the molecular mechanisms regulating the signalling cascades of these important transcription factors from the cytoplasm into the nucleus to the target genes.

Inhibition of nuclear protein import by a monoclonal antibody against a novel class of nuclear pore proteins

Nuclear import of proteins is mediated by the nuclear pore complexes in the nuclear envelope and requires the presence of a nuclear localization signal (NLS) on the karyophilic protein. In this paper, we describe studies with a monoclonal antibody, Mab E2, which recognizes a class of nuclear pore proteins of 60-76 kDa with a common phosphorylated epitope on rat nuclear envelopes. The Mab Ea-reactive proteins fractionated with the relatively insoluble pore complex-containing component of the envelope and gave a finely punctate pattern of nuclear staining in immunofluorescence assays. The antibody did not bind to any cytosolic proteins. Mab E2 inhibited the interaction of a simian virus 40 large T antigen NLS peptide with a specific 60-kDa NLS-binding protein from rat nuclear envelopes in photoaffinity labeling experiments. The antibody blocked the nuclear import of NLS-albumin conjugates in an in vitro nuclear transport assay with digitonin-permeabilized cells, but did not affect passive diffusion of a small nonnuclear protein, lysozyme, across the pore. Mab E2 may inhibit protein transport by directly interacting with the 60-kDa NLS-binding protein, thereby blocking signal-mediated nuclear import across the nuclear pore complex. (C) 1994 Academic Press, Inc.

Two Nuclear Localization Signals in USP1 Mediate Nuclear Import of the USP1/UAF1 Complex

9 p. : il.

Economic analysis of fish import demand in Nigeria

The significance of the fishery industry in the Nigerian economy is examined, considering source of domestic fish production and government fish production programmes and also analysis Nigeria's fish imports during the period 1971-80. Suggestions are made regarding the regulation of fish imports to conserve foreign exchange and the removal of constraints in domestic fish production expansion