Enzyme tRNA interaction and (t)RNA conformation probed via environmentally sensitive cyanine dyes

Nukleosidmodifikationen beeinflussen Dynamik und Konformation von RNArnund sind epigenetisch wirksam. Wenig verstanden sind konformationelle Dynamik und enzymatische Erkennung von tRNA, sowie der Einfluss des mutmaßlichen kovalenten Inhibitors 5-Fluorouridine (5FU) auf Y Synthasen, die Pseudouridin (Y) erzeugen. Frühere Arbeiten nutzten mit den Fluorophoren Cy3 und Cy5rnmarkierte tRNA, um diese Fragen zu adressieren.rnDie vorliegende Arbeit weitet Cy3-Cy5-Markierung auf Hefe tRNArnPhernaus undrnnutzt Thermophorese und fortschrittliche Fluoreszenzspektroskopie. In der Thermophorese zeigte sich eine hohe Toleranz gegenüber Fluoreszenzmarkierung beirngleichzeitiger Erhöhung der Cy5 Fluoreszenz durch Enzymbindung. Zudem konnte die Konformation verschiedener Mutanten human mitochondrialer tRNArnLysrnund die Bindung von SAM durch SAM-I Riboswitch RNA untersucht werden.rnUm etwaige Unterschiede in der Interaktion von Y55 Synthase TruB mit Cy5-gelabelter U55- bzw. 5FU55-tRNA aufzudecken, wurde eine Kombination ausrnThermophorese, zeit- und polarisationsaufgelöster Fluoreszenzspektroskopie undrn’gel shift’ Experimenten genutzt. Alle Ergebnisse zeigten übereinstimmend einernreversible Bindung ähnlicher Affinität für beide tRNAs und widersprechen somit einer kovalenten Inhibition durch 5FU. Folgerichtig wurde der SDS-stabilernKomplex von TruB mit 5FU-tRNA neu evaluiert, da er bisher als kovalent interpretiert wurde. Es erfolgte eine schnelle Komplexbildung in hoher Ausbeute auchrnfür schlechte Substrate, außerdem ließ sich die Komplexausbeute nicht durch andere Reaktionsbedingungen beeinflussen. Somit kann der SDS stabile Komplexrnnur den ersten, nicht-kovalenten Kontakt von Enzym und 5FU55-tRNA darstellen und repräsentiert kein kovalentes Addukt späterer Katalyse.

RNA-basierte Impfstoffe zur Induktion optimaler Immunantworten

Antigen-kodierende RNA wird als eine sichere und effiziente Alternative zu traditionellen Impfstoff-Formulierungen, wie Peptid-, Protein-, rekombinanten viralen oder DNA basierten Impfstoffen betrachtet. Der endgültige klinische Nutzen RNA-basierter Impfstoffe wird von der Optimierung verschiedener Parameter abhängig sein, die zur Induktion und effizienten Expansion der humoralen und zellvermittelten Immunantwort beitragen. Vor diesem Hintergrund war die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit, die Etablierung pharmakologischer und immunologischer Parameter für die Generierung effektiver Immunantworten durch RNA-Impfstoffe sowie deren Wirksamkeit in vitro und im Mausmodell unter Nutzung von Modellantigenen zu testen. Zur Untersuchung und Optimierung der RNA-Pharmakokinetik, als einem Schlüsselaspekt der klinischen Medikamentenentwicklung, wurde der Einfluss von strukturellen Modifikationen auf die Transkriptstabilität und Translationseffizienz von Reporter-Proteinen in einer zeitabhängigen Kinetik evaluiert. Es wurde gezeigt, dass ein poly(A) Schwanz von 120 Adenosinen, verglichen mit einem kürzeren, ein freies 3´ poly(A) Ende, verglichen mit einem verdeckten und eine doppelte β-globin 3´ UTR, unabhängig voneinander zu einer Erhöhung der IVT-RNA Stabilität und zu einer Verbesserung der Translationseffizienz beitrugen und dadurch insgesamt zu einer erhöhten Proteinexpression führten. Antigen-kodierende IVT-RNA mit diesen molekularen Merkmalen in Kombination führte, im Vergleich zur Standard IVT-RNA, zu einer erhöhten Dichte und Stabilität von Peptid/MHC-Komplexen auf der Zelloberfläche transfizierter DCs und dadurch zu einer verbesserten Stimulation von CD4+ und CD8+ T-Zellen im murinen und humanen System. Mit dem Ziel, die RNA kodierte Antigenform für die Induktion einer verstärkten Antikörperantwort zu modifizieren, wurde im zweiten Teil der Arbeit ein Antigen-IgM Fusionskonstrukt hergestellt und hinsichtlich seiner Eignung als neues Impfstoff-Format untersucht. Die Ausgangshypothese, dass die RNA kodierten Antigen-IgM Fusionsproteine polymerisieren, von transfizierten Zellen sezerniert werden und aufgrund der repetitiven Antigenstruktur im Vergleich mit dem monomeren Antigen zu einer Verstärkung der Antikörperantwort führen, wurde in vitro und in vivo im Mausmodell bestätigt. Die Entwicklung und Evaluierung von Zytokinfusionsproteinen zur selektiven Verstärkung der antigenspezifischen Immunantworten bildeten den dritten Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit. Zur weiteren Verstärkung der Antikörperantwort wurde basierend auf den Resultaten aus dem zweiten Teil ein IL2-IgM Fusionskonstrukt hergestellt. Die Ko-Transfektion von Antigen-IgM und IL2-IgM kodierender IVT-RNA führte zu einer signifikant stärkeren Antikörperantwort als die Ko-Transfektion von Antigen-IgM und IL2. Für die Initiierung einer erfolgreichen anti-Tumor-Immunantwort ist das Priming antigenspezifischer T-Zellen essentiell. Um die Effizienz dieses Prozesses zu steigern, wurde ein bifunktionelles IL2-mCD40L Fusionskonstrukt hergestellt und sein Einfluss auf die Effektorfunktion von DCs in vitro und in vivo untersucht. Es wurde gezeigt, dass ein RNA kodiertes IL2-mCD40L Fusionsprotein als genetisches Adjuvanz zu einer Effizienzsteigerung des Priming zytotoxischer T-Zellen führt. Somit wurden in dieser Arbeit durch die Optimierung der Pharmakokinetik, die Modifikation der Antigenform und die Herstellung und Evaluierung von Zytokinfusionskonstrukten als genetische Adjuvantien, RNA-basierte Impfstoffe für eine optimierte Induktion von antigenspezifischen Immunantworten weiter verbessert.

Induktion und Analyse spezifischer Immunantworten nach intranodaler Immunisierung mit RNA im murinen Modell

Die Wirksamkeit einer Vakzine ist von vielen Parametern abhängig. Dazu gehören unter anderen: das ausgewählte Antigen, die Formulation in der das Antigen benutzt wird sowie die Applikationsroute. Antigen-kodierende Ribonukleinsäuren (RNA) gilt heutzutage als eine sichere und effiziente Alternative zu traditionellen Impfstoff-Formulierungen, wie Peptiden, rekombinanten Proteinen, viralen Systemen oder DNA basierten Impfstoffen. Bezüglich des Applikationsortes repräsentiert der Lymphknoten ein optimales Milieu für die Interaktion zwischen antigenpräsentierenden Zellen und T-Zellen. Vor diesem Hintergrund war die Zielsetzung dieser Arbeit, ein auf direktem in vivo Transfer von Antigen-kodierender in vitro transkribierter RNA (IVT-RNA) basierendes Impfverfahren zu entwickeln, zu charakterisieren und auf seine anti-tumorale Wirksamkeit zu testen. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass dendritische Zellen (DCs) in vitro hocheffizient mit IVT-RNA transfiziert werden können und eine hohe stimulatorische Kapazität besitzen. Durch Sequenzmodifikation der IVT-RNA konnten wir die Transkriptstabilität und Translationseffizienz erhöhen was zu einer Steigerung der stimulatorischen Kapazität in vivo führte. Darüber hinaus untersuchten wir die Auswirkung der Insertion eines Signalpeptides 5’ sowie einer C-terminalen transmembran- und zytosolischen-Domäne eines MHC-Klasse-I-Moleküls am 3’ der Antigen-kodierenden Sequenz auf die Effizienz der MHC-Klasse-I und -II Präsentation. Wir konnten in vitro und in vivo nachweisen, dass diese Modifikation zu einer gesteigerten, simultanen Stimulation von antigenspezifischen CD4+ und CD8+ T-Zellen führt. Auf der Basis der optimierten Vektorkassetten etablierten wir die intranodale (i.n.) Transfektion von antigenpräsentierenden Zellen in der Maus. Dazu nutzten wir verschiedene Reportersysteme (eGFP-RNA, fluoreszensmarkierte RNA) und konnten zeigen, dass die intranodale Applikation von IVT-RNA zu selektiven Transfektion und Maturation lymphknotenresidenter DCs führt. Zur Untersuchung der immunologischen Effekte wurden in erster Linie auf Influenza-Hemagglutinin-A und Ovalbumin basierende Modellantigensysteme verwendet. Beide Antigene wurden als Antigen-MHC-Fusionskonstrukte genutzt. Als Responderzellen wurden TCR-transgene Lymphozyten verwendet, die MHC-Klasse-I oder -Klasse-II restringierte Epitope des Influenza-Hemagglutinin-A bzw. des Ovalbumin-Proteins erkennen. Wir konnten in vivo zeigen, dass die intranodale Immunisierung mit IVT-RNA zu einer effizienten Stimulation und Expansion von antigenspezifischen CD4+ und CD8+ T-Zellen in einer dosisabhängigen Weise führt. Funktionell konnte gezeigt werden, dass diese T-Zellen Zytokine sezernieren und zur Zytolyse befähigt sind. Wir waren in der Lage durch repetitive i.n. RNA Immunisierung ein ‚Priming’ CD8+ T-Zellen in naiven Mäusen sowohl gegen virale als auch gegen Tumor assoziierte Antigene zu erreichen. Die geprimten T-Zellen waren befähigt eine zytolytische Aktivität gegen mit spezifischem Peptid beladene Targetzellen zu generieren. Darüber hinaus waren wir in der Lage Gedächtnisszellen expandieren zu können. Abschließend konnten wir in Tumormodellen sowohl in prophylaktischen als auch in therapeutischen Experimenten zeigen dass die i.n. RNA Vakzination die Potenz zur Induktion einer anti-tumoralen Immunität besitzt.

Erfolgskontrolle in der kommunalen Wirtschaftsförderung : Analyse und Modifikation einer fragwürdigen Forderung

Seit Jahren werden Diskussionen über Erfolgskontrolle in der kommunalen Wirtschaftsförderung geführt. Im Vordergrund steht dabei die Suche nach Indikatoren und Verfahren, die es den kommunalen Wirtschaftsförderungen ermöglichen sollen, Erfolge zu messen. rnDa die Wirtschaftsförderung zu den freiwilligen Leistungen einer Gemeinde zählt, erhöht sich der Druck der Rechtfertigung gegenüber der Öffentlichkeit oder der Politik, das gilt insbesondere in Zeiten knapper öffentlicher Haushalte. Firmenansiedlungen, eine positive wirtschaftliche Entwicklung oder eine geringe Arbeitslosenquote sind sowohl im öffentlichen Bewusstsein als auch in der Politik wesentliche Kriterien einer erfolgreichen Wirtschaftsförderung. Sich ständig ändernde Rahmenbedingungen im wirtschaftsstrukturellen Gefüge haben dazu geführt, dass diese klassischen Nachweise von Erfolg immer seltener als solche präsentiert werden können. Erfolge sollten dennoch gemessen werden, um Maßnahmen und Instrumente einer kommunalen Wirtschaftsförderung zu überprüfen und gegebenenfalls an die geänderten Bedingungen anzupassen. rnEs ist schon mehr als 30 Jahre her, als in den 1970er Jahren die Suche nach Methoden und Verfahren der Erfolgskontrolle in der öffentlichen Verwaltung begann. Erfolge von kommunaler Wirtschaftsförderung können nicht einfach und ausschließlich an den markantesten wirtschaftlichen Ziffern der Kommune gemessen werden, z. B. der Zahl der sozialversicherungspflichtigen Arbeitsplätze. Seit Jahren wird um einen Lösungsweg bei der Durchführung von Erfolgskontrolle in der kommunalen Wirtschaftsförderung gerungen, abschließend wurde jedoch noch kein vollends befriedigend praktikabler Weg gefunden. Zu hinterfragen ist vor dem Hintergrund, inwiefern die vier Elemente einer Erfolgskontrolle, nämlich die Zielerreichungs-, Vollzugs-, Bedingungs- und Wirkungskontrolle, tatsächlich und hinreichend zum Einsatz kommen können.rnDie vorliegenden empirischen Untersuchungen beleuchten nun das Thema aus Sicht der kommunalen Wirtschaftsförderer und liefern Ergebnisse, die zu einem veränderten Bewusstsein gegenüber der Durchführung von Erfolgskontrolle in der kommunalen Wirtschaftsförderung führen müssten. Unabhängig von der Organisationsform und der Größe einer kommunalen Wirtschaftsförderung lässt sich empirisch nachweisen, dass der Anspruch, den der Begriff der Erfolgskontrolle in seiner gängigen Beschreibung erhebt, nicht hinreichend von einer kommunalen Wirtschaftsförderung erfüllt werden kann. rnMit Hilfe des neu entwickelten Prozesses einer modifizierten Erfolgskontrolle wird in vorliegender Arbeit ein idealtypischer Ablauf für eine kommunale Wirtschaftsförderung dargestellt. Der neue Ansatz einer modifizierten Erfolgskontrolle ist eine konsequente Reduzierung der Anforderungen auf das Praktikable und führt dazu, dass Erfolge der kommunalen Wirtschaftsförderung dargestellt werden können, ohne dass das Verfahren mehr Fragen offen lässt, als es beantwortet. Durch die modifizierte Erfolgskontrolle können die spezifischen Erfolge einer kommunalen Wirtschaftsförderung dargestellt und dokumentiert werden. rnEine modifizierte Erfolgskontrolle kann zweierlei: Sie ist eine Hilfestellung für die politisch Verantwortlichen bei der Erkenntnis, dass eine Notwendigkeit nach konkreten und der Ist-Situation sowie den Randbedingungen angepassten Zielformulierungen besteht. Sie bietet aber auch eine Möglichkeit, dass die kommunalen Wirtschaftsförderungseinrichtungen dem in der öffentlichen Diskussion formulierten Anspruch nach Erfolgskontrolle mit einem hohen Grad an Praktikabilität gerecht werden können. rnBevor also viele kommunale Wirtschaftsförderungen durch die fragwürdige Forderung an eine Erfolgskontrolle aufgrund der zu hohen Anforderungen an Methodik, Zeit und Personal aufgeben, sollte ihnen die Konzentration auf das Praktikable wieder Anreiz sein, eine modifizierte Erfolgskontrolle nach dem neuen Prozessschema in Angriff zu nehmen. rnrn

Investigations into the effect of nucleoside modifications on the physicochemical properties and biological function of DNA and RNA

This thesis explores the effect of chemical nucleoside modification on the physicochemical and biological properties of nucleic acids. Positional alteration on the Watson-Crick edge of purines and pyrimidines, the “C-H” edge of pyrimidines, as well as both the Hoogsteen and sugar edges of purines were attempted by means of copper catalyzed azide-alkyne cycloaddition. For this purpose, nucleic acid building blocks carrying terminal alkynes were synthesized and introduced into oligonucleotides by solid-phase oligonucleotide chemistry. rnOf particular interest was the effect of nucleoside modification on hydrogen bond formation with complementary nucleosides. The attachment of propargyl functionalities onto the N2 of guanosine and the N4 of 5-methylcytosine, respectively, followed by incorporation of the modified analogs into oligonucleotides, was successfully achieved. Temperature dependent UV-absorption melting measurements with duplexes formed between modified oligonucleotides and a variety of complementary strands resulted in melting temperatures for the respective duplexes. As a result, the effect that both the nature and the site of nucleoside modification have on base pairing properties could thus be assisted. rnTo further explore the enzymatic recognition of chemically modified nucleosides, the oligonucleotide containing the N2-modified guanosine derivative on the 5’-end, which was clicked to a fluorescent dye, was subjected to knockdown analyses of the eGFP reporter gene in the presence of increasing concentrations of siRNA duplexes. From these dose-dependent experiments, a clear effect of 5’-labeling on the knockdown efficiency could be seen. In contrast, 3’-labeling was found to be relatively insignificant.rn

The Putative Leishmania Telomerase Rna (leishter) Undergoes Trans-splicing And Contains A Conserved Template Sequence.

Telomerase RNAs (TERs) are highly divergent between species, varying in size and sequence composition. Here, we identify a candidate for the telomerase RNA component of Leishmania genus, which includes species that cause leishmaniasis, a neglected tropical disease. Merging a thorough computational screening combined with RNA-seq evidence, we mapped a non-coding RNA gene localized in a syntenic locus on chromosome 25 of five Leishmania species that shares partial synteny with both Trypanosoma brucei TER locus and a putative TER candidate-containing locus of Crithidia fasciculata. Using target-driven molecular biology approaches, we detected a ∼2,100 nt transcript (LeishTER) that contains a 5' spliced leader (SL) cap, a putative 3' polyA tail and a predicted C/D box snoRNA domain. LeishTER is expressed at similar levels in the logarithmic and stationary growth phases of promastigote forms. A 5'SL capped LeishTER co-immunoprecipitated and co-localized with the telomerase protein component (TERT) in a cell cycle-dependent manner. Prediction of its secondary structure strongly suggests the existence of a bona fide single-stranded template sequence and a conserved C[U/C]GUCA motif-containing helix II, representing the template boundary element. This study paves the way for further investigations on the biogenesis of parasite TERT ribonucleoproteins (RNPs) and its role in parasite telomere biology.

New Interaction Partners For Nek4.1 And Nek4.2 Isoforms: From The Dna Damage Response To Rna Splicing.

Neks are serine-threonine kinases that are similar to NIMA, a protein found in Aspergillus nidulans which is essential for cell division. In humans there are eleven Neks which are involved in different biological functions besides the cell cycle control. Nek4 is one of the largest members of the Nek family and has been related to the primary cilia formation and in DNA damage response. However, its substrates and interaction partners are still unknown. In an attempt to better understand the role of Nek4, we performed an interactomics study to find new biological processes in which Nek4 is involved. We also described a novel Nek4 isoform which lacks a region of 46 amino acids derived from an insertion of an Alu sequence and showed the interactomics profile of these two Nek4 proteins. Isoform 1 and isoform 2 of Nek4 were expressed in human cells and after an immunoprecipitation followed by mass spectrometry, 474 interacting proteins were identified for isoform 1 and 149 for isoform 2 of Nek4. About 68% of isoform 2 potential interactors (102 proteins) are common between the two Nek4 isoforms. Our results reinforce Nek4 involvement in the DNA damage response, cilia maintenance and microtubule stabilization, and raise the possibility of new functional contexts, including apoptosis signaling, stress response, translation, protein quality control and, most intriguingly, RNA splicing. We show for the first time an unexpected difference between both Nek4 isoforms in RNA splicing control. Among the interacting partners, we found important proteins such as ANT3, Whirlin, PCNA, 14-3-3ε, SRSF1, SRSF2, SRPK1 and hNRNPs proteins. This study provides new insights into Nek4 functions, identifying new interaction partners and further suggests an interesting difference between isoform 1 and isoform 2 of this kinase. Nek4 isoform 1 may have similar roles compared to other Neks and these roles are not all preserved in isoform 2. Besides, in some processes, both isoforms showed opposite effects, indicating a possible fine controlled regulation.

Extraction and purification of total RNA from banana tissues (small scale)

Introduction. This protocol aims at preparing total RNA for gene expression analysis by Northern blots, RT-PCR and real-time quantitative PCR; cDNA isolation by RTPCR; and cDNA library construction. The principle, key advantages, starting plant material, time required for obtaining total RNA and expected results are presented. Materials and methods. This part describes the required materials and the 27 steps necessary for preparing RNA from peel and pulp fruit tissue: preparation of plant tissue powder, preparation of the complete RNA extraction buffer and isolation of RNA from ground banana fruit tissue. Results. Extraction of total RNA by the method described makes it possible to achieve electrophoresis under denatured conditions and in vitro reverse transcription. An example for Northern blot analysis is illustrated.

Expression and cellular localization of microRNA-29b and RAX, an activator of the RNA-dependent protein kinase (PKR), in the retina of streptozotocin-induced diabetic rats

Purpose: The apoptosis of retinal neurons plays a critical role in the pathogenesis of diabetic retinopathy (DR), but the molecular mechanisms underlying this phenomenon remain unclear. The purpose of this study was to investigate the cellular localization and the expression of microRNA-29b (miR-29b) and its potential target PKR associated protein X (RAX), an activator of the pro-apoptotic RNA-dependent protein kinase (PKR) signaling pathway, in the retina of normal and diabetic rats. Methods: Retinas were obtained from normal and diabetic rats within 35 days after streptozotocin (STZ) injection. In silico analysis indicated that RAX is a potential target of miR-29b. The cellular localization of miR-29b and RAX was assessed by in situ hybridization and immunofluorescence, respectively. The expression levels of miR-29b and RAX mRNA were evaluated by quantitative reverse transcription PCR (qRT-PCR), and the expression of RAX protein was evaluated by western blot. A luciferase reporter assay and inhibition of endogenous RAX were performed to confirm whether RAX is a direct target of miR-29b as predicted by the in silico analysis. Results: We found that miR-29b and RAX are localized in the retinal ganglion cells (RGCs) and the cells of the inner nuclear layer (INL) of the retinas from normal and diabetic rats. Thus, the expression of miR-29b and RAX, as assessed in the retina by quantitative RT-PCR, reflects their expression in the RGCs and the cells of the INL. We also revealed that RAX protein is upregulated (more than twofold) at 3, 6, 16, and 22 days and downregulated (70%) at 35 days, whereas miR-29b is upregulated (more than threefold) at 28 and 35 days after STZ injection. We did not confirm the computational prediction that RAX is a direct target of miR-29b. Conclusions: Our results suggest that RAX expression may be indirectly regulated by miR-29b, and the upregulation of this miRNA at the early stage of STZ-induced diabetes may have a protective effect against the apoptosis of RGCs and cells of the INL by the pro-apoptotic RNA-dependent protein kinase (PKR) signaling pathway.

Intranasal vaccination with messenger RNA as a new approach in gene therapy: Use against tuberculosis

Background: mRNAs are highly versatile, non-toxic molecules that are easy to produce and store, which can allow transient protein expression in all cell types. The safety aspects of mRNA-based treatments in gene therapy make this molecule one of the most promising active components of therapeutic or prophylactic methods. The use of mRNA as strategy for the stimulation of the immune system has been used mainly in current strategies for the cancer treatment but until now no one tested this molecule as vaccine for infectious disease. Results: We produce messenger RNA of Hsp65 protein from Mycobacterium leprae and show that vaccination of mice with a single dose of 10 mu g of naked mRNA-Hsp65 through intranasal route was able to induce protection against subsequent challenge with virulent strain of Mycobacterium tuberculosis. Moreover it was shown that this immunization was associated with specific production of IL-10 and TNF-alpha in spleen. In order to determine if antigen presenting cells (APCs) present in the lung are capable of capture the mRNA, labeled mRNA-Hsp65 was administered by intranasal route and lung APCs were analyzed by flow cytometry. These experiments showed that after 30 minutes until 8 hours the populations of CD11c(+), CD11b(+) and CD19(+) cells were able to capture the mRNA. We also demonstrated in vitro that mRNA-Hsp65 leads nitric oxide (NO) production through Toll-like receptor 7 (TLR7). Conclusions: Taken together, our results showed a novel and efficient strategy to control experimental tuberculosis, besides opening novel perspectives for the use of mRNA in vaccines against infectious diseases and clarifying the mechanisms involved in the disease protection we noticed as well.

A score system for quality evaluation of RNA sequence tags: an improvement for gene expression profiling

Background: High-throughput molecular approaches for gene expression profiling, such as Serial Analysis of Gene Expression (SAGE), Massively Parallel Signature Sequencing (MPSS) or Sequencing-by-Synthesis (SBS) represent powerful techniques that provide global transcription profiles of different cell types through sequencing of short fragments of transcripts, denominated sequence tags. These techniques have improved our understanding about the relationships between these expression profiles and cellular phenotypes. Despite this, more reliable datasets are still necessary. In this work, we present a web-based tool named S3T: Score System for Sequence Tags, to index sequenced tags in accordance with their reliability. This is made through a series of evaluations based on a defined rule set. S3T allows the identification/selection of tags, considered more reliable for further gene expression analysis. Results: This methodology was applied to a public SAGE dataset. In order to compare data before and after filtering, a hierarchical clustering analysis was performed in samples from the same type of tissue, in distinct biological conditions, using these two datasets. Our results provide evidences suggesting that it is possible to find more congruous clusters after using S3T scoring system. Conclusion: These results substantiate the proposed application to generate more reliable data. This is a significant contribution for determination of global gene expression profiles. The library analysis with S3T is freely available at http://gdm.fmrp.usp.br/s3t/.S3T source code and datasets can also be downloaded from the aforementioned website.

RNA interference-mediated knockdown of CD49e (alpha 5 integrin chain) in human thymic epithelial cells modulates the expression of multiple genes and decreases thymocyte adhesion

Background: The thymus is a central lymphoid organ, in which bone marrow-derived T cell precursors undergo a complex process of maturation. Developing thymocytes interact with thymic microenvironment in a defined spatial order. A component of thymic microenvironment, the thymic epithelial cells, is crucial for the maturation of T-lymphocytes through cell-cell contact, cell matrix interactions and secretory of cytokines/chemokines. There is evidence that extracellular matrix molecules play a fundamental role in guiding differentiating thymocytes in both cortical and medullary regions of the thymic lobules. The interaction between the integrin alpha 5 beta 1 (CD49e/CD29; VLA-5) and fibronectin is relevant for thymocyte adhesion and migration within the thymic tissue. Our previous results have shown that adhesion of thymocytes to cultured TEC line is enhanced in the presence of fibronectin, and can be blocked with anti-VLA-5 antibody. Results: Herein, we studied the role of CD49e expressed by the human thymic epithelium. For this purpose we knocked down the CD49e by means of RNA interference. This procedure resulted in the modulation of more than 100 genes, some of them coding for other proteins also involved in adhesion of thymocytes; others related to signaling pathways triggered after integrin activation, or even involved in the control of F-actin stress fiber formation. Functionally, we demonstrated that disruption of VLA-5 in human TEC by CD49e-siRNA-induced gene knockdown decreased the ability of TEC to promote thymocyte adhesion. Such a decrease comprised all CD4/CD8-defined thymocyte subsets. Conclusion: Conceptually, our findings unravel the complexity of gene regulation, as regards key genes involved in the heterocellular cell adhesion between developing thymocytes and the major component of the thymic microenvironment, an interaction that is a mandatory event for proper intrathymic T cell differentiation.

Identification of protein-coding and non-coding RNA expression profiles in CD34(+) and in stromal cells in refractory anemia with ringed sideroblasts

Background: Myelodysplastic syndromes (MDS) are a group of clonal hematological disorders characterized by ineffective hematopoiesis with morphological evidence of marrow cell dysplasia resulting in peripheral blood cytopenia. Microarray technology has permitted a refined high-throughput mapping of the transcriptional activity in the human genome. Non-coding RNAs (ncRNAs) transcribed from intronic regions of genes are involved in a number of processes related to post-transcriptional control of gene expression, and in the regulation of exon-skipping and intron retention. Characterization of ncRNAs in progenitor cells and stromal cells of MDS patients could be strategic for understanding gene expression regulation in this disease. Methods: In this study, gene expression profiles of CD34(+) cells of 4 patients with MDS of refractory anemia with ringed sideroblasts (RARS) subgroup and stromal cells of 3 patients with MDS-RARS were compared with healthy individuals using 44 k combined intron-exon oligoarrays, which included probes for exons of protein-coding genes, and for non-coding RNAs transcribed from intronic regions in either the sense or antisense strands. Real-time RT-PCR was performed to confirm the expression levels of selected transcripts. Results: In CD34(+) cells of MDS-RARS patients, 216 genes were significantly differentially expressed (q-value <= 0.01) in comparison to healthy individuals, of which 65 (30%) were non-coding transcripts. In stromal cells of MDS-RARS, 12 genes were significantly differentially expressed (q-value <= 0.05) in comparison to healthy individuals, of which 3 (25%) were non-coding transcripts. Conclusions: These results demonstrated, for the first time, the differential ncRNA expression profile between MDS-RARS and healthy individuals, in CD34(+) cells and stromal cells, suggesting that ncRNAs may play an important role during the development of myelodysplastic syndromes.

Rapid isolation of high-quality RNA from symbiotic dinoflagellates

This report details a reliable and efficient RNA extraction protocol for the symbiotic dinoflagellate Symbiodinium microadriaticum Freudenthal (Gymnodiniales, Dinophyceae). The method typically gives yields of 500 mu g total RNA from 0.4 g wet weight of algae, and, in comparison to current protocols, it is technically simple and less time consuming. This method isolates high-quality, intact RNA from in vine cultured as well as host-isolated cells, as demonstrated by spectrophotometry, gel electrophoresis, and northern analysis. The total RNA obtained was suitable for reverse transcription and PCR amplification of Symbiodinium cDNAs. We have successfully applied our method to isolate total RNA from a different dinoflagellate, Amphidinium carterae Hulburt (Gymnodiniales, Dinophyceae), found in symbiotic association with marine invertebrates.

Distinguishing species and populations of Rhipicephaline ticks with its 2 ribosomal RNA

Most populations and some species of ticks of the genera Boophilus (5 spp.) and Rhipicephalus (ca. 75 spp.) cannot be distinguished phenotypically. Moreover, there is doubt about the validity of species in these genera. I studied the entire second internal transcribed spacer (ITS 2) rRNA of 16 populations of rhipicephaline ticks to address these problems: Boophilus,microplus from Australia, Kenya, South Africa and Brazil (4 populations); Boophilus decoloratus from Kenya; Rhipicephalus appendiculatus from Kenya, Zimbabwe and Zambia (7 populations); Rhipicephalus zambesiensis from Zimbabwe (3 populations); and Rhipicephalus evertsi from Kenya. Each of the 16 populations had a unique ITS 2, but most of the nucleotide variation occurred among species and genera. ITS 2 rRNA can be used to distinguish the populations and species of Boophilus and Rhipicephalus studied here. Little support was found for the hypothesis that B. microplus from Australia and South Africa are different species. ITS 2 appears useful for phylogenetic inference in the Rhipicephalinae because in genetic distance, maximum likelihood, and maximum parsimony analyses, most branches leading to species had >95% bootstrap support. Rhipicephalus appendiculatus and R, zambeziensis are closely related, yet their ITS 2 sequences could be distinguished unambiguously. This lends weight to a previous proposal that Rhipicephalus sanguineus and Rhipicephalus turanicus, and Rhipicephalus pumlilio and Rhipicephalus camicasi, respectively, are conspecific, because each of these pairs of species had identical sequences for ca. 250 bp of ITS 2 rRNA.