Interactions of RecF protein with RecO, RecR, and single-stranded DNA binding proteins reveal roles for the RecF–RecO–RecR complex in DNA repair and recombination

The products of the recF, recO, and recR genes are thought to interact and assist RecA in the utilization of single-stranded DNA precomplexed with single-stranded DNA binding protein (Ssb) during synapsis. Using immunoprecipitation, size-exclusion chromatography, and Ssb protein affinity chromatography in the absence of any nucleotide cofactors, we have obtained the following results: (i) RecF interacts with RecO, (ii) RecF interacts with RecR in the presence of RecO to form a complex consisting of RecF, RecO, and RecR (RecF–RecO–RecR); (iii) RecF interacts with Ssb protein in the presence of RecO. These data suggested that RecO mediates the interactions of RecF protein with RecR and with Ssb proteins. Incubation of RecF, RecO, RecR, and Ssb proteins resulted in the formation of RecF–RecO–Ssb complexes; i.e., RecR was excluded. Preincubation of RecF, RecO, and RecR proteins prior to addition of Ssb protein resulted in the formation of complexes consisting of RecF, RecO, RecR, and Ssb proteins. These data suggest that one role of RecF is to stabilize the interaction of RecR with RecO in the presence of Ssb protein. Finally, we found that interactions of RecF with RecO are lost in the presence of ATP. We discuss these results to explain how the RecF–RecO–RecR complex functions as an anti-Ssb factor.

ASIC1a oligomerization structure-function of its extracellular vestibule and functional characterization of αS243Pβɣ ENaC

Quatre cristaux du canal ASIC1a ont été publiés et soutiennent une stoechiométrie trimérique. Cependant, ces données contredisant de précédentes analyses fonctionnelles effectuées sur des canaux de la même famille, notre intérêt fut porté sur l'oligomérisation d'ASIC1a. Dans ce sens, un nouvel essai couplant la méthode d'analyse par substitution de cystéines (SCAM) avec l'utilisation de réactifs sulfhydryls bifonctionnels (crosslinkers) a été mis en place. Le but étant de stabiliser, puis sélectionner les canaux fonctionnels, pour ensuite les séparer selon leur taille par SDS-PAGE. Grâce à cette technique, nous avons démontré que le complexe stabilisé a une taille coïncidant avec une organisation tétramérique. En plus de son oligomérisation, le chemin emprunté par les ions pour traverser le canal n'est pas clairement défini dans ces structures. De ce fait, utilisant une approche électrophysiologique, nous avons étudié le lien entre la structure et la fonction du vestibule extracellulaire d'ASIC1a. Dans ce but, nous nous sommes intéressés l'accessibilité de cystéines spécifiques localisées dans ce vestibule pour des réactifs méthanethiosulfonates (MTS). Ainsi, nous avons pu corréler les cinétiques de modification de ces cystéines par les MTS avec les effets sur le courant sodique, et donc avoir des informations supplémentaires sur la voie empruntée par les ions. De plus, la simulation informatique de liaison de ces réactifs illustre le remplissage total de ce vestibule. Fonctionnellement, cette interaction ne perturbe pas le passage de ions, c'est pourquoi il nous apparaît probable que le vestibule présente une taille plus large que celle illustrée par les cristaux. Dans un deuxième temps, notre intérêt fut porté sur ENaC. Ce canal est composé des trois sous-unités (a, ß et y) et est exprimé dans divers épithéliums, dont les tubules des reins. Il participe à l'homéostasie sodique et est essentiellement régulé par voie hormonale via l'aldostérone et la Vasopressine, mais également par des sérines protéases ou le Na+. Nous avons étudié la répercussion fonctionnelle de la mutation aS243P, découverte chez un nouveau-né prématuré atteint de pseudohypoaldostéronisme de type 1. Cette maladie autosomale récessive se caractérise, généralement, par une hyponatrémie liée à d'importantes pertes de sel dans les urines, une hyperkaliémie, ainsi qu'un niveau élevé d'aldostérone. Tout d'abord aucune des expériences biochimiques et électrophysiologiques n'a pu démontrer un défaut d'expression ou une forte diminution de l'activité soutenant les données cliniques. Cependant, en challengeant aS243PßyENaC avec une forte concentration de Na+ externe, une hypersensibilité de canal fut observée. En effet, ni les phénomènes régulateurs de « feedback inhibition » ou de « Na+ self-inhibition » n'étaient semblables au canal sauvage. De ce fait, ils apparaissaient exacerbés en présence de la mutation, amenant ainsi à une diminution de la réabsorption de Na+. Ceci corrobore entièrement l'hyponatrémie diagnostiquée. Le rein d'un prématuré étant immature, la quantité de Na+ atteignant la partie distale du néphron est plus élevée, du fait que les autres mécanismes de réabsorption en amont ne sont probablement pas encore en place. Cette hypothèse est renforcée par l'existence d'un frère présentant la même mutation, mais qui, né à terme, ne présentait aucun signe d'hyponatrémie. - The main topic of my thesis is the structure-function relationship of the ENaC/Deg family of ion channels, namely the Acid-Sensing Ion Channel ASIC1a and the Epithelial Na Channel ENaC. The primary part of this research is dedicated to the structure of ASIC1a. Four channel crystals have been published, which support a trimeric stoichiometry, although these data contradict previous functional experiments on other ENaC/Deg members. We are therefore interested in ASIC1a oligomerization and have set up a new assay combining the Substituted- Cysteine Accessibility Method (SCAM) with Afunctional sulfhydryl reagents (crosslinkers) allowing its study. The aim was to first stabilize the channels, then select those that are functional and then resolve them according to their size on SDS-PAGE. We demonstrated that the stabilized complex has a molecular weight corresponding to a tetrameric stoichiometry. In addition to our interest in the oligomerization of the ENaC/Deg family of ion channels, we also wanted to investigate the thus far undefined way of permeation for these channels. Therefore, taking the advantage of a more electrophysiological approach, we studied the accessibility of specific cysteines for methanethiosulfonate reagents (MTS) and were able to correlate the MTS association kinetics on cysteine residues with Na+ currents. These results have given us an insight into ion permeation and our functional evidence indicates that the extracellular is larger than that depicted by the crystal structures. As a side project, we focused on ENaC, which is made up of three subunits (a, ß and y) and is expressed in various epithelia, especially in the distal nephron of the kidneys. It plays a role in Na+ homeostasis and is essentially regulated by hormones via aldosterone and vasopressin, but also by serine proteases or Na+. We have studied the functional impact of the aS243P mutation, discovered in a premature baby suffering from pseudohypoaldosteronism of type 1. This autosomal recessive disease is characterized by hyponatremia, hyperkalemia and high aldosterone levels. Firstly, neither biochemical nor electrophysiological experiments indicated an expression defect or a strong decrease in activity. However, challenging aS243PßyENaC with increased external Na+ concentration showed channel hypersensitivity. Indeed, both the "feedback inhibition" and the "Na+ self-inhibition" regulatory mechanisms are impaired, leading to a decrease in Na+ reabsorption, entirely supports the diagnosis. The kidneys in preterm infants are immature and Na+ levels reaching the distal nephron are higher than normally observed. We hypothesize that the upstream reabsorption machinery is unlikely to be sufficiently matured and this assumption is supported by an asymptomatic sibling carrying the same mutation, but born at term. - La cellule, unité fonctionnelle du corps humain, est délimitée par une membrane plasmique servant de barrière biologique entre les milieux intra et extracellulaires. Une communication entre cellules est indispensable pour un fonctionnement adéquat. Sa survie dépend, entre autres, du maintien de la teneur en ions dans chacun des milieux qui doivent pouvoir être réabsorbés, ou sécrétés, selon les besoins. Les protéines insérées dans la membrane forment un canal et sont un moyen de communication permettant spécifiquement à des ions tel que le sodium (Na+) de traverser. Le Na+ se trouve dans la plupart des aliments et le sel, et est spécifiquement réabsorbé au niveau des reins grâce au canal sodique épithélial ENaC. Cette réabsorption se fait de l'urine primaire vers l'intérieur de la cellule, puis est transporté vers le sang. Pour maintenir un équilibre, une régulation de ce canal est nécessaire. En effet, des dysfonctionnements impliquant la régulation ou l'activité d'ENaC lui-même sont à l'origine de maladies telles que la mucoviscidose, l'hypertension ou encore, le pseudohypoaldostéronisme (PHA). Cette maladie est caractérisée, notamment, par d'importantes pertes de sel dans les urines. Des pédiatres ont diagnostiqué un PHA chez un nouveau-né, ce dernier présentant une modification du canal ENaC, nous avons recréé cette protéine afin d'étudier l'impact de ce changement sur son activité. Nous avons démontré que la régulation d'ENaC était effectivement perturbée, conduisant ainsi à une forte réduction de la réabsorption sodique. Afin de développer des molécules capables de moduler l'activité de protéines. Il est nécessaire d'en connaître la structure. Celle du canal sodique sensible à l'acidification ASIC1, un canal cousin d'ENaC, est connue. Ces données structurales contredisant cependant les analyses fonctionnelles, nous nous sommes penchés une nouvelle fois sur ASIC1. Une protéine est une macromolécule biologique composée d'une chaîne d'acides aminés (aa). De l'enchaînement d'aa à la protéine fonctionnelle, quatre niveaux de structuration existent. Chaque aa donne une indication quant au repliement et plus particulièrement la cystéine. Arborant un groupe sulfhydryle (SH) capable de former une liaison spécifique et stable avec un autre SH, celle-ci est souvent impliquée dans la structure tridimensionnelle de la protéine. Ce type de liaison intervient également dans la stabilisation de la structure quaternaire, qui est l'association de plusieurs protéines identiques (homomère), ou pas (hétéromère). Dans cette partie, nous avons remplacé des aa par des cystéines à des endroits spécifiques. Le but était de stabiliser plusieurs homomères d'ASICl ensemble avec des réactifs créant des ponts entre deux SH. Ainsi, nous avons pu déterminer le nombre de protéines ASIC1 participant à la formation d'un canal fonctionnel. Nos résultats corroborent les données fonctionnelles soutenant un canal tétramérique. Nous avons également étudié l'accessibilité de ces nouvelles cystéines afin d'obtenir des informations supplémentaires sur la structure du chemin emprunté par le Na+ à travers ASIC1 et plus particulièrement du vestibule extracellulaire.

Caracterização funcional do gene da Glutationa-S-Transferase Epsilon 2 (GSTE2) em Aedes aegypti

As Glutationa-S-Transferases (GSTs) em insetos desempenham um papel fundamental na metabolização de inseticidas químicos, e provavelmente estão envolvidas na proteção contra o estresse oxidativo decorrente da exposição a xenobióticos. O objetivo do trabalho foi a caracterização funcional do gene GSTE2 em linhagens de Aedes aegypti com diferentes perfis de susceptibilidade ao temephos. Foram usadas uma colônia susceptível (RecLab) e outra resistente, (RecR). Larvas de ambas as linhagens foram divididas em dois grupos: exposto ao temephos com concentrações subletais e não exposto. Os indivíduos sobreviventes foram usados em ensaios enzimáticos para medir a atividade das GSTs totais contra os substratos CDNB (padrão) e o 4-HNE, um produto endógeno resultante da peroxidação de lipídeos. Adicionalmente, foi feito o sequenciamento do cDNA deste gene em amostras das duas linhagens e a sua expressão foi investigada. A GSTE2 das duas linhagens foi expressa em sistema heterólogo e purificada para avaliação da atividade metabólica contra o 4-HNE, através de testes de biocatálise. Os resultados revelaram que a atividade enzimática da GST usando o CDNB foi normal para RecLab, em ambas as condições estudadas, porém, para RecR houve alteração na atividade de GST, para os dois grugo estudados . Usando o 4-HNE como substrato, as duas linhagens apresentaram um perfil enzimático alterado para GST em relação à Rock, com uma resposta aumentada após a exposição ao temephos. Foram identificados polimorfismos que diferenciam as duas linhagens. Os resultados de expressão gênica indicaram que as larvas resistentes apresentam níveis de expressão significativamente maiores do que as susceptíveis, e em RecR a expressão caiu após a exposição, sugerindo o envolvimento dessa enzima nos processos de resistência metabólica na linhagem RecR. Esses dados abrem novas perspectivas de monitoramento da resistência metabólica em Ae. aegypti

Tessituras poéticas da corporeidade na formação humana do educador infantil

Cette étude a comme sujet principal la formation humaine de l instituteur. L objectif général est d analyser et décrire les conditions créées par les vécus d un atelier corps biographique pour la resignification de la corporéité de l instituteur, fixant les questions suivantes pour l investigation : Quelles sont les implications du vécu de l atelier corps biographique dans la vie des instituteurs ? La recherche a été exposée sur l approche qualitative, suivant les principes de la recherche-action reliée à la méthode des histoires de vie. Pour révéler la beauté et la complexité du processus poïétique de la formation humaine, nous nous sommes servi de la métaphore du "dessus de lit en patchwork" comme opérateur cognitif en attachant les principes de la corporéité fondés sur la Théorie de la complexité (MORIN, 2005), la Théorie autopoïétique (MATURANA ; VARELA, 2001), la Théorie du flux (CSIKSZENTMIHALYI, 1999), les approches de transdisciplinarité (LA TORRE; MORAES, 2008), et d autobiographie (JOSSO, 2004; PINEAU, 2003; PASSEGGI, 2000;), joignant la conception de l éducation comme pratique d autonomie, de liberté, d espoir et de l enchantement (FREIRE, 1996, 1992; ASSMANN, 1995). Nous avons eu comme scène du développement de la recherche, l Unidade Educacional Infantil (UEI), la garderie qui accueille les enfants des fonctionnaires de l Université Fédérale du Rio Grande do Norte. Treise élèves (enfants), des institutrices titulaires, vacataires, boursières ont participé de l'investigation. En conptant sur eux, nous avons développé un atelier corps biographique, dans lequel nous avons réalisé 10 vécus dans la période qui a couvert le deuxième semestre de 2007 jusqu au deuxième semestre de 2008, en manifestant la réflexivité autobiographique, le ludique, la créativité, la sensibilité et la réflexivité du vécu. Nous avons utilisé comme instruments pour la construction des donnés, l observation participante, les propres vécus, le port folio, la technique du jeu de sable et l'enregistrement photographique. L analyse a montré que le vécu de la formation humaine à partir des principes de la corporéité, implique dans un parcours vers soi-même dans lequel émergent les expériences qui nous ont constitués en tant qu êtres existentiels. Pour finaliser, nous avons aperçu les répercussions dans la vie professionnelle et personnelle de ces institutrices, qui comme moi pensaient avoir besoin d exposer leur luminosité intérieure pour que l on la redécouvre. Lors des vécus des tissages, les institutrices se sont montrées impliquées aux moments de jeux, de création, de réalisation, d afection et d action réflexive, dans lesquelles la teneur humaine cachée, a été révélée, en ouvrant les possibilités pour le sentiment du mouvement de naissance de l humanisation intérieure. Pour conclure, le corps joyeux de savoir et de beauté a été révélé, et dans sa rencontre avec soi-même et avec l autre, a pu être auto- recréé

Global instability analysis and control of three-dimensional long open cavity flow

The three-dimensional wall-bounded open cavity may be considered as a simplified geometry found in industrial applications such as leading gear or slotted flats on the airplane. Understanding the three-dimensional complex flow structure that surrounds this particular geometry is therefore of major industrial interest. At the light of the remarkable former investigations in this kind of flows, enough evidences suggest that the lateral walls have a great influence on the flow features and hence on their instability modes. Nevertheless, even though there is a large body of literature on cavity flows, most of them are based on the assumption that the flow is two-dimensional and spanwise-periodic. The flow over realistic open cavity should be considered. This thesis presents an investigation of three-dimensional wall-bounded open cavity with geometric ratio 6:2:1. To this aim, three-dimensional Direct Numerical Simulation (DNS) and global linear instability have been performed. Linear instability analysis reveals that the onset of the first instability in this open cavity is around Recr 1080. The three-dimensional shear layer mode with a complex structure is shown to be the most unstable mode. I t is noteworthy that the flow pattern of this high-frequency shear layer mode is similar to the observed unstable oscillations in supercritical unstable case. DNS of the cavity flow carried out at different Reynolds number from steady state until a nonlinear saturated state is obtained. The comparison of time histories of kinetic energy presents a clearly dominant energetic mode which shifts between low-frequency and highfrequency oscillation. A complete flow patterns from subcritical cases to supercritical case has been put in evidence. The flow structure at the supercritical case Re=1100 resembles typical wake-shedding instability oscillations with a lateral motion existed in the subcritical cases. Also, This flow pattern is similar to the observations in experiments. In order to validate the linear instability analysis results, the topology of the composite flow fields reconstructed by linear superposition of a three-dimensional base flow and its leading three-dimensional global eigenmodes has been studied. The instantaneous wall streamlines of those composited flows display distinguish influence region of each eigenmode. Attention has been focused on the leading high-frequency shear layer mode; the composite flow fields have been fully recognized with respect to the downstream wave shedding. The three-dimensional shear layer mode is shown to give rise to a typical wake-shedding instability with a lateral motions occurring downstream which is in good agreement with the experiment results. Moreover, the spanwise-periodic, open cavity with the same length to depth ratio has been also studied. The most unstable linear mode is different from the real three-dimensional cavity flow, because of the existence of the side walls. Structure sensitivity of the unstable global mode is analyzed in the flow control context. The adjoint-based sensitivity analysis has been employed to localized the receptivity region, where the flow is more sensible to momentum forcing and mass injection. Because of the non-normality of the linearized Navier-Stokes equations, the direct and adjoint field has a large spatial separation. The strongest sensitivity region is locate in the upstream lip of the three-dimensional cavity. This numerical finding is in agreement with experimental observations. Finally, a prototype of passive flow control strategy is applied.

Participation of recombination proteins in rescue of arrested replication forks in UV-irradiated Escherichia coli need not involve recombination

Alternative reproductive cycles make use of different strategies to generate different reproductive products. In Escherichia coli, recA and several other rec genes are required for the generation of recombinant genomes during Hfr conjugation. During normal asexual reproduction, many of these same genes are needed to generate clonal products from UV-irradiated cells. However, unlike conjugation, this latter process also requires the function of the nucleotide excision repair genes. Following UV irradiation, the recovery of DNA replication requires uvrA and uvrC, as well as recA, recF, and recR. The rec genes appear to be required to protect and maintain replication forks that are arrested at DNA lesions, based on the extensive degradation of the nascent DNA that occurs in their absence. The products of the recJ and recQ genes process the blocked replication forks before the resumption of replication and may affect the fidelity of the recovery process. We discuss a model in which several rec gene products process replication forks arrested by DNA damage to facilitate the repair of the blocking DNA lesions by nucleotide excision repair, thereby allowing processive replication to resume with no need for strand exchanges or recombination. The poor survival of cellular populations that depend on recombinational pathways (compared with that in their excision repair proficient counterparts) suggests that at least some of the rec genes may be designed to function together with nucleotide excision repair in a common and predominant pathway by which cells faithfully recover replication and survive following UV-induced DNA damage.

Handoff from recombinase to replisome: Insights from transposition

Bacteriophage Mu replicates as a transposable element, exploiting host enzymes to promote initiation of DNA synthesis. The phage-encoded transposase MuA, assembled into an oligomeric transpososome, promotes transfer of Mu ends to target DNA, creating a fork at each end, and then remains tightly bound to both forks. In the transition to DNA synthesis, the molecular chaperone ClpX acts first to weaken the transpososome's interaction with DNA, apparently activating its function as a molecular matchmaker. This activated transpososome promotes formation of a new nucleoprotein complex (prereplisome) by yet unidentified host factors [Mu replication factors (MRFα2)], which displace the transpososome in an ATP-dependent reaction. Primosome assembly proteins PriA, PriB, DnaT, and the DnaB–DnaC complex then promote the binding of the replicative helicase DnaB on the lagging strand template of the Mu fork. PriA helicase plays an important role in opening the DNA duplex for DnaB binding, which leads to assembly of DNA polymerase III holoenzyme to form the replisome. The MRFα2 transition factors, assembled into a prereplisome, not only protect the fork from action by nonspecific host enzymes but also appear to aid in replisome assembly by helping to activate PriA's helicase activity. They consist of at least two separable components, one heat stable and the other heat labile. Although the MRFα2 components are apparently not encoded by currently known homologous recombination genes such as recA, recF, recO, and recR, they may fulfill an important function in assembling replisomes on arrested replication forks and products of homologous strand exchange.