Molecular characterization and effect of RNA interference of retinoid X receptor (RXR) on E75 and chitinase gene expression in Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis

Retinoid X receptor (RXR)/ultraspiracle (USP) is the heterodimeric partner of ecdysteroid receptor and is required for the molting process of arthropods. To better understand the molecular aspects governing the process of molting in shrimp, the full-length cDNA of two RXRs, named as FcRXR-1 and FcRXR-2 were obtained from Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis which were of 1715 and 1700 bp long, revealed a 1315 and 1300 bp open reading frame (ORF) respectively. Quantitative Real time PCR analysis showed a marked tissue-specific difference in the expression of FcRXR transcript, which revealed that the expression of FcRXR Could be regulated in a tissue-specific manner. Moreover, high expression of FcRXR mRNAs was observed in late pre-molt period (D3) and post molt stages (A-B) of shrimp. Among the two isoforms, FcRXR-2 appeared in a considerably high level in all the stages compared to the FcRXR-1. In addition, we examined the temporal expression of two chitinase genes: FcChitinase (FcChi) and FcChitinase-1 (FcChi-1) during the molt cycle of F chinensis. Both the FcChi and FcChi-1 transcripts were detected in all stages of molting, although considerable fluctuations observed through the molt cycle. Injection of double stranded RXR (dsRXR) into juvenile shrimp resulted in a maximum silencing effect at 48 h post injection. We analyzed the expression levels of FcChi, FcChi-1 and the ecdysone inducible gene E75 (FcE75) in samples of dsRXR injected shrimp. Significant reduction in levels of both FcE75, FcChi and FcChi-1 transcripts Occurred in the silenced shrimp. This correlation suggested that RXR might involve in the downstream regulation of E75 and chitinase gene transcription in the ecdysone signaling pathway of decapod crustaceans. (C) 2009 Published by Elsevier Inc.

Ecdysteroid-responsive genes: E75 and Retinoid X Receptor (RXR), essential molt-regulating genes in the shrimp, Fenneropenaeus chinensis

本论文主要研究两种重要的调节蜕皮过程的基因—蜕皮激素效应基因E75和RXR在中国明对虾蜕皮中的作用。利用RT-PCR和RACE技术获得了编码FcE75和FcRXR的全长cDNA序列。FcRXR包含7个内含子，在对虾中存在不同的异形体，命名为RXR-1和RXR-2。应用荧光实时定量PCR分析表明FcE75和FcRXR基因在中国明对虾蜕皮前期（D3）其转录表达量明显上调。另外，FcE75和FcRXR基因在不同组织中的转录表达存在明显的差异。利用FcE75和FcRXR基因的双链RNA注射对虾能有效降低FcE75和FcRXR的表达水平。FcE75和FcRXR的体内沉默完全抑制了对虾的蜕皮过程，并且引起对虾的死亡。对不能正常蜕皮个体进行观察的结果表明，FcE75沉默的对虾，其上皮的收缩、新的刚毛及新表皮的形成均收到限制。在FcE75双链RNA沉默后的对虾中，我们检测了与蜕皮相关的一些效应因子，如chitinase等的转录，发现这些效应因子的转录明显受到抑制，说明FcE75和FcRXR在蜕皮过程中起到非常重要的作用。本论文首次阐明了这些基因在十足目甲壳动物蜕皮过程中的功能。

La modulation transcriptionnelle du neuropeptide enképhaline par les récepteurs nucléaires Nur77 et RXRγ

Certains neuropeptides (enképhaline et neurotensine) sont des modulateurs du système dopaminergique. Chez les rongeurs, le traitement avec l’antipsychotique typique halopéridol (antagoniste des récepteurs D2), augmente fortement leurs niveaux d’ARNm dans le striatum, une structure centrale du système dopaminergique qui contrôle l’activité locomotrice. Comme l’halopéridol est associé avec de nombreux effets secondaires moteurs, on peut penser que la modulation des neuropeptides est possiblement un mécanisme d’adaptation visant à rétablir l’homéostasie du système dopaminergique après le blocage des récepteurs D2. Cependant, le mécanisme moléculaire de cette régulation transcriptionnelle n’est pas bien compris. Nur77 est un facteur de transcription de la famille des récepteurs nucléaires orphelins qui agit en tant que gène d’induction précoce. Le niveau de son ARNm est aussi fortement augmenté dans le striatum suivant un traitement avec halopéridol. Plusieurs évidences nous suggèrent que Nur77 est impliqué dans la modulation transcriptionnelle des neuropeptides. Nur77 peut former des hétérodimères fonctionnels avec le récepteur rétinoïde X (RXR). En accord avec une activité transcriptionnelle d’un complexe Nur77/RXR, l’agoniste RXR (DHA) réduit tandis que l’antagoniste RXR (HX531) augmente les troubles moteurs induits par un traitement chronique à l’halopéridol chez les souris sauvages tandis que ces ligands pour RXR n’ont aucun effet chez les souris Nur77 nulles. Nos travaux ont révélé que l’antagoniste RXR (HX531) réduit l’augmentation des niveaux d’enképhaline suivant un traitement chronique avec l’halopéridol. Nous avons ensuite démontré la liaison in vitro de Nur77 sur un élément de réponse présent dans le promoteur proximal de la proenképhaline, le peptide précurseur de l’enképhaline. Ces résultats supportent l’hypothèse que Nur77, en combinaison avec RXR, pourrait participer à la régulation transcriptionnelle des neuropeptides dans le striatum et donc contribuer à la neuroadaptation du système dopaminergique suivant un traitement aux antipsychotiques typiques.

Estudo de marcadores moleculares relacionados a cadeia dos retinóides (TTR e RXR[beta] e suas relações com endofenótipos clínicos e dismórficos em esquizofrenia)

Resumo não disponível

RXR gamma null mice are apparently normal and compound RXR alpha +/-/RXR beta -/-/RXR gamma -/- mutant mice are viable.

The RXR gamma (RXR, retinoid X receptor) gene was disrupted in the mouse. Homozygous mutant mice developed normally and were indistinguishable from their RXR gamma +/- or wild-type littermates with respect to growth, fertility, viability, and apparent behavior in the animal facility. Moreover, RXR alpha -/-/RXR gamma -/- and RXR beta -/-/RXR gamma -/- mutant phenotypes were indistinguishable from those of RXR alpha -/- and RXR beta -/- mutants, respectively. Strikingly, RXR alpha +/-/RXR beta -/-/RXR gamma -/- triple mutants were viable. Thus, it appears that RXR gamma does not exert any essential function that cannot be performed by RXR alpha or RXR beta, and one copy of RXR alpha is sufficient to perform most of the functions of the RXRs.

L'implication de la phosphorylation de RXR[alpha] dans la résistance de lignées cellulaires cancéreuses à l'acide rétinoïque

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'implication de la phosphorylation de RXR[alpha] dans la résistance de lignées cellulaires cancéreuses à l'acide rétinoïque

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Cytochrome P450 aromatase in grey mullet: cDNA and promoter isolation; brain, pituitary and ovarian expression during puberty.

In a study towards elucidating the role of aromatases during puberty in female grey mullet, the cDNAs of the brain (muCyp19b) and ovarian (muCyp19a) aromatase were isolated by RT-PCR and their relative expression levels were determined by quantitative real-time RT-PCR. The muCyp19a ORF of 1515 bp encoded 505 predicted amino acid residues, while that of muCyp19b was 1485 bp and encoded 495 predicted amino acid residues. The expression level of muCyp19b significantly increased in the brain as puberty advanced; however, its expression level in the pituitary increased only slightly with pubertal development. In the ovary, the muCyp19a expression level markedly increased as puberty progressed. The promoter regions of the two genes were also isolated and their functionality evaluated in vitro using luciferase as the reporter gene. The muCyp19a promoter sequence (650 bp) contained a consensus TATA box and putative transcription factor binding sites, including two half EREs, an SF-1, an AhR/Arnt, a PR and two GATA-3s. The muCyp19b promoter sequence (2500 bp) showed consensus TATA and CCAAT boxes and putative transcription binding sites, namely: a PR, an ERE, a half ERE, a SP-1, two GATA-binding factor, one half GATA-1, two C/EBPs, a GRE, a NFkappaB, three STATs, a PPAR/RXR, an Ahr/Arnt and a CRE. Basal activity of serially deleted promoter constructs transiently transfected into COS-7, [alpha]T3 and TE671 cells demonstrated the enhancing and silencing roles of the putative transcription factor binding sites. Quinpirole, a dopamine agonist, significantly reduced the promoter activity of muCyp19b in TE671. The results suggest tissue-specific regulation of the muCyp19 genes and a putative alternative promoter for muCyp19b.

Orphan nuclear receptor subfamily NR4A their interplay with other nuclear receptors and functions in osteoblasts

Nurr1, NGFI-B and Nor1 (NR4A2, NR4A1 and NR4A3, respectively) belong to the NR4A subfamily of nuclear receptors. The NR4A receptors are orphan nuclear receptors which means that activating or repressing ligands for these receptors have not been found. NR4A expression is rapidly induced in response to various stimuli including growth factors and the parathyroid hormone (PTH). The studies concerning the NR4A receptors in the central nervous system have demonstrated that they have a major role in the development and function of the dopaminergic neurons of the midbrain and in regulating hypothalamus-pituitary-adrenal-axis. However, the peripheral functions of the NR4A family are largely unknown. Cultured mouse primary osteoblasts, a preosteoblastic cell line and several osteoblastic cell lines were used to investigate the role of NR4A receptors in osteoblasts. NR4A receptors were shown to directly bind to and activate the promoter of the osteopontin gene (OPN) in osteoblastic cells, thus regulating its expression. OPN is a major bone matrix protein expressed throughout the differentiation of preosteoblastic cells into osteoblasts. The activation of the OPN promoter was shown to be dependent on the activation function-1 located in the N-terminal part of Nurr1 and to occur in both monomeric and RXR heterodimeric forms of NR4A receptors. Furthermore, PTH was shown to upregulate OPN expression through the NR4A family. It was also demonstrated that the fibroblast growth factor-8b (FGF-8b) induces the expression of NR4A receptors in osteoblasts as immediate early genes. This induction involved phosphatidylinositol-3 kinase, protein kinase C, and mitogen activated protein kinase, which are all major pathways of FGF signalling. Nurr1 and NGFI-B were shown to induce the proliferation of preosteoblastic cells and to reduce their apoptosis. FGF-8b was shown to stimulate the proliferation of osteoblastic cells through the NR4A receptors. These results suggest that NR4A receptors have a role both in the differentiation of osteoblasts and in the proliferation and apoptosis of preosteoblast. The NR4A receptors were found to bind to the same response element on OPN as the members of the NR3B family of orphan receptors do. Mutual repression was observed between the NR4A receptors and the NR3B receptors. This repression was shown to be dependent on the DNA-binding domains of both receptor families, but to result neither from the competition of DNA binding nor from the competition for coactivators. As the repression was dependent on the relative expression levels of the NR4As and NR3Bs, it seems likely that the ratio of the receptors mediates their activity on their response elements. Rapid induction of the NR4As in response to various stimuli and differential expression of the NR3Bs can effectively control the gene activation by the NR4A receptors. NR4A receptors can bind DNA as monomers, and Nurr1 and NGFI-B can form permissive heterodimers with the retinoid X receptor (RXR). Permissive heterodimers can be activated with RXR agonists, unlike non-permissive heterodimers, which are formed by RXR and retinoic acid receptor or thyroid hormone receptor (RAR and TR, respectively). Non-permissive heterodimers can only be activated by the agonists of the heterodimerizing partner. The mechanisms behind differential response to RXR agonists have remained unresolved. As there are no activating or repressing ligands for the NR4A receptors, it would be important to find out, how they are regulated. Permissiviness of Nurr1/RXR heterodimers was linked to the N-terminal part of Nurr1 ligand-binding domain. This region has previously been shown to mediate the interaction between NRs and corepressors. Non-permissive RAR and TR, permissive Nurr1 and NGFI-B, and RXR were overexpressed with corepressors silencing mediator for retinoic acid and thyroid hormone receptors (SMRT), and with nuclear receptor corepressor in several cell lines. Nurr1 and NGFI-B were found to be repressed by SMRT. The interaction of RXR heterodimers with corepressors was weak in permissive heterodimers and much stronger in non-permissive heterodimers. Non-permissive heterodimers also released corepressors only in response to the agonist of the heterodimeric partner of RXR. In the permissive Nurr1/RXR heterodimer, however, SMRT was released following the treatment with RXR agonists. Corepressor release in response to ligands was found to differentiate permissive heterodimers from non-permissive ones. Corepressors were thus connected to the regulation of NR4A functions. In summary, the studies presented here linked the NR4A family of orphan nuclear receptors to the regulation of osteoblasts. Nurr1 and NGFI-B were found to control the proliferation and apoptosis of preosteoblasts. The studies also demonstrated that cross-talk with the NR3B receptors controls the activity of these orphan receptors. The results clarified the mechanism of permissiviness of RXR-heterodimers. New information was obtained on the regulation and functions of NR4A receptors, for which the ligands are unknown.

Control of gene expression by modulated self-assembly

Numerous transcription factors self-assemble into different order oligomeric species in a way that is actively regulated by the cell. Until now, no general functional role has been identified for this widespread process. Here, we capture the effects of modulated self-assembly in gene expression with a novel quantitative framework. We show that this mechanism provides precision and flexibility, two seemingly antagonistic properties, to the sensing of diverse cellular signals by systems that share common elements present in transcription factors like p53, NF-kappa B, STATs, Oct and RXR. Applied to the nuclear hormone receptor RXR, this framework accurately reproduces a broad range of classical, previously unexplained, sets of gene expression data and corroborates the existence of a precise functional regime with flexible properties that can be controlled both at a genome-wide scale and at the individual promoter level.

Essential role of beta-adrenergic receptor kinase 1 in cardiac development and function.

The beta-adrenergic receptor kinase 1 (beta ARK1) is a member of the G protein-coupled receptor kinase (GRK) family that mediates the agonist-dependent phosphorylation and desensitization of G protein-coupled receptors. We have cloned and disrupted the beta ARK1 gene in mice by homologous recombination. No homozygote beta ARK1-/- embryos survive beyond gestational day 15.5. Prior to gestational day 15.5, beta ARK1-/- embryos display pronounced hypoplasia of the ventricular myocardium essentially identical to the "thin myocardium syndrome" observed upon gene inactivation of several transcription factors (RXR alpha, N-myc, TEF-1, WT-1). Lethality in beta ARK1-/- embryos is likely due to heart failure as they exhibit a > 70% decrease in cardiac ejection fraction determined by direct in utero intravital microscopy. These results along with the virtual absence of endogenous GRK activity in beta ARK1-/- embryos demonstrate that beta ARK1 appears to be the predominant GRK in early embryogenesis and that it plays a fundamental role in cardiac development.

Retinoid X receptor activation reverses age-related deficiencies in myelin debris phagocytosis and remyelination

The efficiency of central nervous system remyelination declines with age. This is in part due to an age-associated decline in the phagocytic removal of myelin debris, which contains inhibitors of oligodendrocyte progenitor cell differentiation. In this study, we show that expression of genes involved in the retinoid X receptor pathway are decreased with ageing in both myelin-phagocytosing human monocytes and mouse macrophages using a combination of in vivo and in vitro approaches. Disruption of retinoid X receptor function in young macrophages, using the antagonist HX531, mimics ageing by reducing myelin debris uptake. Macrophage-specific RXRα (Rxra) knockout mice revealed that loss of function in young mice caused delayed myelin debris uptake and slowed remyelination after experimentally-induced demyelination. Alternatively, retinoid X receptor agonists partially restored myelin debris phagocytosis in aged macrophages. The agonist bexarotene, when used in concentrations achievable in human subjects, caused a reversion of the gene expression profile in multiple sclerosis patient monocytes to a more youthful profile and enhanced myelin debris phagocytosis by patient cells. These results reveal the retinoid X receptor pathway as a positive regulator of myelin debris clearance and a key player in the age-related decline in remyelination that may be targeted by available or newly-developed therapeutics.

Levels and biological effects of selected EDC's in the portuguese coast

Os compostos orgânicos de estanho (OTs), de entre os quais se destaca o tributilestanho (TBT), encontram-se amplamente dispersos no meio aquático devido à sua intensa utilização como agente biocida em tintas antivegetativas. Estudos anteriores sobre a poluição por organoestanhos em Portugal demonstraram que estes compostos se encontram presentes não só na linha de costa mas também em zonas da plataforma, sendo as zonas portuárias (onde se incluem portos comerciais, portos de pesca, marinas e estaleiros navais) os principais focos de poluição. A presente tese tem como objectivo investigar o estado actual da poluição por organoestanhos na costa Portuguesa confirmando se os padrões espaciais acima descritos se mantêm, por meio da quantificação de diversos OTs, nomeadamente, butilestanhos, fenilestanhos e octilestanhos. Assim, os níveis destes compostos foram avaliados em populações de Mytilus galloprovincialis e Nassarius reticulatus ao longo da costa continental Portuguesa, com particular incidência na Ria de Aveiro onde se quantificaram os níveis de OTs em mexilhões, gastrópodes e sedimentos, recolhidos numa malha de amostragem mais densa. A distribuição espacial dos organoestanhos foi determinada utilizando o bivalve M. galloprovincialis como espécie bioindicadora. Os níveis totais de estanho (SnT) foram quantificados nos tecidos do mexilhão e relacionados com os níveis totais de OTs nos mesmos tecidos, incluindo monobutilestanho (MBT), dibutilestanho (DBT), tributilestanho (TBT), difenilestanho (DPhT), trifenilestanho (TPhT), monoctilestanho (MOcT) e dioctilestanho (DOct). A contribuição dos OTs para os valores de estanho total (SnT) foi superior nas estações de amostragem localizadas no interior de portos onde atingiram proporções próximas dos 50%. De entre estes, os butilestanhos (BuTs=MBT+DBT+TBT) contribuíram em média com 98.6% para o valor total de OTs, tendo sido detectados em todas as amostras analisadas. Os valores mais elevados foram registados no interior ou na proximidade de portos, corroborando a ideia anterior de que constituem importantes focos de poluição. A variação das concentrações de TBT no mexilhão situou-se entre os 0,9 e 720 ng Sn.g-1 de peso seco (ps). Estes valores são, em 69% das estações amostradas, superiores ao valor do proposto pela OSPAR (4,9 ng TBT-Sn.g-1 ps) para tecidos de mexilhão o que sugere a forte probabilidade de ocorrência de efeitos adversos sobre os ecossistemas. Os níveis de OTs foram também quantificados em tecidos de N. reticulatus recolhidos ao longo da costa em 2008 Os butilestanhos representaram a maioria dos compostos organoestânicos quantificados e os níveis mais elevados foram novamente detectados no interior ou nas imediações de portos. Os valores de TBT nos tecidos deste gastrópode variaram entre 3,5 e 380 ng Sn.g-1 ps, representando uma percentagem média de 50,4% do total de butilestanhos. Simultaneamente, os níveis de imposex foram também avaliados e relacionados com os valores deste composto nos tecidos. As distribuições espaciais de imposex e de TBT seguiram a mesma tendência, sendo que em todos os locais amostrados foram encontradas fêmeas afectadas. Os valores de VDSI (índice da sequência do vaso deferente) variaram entre 0,2 e 4,4. Em 91% dos locais os valores de VDSI foram superiores a 0,3 (definido pela OSPAR como o valor de VDSI em N. reticulatus acima do qual o objectivo de qualidade ecológica não é atingido), confirmando a suspeição da existência de efeitos adversos nos ecossistemas. Em todos os compartimentos analisados na Ria de Aveiro, os butilestanhos foram os principais contribuintes para estanho orgânico total. A utilização do imposex em N. reticulatus como biomarcador da poluição por TBT permitiu determinar um gradiente decrescente desde o interior da Ria (onde se situa a zona portuária) até zonas costeiras adjacentes. O mesmo gradiente foi observado relativamente às concentrações de TBT em tecidos de mexilhão. Para os sedimentos, as concentrações de TBT são bastante variáveis com valores entre 2,7 e 1780 ng Sn.g-1 ps encontrando-se significativamente correlacionadas com o conteúdo em matéria orgânica da amostra. Em todas as amostras analisadas os níveis de TBT são elevados e superiores ao valor inferior (provisório) de EAC (critério de avaliação ambiental) proposto pela OSPAR (0,004 ng TBT-Sn.g-1 ps). A análise da evolução temporal da poluição por TBT ao longo da costa foi concretizada por meio da comparação entre níveis de organoestanhos em N. reticulatus em amostras de 2008 e 2003 e também através da comparação dos níveis de imposex registados em campanhas realizadas naqueles dois anos. Os resultados obtidos indicam a ocorrência de reduções significativas nas concentrações de TBT, DBT e MBT, assim como uma diminuição significativa nos valores de VDSI entre 2003 e 2008. Os resultados obtidos sugerem que a redução verificada se deve à implementação do Regulamento 782/2003 da Comunidade Europeia, que tem por objectivo a erradicação das descargas e emissões de TBT para o ambiente a partir dos sistemas antivegetativos A diminuição da poluição por TBT ao longo dos últimos anos foi acompanhada por um aumento no número de fêmeas com um vaso deferente, mas sem pénis (imposex do tipo b): 3,5% em 2000, 11% em 2003 e 24% em 2008. Um aumento no número de locais onde se registou o fenómeno também é evidente: dois em 2000, sete em 2003 e treze em 2008. A proporção de fêmeas b no estádio 1 de VDS apresentou igual tendência com aumento de 38% em 2000 para 65% em 2008. O aumento no número de fêmeas com esta via parece estar associado à diminuição da poluição por TBT. Face à esperada diminuição da presença do composto no meio ambiente, devido à sua proibição, o aumento de fêmeas com imposex do tipo b é previsível. A ocorrência de compostos xenoestrogénicos no ambiente aquático foi também estudada e os níveis de estrona (E1), 17α-e 17β-estradiol (E2), 17α- etinilestradiol (EE2), bisfenol-A (BPA) e nonilfenol (NP) foram quantificados em efluentes de estações de tratamento de águas residuais (ETARs) localizadas na região de Aveiro, bem como no efluente final descarregado no Oceano Atlântico, através de um emissário submarino (S. Jacinto), sendo amostras recolhidas na entrada da Ria e ao largo usadas como referência. Os níveis de hormonas esteróides e compostos fenólicos registados nos locais de referência são baixos. De entre as hormonas esteróides os níveis mais elevados foram registados para a estrona, com valores máximos de 85.3 ng.L- 1 . Os níveis mais elevados de compostos fenólicos foram detectados em efluentes industriais (máximos de NP e BPA de 2410 ng.L-1 e 897 ng.L-1 , respectivamente). Os resultados obtidos sugerem que os níveis de compostos xenoestrogénicos em locais de referência são baixos e não parecerem acarretar risco ecológico, no entanto o mesmo não será verdadeiro para as imediações do emissário de S. Jacinto que liberta efluentes com concentrações muito elevadas de E1, NP e BPA. Foram realizadas experiências laboratoriais de forma a elucidar o papel do receptor retinóico X (RXR) no mecanismo de indução de imposex (presentemente o mecanismo que demonstra maior promessa na explicação do desencadear deste fenómeno). Fêmeas de Nucella lapillus e N. reticulatus foram injectadas com TBT em etanol ou com ácido 9-cis- retinóico em FBS (soro fetal bovino) tendo-se procedido à sua observação nos 30 dias subsequentes. Tanto o TBT como o 9CRA induziram o desenvolvimento de imposex em N. lapillus e N. reticulatus. Aumentos significativos nos valores de VDSI e FPL entre o controlo de etanol e o tratamento de TBT e o controlo de FBS e o tratamento de 9CRA foram registados. Os resultados obtidos fornecem novas provas do envolvimento da via de sinalização associada ao RXR no desenvolvimento de imposex em ambas as espécies.

Nucella lapillus: imposex transcriptome analysis and phenotypic plasticity

O conhecimento de mecanismos de genómica funcional tem sido maioritariamente adquirido pela utilização de organismos modelo que são mantidos em condições laboratoriais. Contudo, estes organismos não reflectem as respostas a alterações ambientais. Por outro lado, várias espécies, ecologicamente bem estudadas, reflectem bem as interacções entre genes e ambiente mas que, das quais não existem recursos genéticos disponíveis. O imposex, caracterizado pela superimposição de caracteres sexuais masculinos em fêmeas, é induzido pelo tributilestanho (TBT) e trifenilestanho (TPT) e representa um dos melhores exemplos de disrupção endócrina com causas antropogénicas no ambiente aquático. Com o intuito de elucidar as bases moleculares deste fenómeno, procedeu-se à combinação das metodologias de pirosequenciação (sequenciação 454 da Roche) e microarrays (Agilent 4*180K) de forma a contribuir para um melhor conhecimento desta interacção gene-ambiente no gastrópode Nucella lapillus, uma espécie sentinela para imposex. O trancriptoma de N. lapillus foi sequenciado, reconstruído e anotado e posteriormente utilizado para a produção de um “array” de nucleótidos. Este array foi então utilizado para explorar níveis de expressão génica em resposta à contaminação por TBT. Os resultados obtidos confirmaram as hipóteses anteriormente propostas (esteróidica, neuroendócrina, retinóica) e adicionalmente revelou a existência de potenciais novos mecanismos envolvidos no fenómeno imposex. Evidência para alvos moleculares de disrupção endócrina não relacionados com funções reprodutoras, tais como, sistema imunitário, apoptose e supressores de tumores, foram identificados. Apesar disso, tendo em conta a forte componente reprodutiva do imposex, esta componente funcional foi a mais explorada. Assim, factores de transcrição e receptores nucleares lipofílicos, funções mitocondriais e actividade de transporte celular envolvidos na diferenciação de géneros estão na base de potenciais novos mecanismos associados ao imposex em N. lapillus. Em particular, foi identificado como estando sobre-expresso, um possível homólogo do receptor nuclear “peroxisome proliferator-activated receptor gamma” (PPARγ), cuja função na indução de imposex foi confirmada experimentalmente in vivo após injecção dos animais com Rosiglitazone, um conhecido ligando de PPARγ em vertebrados. De uma forma geral, os resultados obtidos mostram que o fenómeno imposex é um mecanismo complexo, que possivelmente envolve a cascata de sinalização envolvendo o receptor retinoid X (RXR):PPARγ “heterodimer” que, até à data não foi descrito em invertebrados. Adicionalmente, os resultados obtidos apontam para alguma conservação de mecanismos de acção envolvidos na disrupção endócrina em invertebrados e vertebrados. Finalmente, a informação molecular produzida e as ferramentas moleculares desenvolvidas contribuem de forma significativa para um melhor conhecimento do fenómeno imposex e constituem importantes recursos para a continuação da investigação deste fenómeno e, adicionalmente, poderão vir a ser aplicadas no estudo de outras respostas a alterações ambientais usando N. lapillus como organismo modelo. Neste sentido, N. lapillus foi também utilizada para explorar a adaptação na morfologia da concha em resposta a alterações naturais induzidas por acção das ondas e pelo risco de predação por caranguejos. O contributo da componente genética, plástica e da sua interacção para a expressão fenotípica é crucial para compreender a evolução de caracteres adaptativos a ambientes heterogéneos. A contribuição destes factores na morfologia da concha de N. lapillus foi explorada recorrendo a transplantes recíprocos e experiências laboratoriais em ambiente comum (com e sem influência de predação) e complementada com análises genéticas, utilizando juvenis provenientes de locais representativos de costas expostas e abrigadas da acção das ondas. As populações estudadas são diferentes geneticamente mas possuem o mesmo cariótipo. Adicionalmente, análises morfométricas revelaram plasticidade da morfologia da concha em ambas as direcções dos transplantes recíprocos e também a retenção parcial, em ambiente comum, da forma da concha nos indivíduos da F2, indicando uma correlação positiva (co-gradiente) entre heritabilidade e plasticidade. A presença de estímulos de predação por caranguejos estimulou a produção de conchas com labros mais grossos, de forma mais evidente em animais recolhidos de costas expostas e também provocou alterações na forma da concha em animais desta proveniência. Estes dados sugerem contra-gradiente em alterações provocadas por predação na morfologia da concha, na produção de labros mais grossos e em níveis de crescimento. O estudo das interacções gene-ambiente descritas acima demonstram a actual possibilidade de produzir recursos e conhecimento genómico numa espécie bem caracterizada ecologicamente mas com limitada informação genómica. Estes recursos permitem um maior conhecimento biológico desta espécie e abrirão novas oportunidades de investigação, que até aqui seriam impossíveis de abordar.

Peroxisome proliferator-activated receptor structures: ligand specificity, molecular switch and interactions with regulators.

Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) compose a family of nuclear receptors that mediate the effects of lipidic ligands at the transcriptional level. In this review, we highlight advances in the understanding of the PPAR ligand binding domain (LBD) structure at the atomic level. The overall structure of PPARs LBD is described, and important protein ligand interactions are presented. Structure-activity relationships between isotypes structures and ligand specificity are addressed. It is shown that the numerous experimental three-dimensional structures available, together with in silico simulations, help understanding the role played by the activating function-2 (AF-2) in PPARs activation and its underlying molecular mechanism. The relation between the PPARs constitutive activity and the intrinsic stability of the active conformation is discussed. Finally, the interactions of PPARs LBD with co-activators or co-repressors, as well as with the retinoid X receptor (RXR) are described and considered in relation to PPARs activation.