The Caenorhabditis elegans hif-1 gene encodes a bHLH-PAS protein that is required for adaptation to hypoxia

Hypoxia-inducible factor, a heterodimeric transcription complex, regulates cellular and systemic responses to low oxygen levels (hypoxia) during normal mammalian development or tumor progression. Here, we present evidence that a similar complex mediates response to hypoxia in Caenorhabditis elegans. This complex consists of HIF-1 and AHA-1, which are encoded by C. elegans homologs of the hypoxia-inducible factor (HIF) α and β subunits, respectively. hif-1 mutants exhibit no severe defects under standard laboratory conditions, but they are unable to adapt to hypoxia. Although wild-type animals can survive and reproduce in 1% oxygen, the majority of hif-1-defective animals die in these conditions. We show that the expression of an HIF-1:green fluorescent protein fusion protein is induced by hypoxia and is subsequently reduced upon reoxygenation. Both hif-1 and aha-1 are expressed in most cell types, and the gene products can be coimmunoprecipitated. We conclude that the mechanisms of hypoxia signaling are likely conserved among metazoans. Additionally, we find that nuclear localization of AHA-1 is disrupted in an hif-1 mutant. This finding suggests that heterodimerization may be a prerequisite for efficient nuclear translocation of AHA-1.

Molecular evolution of two vertebrate aryl hydrocarbon (dioxin) receptors (AHR1 and AHR2) and the PAS family

The aryl hydrocarbon receptor (AHR) is a ligand-activated transcription factor through which halogenated aromatic hydrocarbons such as 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) cause altered gene expression and toxicity. The AHR belongs to the basic helix–loop–helix/Per-ARNT-Sim (bHLH-PAS) family of transcriptional regulatory proteins, whose members play key roles in development, circadian rhythmicity, and environmental homeostasis; however, the normal cellular function of the AHR is not yet known. As part of a phylogenetic approach to understanding the function and evolutionary origin of the AHR, we sequenced the PAS homology domain of AHRs from several species of early vertebrates and performed phylogenetic analyses of these AHR amino acid sequences in relation to mammalian AHRs and 24 other members of the PAS family. AHR sequences were identified in a teleost (the killifish Fundulus heteroclitus), two elasmobranch species (the skate Raja erinacea and the dogfish Mustelus canis), and a jawless fish (the lamprey Petromyzon marinus). Two putative AHR genes, designated AHR1 and AHR2, were found both in Fundulus and Mustelus. Phylogenetic analyses indicate that the AHR2 genes in these two species are orthologous, suggesting that an AHR gene duplication occurred early in vertebrate evolution and that multiple AHR genes may be present in other vertebrates. Database searches and phylogenetic analyses identified four putative PAS proteins in the nematode Caenorhabditis elegans, including possible AHR and ARNT homologs. Phylogenetic analysis of the PAS gene family reveals distinct clades containing both invertebrate and vertebrate PAS family members; the latter include paralogous sequences that we propose have arisen by gene duplication early in vertebrate evolution. Overall, our analyses indicate that the AHR is a phylogenetically ancient protein present in all living vertebrate groups (with a possible invertebrate homolog), thus providing an evolutionary perspective to the study of dioxin toxicity and AHR function.

Molecular Evolution of Metazoan Hypoxia-inducing Factors

Most metazoans rely on aerobic energy production, which is dependent on adequate oxygen supply. In the case of reduced oxygen supply (hypoxia), the most profound changes in gene expression are mediated by transcription factors named hypoxia-inducible factors (HIF alpha). These proteins are post-translationally regulated by prolyl-4-hydroxylase (PHD) enzymes that are direct “sensors” of cellular oxygen levels. This thesis examines the molecular evolution of metazoan HIF systems. In early metazoans the HIF system emerged from pre-existing PHD oxygen sensors and early bHLH-PAS transcription factors. In invertebrates our analysis revealed an unexpected diversity of PHD genes and HIF alpha sequence characteristics. An early branching vertebrate, the epaulette shark (Hemiscyllium ocellatum) was chosen for sequencing and hypoxia preconditioning studies of HIF alpha and PHD genes. As no quantitative PCR reference genes were available, this thesis includes the first study of reference genes in cartilaginous fish species. Applying multiple statistical analysis we also discoveredthat commonly used reference gene software may perform poorly with some data sets. Novel reference genes allowed accurate measurements of the mRNAlevels of the studied target genes. Cartilaginous fishes have three genomic duplicates of both HIF alpha and PHD genes like mammals and teleost fishes. Combining functional divergence and selection analyses it was possible to describe how sequence changes in both HIF alpha and PHD duplicates may have contributed to the differential oxygen sensitivityof HIF alphas. Additionally, novel teleost HIF-1 alpha sequences were produced and used to reveal the molecular evolution of HIF-1 alpha in this lineage rich with hypoxia tolerant species.

Impact de l'haploinsuffisance du gène Sim1 sur le développement et la fonction du noyau paraventriculaire de l'hypothalamus

L’obésité provient d’un déséquilibre de l’homéostasie énergétique, c’est-à-dire une augmentation des apports caloriques et/ou une diminution des dépenses énergétiques. Plusieurs données, autant anatomiques que physiologiques, démontrent que l’hypothalamus est un régulateur critique de l’appétit et des dépenses énergétiques. En particulier, le noyau paraventriculaire (noyau PV) de l’hypothalamus intègre plusieurs signaux provenant du système nerveux central (SNC) et/ou de la périphérie, afin de contrôler l’homéostasie énergétique via des projections axonales sur les neurones pré-ganglionnaires du système autonome situé dans le troc cérébral et la moelle épinière. Plusieurs facteurs de transcription, impliqués dans le développement du noyau PV, ont été identifiés. Le facteur de transcription SIM1, qui est produit par virtuellement tous les neurones du noyau PV, est requis pour le développement du noyau PV. En effet, lors d’une étude antérieure, nous avons montré que le noyau PV ne se développe pas chez les souris homozygotes pour un allèle nul de Sim1. Ces souris meurent à la naissance, probablement à cause des anomalies du noyau PV. Par contre, les souris hétérozygotes survivent, mais développent une obésité précoce. De façon intéressante, le noyau PV des souris Sim1+/- est hypodéveloppé, contenant 24% moins de cellules. Ces données suggèrent fortement que ces anomalies du développement pourraient perturber le fonctionnement du noyau PV et contribuer au développement du phénotype d’obésité. Dans ce contexte, nous avons entrepris des travaux expérimentaux ayant pour but d’étudier l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur : 1) le développement du noyau PV et de ses projections neuronales efférentes; 2) l’homéostasie énergétique; et 3) les voies neuronales physiologiques contrôlant l’homéostasie énergétique chez les souris Sim1+/-. A cette fin, nous avons utilisé : 1) des injections stéréotaxiques combinées à des techniques d’immunohistochimie afin de déterminer l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur le développement du noyau PV et de ses projections neuronales efférentes; 2) le paradigme des apports caloriques pairés, afin de déterminer l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur l’homéostasie énergétique; et 3) une approche pharmacologique, c’est-à-dire l’administration intra- cérébroventriculaire (i.c.v.) et/ou intra-péritonéale (i.p.) de peptides anorexigènes, la mélanotane II (MTII), la leptine et la cholécystokinine (CCK), afin de déterminer l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur les voies neuronales contrôlant l’homéostasie énergétique. Dans un premier temps, nous avons constaté une diminution de 61% et de 65% de l’expression de l’ARN messager (ARNm) de l’ocytocine (Ot) et de l’arginine-vasopressine (Vp), respectivement, chez les embryons Sim1+/- de 18.5 jours (E18.5). De plus, le nombre de cellules produisant l’OT et la VP est apparu diminué de 84% et 41%, respectivement, chez les souris Sim1+/- adultes. L’analyse du marquage axonal rétrograde des efférences du noyau PV vers le tronc cérébral, en particulier ses projections sur le noyau tractus solitaire (NTS) aussi que le noyau dorsal moteur du nerf vague (X) (DMV), a permis de démontrer une diminution de 74% de ces efférences. Cependant, la composition moléculaire de ces projections neuronales reste inconnue. Nos résultats indiquent que l’haploinsuffisance de Sim1 : i) perturbe spécifiquement le développement des cellules produisant l’OT et la VP; et ii) abolit le développement d’une portion importante des projections du noyau PV sur le tronc cérébral, et notamment ses projections sur le NTS et le DMV. Ces observations soulèvent donc la possibilité que ces anomalies du développement du noyau PV contribuent au phénotype d’hyperphagie des souris Sim1+/-. En second lieu, nous avons observé que la croissance pondérale des souris Sim1+/- et des souris Sim1+/+ n’était pas significativement différente lorsque la quantité de calories présentée aux souris Sim1+/- était la même que celle consommée par les souris Sim1+/+. De plus, l’analyse qualitative et quantitative des tissus adipeux blancs et des tissus adipeux bruns n’a démontré aucune différence significative en ce qui a trait à la taille et à la masse de ces tissus chez les deux groupes. Finalement, au terme de ces expériences, les souris Sim1+/--pairées n’étaient pas différentes des souris Sim1+/+ en ce qui a trait à leur insulinémie et leur contenu en triglycérides du foie et des masses adipeuses, alors que tous ces paramètres étaient augmentés chez les souris Sim1+/- nourries ad libitum. Ces résultats laissent croire que l’hyperphagie, et non une diminution des dépenses énergétiques, est la cause principale de l’obésité des souris Sim1+/-. Par conséquent, ces résultats suggèrent que : i) l’haploinsuffisance de Sim1 est associée à une augmentation de l’apport calorique sans toutefois moduler les dépenses énergétiques; ii) l’existence d’au moins deux voies neuronales issues du noyau PV : l’une qui régule la prise alimentaire et l’autre la thermogénèse; et iii) l’haploinsuffisance de Sim1 affecte spécifiquement la voie neuronale qui régule la prise alimentaire. En dernier lieu, nous avons montré que l’injection de MTII, de leptine ainsi que de CCK induit une diminution significative de la consommation calorique des souris des deux génotypes, Sim1+/+ et Sim1+/-. De fait, la consommation calorique cumulative des souris Sim1+/- et Sim1+/+ est diminuée de 37% et de 51%, respectivement, durant les 4 heures suivant l’administration i.p. de MTII comparativement à l’administration d’une solution saline. Lors de l’administration i.c.v. de la leptine, la consommation calorique cumulative des souris Sim1+/- et Sim1+/+ est diminuée de 47% et de 32%, respectivement. Finalement, l’injection i.p. de CCK diminue la consommation calorique des souris Sim1+/- et Sim1+/+ de 52% et de 36%, respectivement. L’ensemble des résultats suggère ici que l’haploinsuffisance de Sim1 diminue l’activité de certaines voies neuronales régulant l’homéostasie énergétique, et particulièrement de celles qui contrôlent la prise alimentaire. En résumé, ces travaux ont montré que l’haploinsuffisance de Sim1 affecte plusieurs processus du développement au sein du noyau PV. Ces anomalies du développement peuvent conduire à des dysfonctions de certains processus physiologiques distincts régulés par le noyau PV, et notamment de la prise alimentaire, et contribuer ainsi au phénotype d’obésité. Les souris hétérozygotes pour le gène Sim1 représentent donc un modèle animal unique, où l’hyperphagie, et non les dépenses énergétiques, est la principale cause de l’obésité. En conséquence, ces souris pourraient représenter un modèle expérimental intéressant pour l’étude des mécanismes cellulaires et moléculaires en contrôle de la prise alimentaire.

Targeted mutation of the murine arylhydrocarbon receptor nuclear translocator 2 (Arnt2) gene reveals partial redundancy with Arnt

The ubiquitously expressed basic helix–loop–helix (bHLH)-PAS protein ARNT (arylhydrocarbon receptor nuclear transporter) forms transcriptionally active heterodimers with a variety of other bHLH-PAS proteins, including HIF-1α (hypoxia-inducible factor-1α) and AHR (arylhydrocarbon receptor). These complexes regulate gene expression in response to hypoxia and xenobiotics, respectively, and mutation of the murine Arnt locus results in embryonic death by day 10.5 associated with placental, vascular, and hematopoietic defects. The closely related protein ARNT2 is highly expressed in the central nervous system and kidney and also forms complexes with HIF-1α and AHR. To assess unique roles for ARNT2 in development, and reveal potential functional overlap with ARNT, we generated a targeted null mutation of the murine Arnt2 locus. Arnt2−/− embryos die perinatally and exhibit impaired hypothalamic development, phenotypes previously observed for a targeted mutation in the murine bHLH-PAS gene Sim1 (Single-minded 1), and consistent with the recent proposal that ARNT2 and SIM1 form an essential heterodimer in vivo [Michaud, J. L., DeRossi, C., May, N. R., Holdener, B. C. & Fan, C. (2000) Mech. Dev. 90, 253–261]. In addition, cultured Arnt2−/− neurons display decreased hypoxic induction of HIF-1 target genes, demonstrating formally that ARNT2/HIF-1α complexes regulate oxygen-responsive genes. Finally, a strong genetic interaction between Arnt and Arnt2 mutations was observed, indicating that either gene can fulfill essential functions in a dose-dependent manner before embryonic day 8.5. These results demonstrate that Arnt and Arnt2 have both unique and overlapping essential functions in embryonic development.

Rôle de Sim1 et Sim2 dans la guidance des axones du corps mammillaire

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

Sim1 function in the developing and adult brain

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

Rôle de Sim1 et Sim2 dans la guidance des axones du corps mammillaire

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

Sim1 function in the developing and adult brain

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

Prevalência de Streptococcus pyogenes em orofaringe de crianças que freqüentam creches: estudo comparativo entre diferentes regiões do país

Trinta por cento das faringotonsilites agudas são de etiologia estreptocócica com potencial de complicações como a glomerulonefrite difusa aguda e febre reumática. Crianças de creches apresentam maior incidência destas infecções. OBJETIVO: Identificar e comparar a prevalência do Streptococcus pyogenes na orofaringe entre crianças que freqüentam creches e crianças não-institucionalizadas, em duas regiões do Brasil. CASUÍSTICA E MÉTODO: Estudo prospectivo com 200 crianças, provenientes da cidade de Porto Velho/RO e São Paulo/SP, em quatro grupos, freqüentadoras ou não de creches. Realizou-se swab de orofaringe e cultura para identificação do Streptococcus pyogenes. RESULTADOS: Prevalência de 8% e 2% entre as crianças de São Paulo que atendem a creches e do grupo controle, respectivamente, apresentando valor estatístico (p=0,02). Prevalência de 24% e 16% nos grupos de Porto Velho/RO que freqüentam creche e controle respectivamente, não caracterizando diferença estatisticamente significante (p=0,18). Observou-se diferença estatisticamente significante entre os grupos creche e controle de São Paulo/SP aos seus correspondentes de Porto Velho/RO (p < 0,01). CONCLUSÃO: Os resultados deste estudo nos permitem sugerir que freqüência em creches representa um fator de risco para a colonização de orofaringe pelo Streptococcus pyogenes, fato observado em populações distintas, porém com significância estatística em apenas uma das duas amostras.

“Portugal, país de brandos costumes”?

Será? Um pouco da sua história e já no Séc. XX. Vamos, por momentos, esquecer as milhares de guerras que tivemos antes, a tortura pública ou a inquisição ou até alguns massacres e genocídios que fizemos aquando das chamadas descobertas. Em alguns casos, pois os portugueses foram bem mais brandos do que outros “descobridores”, é certo, misturando-se inclusive com os nativos. Os Portugueses, “esse Povo de brandos costumes…”. Abstract: Will be? A little of its history and in the century. XX. Let's for a moment forget the thousands of wars we had before, public torture or inquisition or even some massacres and genocides we did during the calls findings. In some cases, because the Portuguese were far more lenient than others "discoverers", of course, including blending with the natives. The Portuguese, "People of this mild manners ...".

O efeito país sobre o desempenho da firma: uma abordagem multinível

Este trabalho analisou a influência do país sobre o desempenho das firmas. A análise empírica tomou por base uma amostra de 83.641 observações de 10.927 firmas em 37 países e 224 indústrias, em um período de 10 anos. Um modelo linear hierárquico de três níveis com classificação cruzada permitiu identificar que a importância relativa dos efeitos país, indústria e interação indústria-país é semelhante e, em conjunto, aproximadamente da mesma magnitude do efeito firma. Além de estimar a importância do efeito país, o trabalho analisou a infl uência individual de cada país sobre o desempenho das fi rmas, o que permitiu a elaboração de um ranking de países com base na lucratividade das fi rmas.

Da letargia ao realento: notas sobre o ensino de graduação em administração pública no Brasil no entremeio da crise do Estado e da redemocratização no país (1983-94)

Considerando o entremeio da crise do Estado e da redemocratização no Brasil, este artigo volta-se para uma descrição e análise dos fatos e circunstâncias que marcaram o ensino de graduação em administração pública no Brasil no período 1983-94, considerado pelos autores como um dos ciclos (ou estágios de construção) desta formação acadêmica. Metodologicamente, o artigo faz a revisão bibliográfica daquelas obras que abordam direta e indiretamente o tema, incluindo a revisita de suas fontes; analisa as leis e pareceres existentes sobre o ensino de graduação em administração pública nesse intervalo de tempo, bem como utiliza-se de algumas entrevistas semiestruturadas com acadêmicos que vivenciaram tal período. No que se refere aos resultados, observa-se que o período 1983-94, diferentemente do 1ºciclo (1952-65) e do 2ºciclo (1966-82), quando a formação acadêmica em administração pública tinha uma identidade - aderente à concepção (e ao projeto) de Estado e aos contornos (e à produção) do campo do saber da administração pública -, tendo na Ebap/FGV um case modelar, foi um estágio de construção problemático, refletindo a crise do Estado dos anos 1980 e, igualmente, a crise (ou descontinuidade) paradigmática do campo do saber em administração pública no Brasil em tal época.

Salvar o país: o repertório nacional no FATAL de 2006 a 2010

Reflexão sobre o teatro universitário em Portugal.