Virus-Wirt-Interaktionen bei Hepatitis-B-Virus-Infektionen: Die Rolle von Gamma2-Adaptin

Mit etwa 350 Millionen chronisch-infizierten Menschen gehört die Hepatitis-B neben der Tuberkulose und AIDS zu den häufigsten Infektionskrankheiten der Welt. Der einzig sichere Schutz vor dem bis zur Leberzirrhose persistierenden Virus bietet eine vorbeugende Impfung. Eine angemessene Therapie chronisch-erkrankter Patienten ist durch die Unkenntnis über viele Bereiche des HBV-Lebenszyklus nur eingeschränkt möglich. Gegenstand dieser Arbeit war vor allem etwas Licht in das Wechselspiel zwischen HBV und der Wirtszelle zu bringen und zelluläre Komponenten und Mechanismen zu identifizieren, die am Sortierungs- und Transportmechanismus viraler Substrukturen zur sogenannten Assembly-Plattform beteiligt sind, um dort die Freisetzung des Virus zu initiieren. Mit der vorliegenden Arbeit habe ich Methoden der Zellbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie und Virologie vereint, um neue Einblicke in den HBV-Lebenszyklus zu gewinnen. Für die Ausschleusung von HBV wird seither der konstitutive Weg der Sekretion angenommen. In Anlehnung an den Mechanismus umhüllter RNA-Viren kann die Hypothese aufgestellt werden, dass das MVB (Multivesicular Body) im Prozess der HBV-Freisetzung beteiligt sein könnte. Die Freisetzung des Hepatitis-B-Virus aus einer infizierten Zelle ist ein streng organisierter Prozess, der sowohl das HBV-Coreprotein als auch die HBV-Hüllproteine zu benötigen scheint. (max. 5.000 Zeichen)Inhaltszusammenfassung in einer weiteren Sprache deutschenglischfranzösischrussischmehrsprachigsonst.Ausgangspunkt der Arbeit war eine spezifische Interaktion des großen HBV-Hüllproteins (L) mit einem neuen Mitglied der Adaptor-Protein-Komplex-Familie (AP-Komplex), dem g2?Adaptin (Hartmann-Stühler und Prange, 2001), das mutmaßlich an endosomalen Sortierungs- und Transportprozessen beteiligt ist. In Analogie zur Funktionsweise von Adaptin-Molekülen wurde vom g2-Adaptin eine Rolle in der Initiation und Steuerung der Sprossung und Freisetzung von HBV vermutet. Die im Rahmen dieser Arbeit erweiterte Charakterisierung der g2/L-Interaktion zeigte zum einen, dass die Ohrdomäne des Adaptins für die Interaktion essentiell ist und zum anderen, dass die Rekrutierung des Adaptins durch das L-Protein zu cis-Golgi-Strukturen innerhalb kleiner Transportvesikel entlang des Nukleus (perinukleär) erfolgt. Erste Ergebnisse dieser Arbeit deuteten bereits an, dass das virale Coreprotein mit demselben Adaptorprotein zu interagieren vermag. Für die g2/Core-Interaktion erwies sich in Folgearbeiten die Kopfregion des g2-Adaptins als die entscheidende Bindungsdomäne (Rost et al., 2006). Sowohl eine funktionelle Inaktivierung des g2-Adaptins durch RNA-Interferenz als auch eine g2-Adaptin- Überexpression störten die Virusmontage in späten Phasen der Morphogenese. Während ein g2-Adaptin-Überschuss die HBV-Produktion indirekt durch die Induktion dysfunktioneller endosomaler Kompartimente blockierte, verhinderte der siRNA-induzierte g2-Adaptin-Verlust die späte Ausschleusung des Virus aus der Zelle. Das Silencing von g2-Adaptin zeigte dabei weder einen Einfluss auf endosomale Strukturen noch auf die Freisetzung subviraler Partikel (Viren ohne Genom). Demzufolge scheinen sich die Mechanismen der Produktion von subviralen und viralen HBV-Partikeln bezüglich ihrer Anforderungen an Zellfunktionen und Transportwegen deutlich voneinander zu unterscheiden. Es konnten erste Hinweise darauf gefunden werden, dass die Virusmontage an endosomalen Kompartimenten (zum Beispiel dem MVB) erfolgen könnte, was durch bereits weitergeführte Untersuchungen bestätigt werden konnte (Lambert et al., J Virol, epub ahead of print). Darüber hinaus ist inzwischen bekannt, dass das Hepatitis-B-Virus für den Zusammenbau und die Freisetzung nicht nur das Adaptor-verwandte g2-Adaptin, sondern auch die endosomale Ubiquitin Ligase Nedd4, wahrscheinlich in Zusammenhang mit Ubiquitin selbst (Rost et al., 2006), benötigt. Eine Untersuchung dieser weiterführenden Aspekte war jedoch nicht mehr Inhalt dieser Arbeit. Insgesamt weisen die Daten darauf hin, dass die Sortierung und der Transport der Substrukturen des Hepatitis-B-Virus durch den MVB-Komplex zu erfolgen scheint. Dabei könnte das g2-Adaptin mit Hilfe einer Reihe von Kofaktoren (wie zum Beispiel Nedd4, Ubiquitin, etc.) eine entscheidende Rolle an der Sortierung und Anbindung des viralen L- und Coreproteins an die Assembly-Plattform spielen. Doch der genaue Mechanismus, welcher große Ähnlichkeit mit dem umhüllter RNA-Viren (wie zum Beispiel HIV-1) aufweist, bleibt noch ungeklärt. Ob weitere zelluläre Kofaktoren an der HBV-Sprossung und Freisetzung beteiligt sind, bleibt ebenfalls unbekannt und bedarf weiterer Untersuchungen.

Funktionsanalyse von Gamma2-Adaptin: ein zellulärer Adaptor der Hepatitis-B-Virus-Morphogenese

Im Replikationszyklus umhüllter Viren entstehen neue Viruspartikel durch die Knospung an Membranen der Wirtszelle. An diesem Prozess sind verschiedene zelluläre Faktoren und Mechanismen beteiligt, speziell die ESCRT-Proteinkomplexe, welche die Vesikelbildung an den MVBs steuern. Auch bei HBV ist davon auszugehen, dass Komponenten der Wirtszelle an der Umhüllung und Freisetzung der Virionen beteiligt sind, allerdings sind diese noch weitgehend unbekannt. Ziel dieser Arbeit war es daher, die zellulären Faktoren genauer zu charakterisieren und ihre Funktion bei der Virusumhüllung aufzuklären. Den Ausgangspunkt für die hier durchgeführten Untersuchungen bildeten vorangegangene Arbeiten, in denen die spezifische Interaktion des L-Hüllproteins von HBV mit g2-Adaptin nachgewiesen werden konnte. Diese ist für die Morphogenese von HBV essentiell, allerdings ist die zelluläre ebenso wie die virusspezifische Funktion von g2-Adaptin bislang unbekannt. Im Rahmen dieser Arbeit sollte daher untersucht werden, wo und wie g2-Adaptin in der Zelle funktionell ist, um daraus Rückschlüsse auf die Vorgänge bei der Morphogenese von HBV ziehen zu können. Die Grundlage für die Charakterisierung von g2-Adaptin bildete seine Ähnlichkeit zu zellulären Clathrin-Adaptorproteinen. So konnte hier gezeigt werden, dass auch g2-Adaptin ein Clathrin-Bindungsmotiv besitzt, welches eine Interaktion mit Clathrin ermöglicht. Außerdem konnte ein Ubiquitin-Interaktions-Motiv (UIM) identifiziert werden, das die Bindung an ubiquitinierte Proteine vermittelt. Diese Beobachtung deutet darauf hin, dass g2-Adaptin zu einer Gruppe monomerer Adaptorproteine zählen könnte, welche als Ubiquitin-Rezeptoren in der Zelle funktionell sind. Die folgenden Analysen zeigten eine weitere Gemeinsamkeit, da auch g2-Adaptin selbst durch Ubiquitin modifiziert wird, wobei die Ubiquitinierung von einem intakten UIM abhängt. Dieser als Coupled Monoubiquitination bezeichnete Prozess wird hierbei durch die Ubiquitin-Ligase Nedd4 vermittelt, die direkt mit g2-Adaptin interagiert. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass die C2-Domäne von Nedd4 ebenfalls mit Ubiquitin modifiziert ist, wodurch der Kontakt zum UIM von g2-Adaptin erfolgt. Die meisten der bislang bekannten Ubiquitin-bindenden Adaptorproteine, spielen bei der Vesikelentstehung an verschiedenen zellulären Membranen eine Rolle, wo sie an der Sortierung der vorwiegend ubiquitinierten Membranproteine beteiligt sind und zelluläre Komponenten rekrutieren, welche die Vesikelabschnürung vermitteln. Die Adaptorproteine sind dabei meist mit der jeweiligen Membran assoziiert, was auch für g2-Adaptin nachgewiesen werden konnte. Diese Membranbindung wird durch den N-terminalen Proteinbereich von g2-Adaptin vermittelt und erfolgt unabhängig von den Ubiquitin-bindenden Eigenschaften und von Nedd4. Allerdings scheint die Ubiquitin-Modifikation von g2-Adaptin ausschließlich in membrangebundener Form zu erfolgen. An welchen Membranen g2-Adaptin lokalisiert ist, wurde in Immunfluoreszenzstudien untersucht, wobei eine enge Assoziation von g2-Adaptin mit späten Endosomen bzw. MVBs zu beobachten war. Bei weiteren Analysen konnte auch ein funktioneller Einfluss auf die Vesikelentstehung an den MVBs nachgewiesen werden, da durch die Depletion von g2-Adaptin stark vergrößerte, defekte MVBs induziert wurden. Dies deutet darauf hin, dass g2-Adaptin als Ubiquitin-Rezeptor an diesen Prozessen beteiligt sein könnte. Ebenso wie andere Adaptorproteine könnte es hier an die Cargo-Proteine binden, diese durch den Kontakt zu Clathrin lokal konzentrieren und die Vesikelabschnürung durch die Rekrutierung der MVB-Maschinerie vermitteln. Möglicherweise stellt g2-Adaptin hierbei den bislang nicht identifizierten Adaptor dar, der die Verbindung zwischen Nedd4 und der MVB-Kaskade herstellt. Eine ähnliche Funktion für g2-Adaptin ist auch bei der Morphogenese von HBV denkbar. Aufgrund der durchgeführten Lokalisationsstudien ist anzunehmen, dass die Umhüllung der HBV-Partikel direkt an den MVBs erfolgt. Vermutlich bindet g2-Adaptin hier an das L-Hüllprotein, wobei es durch die Rekrutierung von Clathrin zu einer lokalen Anreicherung der Hüllproteine kommt. g2-Adaptin interagiert zudem in UIM-abhängiger Weise mit dem Nukleokapsid, wobei der Kontakt direkt erfolgen könnte oder durch die Ubiquitin-Ligase Nedd4 vermittelt wird, welche über eine Late-Domäne ebenfalls mit dem Nukleokapsid verbunden ist. Anscheinend gelangt das Nukleokapsid durch den Einfluss von g2-Adaptin und Nedd4 zum Ort der Virusmorphogenese, wo die eigentliche Umhüllung und die Abschnürung der Viruspartikel erfolgen. Vermutlich sind auch hier Komponenten der MVB-Maschinerie beteiligt, die womöglich durch g2-Adaptin rekrutiert werden.

Die Rolle von gamma2-Adaptin im endo-lysosomalen Proteintransport von Säuger-Zellen

Ziel der Arbeit war es, die physiologische Funktion von 2-Adaptin zu charakterisieren. 2 Adaptin wurde 1998 erstmals von Takatsu et al. und Lewin et al. als mögliches Mitglied der Clathrin-Adapter-Proteinfamilie beschrieben. Seine genaue physiologische Funktion ist aber bis heute noch unklar. Bisherige Ergebnisse deuten darauf hin, das 2-Adaptin unabhängig von den AP-Komplexen wirkt. rnIn der HBV-Morphogenese ist eine spezielle Funktion von 2-Adaptin bekannt, da es dort nach seiner Ubiquitinierung durch Nedd4 als Adapter zwischen dem HBV L- und Core-Protein fungiert und Änderungen in der 2 Konzentration die HBV-Freisetzung blockieren.rn2-Adaptin besitzt neben den für die Clathrin-Adapter Proteine typischen Clathrin-bindenden Eigenschaften auch die Fähigkeit, Ubiquitin über sein UIM zu binden. Darüberhinaus wird 2-Adaptin durch seine Interaktion mit der Ubiquitin-Ligase Nedd4 selbst ubiquitiniert. Damit besitzt 2-Adaptin typische Eigenschaften eines Ubiquitin-Adapters. 2-Adaptin ist an MVBs lokalisiert und Abweichungen in der 2 Konzentration verändern die MVB-Morphologie. Zudem führt die Überexpression von 2-Adaptin zur Blockade der Freisetzung retroviraler VLPs und die 2 Depletion blockiert den lysosomalen Abbau von EGF, einem Substrat des endo-lysosomalen Proteintransports. Dies alles deutet auf eine mögliche Funktion von 2-Adaptin in diesem Transportsystem hin, welche in dieser Arbeit näher untersucht wurde.rnEs konnte gezeigt werden, dass die Depletion von 2-Adaptin den Abbau von endogenen (z.B. EGF, ubiquitinierte Proteine) und exogenen (z.B. das retrovirale MLV.gag-Polyprotein) Substraten des endo-lysosomalen Weges inhibiert, während sie bei 2 Überexpression verstärkt abgebaut werden. Alle bisher identifizierten „Substrate“ von 2 Adaptin, also Proteine, die durch überschüssiges 2-Adaptin abgebaut werden, besitzen eine Verbindung zum endo-lysosomalen System und / oder zur Ubiquitin-Maschinerie der Zelle. Weitere Hinweise auf eine Rolle von 2 Adaptin im MVB-Weg lieferte die Identifikation von Vps28 und Chmp2A als spezifische Interaktionspartner von 2-Adaptin. Über Vps28 erhält -Adaptin direkten Zugang zum ESCRT-I- und über Chmp2A zum ESCRT-III-Komplex. rnZudem konnte neben dem UIM eine PH-Domäne in 2-Adaptin als wichtige funktionelle Domäne identifiziert werden. Sie stellt das Modul für die Interaktion mit Rab7 dar, welche erstmals gezeigt werden konnte. Auch die Interaktion mit Rab7 deutet auf eine Rolle von 2 Adaptin im endo-lysosomalen Transportsystem hin, da Rab7 an späten Endosomen lokalisiert ist und u.a. die Fusion der MVBs mit den Lysosomen vermittelt. Da die Auswirkungen der Rab7-Überexpression und Depletion auf MLV.gag denen der 2 Überexpression bzw. Depletion entsprechen, liegt die Vermutung nahe, dass 2-Adaptin an einem ähnlich späten Schritt im endo-lysosomalen Transportsystem wirkt wie Rab7. Jedoch blockiert überschüssiges 2 Adaptin die ESCRT-abhängige VLP-Ausschleusung an der Plasmamembran und fungiert daher möglicherweise als negativer Regulator der ESCRT-Kaskade. Da die Überexpression von -Adaptin aber gleichzeitig zum vermehrten lysosomalen Abbau führt, ist eine Funktion von 2-Adaptin bei der MVB-Lysosomen-Fusion wenig wahrscheinlich. Einer solchen Funktion widerspricht auch, dass die intrazelluläre Konzentration von Rab7 und Vps28 durch überschüssiges 2-Adaptin reduziert werden. rnAls dritte funktionell wichtige Domäne in 2-Adaptin konnte ein LIR-Motiv identifiziert werden, über welches -Adaptin mit dem Autophagie-Markerprotein LC3 interagieren kann. Die Interaktion mit LC3, und damit die Verbindung zur Autophagie-Machinerie, liefert eine mögliche Erklärung für den vermehrten Abbau bei 2-Überexpression und den Abbau von Proteinen auf der MVB-Oberfläche. Dabei induziert 2-Adaptin nicht die Autophagie per se, sondern scheint als Autophagie-Adapter zu wirken, der seine Substrate, z.B. MVBs, selektiv dem Abbau durch Autophagie zuführt. rnrnEine mögliche Rolle von 2-Adaptin im zum Lysosom hin gerichteten zellulären Transport konnte bestätigt werden, wobei 2-Adaptin dabei verschiedene Funktionen übernimmt: rn als Ubiquitin-Adapter im endo-lysosomalen System, rn als negativer Regulator der ESCRT-Kaskadern und / oder als Autophagie-Adapter.rn

Untersuchungen über Wechselwirkungen zwischen Proteinen der Leber und dem großen Hüllprotein des Hepatitis-B-Virus

Zusammenfassung:Im Infektionszyklus des Hepatitis-B-Virus spielt das große L-Hüllprotein mit seiner einzigartigen PräS1-Domäne eine zentrale Rolle. Es vermittelt die Bindung und Aufnahme in die Leberzelle, die Verpackung der Nukleokapside in die Virushülle, die Regulation der cccDNA-Amplifikation und eine transkriptionelle Aktivierung in der Wirtszelle. Zur Erfüllung seiner vielfältigen Aufgaben benötigt das L-Protein Unterstützung durch Wirtzellfaktoren, von denen einige im Rahmen dieser Untersuchung durch Verwendung von PräS1-Konstrukten als Fängerproteine im Hefe-Zwei-Hybrid-System identifiziert wurden. Mehrere Klone, die im Hefe-Zwei-Hybrid-Test mit dem C-terminalen PräS1-Fängerprotein (Aminosäure 44-108) isoliert worden waren, enthielten Teile der cDNA von gamma2-Adaptin, einem mutmaßlichen Mitglied der Clathrin-Adaptor-Proteine. Diese sind für intrazelluläre Membrantransportprozesse mittels clathrinumhüllter Vesikel verantwortlich. Unter den interagierenden Klonen, die mit dem N-terminalen Konstrukt des L-Proteins (Aminosäure 1-70) isoliert worden waren, befand sich überproportional häufig eine cDNA, die der schweren Kette H4 der Inter-Alpha-Trypsin-Inhibitor-Familie homolog war. H4 besitzt vermutlich bei der 'Akute-Phase-Reaktion', die Entzündungen folgt, und bei der Stabilisierung der extrazellulären Matrix physiologische Bedeutung. Weitere Klone kodierten für die Serinprotease C1r. Diese ist Bestandteil des C1-Komplex, der ersten Komponente des klassischen Komplementsystems. Die Spezifität der Bindung zwischen den positiven Klonen und der PräS1-Domäne wurde in weiteren biochemischen Interaktionstests bestätigt, sodaß H4, C1r und gamma2-Adaptin als Wirtszellfaktoren in der Physiologie des Hepatitis-B-Virus wahrscheinlich eine Rolle spielen.Abstract:Little is known about host cell factors necessary for hepatitis B virus assembly and infectivity. Central to virogenesis is the large L envelope protein that mediates hepatocyte receptor binding, envelopment of viral capsids, regulation of supercoiled DNA amplification and transcriptional transactivation. To assess its multiple functions and host-protein assistance involved, we here initiated a yeast two-hybrid screen using the L-specific preS1 domain as bait to screen a human liver cDNA library for L-interacting proteins. One of the most prominent cDNAs interacting with aminoacid sequence 44-108 of L-protein encodes for gamma2-adaptin, a novel clathrin adaptor-related protein responsible for protein sorting and trafficking. Among the clones interacting with the N-terminal construct of L-protein (aminoacid sequence 1-70), a frequently isolated cDNA corresponds to the gene for inter-alpha-trypsin family heavy chain H4, likely to be involved in acute inflammatory phase response and stabilization of extracellular matrices. Some other interacting clones were found to carry the cDNA for the serine protease C1r, a subunit of the C1 complex which initiates the classical complement cascade. The specificity of the interaction between the positive clones and the preS1 domain was further confirmed in independent biochemical experiments. Taken together, the results suggest a role for H4, C1r and gamma2-adaptin as host-cell factors in L-mediated process of viral biogenesis and/or pathogenesis.

A collagen-like peptide stimulates tyrosine phosphorylation of syk and phospholipase C gamma2 in platelets independent of the integrin alpha2beta1.

Activation of platelets by collagen is mediated through a tyrosine kinase-dependent pathway that is associated with phosphorylation of the Fc receptor gamma chain, the tyrosine kinase syk, and phospholipase C gamma2 (PLC gamma2). We recently described a collagen-related triple-helical peptide (CRP) with the sequence GCP*(GPP*)GCP*G (single letter amino acid code: P* = hydroxyproline; Morton et al, Biochem J306:337, 1995). The cross-linked peptide is a potent stimulus of platelet activation but, unlike collagen, does not support alpha2beta1-mediated, Mg2+-dependent adhesion, suggesting that its action is independent of the integrin alpha2beta1. This finding suggests the existence of a platelet receptor other than alpha2beta1 that underlies activation. In the present study, we show that CRP stimulates tyrosine phosphorylation of the same pattern of proteins in platelets as collagen, including syk and PLC gamma2. Protein tyrosine phosphorylation induced by CRP is not altered in the absence of Mg2+ or the presence of monoclonal antibodies (MoAbs) to the integrin alpha2beta1 (MoAb 6F1 and MoAb 13), conditions that prevent the interaction of collagen with the integrin. In contrast, phosphorylation of syk and PLC gamma2 by collagen is partially reduced by MoAb 6F1 and MoAb 13 or by removal of Mg2+. This may reflect a direct role of alpha2beta1 in collagen-induced signaling events or an indirect role in which the integrin facilitates the binding of collagen to its signaling receptor. The results show an alpha2beta1-independent pathway of platelet activation by CRP that involves phosphorylation of syk and PLC gamma2. This pathway appears to contribute to platelet activation by collagen.

Role of genetic polymorphism peroxisome proliferator-activated receptor-gamma2 Pro12Ala on ethnic susceptibility to diabetes in South-Asian and Caucasian subjects: Evidence for heterogeneity

OBJECTIVE: To determine whether the peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)-gamma Pro12ala polymorphism modulates susceptibility to diabetes in South Asians. RESEARCH DESIGN AND METHODS: South Asians (n = 697) and Caucasians (n = 457) living in Dallas/Forth Worth, Texas, and South Asians living in Chennai, India (n = 1,619), were enrolled for this study. PPAR-gamma Pro12Ala was determined using restriction fragment-length polymorphism. Insulin responsiveness to an oral glucose tolerance test (OGTT) was measured in nondiabetic subjects. RESULTS: The Caucasian diabetic subjects had significantly lower prevalence of PPAR-gamma 12Ala when compared with the Caucasian nondiabetic subjects (20 vs. 9%, P = 0.006). However, there were no significant differences between diabetic and nondiabetic subjects with reference to the Pro12Ala polymorphism among the South Asians living in Dallas (20 vs. 23%) and in India (19 vs. 19.3%). Although Caucasians carrying PPAR-gamma Pro12Ala had lower plasma insulin levels at 2 h of OGTT than the wild-type (Pro/Pro) carriers (76 +/- 68 and 54 +/- 33 microU/ml, respectively, P = 0.01), no differences in either fasting or 2-h plasma insulin concentrations were found between South Asians carrying the PPAR-gamma Pro12Ala polymorphism and those with the wild-type genotype at either Chennai or Dallas. CONCLUSIONS: Although further replication studies are necessary to test the validity of the described genotype-phenotype relationship, our study supports the hypothesis that the PPAR-gamma Pro12Ala polymorphism is protective against diabetes in Caucasians but not in South Asians.

Identification of a gene encoding adaptin-like protein in the Paracoccidioides brasiliensis genome by random amplified polymorphic DNA analysis

Paracoccidioides brasiliensis isolates are not homogeneous in their patterns of pathogenicity in animals and adhesion to epithelial cells. During this investigation, genotypic differences were observed between two samples of P. brasiliensis strain 18 yeast phase (Pbl 8) previously cultured many times, one taken before (Pb18a) and the other after (Pb18b) animal inoculation. Random amplified polymorphic DNA analysis using the primer OPJ4 distinguished Pb18b from Pbl Ba by one 308 bp DNA fragment, which after cloning and sequencing was shown to encode a polypeptide sequence homologous to the protein beta-adaptin. It is suggested, by comparison to other micro-organisms, that this protein might play an important role in the virulence of P. brasiliensis. This result demonstrates the influence of in vitro subculturing on the genotype of this organism.

Mutant GABA(A) receptor gamma 2-subunit in childhood absence epilepsy and febrile seizures

Epilepsies affect at least 2% of the population at some time in life, and many forms have genetic determinants(1,2). We have found a mutation in a gene encoding a GABA, receptor subunit in a large family with epilepsy. The two main phenotypes were childhood absence epilepsy (CAE) and febrile seizures (FS), There is a recognized genetic: relationship between FS and CAE, yet the two syndromes have different ages of onset, and the physiology of absences and convulsions is distinct. This suggests the mutation has age-dependent effects on different neuronal networks that influence the expression of these clinically distinct, but genetically related, epilepsy phenotypes. We found that the mutation in GABRG2 (encoding the gamma2-subunit) abolished in vitro sensitivity to diazepam, raising the possibility that endozepines do in fact exist and have a physiological role in preventing seizures.

Truncation of the GABA(A)-receptor gamma 2 subunit in a family with generalized epilepsy with febrile seizures plus

Recent findings from studies of two families have shown that mutations in the GABA(A)-receptor gamma2 subunit are associated with generalized epilepsies and febrile seizures. Here we describe a family that has generalized epilepsy with febrile seizures plus (GEFS(+)), including an individual with severe myoclonic epilepsy of infancy, in whom a third GABA(A)-receptor gamma2-subunit mutation was found. This mutation lies in the intracellular loop between the third and fourth transmembrane domains of the GABA(A)-receptor gamma2 subunit and introduces a premature stop codon at Q351 in the mature protein. GABA sensitivity in Xenopus laevis oocytes expressing the mutant gamma2(Q351X) subunit is completely abolished, and fluorescent-microscopy studies have shown that receptors containing GFP-labeled gamma2(Q351X) protein are retained in the lumen of the endoplasmic reticulum. This finding reinforces the involvement of GABA(A) receptors in epilepsy.

Childhood absence epilepsy and febrile seizures: A family with a GABAA receptor mutation

Although several genes for idiopathic epilepsies from families with simple Mendelian inheritance have been found, genes for the common idiopathic generalized epilepsies, where inheritance is complex, presently are elusive. We studied a large family with epilepsy where the two main phenotypes were childhood absence epilepsy (CAE) and febrile seizures (FS), which offered a special opportunity to identify epilepsy genes. A total of 35 family members had seizures over four generations. The phenotypes comprised typical CAE (eight individuals); FS alone (15), febrile seizures plus (FS+) (three); myoclonic astatic epilepsy (two); generalized epilepsy with tonic-clonic seizures alone (one); partial epilepsy (one); and unclassified epilepsy despite evaluation (two). In three remaining individuals, no information was available. FS were inherited in an autosomal dominant fashion with 75% penetrance. The inheritance of CAE in this family was not simple Mendelian, but suggestive of complex inheritance with the involvement of at least two genes. A GABA(A) receptor gamma2 subunit gene mutation on chromosome 5 segregated with FS, FS+ and CAE, and also occurred in individuals with the other phenotypes. The clinical and molecular data suggest that the GABA(A) receptor subunit mutation alone can account for the FS phenotype. An interaction of this gene with another gene or genes is required for the CAE phenotype in this family. Linkage analysis for a putative second gene contributing to the CAE phenotype suggested possible loci on chromosomes 10, 13, 14 and 15. Examination of these loci in other absence pedigrees is warranted.

The GRIP domain is a specific targeting sequence for a population of trans-Golgi network derived tubulo-vesicular carriers

Vesicular carriers for intracellular transport associate with unique sets of accessory molecules that dictate budding and docking on specific membrane domains. Although many of these accessory molecules are peripheral membrane proteins, in most cases the targeting sequences responsible for their membrane recruitment have yet to be identified. We have previously defined a novel Golgi targeting domain (GRIP) shared by a family of coiled-coil peripheral membrane Golgi proteins implicated in membrane trafficking. We show here that the docking site for the GRIP motif of p230 is a specific domain of Golgi. membranes. By immunoelectron microscopy of HeLa cells stably expressing a green fluorescent protein (GFP)-p230(GRIP) fusion protein, we show binding specifically to a subset of membranes of the trans-Golgi network (TGN). Real-time imaging of live HeLa cells revealed that the GFP-p230(GRIP) was associated with highly dynamic tubular extensions of the TGN, which have the appearance and behaviour of transport carriers. To further define the nature of the GRIP membrane binding site, in vitro budding assays were performed using purified rat liver Golgi membranes and cytosol from GFP-p230(GRIP) transfected cells. Analysis of Golgi-derived vesicles by sucrose gradient fractionation demonstrated that GFP-p230(GRIP) binds to a specific population of vesicles distinct from those labelled for beta -COP or gamma -adaptin. The GFP-p230(GRIP) fusion protein is recruited to the same vesicle population as full-length p230, demonstrating that the GRIP domain is solely proficient as a targeting signal for membrane binding of the native molecule. Therefore, p230 GRIP is a targeting signal for recruitment to a highly selective membrane attachment site on a specific population of trans-Golgi network tubulovesicular carriers.

Calpain hydrolysis of alpha- and beta2-adaptins decreases clathrin-dependent endocytosis and may promote neurodegeneration.

Clathrin-dependent endocytosis is mediated by a tightly regulated network of molecular interactions that provides essential protein-protein and protein-lipid binding activities. Here we report the hydrolysis of the alpha- and beta2-subunits of the tetrameric adaptor protein complex 2 by calpain. Calcium-dependent alpha- and beta2-adaptin hydrolysis was observed in several rat tissues, including brain and primary neuronal cultures. Neuronal alpha- and beta2-adaptin cleavage was inducible by glutamate stimulation and was accompanied by the decreased endocytosis of transferrin. Heterologous expression of truncated forms of the beta2-adaptin subunit significantly decreased the membrane recruitment of clathrin and inhibited clathrin-mediated receptor endocytosis. Moreover, the presence of truncated beta2-adaptin sensitized neurons to glutamate receptor-mediated excitotoxicity. Proteolysis of alpha- and beta2-adaptins, as well as the accessory clathrin adaptors epsin 1, adaptor protein 180, and the clathrin assembly lymphoid myeloid leukemia protein, was detected in brain tissues after experimentally induced ischemia and in cases of human Alzheimer disease. The present study further clarifies the central role of calpain in regulating clathrin-dependent endocytosis and provides evidence for a novel mechanism through which calpain activation may promote neurodegeneration: the sensitization of cells to glutamate-mediated excitotoxicity via the decreased internalization of surface receptors.

VEGF gene expression in adult human thymus fat: a correlative study with hypoxic induced factor and cyclooxygenase-2.

It is well known that the adult human thymus degenerates into fat tissue; however, it has never been considered as a potential source of angiogenic factors. Recently, we have described that this fat (TAT) produces angiogenic factors and induces human endothelial cell proliferation and migration, indicating its potential angiogenic properties. DESIGN Adult thymus fat and subcutaneous adipose tissue specimens were obtained from 28 patients undergoing cardiac surgery, making this tissue readily available as a prime source of adipose tissue. We focused our investigation on determining VEGF gene expression and characterizing the different genes, mediators of inflammation and adipogenesis, and which are known to play a relevant role in angiogenesis regulation. RESULTS We found that VEGF-A was the isoform most expressed in TAT. This expression was accompanied by an upregulation of HIF-1alpha, COX-2 and HO-1 proteins, and by increased HIF-1 DNA binding activity, compared to SAT. Furthermore, we observed that TAT contains a high percentage of mature adipocytes, 0.25% of macrophage cells, 15% of endothelial cells and a very low percentage of thymocyte cells, suggesting the cellular variability of TAT, which could explain the differences in gene expression observed in TAT. Subsequently, we showed that the expression of genes known as adipogenic mediators, including PPARgamma1/gamma2, FABP-4 and adiponectin was similar in both TAT and SAT. Moreover the expression of these latter genes presented a significantly positive correlation with VEGF, suggesting the potential association between VEGF and the generation of adipose tissue in adult thymus. CONCLUSION Here we suggest that this fat has a potential angiogenic function related to ongoing adipogenesis, which substitutes immune functions within the adult thymus. The expression of VEGF seems to be associated with COX-2, HO-1 and adipogenesis related genes, suggesting the importance that this new fat has acquired in research in relation to adipogenesis and angiogenesis.

Avaluació dels tutorials de PubMed i Eric

La societat de la informació ofereix noves vies d'experimentació en el camp dels materials formatius. D'una banda, les tecnologies de la informació proporcionen maneres més interactives i adients de presentar el material i, de l'altra, apareixen nous conceptes en el camp de la formació i de l'educació, com ara la necessitat d'una formació continuada, la concepció de nous entorns educatius virtuals i, en definitiva, la necessitat d'elaborar nous materials didàctics que s'adaptin a aquestes situacions. El present estudi defineix una sèrie d'indicadors formals i d'aprenentatge que ajuden a avaluar i millorar els tutorials sobre la recuperació de la informació i els aplica, de manera comparativa, a dos tutorials de bases de dades bibliogràfiques: ERIC i PubMed. Els indicadors de contingut s'obtenen d'aspectes relacionats amb la didàctica i el model instructiu, mentre que els indicadors formals s'extreuen dels conceptes d'usabilitat i disseny de pàgines web. La finalitat d'aquest estudi és la sistematització d'uns criteris que permetin avaluar i millorar el disseny de tutorials sobre recuperació de la informació.

Tumor cell budding and laminin-5 expression in colorectal carcinoma can be modulated by the tissue micro-environment.

Expression of laminin-5 alpha3, beta3 and gamma2 protein subunits was investigated in colorectal adenocarcinomas using immunostaining and confocal microscopy. The laminin-5 heterotrimer was found in basement membranes and as extracellular deposits in tumor stroma. In contrast to the alpha3 subunit, which was under-expressed, the gamma2 and beta3 subunits were detected in the cytoplasm of carcinoma cells dissociating (budding) from neoplastic tubules, suggestive of focal alterations in laminin-5 assembly and secretion. Laminin-5 gamma2 or beta3 subunit-reactive budding carcinoma cells expressed cytokeratins but not vimentin; they did not proliferate and were not apoptotic. Furthermore, expression of laminin-5 gamma2 and beta3 subunits in budding cells was associated with focal under-expression of the E-cadherin-beta-catenin complex. Results from xenograft experiments showed that budding activity in colorectal adenocarcinomas could be suppressed when these tumors grew at ectopic s.c. sites in nude mice. In vitro, cultured colon carcinoma cells, but not adenoma-derived tumor cells, shared the laminin-5 phenotype expressed by carcinoma cells in vivo. Using colon carcinoma cell lines implanted orthotopically and invading the cecum of nude mice, the laminin-5-associated budding was restored, indicating that this phenotype is not only determined by tumor cell properties but also dependent on the tissue micro-environment. Our results indicate that both laminin-5 alpha3 subunit expression and cell-cell cohesiveness are altered in budding carcinoma cells, which we consider to be actively invading. We propose that the local tissue micro-environment contributes to these events.