Αλληλεπιδράσεις και in situ οργάνωση διαμεμβρανικών πρωτεϊνών του πυρηνικού φακέλου

2006 ◽  
Author(s):  
Δήμητρα Μακατσώρη
Keyword(s):  
Binding Site ◽  
Heterochromatin Protein 1 ◽  
Heterochromatin Protein ◽  
Histone Fold ◽  
Β Receptor

Αρχικός έλεγχος φυσιολογικών και νεοπλασματικών κυττάρων ανθρώπου και ποντικού χρησιμοποιώντας ειδικούς ανιχνευτές για την HPΙα και ΗΡΙβ έδειξε ότι η έκφραση των πρωτεϊνών αυτών δεν διαφέρει σημαντικά. Παράλληλα, μελέτη φυσιολογικών ιστών και πρωτογενών καλλιεργειών που έγινε στο εργαστήριό μας έδειξε σύνθετα πρότυπα υποπυρηνικής κατανομής που δεν θα μπορούσαν εύκολα να αποδοθούν σε αυξομειώσεις της ενδοκυττάριας συγκέντρωσης των ΗΡΙα/β, αλλά θα ήταν πιο συμβατά με έναν μηχανισμό ρύθμισης που εξαρτάται από αυξητικούς παράγοντες και μιτογόνα. Επί τη βάσει αυτών των δεδομένων επικεντρώσαμε τη μελέτη μας στις αλληλεπιδράσεις της πρωτεΐνης ΗΡ1 (Heterochromatin Protein 1) με διαφορετικά χρωματινικά υποστρώματα υπό in vitro και in vivo συνθήκες. Η άποψη που ισχύει ως τώρα είναι ότι η ΗΡ1 εντοπίζεται σε μεταγραφικά ανενεργή, συστατική (constitutive) ετεροχρωματίνη συνδεόμενη ειδικά με την ιστόνη Η3 που είναι μετα-μεταφραστικά τροποποιημένη (τριμεθυλιωμένη) στη λυσίνη 9 (me3K9-H3). Το παραπάνω πρότυπο, παρά την κομψότητα και την απλότητά του δεν επαρκεί όμως για να ερμηνεύσει το ευρύ φάσμα των αλληλεπιδράσεων της ΗΡ1 με την ετεροχρωματίνη πουπαρατηρούνται in vivo. Για αυτόν τον λόγο, μελετήσαμε τις αλληλεπιδράσεις ΗΡ1- χρωματίνης σε διαφορετικά επίπεδα πολυπλοκότητας και διερευνήσαμε κατά πόσον η me3K9-H3 αποτελεί τη μοναδική θέση πρόσδεσης της ΗΡ1. In vitro μελέτες έδειξαν ότι η ΗΡ1 προσδένεται επιλεκτικά σε μη τροποποιημένη ή μερικώς πρωτεολυμένη ιστόνη Η3, αλληλεπιδρώντας κυρίως με το κεντρικό τμήμα της (histone fold). Επίσης δείξαμε ότι η ΗΡ1 συνδέεται πιο ισχυρά στα διασπασμένα νουκλεοσώματα (Η3/Η4 υποσωματίδια) από ότι στα ακέραια σωματίδια. Τα αποτελέσματα της ανοσοαποτύπωσης κατά western και της φασματοσκοπίας μάζας έδειξαν ότι τα σωματίδια που επιλέγει η ΗΡ1 διαθέτουν ένα πολύπλοκο μοτίβο μετα-μεταφραστικών τροποποιήσεων, δεν είναι ιδιαίτερα εμπλουτισμένασε me3K9-H3 και δεν ακολουθούν το σύνολο των κανόνων που υπαγορεύονται από τον ιστονικό κώδικα. Αυτές οι βιοχημικές μελέτες συνηγορούν στην ιδέα ότι οι πρωτεΐνες ΗΡ1 αλληλεπιδρούν μετα διαφορετικά χρωματινικά υποστρώματα με τρόπο που εξαρτάται από τη φυσική κατάσταση της χρωματίνης. Είναι επίσης φανερό ότι οι in vitro παρατηρήσεις μας σχετίζονται με μία τουλάχιστον «χρωματινική κατάσταση» που απαντάται in vivo. Για παράδειγμα, παρατηρήσαμε ότι, η HP1 και η me3K9-H3 δεν συνεντοπίζονται απόλυτα και παρουσιάζουν διακριτά πρότυπα. In vivo πειράματα έδειξαν επίσης ότι η σταθερή ενσωμάτωση της ΗΡ1 στις ετεροχρωματινικές εστίες εξαρτάται από την S φάση. Τα αποτελέσματα αυτά αμφισβητούν το δόγμα ότι η μεθυλίωση στη λυσίνη 9 της ιστόνης Η3 αποτελεί τη μοναδική θέση πρόσδεσης (creates a binding site...) για την ΗΡ1 καιυποστηρίζουν ένα μηχανισμό ενσωμάτωσης που βασίζεται στην αντιγραφή. Ένα άλλο τμήμα της μελέτης μας επικεντρώθηκε στις αλληλεπιδράσεις του πυρηνικού φακέλου με την ετεροχρωματίνη. Ένα βασικό συστατικό του πυρηνικού φακέλου είναι ο LBR (Lamin Β Receptor), μία πολυτοπική πρωτεΐνη της εσωτερικής πυρηνικής μεμβράνης που συμμετέχει στην αγκυροβόληση της χρωματίνης στην περιφέρεια. Δύο βασικοί παράμετροι στις αλληλεπιδράσεις LBR-χρωματίνης είναι η φυσική κατάσταση του LBR και τα μοριακά χαρακτηριστικά της χρωματίνης με την οποία συνδέεται. Για να προσεγγίσουμε τα ερωτήματα αυτά, απομονώσαμε τμήματα περιφερικής ετεροχρωματίνης που είναι προσκολλημένα στην εσωτερική πυρηνική μεμβράνη. Δείξαμε ότι το αμινοτελικό τμήμα του LBR συνδέεται άμεσα με μονονουκλεοσώματα. Ανάλυση των νουκλεοσωματικών σωματιδίων που αλληλεπιδρούν με τον LBR με φασματοσκοπία μάζας απεκάλυψε πολύπλοκα πρότυπα μεθυλιωμένων/ακετυλιωμένων ιστονών που δεν περιέχουν ευχρωματινικές επιγενετικές τροποποιήσεις. Επίσης, μερικοί από τους συνδυασμούς που ανιχνεύθηκαν δεν ήταν συμβατοί με τους κανόνες του «ιστονικού κώδικα». Πολλές από τις διαμεμβρανικές πρωτεΐνες του πυρηνικού φακέλου οργανώνονται σε πολυπρωτεϊνικά σύμπλοκα και σχηματίζουν πλατφόρμες αναδιαμόρφωσης χρωματίνης. Πειράματα in vitro έδειξαν ότι ο LBR αλληλεπιδρά με τον εαυτό του μέσω του αμινοτελικού τμήματος και σχηματίζει ολιγομερή στο επίπεδο του πυρηνικού φακέλου. Επίσης, χρησιμοποιώντας μία ποικιλία μορφολογικών τεχνικών, δείξαμε ότι ο ενδογενής LBRεντοπίζεται σε διακριτές νησίδες στον πυρηνικό φάκελο. Τέλος, μορφολογική ανάλυση τωνετερόζυγων μεταλλάξεων του LBR στα ποντίκια έδειξε ότι η φυσιολογική κατανομή καθώς και η οργάνωση των νησίδων που σχηματίζει ο LBR στον φάκελο διαταράσσεται σημαντικά προκαλώντας μία ποικιλία δομικών και πυρηνικών αλλοιώσεων

scholarly journals Differential Effects of Heterochromatin Protein 1 Isoforms on Mitotic Chromosome Distribution and Growth in Dictyostelium discoideum

2006 ◽  
Vol 5 (3) ◽  
pp. 530-543 ◽  
Author(s):  
Markus Kaller ◽  
Ursula Euteneuer ◽  
Wolfgang Nellen
Keyword(s):  
Dictyostelium Discoideum ◽  
Fluorescent Protein ◽  
Nuclear Periphery ◽  
Heterochromatin Protein 1 ◽  
Heterochromatin Protein ◽  
Protein Levels ◽  
Growth Defects ◽  
Major Cluster

ABSTRACT Heterochromatin protein 1 (HP1) is a well-characterized heterochromatin component conserved from fission yeast to humans. We identified three HP1-like genes (hcpA, hcpB, and hcpC) in the Dictyostelium discoideum genome. Two of these (hcpA and hcpB) are expressed, and the proteins colocalized as green fluorescent protein (GFP) fusion proteins in one major cluster at the nuclear periphery that was also characterized by histone H3 lysine 9 dimethylation, a histone modification so far not described for Dictyostelium. The data strongly suggest that this cluster represents the centromeres. Both single-knockout strains displayed only subtle phenotypes, suggesting that both isoforms have largely overlapping functions. In contrast, disruption of both isoforms appeared to be lethal. Furthermore, overexpression of a C-terminally truncated form of HcpA resulted in phenotypically distinct growth defects that were characterized by a strong decrease in cell viability. Although genetic evidence implies functional redundancy, overexpression of GFP-HcpA, but not GFP-HcpB, caused growth defects that were accompanied by an increase in the frequency of atypic anaphase bridges. Our data indicate that Dictyostelium discoideum cells are sensitive to changes in HcpA and HcpB protein levels and that the two isoforms display different in vivo and in vitro affinities for each other. Since the RNA interference (RNAi) machinery is frequently involved in chromatin remodeling, we analyzed if knockouts of RNAi components influenced the localization of H3K9 dimethylation and HP1 isoforms in Dictyostelium. Interestingly, heterochromatin organization appeared to be independent of functional RNAi.

scholarly journals Actin structure and function: roles in mitochondrial organization and morphogenesis in budding yeast and identification of the phalloidin-binding site.

1993 ◽  
Vol 4 (12) ◽  
pp. 1277-1294 ◽  
Author(s):  
D G Drubin ◽  
H D Jones ◽  
K F Wertman
Keyword(s):  
Binding Site ◽  
Budding Yeast ◽  
Molecular Model ◽  
Rhodamine Phalloidin ◽  
Actin Organization ◽  
Actin Structure ◽  
Actin Cables

To further elucidate the functions of actin in budding yeast and to relate actin structure to specific roles and interactions in vivo, we determined the phenotypes caused by 13 charged-to-alanine mutations isolated previously in the single Saccharomyces cerevisiae actin gene. Defects in actin organization, morphogenesis, budding pattern, chitin deposition, septation, nuclear segregation, and mitochondrial organization were observed. In wild-type cells, mitochondria were found to be aligned along actin cables. Many of the amino acid substitutions that had the most severe effects on mitochondrial organization are located under the myosin "footprint" on the actin monomer, suggesting that actin-myosin interactions might underlie mitochondrial organization in yeast. In addition, one mutant (act1-129; R177A, D179A) produced an actin that assembled into cables and patches that could be visualized by anti-actin immunofluorescence in situ and that assembled into microfilaments of normal appearance in vitro as judged by electron microscopy but which could not be labeled by rhodamine-phalloidin in situ or in vitro. Rhodamine-phalloidin could label actin filaments assembled from all of the other mutant actins, including one (act1-119; R116A, E117A, K118A) that is altered at a residue (E117) that can be chemically cross-linked to phalloidin. The implication of residues R177 and/or D179 in phalloidin binding is in close agreement with a recently reported molecular model in which the phalloidin-binding site is proposed to be at the junction of two or three actin monomers in the filament.

In vitro and in vivo polysaccharides assembly: ultrastructural and cytochemical study of growing plant cell wall components.

1978 ◽  
Vol 36 (2) ◽  
pp. 434-435
Author(s):  
D. Reis ◽  
B. Vian ◽  
J. C. Roland
Keyword(s):  
Cell Wall ◽  
Self Assembly ◽  
Plant Cell Wall ◽  
Higher Plants ◽  
Three Dimensional ◽  
Cytochemical Study ◽  
Wall Components

Wall morphogenesis in higher plants is a problem still open to controversy. Until now the possibility of a transmembrane control and the involvement of microtubules were mostly envisaged. Self-assembly processes have been observed in the case of walls of Chlamydomonas and bacteria. Spontaneous gelling interactions between xanthan and galactomannan from Ceratonia have been analyzed very recently. The present work provides indications that some processes of spontaneous aggregation could occur in higher plants during the formation and expansion of cell wall.Observations were performed on hypocotyl of mung bean (Phaseolus aureus) for which growth characteristics and wall composition have been previously defined.In situ, the walls of actively growing cells (primary walls) show an ordered three-dimensional organization (fig. 1). The wall is typically polylamellate with multifibrillar layers alternately transverse and longitudinal. Between these layers intermediate strata exist in which the orientation of microfibrils progressively rotates. Thus a progressive change in the morphogenetic activity occurs.

Evaluation of Structure-Controlled Silk Fibroin Coatings for Orthopedic Infection and In-Situ Osteogenesis: In Vitro and In Vivo

2020 ◽  
Author(s):  
Wenhao Zhou ◽  
Teng Zhang ◽  
Jianglong Yan ◽  
QiYao Li ◽  
Panpan Xiong ◽  
...  
Keyword(s):  
Silk Fibroin ◽  
Orthopedic Infection

scholarly journals Development of In Situ Self-Assembly Nanoparticles to Encapsulate Lopinavir and Ritonavir for Long-Acting Subcutaneous Injection

Pharmaceutics ◽  
2021 ◽  
Vol 13 (6) ◽  
pp. 904
Author(s):  
Irin Tanaudommongkon ◽  
Asama Tanaudommongkon ◽  
Xiaowei Dong
Keyword(s):  
Sustained Release ◽  
Trough Concentration ◽  
Self Assembly ◽  
Subcutaneous Injection ◽  
Drug Loading ◽  
Entrapment Efficiency ◽  
Long Acting

Most antiretroviral medications for human immunodeficiency virus treatment and prevention require high levels of patient adherence, such that medications need to be administered daily without missing doses. Here, a long-acting subcutaneous injection of lopinavir (LPV) in combination with ritonavir (RTV) using in situ self-assembly nanoparticles (ISNPs) was developed to potentially overcome adherence barriers. The ISNP approach can improve the pharmacokinetic profiles of the drugs. The ISNPs were characterized in terms of particle size, drug entrapment efficiency, drug loading, in vitro release study, and in vivo pharmacokinetic study. LPV/RTV ISNPs were 167.8 nm in size, with a polydispersity index of less than 0.35. The entrapment efficiency was over 98% for both LPV and RTV, with drug loadings of 25% LPV and 6.3% RTV. A slow release rate of LPV was observed at about 20% on day 5, followed by a sustained release beyond 14 days. RTV released faster than LPV in the first 5 days and slower than LPV thereafter. LPV trough concentration remained above 160 ng/mL and RTV trough concentration was above 50 ng/mL after 6 days with one subcutaneous injection. Overall, the ISNP-based LPV/RTV injection showed sustained release profiles in both in vitro and in vivo studies.

scholarly journals Establishment of MHHi001-A-5, a GCaMP6f and RedStar dual reporter human iPSC line for in vitro and in vivo characterization and in situ tracing of iPSC derivatives

2021 ◽  
Vol 52 ◽  
pp. 102206
Author(s):  
Alexandra Haase ◽  
Tim Kohrn ◽  
Veronika Fricke ◽  
Maria Elena Ricci Signorini ◽  
Merlin Witte ◽  
...  
Keyword(s):  
Ipsc Line ◽  
Dual Reporter ◽  
In Vivo Characterization ◽  
Human Ipsc

scholarly journals Enlisting the Ixodes scapularis Embryonic ISE6 Cell Line to Investigate the Neuronal Basis of Tick—Pathogen Interactions

Pathogens ◽  
2021 ◽  
Vol 10 (1) ◽  
pp. 70
Author(s):  
Lourdes Mateos-Hernández ◽  
Natália Pipová ◽  
Eléonore Allain ◽  
Céline Henry ◽  
Clotilde Rouxel ◽  
...  
Keyword(s):  
Cell Line ◽  
Peripheral Nerves ◽  
Ixodes Scapularis ◽  
Embryonic Cell ◽  
Cell Subpopulation ◽  
In Vivo Experiments

Neuropeptides are small signaling molecules expressed in the tick central nervous system, i.e., the synganglion. The neuronal-like Ixodes scapularis embryonic cell line, ISE6, is an effective tool frequently used for examining tick–pathogen interactions. We detected 37 neuropeptide transcripts in the I. scapularis ISE6 cell line using in silico methods, and six of these neuropeptide genes were used for experimental validation. Among these six neuropeptide genes, the tachykinin-related peptide (TRP) of ISE6 cells varied in transcript expression depending on the infection strain of the tick-borne pathogen, Anaplasma phagocytophilum. The immunocytochemistry of TRP revealed cytoplasmic expression in a prominent ISE6 cell subpopulation. The presence of TRP was also confirmed in A. phagocytophilum-infected ISE6 cells. The in situ hybridization and immunohistochemistry of TRP of I. scapularis synganglion revealed expression in distinct neuronal cells. In addition, TRP immunoreaction was detected in axons exiting the synganglion via peripheral nerves as well as in hemal nerve-associated lateral segmental organs. The characterization of a complete Ixodes neuropeptidome in ISE6 cells may serve as an effective in vitro tool to study how tick-borne pathogens interact with synganglion components that are vital to tick physiology. Therefore, our current study is a potential stepping stone for in vivo experiments to further examine the neuronal basis of tick–pathogen interactions.

scholarly journals TMOD-24. GENERATION AND CHARACTERIZATION OF A NOVEL TRANSGENIC IDO REPORTER MOUSE FOR IDO POSTTRANSLATIONAL MODIFICATION ANALYSIS IN SITU

2020 ◽  
Vol 22 (Supplement_2) ◽  
pp. ii233-ii233
Author(s):  
April Bell ◽  
Lijie Zhai ◽  
Erik Ladomersky ◽  
Kristen Lauing ◽  
Lakshmi Bollu ◽  
...  
Keyword(s):  
Mouse Model ◽  
Tumor Cell ◽  
Central Nervous System Tumor ◽  
Post Translational Modifications ◽  
Reporter Mouse ◽  
C Terminus ◽  
Human Gbm

Abstract Glioblastoma (GBM) is the most common and aggressive primary central nervous system tumor in adults with a median survival of 14.6 months. GBM is a potently immunosuppressive cancer due in-part to the prolific expression of immunosuppressive indoleamine 2,3 dioxygenase 1 (IDO). Tumor cell IDO facilitates the intratumoral accumulation of regulatory T cells (Tregs; CD4+CD25+FoxP3+). Although immunosuppressive IDO activity is canonically characterized by the conversion of tryptophan into kynurenine, we have utilized transgenic and syngeneic mouse models and mutant glioma lines to demonstrate that tumor cell IDO increases Treg accumulation independent of tryptophan metabolism. Here, we address the gap in our understanding of IDO signaling activity in vivo. Subcutaneously-engrafted human GBM expressing human IDO-GFP cDNA was isolated from immunodeficient humanized NSG-SGM3 mice. The tumor was immunoprecipitated for the GFP tag using GFP-TRAP followed by mass spectrometry which revealed a novel methylation site on a lysine residue at amino acid 373 in the IDO C-terminus region. Western blot analysis of IDO protein also revealed the presence of tyrosine phosphorylation. Additionally, we recently created a new transgenic IDO reporter mouse model whereby endogenous IDO is fused to GFP via a T2A linker (IDO→GFP). This model allows for the isolation of IDO+ cells in real-time and without causing cell death, thereby creating the opportunity for downstream molecular analysis of in situ-isolated GFP+ cells. Collectively, our work suggests that IDO non-enzyme activity may involve the post-translational modifications we recently identified. As IDO activity may differ between in vitro and in vivo modeling systems, we will use the new IDO→GFP reporter mouse model for an improved mechanistic understanding of how immunosuppressive IDO facilitates Treg accumulation in vivo.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document