Broad neutralization coverage of HIV by multiple highly potent antibodies

Yüksek değişkenlik gösteren viral patojenlere karşı geniş nötralize edici antikorlar, küresel dolaşan virüsleri tedavi etmek veya onlara karşı koruma sağlamak için çok aranmaktadır. Burada, dört insan bağışıklık yetmezliği virüsü (HIV) enfekte bağışçının nötralize edici antikor mevcudiyetini inceledik ve 17 yeni monoklonal antikor kurtardık, bu antikorlar dört farklı klada geniş çapta nötralize eder. Yeni monoklonal antikorların çoğu, son zamanlarda tanımlanan PG9, PG16 ve VRC01 geniş çapta nötralize edici monoklonal antikorlara göre neredeyse on kat daha güçlüdür ve orijinal HIV geniş çapta nötralize edici monoklonal antikorlara göre 100 kat daha güçlüdür. Monoklonal antikorlar, ilgili bağışçı serseminin nötralize etme genişliğini büyük ölçüde yansıtır ve birçokları, zarf (Env) glikoprotein gp120'in yeni epiteleri tanır, bu da aşı tasarımı için yeni hedefler aydınlatır. Mevcut tüm HIV geniş çapta nötralize edici monoklonal antikorların nötralizasyon analizi, belirli antikor kombinasyonlarının, diğerlerinden daha olumlu bir şekilde küresel dolaşan virüslerin muazzam çeşitliliğini kapsayabileceğini ve bu kombinasyonların aktif veya pasif bağışıklık rejimlerinde aranabileceğini ortaya koymaktadır. Genel olarak, birkaç bağışçıdan elde edilen ve düşük konsantrasyonlarda geniş kapsama sağlayan birden fazla HIV geniş çapta nötralize edici monoklonal antikorun izolasyonu, etkili bir antijen bazlı HIV aşı tasarımı için son derece olumlu bir göstergedir.


Coordination of Rho GTPase activities during cell protrusion

GTPazlar Rac1, RhoA ve Cdc42 birlikte sitoplazma dinamiklerini kontrol eder. Son biosensör çalışmaları, bu üç GTPazın da göç eden hücrelerin ön kısmında etkinleştirildiğini göstermiştir ve biyokimyasal kanıtlar, onların birbirlerini düzenleyebileceğini öne sürmektedir: Cdc42, Rac1'i etkinleştirebilir (referans 8) ve Rac1 ile RhoA birbirini inhibe eder. Ancak, tipik olarak tek bir uzantı olaylarında görülen saniyeler ve tek mikrometre boyutlarındaki mekansal ve zaman koordinasyonları bilinmemektedir. Burada, hem iki GTPaz biosensörünün eşzamanlı görüntülenmesi hem de ayrı deneylerde görüntülenen birden fazla protein aktivitesini tanımlayabilen "bilgisayarlı çoklu birleştirme" yaklaşımı kullanarak, fare embriyofibroblastlarında GTPaz koordinasyonunu inceliyoruz. Bulduğumuz sonuçlara göre, RhoA, kenarın ilerlemesiyle senkronize olarak kenarda etkinleştirilirken, Cdc42 ve Rac1, kenardan 2 mikrometre geride ve 40 saniye gecikmeyle etkinleştirilir. Bu, Rac1 ve RhoA'nın mekansal ayrılık ve hassas zamanlama yoluyla antagonistik olarak çalıştığını ve RhoA'nın yeni genişletilen uzantıların güçlendirilmesi ve istikrarlanması ile ilişkili yolları etkinleştiren bir rol oynadığını göstermektedir.


Understanding mechanisms underlying human gene expression variation with RNA sequencing

Doğal varyasyonun gen ifadesi üzerindeki genetik mekanizmaların anlaşılması, hem tıbbi hem de evrimsel genetik alanlarında merkezi bir hedeftir ve ifade nicel özellik loci (eQTL) çalışmaları bu hedefe ulaşmak için önemli bir araç haline gelmiştir. Şu ana kadar yapılan tüm eQTL çalışmaları, ifade mikroarray'leri kullanarak mesajcı RNA seviyelerini ölçmüştür, ancak son gelişmeler RNA dizileme ile transkript varyasyonunu önceden görülmemiş bir çözünürlükte analiz etmemizi sağlar. 69 lenfositik hücre hattından elde edilen RNA'yı, Uluslararası HapMap Projesi tarafından kapsamlı bir şekilde genotiplendirilen ilgili olmayan Nijeryalı bireylerden elde ettik. Tüm bireylerden gelen verileri bir araya getirerek, bu hücrelerin transkriptyonel manzarasını haritalandırdık ve birçok yeni potansiyel protein kodlayan eksonun yanı sıra geniş çapta kullanılmayan not edilmiş olmayan transkript bölgelerini tanımladık. HapMap projesinden alınan genotipleri kullanarak, genel ifade seviyelerini veya splis yapısını etkileyen 1000'den fazla geni belirledik. eQTL'lerin yakınındaki genler genellikle bir mekanizma yoluyla etki eder ki bu, alel spesifik ifade içerir ve bir eksonun dahil edilmesini etkileyen varyasyon, konsensüs splis sitelerinin içinde ve yakınında zengindir. Sonuçlarımız, yüksek verimli dizileme ile transkripsiyon, splis ve alel spesifik ifade varyasyonunun bireyler arasında ortak analizinin gücünü göstermektedir.


Mesenchymal and haematopoietic stem cells form a unique bone marrow niche

Kemik iliğindeki hematopoetik kök hücre (HSC) nişinin oluşturan hücre bileşenleri belirsizdir, osteoblastlar, endotel ve perivasküler hücreler gibi çalışmaların ima ettiği gibi. Burada, mesenkimal kök hücreler (MSCs), nestin ifadesi ile tanımlanarak, bu nişenin temel bir bileşeni olduğunu gösteriyoruz. Nestin+ MSC'ler, kemik iliği koloniförm birim fibroblastik aktivitenin tamamını içerir ve seri nakllarda kendileri yenileyebilen ve genişleyebilen "mesensferler" olarak çoğaltılabilir. Nestin+ MSC'ler, HSC'ler ve adrenerjik sinir lifleri ile mekansal olarak ilişkilidir ve HSC bakım genlerini yüksek derecede ifade eder. Bu genler ve osteoblastik farklılaşmayı tetikleyen diğerleri, zorla HSC mobilizasyonu veya β3 adrenoreceptor etkinleştirilmesi sırasında seçici olarak indirgenir. Parathormon yönetimi, kemik iliğindeki nestin+ hücre sayısını ikiye katlar ve osteoblastik farklılaşmalarını teşvik eder, ancak nestin+ hücre in vivo tükenmesi, kemik iliğindeki HSC içeriğini hızla azaltır. Saflaştırılmış HSC'ler, ölümcül radyasyona uğramış farelerde kemik iliğinde nestin+ MSC'lerin yakınında evrilirken, in vivo nestin+ hücre tükenmesi, haematopoetik öncüllerin kemik iliğine evrimini önemli ölçüde azaltır. Bu sonuçlar, iki farklı somatik kök hücre türünün beklenmedik bir ortaklığını ortaya çıkarır ve kemik iliğinde benzersiz bir nişenin, heterotipik kök hücre çiftlerinden oluştuğunu gösterir.


Response to self antigen imprints regulatory memory in tissues

Doku dokularındaki bağışıklık homeostazı, dokuya özgü antijenlere yönelik patolojik T hücre yanıtlarının dokuya özgü antijenlere karşı bu yanıtları inhibe etme yeteneği arasındaki hassas dengeyle sağlanır. Dokular ve bağışıklık sisteminin bağışıklık homeostazisini nasıl kurup koruduğu konusunda şu anda bilinen bir mekanizma yoktur. Klinik kanıtlar, dokularda kendi antijeni sürekli veya tekrarlanan maruz kalmanın patolojik otoimmün yanıtların şiddetini ve süresini azaltabileceğini, muhtemelen enflamatuar hasarı azaltmak ve işlevi korumak için olduğunu göstermektedir. Birçok insan organ-özgü otoimmün hastalık, hastalığın ilk sunumunun en şiddetli olduğu, sonraki alevlerin daha az şiddet ve süreyle gerçekleştiği ile karakterizedir. Aslında, bu hastalıklar sıklıkla kendiliğinden iyileşir, dokularda kendi antijeni sürekli ifade edilmesine rağmen. Antijen-özgü immünoterapi uygulamasında, alerjenler veya kendi antijenleri deriye tekrarlanan enjekte edilir ve her ardışık maruz kalmanın ardından enflamatuar yanıtın azalması görülür. Bu bulgular, dokuların antijenlere karşı tekrarlanan yanıtlar sonucunda otoimmün reaksiyonları azaltma yeteneğini kazandığını, ancak bunun nasıl gerçekleştiği konusunda bir mekanizma bilinmediğini göstermektedir. Burada, dokuda kendi antijeni ifade edildiğinde, timus kökenli düzenleyici T hücrelerinin (Treg hücreleri) aktif hale geldiğini, çoğaldığını ve daha güçlü baskılayıcılara farklılaştığını, bu da farelerde organ-özgü otoimmünlüğü çözüme kavuşturduğunu gösteriyoruz. Enflamatuar yanıtın çözülmesinden sonra, aktif Treg hücreleri hedef dokuda korunur ve antijen yeniden ifade edildiğinde sonraki otoimmün reaksiyonları azaltmak için hazır hale gelir. Bu nedenle, Treg hücreleri hedef dokuya 'düzenleyici bellek' kazandırır. Bu bulgular, Treg hücrelerinin dokularda kendi antijeni maruz kaldıklarında nasıl yanıt verdiğini anlamak için bir çerçeve sağlar ve dokuların otoimmünlüğü nasıl düzenlediğine dair mekanik bir içgörü sunar.


Reprogramming of human somatic cells to pluripotency with defined factors

Pluripotanslık, erken embriyolarda bulunan hücrelerin tüm organizmanın dokularını oluşturma yeteneğine atıfta bulunur. Embriyojenik kök hücreler, embriyodan türetilen hücre hatlarıdır ve dokusal oluşum mekanizmalarını araştırmak için değerli araçlar olarak pluripotanslığı korurlar. Son zamanlarda, dört transkripsiyon faktörünün (Oct4, Sox2, Klf4 ve Myc) ektopik ifadesi ile doğrudan pluripotansa yeniden programlanmış fare fibroblastları elde edilmiştir ve bu da indüklenmiş pluripotan kök (iPS) hücreleri üretmiştir. Bu aynı faktörleri kullanarak, fetüs, yenidoğan ve yetişkin insan birincil hücrelerden, sağlıklı bir araştırma konunun deri biyopsisinden izole edilen deri fibroblastları da dahil olmak üzere iPS hücreleri elde ettik. İnsan iPS hücreleri, morfoloji ve gen ifadesi bakımından embriyojenik kök hücrelere benzer ve bağışıklık eksikliği farelerinde teratomlar oluşturma yeteneğine sahiptir. Bu veriler, tanımlanmış faktörlerin insan hücreleri pluripotansa yeniden programlayabildiğini ve hastaya özgü hücrelerin kültürde kurulması için bir yöntem sağladığını gösterir.


Haematopoietic stem cells do not asymmetrically segregate chromosomes or retain BrdU

Kök hücreler, kendileri yenileyen bölünmelerde kromozomları asimetrik olarak ayırdığı öne sürülmektedir, böylece daha yaşlı ('sonsuz') DNA iplikçikleri kız kardeş kök hücrelere korunurken, yeni sentezlenen iplikçikler farklılaşan hücrelere ayrılır. Kök hücreler ayrıca kromozomları asimetrik olarak ayırdığı veya yavaş bölündüğü için 5-bromo-2-deoksiyuridin (BrdU) gibi DNA etiketlerini de koruyabilir. Ancak, BrdU etiketini koruyan hücreler arasında kök hücrelerin saflığı hiçbir dokuda belgelenmemiştir ve 'sonsuz iplikçiği hipotezi' kesin kök hücre işaretçileri olan bir sistemde test edilmemiştir. Burada, bu hipotezleri kan hücreleri kök hücreleri (HSC'ler) üzerinde test ettik, bu hücreler iyi karakterize edilmiş işaretçiler kullanılarak yüksek saflıkta saflaştırılabilir. Yeni doğan farelere, siklofosfamid ve granulosit kolonisi uyarı faktörü ile tedavi edilen farelere ve normal yetişkin farelere 4 ila 10 gün boyunca BrdU verildi, ardından 70 gün boyunca BrdU verilmedi. Her durumda, HSC'lerin %6'ından azı BrdU korudu ve tüm BrdU'yu koruyan kan hücrelerinin %0,5'inden azı HSC'lerdi, bu da BrdU'nun düşük özgüllük ve duyarlılığa sahip olduğunu ortaya koymaktadır. 5-kloro-2-deoksiyuridin ve 5-iyodo-2-deoksiyuridin'in ardışık yönetimi, tüm HSC'lerin kromozomlarını rastgele ayırdığını gösterdi. Bireysel HSC'lerin kültürde bölünmesi, etiketlerin asimetrik olarak ayrışmadığını ortaya koydu. Bu nedenle, HSC'ler BrdU etiket korumasını temel alarak tanımlanamaz ve bölünme sırasında daha yaşlı DNA iplikçiklerini korumazlar, bu da bunların kök hücrelerin genel özellikleri olmadığını gösterir.


Circadian Clocks in Human Red Blood Cells

24 saatlik (sirkadiyen) saatler, siyanobakterilerden insanlara kadar çeşitli organizmalarda koordineli fizyoloji için temel öneme sahiptir. Tüm mevcut eukariotik hücrelerdeki moleküler sirkadiyen saat mekanizmalarının temeli, transkripsiyon-çeviri geri besleme döngülerine dayanmaktadır. Memeli sistemlerde saat mekanizmasının non-transkripsiyonel mekanizmaları incelemek zor olmuştur. Bu sorunları aşmak için, insan kırmızı kan hücreleri kullanarak yenilikçi testler geliştirdik, bu hücreler hiç çekirdeği (veya DNA'sı) olmadığı için transkripsiyon yapamaz. Sonuçlarımız, sirkadiyen osilasyonlar için transkripsiyonun insanlarda gerekli olmadığını ve non-transkripsiyonel olayların hücresel sirkadiyen ritimleri sürdürmek için yeterli olduğunu göstermektedir. Kırmızı kan hücreleri kullanarak, peroksirredoksinler, yüksek derecede korunan antioksidan proteinler, birçok gün boyunca sabit koşullarda (yani dış uyaranların yokluğunda) devam eden yaklaşık 24 saatlik redoks döngüleri geçirdiğini bulduk. Ayrıca, bu ritimler uyarıcı (yani çevresel uyaranlarla ayarlanabilir) ve sıcaklık düzeltmeli, her ikisi de sirkadiyen ritimlerin temel özellikleridir. Çalışmalarımızın, tüm eukariotik hücrelerde transkripsiyonel ve non-transkripsiyonel osilasyonların bağımlılığını vurgulayan daha sofistike hücresel saat modellerini kolaylaştıracağına inanıyoruz.


G-protein-coupled receptor of Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus is a viral oncogene and angiogenesis activator.

Kaposi'nin sarkomuna ilişkili herpes virüsü (KSHV/HHV8), Kaposi'nin sarkomunun ve primer efüzyon B hücre lenfomalarının (PEL) patogenezinde rol oynayan bir gama-2 herpes virüsüdür. KSHV, Kaposi'nin sarkomunun ve PEL'in kötü huylu ve öncül hücrelerini enfekte eder, olası onkogenler ve Kaposi'nin sarkomunun patogenezini tetikleyebilecek, kan damarı oluşumunu uyaran genler kodlar. KSHV'nin bir açık okuma çerçevesi (ORF 74) tarafından kodlanan G protein bağlı reseptörü, Kaposi'nin sarkom lesyonlarında ve PEL'de ifade edilir ve hücre çoğalması ile ilişkili sinyalleme yollarını, agonist bağımsız bir şekilde, sürekli bir şekilde uyarır. Burada, bu KSHV G protein bağlı reseptörünün sinyallemesinin hücre dönüşümü ve tümörjenikliğe yol açtığını ve kan damarı oluşumunu uyaran vasküler endotel büyüme faktörü ile bir kan damarı oluşum fenotipine geçişe neden olduğunu gösteriyoruz. Bu reseptörün iki protein kinazını, JNK/SAPK ve p38MAPK'ı, inflamatuar sitokinlerin tetiklediği sinyalleme yolları gibi, kan damarı oluşumunu etkinleştiren ve Kaposi'nin sarkom hücreleri ve B hücreleri için mitojen olan sinyalleme yollarını tetikleyerek aktive edebildiğini bulduk. Sonuç olarak, KSHV G protein bağlı reseptörü, hücre sinyalleme yollarını kullanarak dönüşümü ve kan damarı oluşumunu tetikleyebilen bir viral onkogendir.


Therapeutic potential of GSK-J4, a histone demethylase KDM6B/JMJD3 inhibitor, for acute myeloid leukemia

Amaç Akut lenfositik lösemi (ALL), kötü sonuçlara sahip heterojen bir hastalıktır. Artan kanıtlar, histon modifikasyonunun düzenlenmesinin ALL'ye katkıda bulunduğunu göstermektedir, ancak anahtar histon düzenleyicilerine yönelik spesifik ilaçlar, ALL'nin klinik tedavisinde kullanılmamaktadır. Burada, AML için tedavi potansiyeli olup olmadığını araştırmak için KDM6B'yi, tri-metil histon H3 lisin 27 (H3K27me3) demetilazının hedefi olarak inceledik. Yöntemler KDM6B'ye özgü bir inhibitör, GSK-J4, AML hastalarından elde edilen birincil hücreler ve AML hücre hatları üzerinde in vitro ve in vivo tedavi uygulamak için kullanıldı. RNA-sekanslama, AML tedavisinde KDM6B'nin inhibisyonunun altta yatan mekanizmalarını ortaya çıkarmak için gerçekleştirildi. Sonuçlar Burada, AML'de KDM6B'nin mRNA ifadesinin arttığını ve kötü hayatta kalma ile pozitif korelasyon gösterdiğini gözlemledik. GSK-J4 tedavisi, global H3K27me3 seviyesini artırdı ve AML hücre hatları ve AML hastalarından elde edilen birincil hücrelerin çoğalmasını ve koloniler oluşturma yeteneğini azalttı. GSK-J4 tedavisi, Kasumi-1 hücrelerinde önemli ölçüde hücre ölümü ve hücre döngüsü engellenmesine neden oldu ve sitosine arabinosid ile sinerjik bir etki gösterdi. Önemli olarak, GSK-J4 enjeksiyonu, insan AML xenograft fare modelinde in vivo hastalık ilerlemesini azalttı. GSK-J4 tedavisi, öncelikle DNA çoğaltma ve hücre döngüsü ile ilişkili yolakları baskıladı ve kritik kanser teşvik eden HOX genlerinin ifadelerini engelledi. ChIP-qPCR, bu HOX genlerinin transkripsiyon başlangıç noktalarında H3K27me3'ün artmış zenginliğini doğruladı. Sonuç Kısacası, bulgularımız, KDM6B'yi hedefleyen GSK-J4'ün ALL tedavisinde tedavi potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir.


Structure of the proton-gated urea channel from the gastric pathogen Helicobacter pylori

Dünyanın yarısı Helicobacter pylori'nin kronik enfeksiyonuna maruz kalıyor, bu da gastrit, mide ülseri ve mide adenokarsinomasında artışa neden oluyor. Mide asit ortamında hayatta kalmak için gerekli olan proton kapılı iç zar urea kanalı, HpUreI'dir. Kanal, nötr pH'da kapalı ve asit pH'da açılır, bu da urea'nın sitoplazmik ureaz'a hızlı erişimini sağlar. Ureaz, NH3 ve CO2 üretir, giren protonları nötralize eder ve bu da periplasmik pH'ı yaklaşık 6.1'e, hatta mide sularının pH'ı 2.0'ın altında bile yaklaşık 6.1'e kadar tamponlar. Burada, HpUreI'nin yapısını rapor ediyoruz, bu da altı protomerin bir halkayı çevreleyen merkezi çift katmanlı bir sargıdan oluşan bir heksamerik halkayı ortaya çıkarıyor. Her protomer, altı transmembranal helikslerden oluşan bir sarmaç tarafından oluşturulan bir kanalı kaplıyor. Sarmaç, kanalın merkezi ekseninin etrafında üç kez tekrarlanan iki heliks saçma motifinden oluşan yeni gözlemlenmemiş bir katlanmayı tanımlar, ancak memelilerin tipindeki urea taşıyıcıların ters tekrarı yok. Hem kanal hem de protomer arayüzü, AmiS/UreI süper ailesinde korunan kalıntılara sahiptir, bu da kanal mimarisi ve oligomerik durumun bu süper ailede korunduğunu düşündürmektedir. Kanalın tamamında ağırlıklı olarak aromatik veya alifatik yan zincirlerle kaplı ve kanalın ortasında iki ardışık daralma bölgesi tanımlar. Sitoplazmik daralma bölgesindeki Trp 153'ün Ala veya Phe'ye mutasyonu, urea'ya göre thiourea'ya seçicilikte bir azalma gösterir, bu da Trp 153 ile çözücü etkileşiminin özelleştirmeye katkıda bulunduğunu düşündürmektedir. Burada açıklanan daha önce gözlemlenmemiş heksamerik kanal yapısı, prokaryotlar ve arkeler için urea ve diğer küçük amit çözücülerin geçirgenliği için yeni bir model sunmaktadır.


Drosophila oocyte localization is mediated by differential cadherin-based adhesion.

Bir Drosophila folikülünde oosit, on altı germline hücresi grubunda her zaman arka konumda bulunur. Folikülün sonraki oluşumunda ön-arka eksenini belirlemedeki önemi iyi belgelenmiş olmasına rağmen, oositin arka konumuna neden olan moleküler mekanizma bilinmiyordu. Burada, oositin konumlandırılmasında homofilik bağlanma molekülü DE-kadherinin aracılığını gösterdiğimizi belirtmek isteriz. Folikül biyogenez sırasında, DE-kadherin germline (dahil oosit) ve çevredeki folikül hücrelerinde ifade edilir, en yüksek DE-kadherin konsantrasyonu oosit ve arka folikül hücreleri arasındaki arayüzde bulunur. Mozaik analizi, hem germline hem de folikül hücrelerinde DE-kadherin'in doğru oosit konumlandırılması için gerekli olduğunu gösterir, bu da germline-soma etkileşimlerinin bu süreçte rol oynayabileceğini ima eder. Oositin davranışını folikül epiteli bir chimaer ile analiz ederek, oositin konumunun DE-kadherin ifade eden folikül hücrelerinin konumuna belirlendiğini ve oositin bu hücrelere seçici olarak bağlandığını bulduk. DE-kadherin pozitif folikül hücreleri arasında, oosit daha yüksek DE-kadherin seviyeleri ifade eden hücrelere tercihli olarak temas eder. Bu verilere dayanarak, normal tipteki foliküllerde oositin, kardeş germline hücreleriyle rekabet ederek arka folikül hücrelerine temasını başarıyla sağladığını ve bu sıralama sürecinin DE-kadherin'in farklı konsantrasyonları tarafından yönlendirildiğini öneriyoruz. Bu, bildiğimiz kadarıyla, bir cadherin tarafından aracılanan farklı bağlanma yoluyla bir hücre sıralama sürecinin ilk canlı örneğidir.


Somatic sex identity is cell-autonomous in the chicken

Memelilerde cinsel belirleme modeli, embriyoların cinsel olarak nötr olduğu varsayılır, ancak geçici bir cinsel belirleme geninin etkisiyle gonad farklılaşması başlar. Bu modelin tüm omurgalılarda geçerli olduğu düşünülse de, bu henüz kanıtlanmamıştır. Burada, üç yanal gynandromorf tavuk (doğal olarak oluşan nadir bir fenomen, hayvanın bir tarafında erkek, diğer tarafında dişi görünümü) inceleyerek kuşlarda cinsel belirlemenin mekanizmasını araştırdık. Bu çalışmalar, gynandromorf kuşların gerçek erkek-dişi kımtaçlar olduğunu gösterdi ve erkek ve dişi kuş somatik hücrelerinin içsel bir cinsiyet kimliği olabileceğini ima etti. Bu hipotezi test etmek için, karşılıklı cinsiyetlerdeki embriyolar arasında mesoderm nakli yaparak erkek-dişi kımtaçlı embriyolar ürettik. Memelilerde karışık cinsiyetli kımtaçlı embriyolarda görülen sonuçla aksine, tavuklarda karışık cinsiyetli kımtaçlı embriyolarda donör hücreler, ev sahibi gonadın işlevsel yapılarından dışlandı. Bir örnekte, dişi dokunun erkek ev sahibine nakliyle, testise katkıda bulunan donör hücreler, dişi işlevi gösteren bir işaretçi ifade ederek dişi kimliğini korudu. Çalışmamız, kuş somatik hücrelerinin içsel bir cinsiyet kimliğine sahip olduğunu ve kuşlarda cinsel farklılaşmanın, hücre özerkliği temelinde gerçekleştiğini gösteriyor.


Centrosome polarization delivers secretory granules to the immunological synapse

Sitotoksik T lenfositleri (CTL'ler), virüsle enfekte olmuş ve tümör oluşturabilen hücreleri, litik granüller olarak adlandırılan uzmanlaşmış sekresyon lisozomlarının içeriğini serbest bırakarak yok eder. Hedef hücreyle temas ettiğinde, CTL'nin mikrotübül düzenleyici merkezi hedefe doğru polarize olur ve granüller mikrotübüller üzerinde, minus uca doğru, polarize mikrotübül düzenleyici merkezine doğru hareket eder. Ancak, son sıradaki sekresyon adımları net değildi. Burada, CTL'lerin aktin veya plus uçlu mikrotübül motorları gerektirmeden sekresyon yaptığını gösteriyoruz. Bunun yerine, merkezsupramoleküler aktivasyon kümesinin immunolojik sinapsın merkezinde, centrosom hareket eder ve hedefle temas eder. Aktin ve IQGAP1 sinapsın dışına temizlenir ve granüller doğrudan plazma membranına teslim edilir. Bu veriler, CTL'lerin immunolojik sinapsa litik granülleri teslim etmek için daha önce bildirilmemiş bir mekanizma kullandığını, granül sekresyonunun plazma membranına merkezsomenin teslimiyle kontrol edildiğini göstermektedir.


Deubiquitination of p53 by HAUSP is an important pathway for p53 stabilization

p53 tümör baskılayıcı proteini, normal hücrelerde Mdm2 tarafından medyasyon edilen ubikuitinasyon ve sonraki proteoliz nedeniyle düşük seviyelerde tutulan kısa ömürlü bir proteindir. p53'ün istikrarı, tümör baskılayıcı işlevi için kritik öneme sahiptir. Bununla birlikte, in vivo'da ubikuitine edilmiş p53 seviyelerinin nasıl düzenlendiği tam olarak anlaşılmamıştır. p53 ile ilişkili faktörleri kütle spektrometresi ile saflaştırarak, herpes virüsü ile ilişkili ubikuitin spesifik proteaz (HAUSP) olarak bilinen yeni bir p53 etkileşim proteini tanımladık. HAUSP, Mdm2'nin aşırı varlığına rağmen p53'ü güçlü bir şekilde istikrara kavuşturur ve p53 bağımlı hücre büyümesi baskılaması ve apoptozu da tetikler. Önemli olarak, HAUSP, hem in vitro hem de in vivo'da p53'ü özel olarak deubikuitinleyen içsel bir enzim aktivitesine sahiptir. Buna karşılık, hücrelerde katalitik olarak aktif olmayan HAUSP nokta mutantının ifadesi, p53'ün ubikuitinasyon seviyelerini artırır ve p53'ü istikrarsızlaştırır. Bu bulgular, p53'ün doğrudan deubikuitinasyon yoluyla istikrara kavuşturulabilen önemli bir mekanizmayı ortaya koyar ve HAUSP'nin p53'ün istikrarını sağlayarak tümör baskılayıcı olarak in vivo işlev görebileceğini ima eder.


Defective tryptophan catabolism underlies inflammation in mouse chronic granulomatous disease

Yarım yüzyıl önce, kronik granülomatöz hastalık (CGD), enfeksiyonlara karşı çocukların hayatta kalma yeteneğini ölümcül şekilde etkileyen bir hastalık olarak ilk kez tanımlandı. O zamandan beri, hastaların lökositlerinin mikropları öldürme yeteneğinin yetersizliği ve altta yatan genetik bozukluklar gibi çeşitli önemli keşifler yapıldı. Bu kalıtsal bozuklukta, fagositler NADPH oksidaz aktivitesinden yoksun ve reaktif oksijen türlerini, en belirgin şekilde süperoksit aniyonu üretmezler, bu da tekrarlayan bakteriyel ve mantar enfeksiyonlarına neden olur. CGD hastaları ayrıca kronik enflamatuar durumlardan da muzdarip olurlar, en belirgin şekilde boş organlarda granülom oluşumu. Artan mikroorganizma patogenezinin kesin mekanizmaları ve daha da önemlisi aşırı enflamatuar yanıtın nedenleri belirsizdi. Burada, CGD farelerinde ölümcül pulmoner aspergillozla ilişkili, kynurenin yolunda bir süperoksit bağımlı adımın engellendiğini gösteriyoruz, bu da Vγ1+ γδ T hücre reaktivitesini sınırsız hale getiriyor, baskın interleukin (IL)-17 üretimi, düzenleyici T hücre aktivitesinde kusur ve akut enflamatuar akciğer hasarına yol açıyor. IL-17 nötralizasyonu veya γδ T hücrelerin daraltılması yararlı etkiler indirse de, tam iyileşme ve hiperenflamatuar fenotipin tersine çevrimi, yolun engellenen kısmının aşağısında bir doğal kynurenin ile değiştirme terapisi ile sağlanıyor. Etkili tedavi, rekombinan interferon-γ (IFN-γ) ile birlikte yönetiliyor ve aşağıdaki immunoaktif metabolitlerin üretimini yeniden sağlıyor, aynı zamanda düzenleyici Vγ4+ γδ ve Foxp3+ αβ T hücrelerinin ortaya çıkmasına izin veriyor. Bu nedenle, paradoksal olarak, reaktif oksijen türlerinin eksikliği, NADPH oksidaz eksiklikleri ile ilişkili hiperenflamatuar fenotipin bir parçası olarak, işlevsiz bir kynurenin tryptofan katabolizma yolunun aracılığıyla katkıda bulunuyor. Ancak bu durum, yolun süperoksit bağımlı adımının aşağısında yeniden etkinleştirilerek tersine çevrilebilir.


Experimental and theoretical study of mitotic spindle orientation

Hücre mikro ortamının mimarisi ve yapışkanlığı, in vivo'da (canlı organizmada) iplikçiğin (spindle) yönünü düzenlemede kritik bir faktördür. Teorik ve deneysel bir kombinasyon kullanarak, HeLa (insan) hücrelerinde iplikçiğin yönünü araştırdık. Burada, iplikçiğin yönünün, kortikal kuvvet üreticilerinin (cortical force generators) eyleminin sonucu olarak anlaşılabileceğini gösteriyoruz. Bu iplikçiğin mekaniği için basit bir fiziksel açıklama geliştiriyoruz, bu da bize iplikçiye etki eden momentin (torque) açısal profillerini ve iplikçiğin açısal dağılımını hesaplamamıza olanak tanır. Modelimiz, farklı hücresel mikro ortam geometrilerinde gözlemlenen tercih edilen iplikçiğin yönü ve tam açısal dağılımın şeklini açıklar. Ayrıca, belirli kortikal ipuçlarının dağılımları için gözlemlenen asimetrik iplikçiğin yönünü de doğru bir şekilde tanımlar. Sonuç olarak, birkaç basit varsayıma dayanarak, yapışkan hücrelerdeki iplikçiğin yönünü nicel olarak açıklayabileceğimizi belirtiyoruz.


CHROMOTHRIPSIS FROM DNA DAMAGE IN MICRONUCLEI

Genom dizileme, kanser ve kongenital bozukluklarda yeni bir mutasyon fenomeni olan kromotripşi olarak bilinen bir olguyu ortaya çıkardı. Kromotripşi, geniş çaplı genom yeniden düzenlemeleri ve DNA kopya sayısı seviyelerinin dalgalanma deseni ile karakterizedir, ilginç bir şekilde tek bir kromozom veya birkaç kromozomla sınırlıdır. Kromotripşi mekanizması bilinmemektedir, ancak daha önce bu olgunun mikronükleus adı verilen anormal nükleer yapılar içinde kromozomların fiziksel izolasyonu yoluyla meydana gelebileceğini önermiştik. Burada, canlı hücre görüntüleme ve tek hücre genom dizileme kombinasyonu kullanarak, mikronükleus oluşumunun gerçekten de bir dizi genom yeniden düzenlemesi üretebileceğini gösteriyoruz, bunlardan bazıları kromotripşi olarak bilinen tüm bilinen özellikleri yeniden yaratıyor. Bu olaylar, yanlış ayrılmış kromozomla sınırlı ve tek bir hücre bölünmesi içinde gerçekleşiyor. Gösteriyoruz ki kromotripşi mekanizması, bir mikronükleustan tek bir kromatidin parçalanması ve daha sonra yeniden montajını içeren bir süreçten oluşabilir. Toplu olarak, bu deneyler kromotripşi olarak bilinen yeni bir mutasyon sürecini ortaya koyuyor.


DNA-binding factors shape the mouse methylome at distal regulatory regions

Sitosin metilasyonu, memelilerin genomlarında önemli bir epigenetik modifikasyondur, ancak metilasyon desenlerini yöneten kurallar büyük ölçüde gizemini korumaktadır. Bu süreç hakkında içgörüler elde etmek için, stem hücreleri ve nöral projenitörlerde baz çift çözünürlüğü olan fareler metilomları oluşturduk. Gelişmiş nicel analiz, ortalama metilasyon seviyesi %30 olan düşük metilasyon bölgeleri (LMR'ler) tanımladı. Bu bölgeler, konumu, DNase I hipersensitivitesi, aktivatör kromatin işaretlerinin varlığı ve raporör testlerinde aktivatör aktivitesi ile kanıtlandığı gibi, CpG yoksun uzak düzenleyici bölgelerdir. LMR'ler, DNA bağlayıcı faktörler tarafından işgal edilir ve bu bağlanma, LMR'lerin oluşması için gereklidir ve yeterlidir. Nöral ve stem hücre metilomlarının karşılaştırılması, hücre tipi spesifik LMR'lerin hücre tipi spesifik transkripsiyon faktörleri tarafından işgal edildiğini doğrulayarak bu bağımlılığı gösterir. Bu çalışma, fare için metilome referansları sağlar ve DNA bağlayıcı faktörlerin yerel olarak DNA metilasyonunu etkilediğini, böylece aktif düzenleyici bölgelerin tanımlanmasını mümkün kıldığını gösterir.


Molecular basis of RNA-dependent RNA polymerase II activity

RNA polimerazı (Pol) II, gen transkripsiyonu sırasında DNA bağımlı RNA sentezi katalize eder. Bununla birlikte, Pol II'nin RNA bağımlı RNA polimerazı (RdRP) aktivitesine de sahip olduğu kanıtlanmıştır. Pol II, homopolimerik bir RNA şablonu kullanabilir, DNA olmaksızın RNA'yı birkaç nükleotit uzatabilir ve hepatit delta virüsü (HDV) ve bitki viroidlerinin RNA genomlarının çoğaltılmasında rol oynadığına inanılmaktadır. Burada, sadece saf polimeraz, bir RNA şablon-ürün iskeleti ve nükleotit trifosfatları (NTP'ler) ile Pol II'nin içsel RdRP aktivitesini gösteriyoruz. Kristalografi, transkripsiyon sırasında DNA-RNA hibridinde işgal edilen sitede şablon-ürün çiftini ortaya koymaktadır. RdRP aktivitesi, transkripsiyon sırasında kullanılan aktif sitede yer alır, ancak DNA bağımlı aktiviteden daha yavaştır ve daha az ilerleyicidir. RdRP aktivitesi, HDV antijenomunun bir parçası ile de elde edilir. Transkripsiyon faktörü IIS (TFIIS) ile Pol II kompleksi, bir HDV ipliğini kesebilir, hibrit sitede reaktif bir sap-döngü oluşturabilir ve yeni RNA'nın 3' ucunu uzatabilir. Kısa RNA sap-döngüleri, 5' uzantısı ile aktivite için yeterli olsa da, kritik bir uzunluğa ulaşmaları, ilerlemenin engellenmesine neden olur. Pol II'nin RdRP aktivitesi, moleküler evrimde eksik bir halka sağlar, çünkü HDV RNA genomlarının çoğaltılması için eski bir replikazın evrimleştiğine dair bir öneri sunar.


Bacteria activate sensory neurons that modulate pain and inflammation

Nöropatik duyusal sinir hücreleri, potansiyel olarak zararlı uyaranları algılamak için özelleşmiştir, organizmayı ağrı hissi başlatarak ve savunma davranışlarını tetikleyerek korur. Bakteriyel enfeksiyonlar, bilinmeyen moleküler mekanizmalar yoluyla ağrı üretir, ancak bağışıklık aktivasyonu sonucu olduğu varsayılır. Burada, bakterilerin doğrudan nöropatik duyusal sinirleri aktivasyon sağladığını ve TLR2, MyD88, T hücreleri, B hücreleri ve nötrofiller ile monositler tarafından aracılık edilen bağışıklık yanıtının Staphylococcus aureus ile indüklenen ağrı için gerekli olmadığını gösteriyoruz. Farelerde mekanik ve termal hiperalgisi, doku şişliği veya bağışıklık aktivasyonu yerine canlı bakteri yükü ile ilişkilidir. Bakteriler, nöropatik duyusal sinir hücrelerinde kalsiyum akışı ve aksiyon potansiyelleri, kısmen bakteriyel N-formil peptidleri ve por oluşturucu toksin α-hemolizini yoluyla, farklı mekanizmalarla tetikler. Nav1.8 soylu sinir hücrelerinin spesifik yok edilmesi, nöropatik duyusal sinir hücrelerini de içeren bu hücreler, bakteriyel enfeksiyon sırasında ağrıyı ortadan kaldırır, ancak aynı zamanda yerel bağışıklık sızmasını ve drenajlı lenf düğümünün lenfadenopatiyi artırır. Bu nedenle, bakteriyel patojenler, sinir sisteminin konak-patogen etkileşimlerinde beklenmedik bir rol oynayarak, doğrudan duyusal sinirleri aktivasyon yoluyla iltihabı modüle eder.


E2F1-3 Switch from Activators in Progenitor Cells to Repressors in Differentiating Cells

Kurulmuş memeliler hücre döngüsü kontrol modeli içinde, retinoblastoma proteini (Rb), hücrelerin S fazına girmesini kısıtlamak için E2f aktivasörleri (E2f1, E2f2 ve E2f3) ile bağlanarak ve bunları hapsederek çalışır. Bu aktivasörler, hücrelerin S fazına girmesi ve ilerlemesi için bir transkripsiyonel programın nihai etkiliörleri olarak her zaman tasvir edilir. Bir dizi dokuya özgü cre-transgenik fare ve koşullu E2f alelleri kullanarak, murin embriyofik hücreler, embriyolar ve ince bağırsaklarda E2f1, E2f2 ve E2f3 üçlü eksikliğinin etkilerini inceledik. Gösteriyoruz ki, normal bölünen öncül hücrelerde, E2f1-3 transkripsiyonel aktivasörler olarak işlev görür, ancak mevcut görüşe karşı, hücre bölünmesi için gerekli değildir ve bunun yerine hücre hayatta kalması için gereklidir. Farklılaşan hücrelerde, E2f1-3, Rb ile birlikte bir kompleks içinde işlev görür ve E2f hedeflerini susturarak ve hücre döngüsünden çıkmasını kolaylaştırarak baskılayıcı olarak işlev görür. Farklılaşan hücrelerde Rb'nin inaktivasyonu, E2f1-3'ün baskılayıcıdan aktivasöre bir geçişine neden olur, bu da E2f duyarlı hedeflerin aşırı etkinleşmesine ve ektopik hücre bölünmelerine yol açar. E2f1-3'ün kaybı, Rb eksikliği tarafından neden olan bu fenotipleri tamamen bastırır. Bu çalışma, E2f1-3'ün aktivasör ve baskılayıcı işlevlerini in vivo bağlamında ortaya koyar, bölünen ve farklılaşan hücreler ve normal ve kanser benzeri hücre döngüleri arasında farklı rolleri ortaya koyar.


K-Ras(G12C) inhibitors allosterically control GTP affinity and effector interactions

K-Ras'ta (G12C) mutasyonu, insan kanserinde bulunan en yaygın aktivasyon lezyonlarıdır ve genellikle standart tedavilere kötü yanıtla ilişkilendirilir. Bu onkogeni doğrudan hedefine almak için yapılan çabalar, GTP/GDP'ye pikomolar bağlanma afinitesi ve bilinen tümosterik düzenleyici sitelerin olmaması nedeniyle zorluklarla karşılaşmıştır. Onkogenik mutasyonlar, GTP hidrolizini bozarak Ras ailesi proteinlerinin işlevsel aktivasyonuna neden olur. GTPaz aktivitesiyle azalan düzenlemenin sonucunda, Ras'ın nükleotit durumu, nükleotit afinitesi ve konsantrasyonuna daha fazla bağımlı hale gelir. Bu, GTP'ye GDP'den avantaj sağlar ve aktif GTP bağlı Ras'ın oranını artırır. Burada, K-Ras(G12C) mutasyonuna karşı kalıcı olarak bağlanan küçük moleküllerin geliştirilmesini bildiriyoruz. Bu bileşikler, mutasyona sahip cisteini bağlama için bağımlıdır ve bu nedenle vahşi tip proteini etkilemez. Kristalografik çalışmalar, Ras'ta daha önce görünmeyen, etkiliör bağlama anahtar-II bölgesine altındaki yeni bir cebin oluşumunu ortaya koymaktadır. K-Ras(G12C)'ye bu inhibitörlerin bağlanması, hem anahtar-I hem de anahtar-II'yi bozar ve nükleotit tercihinizi GDP'den GTP'ye yönlendirerek Raf'a bağlanmasını engeller. Verilerimiz, Ras'ta yeni bir tümosterik düzenleyici sitenin yapısal temelli doğrulamasını sağlar ve bu mutasyona özgü bir şekilde hedeflenebilir.


Cyclin A Regulates Kinetochore-Microtubules to Promote Faithful Chromosome Segregation

Hücre döngüsünün en belirgin olayı, metafazda kromozomların hizalanmasıdır. Kromozom hizalaması, kinetokorların mikrotübül-spindelin iki yönlü bağlanmasıyla sadık bir şekilde ayrışmayı teşvik eder. Önemli olan, erken mitozda (prometafazda) birçok kinetokor-mikrotübül (k-MT) bağlama hatası vardır ve bu hataların devamı, aneuploid insan tümör hücrelerinde kromozom yanlış ayrışmasının önde gelen nedenidir; bu hücreler sürekli olarak bütün kromozomları yanlış ayrıştırır ve kromozomal istikrarsızlık gösterir. Prometafazda hata düzeltmesinin ne kadar sağlam olduğu ve hata olmadan mitozun nasıl sağlandığı bilinmemektedir. Burada, prometafaz hücrelerindeki k-MT bağlamalarının metafaz hücrelerine kıyasla çok daha az kararlı olduğunu gösteriyoruz. Metafazda daha kararlı k-MT bağlamalarına geçiş, proteazma bağımlı olarak prometafazda siklin A'nın yıkımına bağlıdır. Sürekli siklin A ifadesi, hatta hizalanmış kromozomları olan hücrelerde bile k-MT kararlılığını engeller. Buna karşılık, siklin-A eksik hücrelerde k-MT'ler erken kararlı hale gelir. Sonuç olarak, siklin A eksikliği olan hücreler, kromozom yanlış ayrışması daha yüksek oranlarda gösterir. Bu nedenle, hücreler prometafazdan metafaza geçiş sırasında tüm kromozomlarda k-MT bağlama kararlılığı kesin ve koordineli bir şekilde artar. Siklin A, mikrotübüllerin kinetokorlardan ayrılmasını teşvik eden bir hücre ortamı yaratır, böylece etkili hata düzeltmesi ve sadık kromozom ayrışması sağlanır.


Induced pluripotent stem cells from a spinal muscular atrophy patient

Omurilik kas atrofisi, bebek ölümlerine yol açan en yaygın kalıtsal nörolojik hastalıklardan biridir. Hastalar, kas zayıflığı, felç ve sıklıkla ölüme neden olan alt motor nöronların seçici kaybını yaşarlar. Hastalık sürecinin altında yatan benzersiz anatomi ve fizyoloji nedeniyle, hastaların fibroblastları omurilik kas atrofisi çalışmasında yaygın olarak kullanılmıştır. Ancak motor nöronlar, bu hastalığa karşı özellikle savunmasızdır. Burada, bir çocukta omurilik kas atrofisi olan deri fibroblast örneklerinden indüklenmiş çoklu kök hücrelerin (iPSCs) üretildiğini bildiriyoruz. Bu hücreler kültürde güçlü bir şekilde büyüdü, hastalığın genotipini korudu ve annesinin sağlıklı bir örneğinden türetilen motor nöronlara kıyasla seçici eksiklikler gösteren motor nöronlar üretti. Bu, insan indüklenmiş çoklu kök hücrelerinin genetik olarak aktarılan bir hastalığın spesifik patolojisini modellemede kullanılabildiği ilk çalışmadır. Bu nedenle, hastalık mekanizmalarını incelemek, yeni ilaç bileşikleri test etmek ve yeni tedaviler geliştirmek için umut verici bir kaynak olarak hizmet eder.


A role for mitochondria in NLRP3 inflammasome activation

NLRP3 inflammasomun tetiklediği iltihaplanma tepkisi, enfeksiyon ve metabolik düzensizlik de dahil olmak üzere konak "tehlike" durumlarının çeşitli nedenleriyle başlatılır. Önceki çalışmalar, NLRP3 inflammasom aktivitesinin otofaji ve reaktif oksijen türleri (ROS) tarafından negatif olarak düzenlendiğini ve bir karakterize edilmemiş organelden kaynaklanan ROS'lar tarafından pozitif olarak düzenlendiğini önerdi. Burada, mitofaji/otofaji engellenmesinin hasar görmüş, ROS üreten mitokondrilerin birikimine yol açtığını ve bu da NLRP3 inflammasomunun etkinleşmesine neden olduğunu gösteriyoruz. Dinlenme halindeki NLRP3, endoplazmik retikulum yapılarında yer alırken, inflammasomun etkinleşmesi sırasında hem NLRP3 hem de adaptörü ASC, endoplazmik retikulum ve mitokondri organel kümeleriyle birlikte perinükleer alana yeniden dağılır. Önemli olan, hem ROS üretimi hem de inflammasomun etkinleşmesinin, voltaj bağımlı anion kanalı inhibisyonu yoluyla mitokondri aktivitesinin bozulmasıyla bastırıldığıdır. Bu, NLRP3 inflammasomunun mitokondri disfonksiyonunu algıladığını ve sıklıkla mitokondri hasarı ile ilişkili enflamatuar hastalıkların açıklamasını sağlayabileceğini gösterir.


Break-induced telomere synthesis underlies alternative telomere maintenance

Homoloji yönlü DNA onarımı, genomun bakımı için şablonlu DNA sentezi yoluyla hayati öneme sahiptir. Alternatif telomer uzaması (ALT), yaklaşık %10-15 insan kanserinde telomerleri korumak için homoloji yönlü DNA onarımını gerektirir. DNA hasarının telomerlerde veya memelilerin genomunda başka yerlerde bir DNA replikasyon kompleksi (kırık tetiklenen replisom) oluşumunu ve yürütülmesini nasıl tetiklediği iyi anlaşılmamıştır. Burada, kırık tetiklenen telomer sentezini tanımlıyoruz ve bu süreçte özel bir replisomun kullanıldığını, bu da ALT telomer bakımının temelini oluşturduğunu gösteriyoruz. DNA çift iplikli kırıkları, uzun süreli tek yönlü replikasyon yoluyla yeni telomer sentezi gerçekleştirir. Proliferasyon hücre çekirdeği antijeni (PCNA) yüklemesi, replikasyon faktörü C (RFC) tarafından, telomer hasarının ilk algılayıcısı olarak işlev görür ve POLD3 alt birimi aracılığıyla DNA polimeraz δ (Pol δ) hakimiyetini sağlar. Kırık tetiklenen telomer sentezi, RFC-PCNA-Pol δ eksenini gerektirir, ancak diğer kanonik replisom bileşenleri ATM ve ATR veya homolog rekombinasyon proteini Rad51'den bağımsızdır. Bu nedenle, kırık tetiklenen replisomun telomer hasarının algılanmasının başlangıcı, homoloji yönlü telomer bakımını düzenler.


Innate immunity induced by composition-dependent RIG-I recognition of hepatitis C virus RNA

Doğal bağışıklık savunmaları, virüs enfeksiyonunun kontrolünde kritik öneme sahiptir ve patojen ilişkili moleküler desenler (PAMPs) olarak bilinen viral makromoleküler motiflerin ev sahibi tarafından tanınmasıyla tetiklenir. Hepatit C virüsü (HCV), karaciğerde çoğalan ve dünya çapında 200 milyon kişiyi enfekte eden bir RNA virüsüdür. Enfeksiyon, karaciğer bağışıklık savunmaları tarafından düzenlenir ve bu savunmalar, hücre içi RIG-I helikaz tarafından tetiklenir. RIG-I, PAMP RNA'ya bağlanır ve interferon düzenleyici faktör 3'ün etkinleşmesini sinyalleştirerek interferon-α/β ve antiviral/interferon uyarılmış gen (ISG)lerin ifadesini tetikler, bu genler enfeksiyonu sınırlar. Burada, HCV genomunun 3' uç olmayan bölgenin poliuridin motifini ve çoğalma ara ürününün RIG-I'in PAMP substratını olarak tanımladık ve bu ve benzer homopoliuridin veya homopoliribonadenin motiflerinin, insan ve fare hücrelerinde RIG-I tanıma ve bağışıklık tetiklemesinin ana özelliği olduğunu gösterdik. PAMP RNA'nın 5' uç trifosfatının RIG-I bağlanması için gerekli ama yeterli olmadığını, bu bağlanmanın öncelikle homopolimerik ribonükleotit kompozisyonu, doğrusal yapı ve uzunluğa bağlı olduğunu belirttik. HCV PAMP RNA'sı, RIG-I bağımlı sinyalleşmeyi tetikleyerek in vivo karaciğer doğal bağışıklık yanıtını uyardı ve in vitro HCV enfeksiyonunu baskılamak için interferon ve ISG ifadesini tetikledi. Bu sonuçlar, HCV ve diğer RNA virüslerinin genomundaki spesifik homopolimerik RNA motiflerini RIG-I'in PAMP substratı olarak tanımlayarak kavramsal bir ilerleme sağlar ve PAMP-RIG-I etkileşiminin bağışıklık uyarıcı özelliklerini gösterir, bu özellikler aşı ve immünoterapi yaklaşımları için bağışıklık destekleyici bir ajan olarak kullanılabilir.


Generation of transgenic non-human primates with germline transmission

Ortak marmoset (Callithrix jacchus), biyomedikal araştırmalarda insan olmayan primat hayvan modeli olarak kullanımı giderek daha çekici hale geliyor. Bir primat için nispeten yüksek üreme oranı, onu transjenik değişiklikler için potansiyel olarak uygun hale getiriyor. İnsan olmayan transjenik primatlar üretmek için birkaç girişim yapıldı, ancak canlı bebeklerin somatik dokularda transgen ifadesi, polimeraz zincir reaksiyonu ile ters transkripsiyon veya batı blot gibi objektif analizler tarafından gösterilmedi. Burada, marmoset embriyolarına şeker çözeltisi içinde kendini inaktif eden lentiviral vektörün enjekte edilmesinin, birkaç organa transgen ifade eden transjenik ortak marmosetlere yol açtığını gösteriyoruz. Önemli olan, transjenin germline aktarımını başardık ve transjenik yavrular normal şekilde gelişti. Transjenik marmosetlerin başarılı yaratılması, insan hastalığı için yeni bir hayvan modeli sağlıyor ve insanların yakın genetik ilişkisiyle büyük bir avantaj sunuyor. Bu model, biyomedikal araştırmanın birçok alanında değerli olacak.


Induction of human neuronal cells by defined transcription factors

Somatik hücre çekirdeği transferi, hücre füzyonu veya hücre hattına özgü faktörlerin ifadesi, çeşitli somatik hücre türlerinde hücre kader değişikliklerine neden olduğu gösterilmiştir. Son zamanlarda, fare fibroblastlarını işlevsel indüklenmiş nöronlara (iN) dönüştürmede üç transkripsiyon faktörünün (Brn2, ayrıca Pou3f2 olarak da bilinir, Ascl1 ve Myt1l) zorla ifadesinin verimli olduğunu gözlemledik. Burada, aynı üç faktörün insan pluripotent kök hücrelerinden sadece 6 gün sonra işlevsel nöronlar üretebileceğini gösteriyoruz. Bu faktörler, NeuroD1 adlı temel heliks-döngü-heliks transkripsiyon faktörüyle birleştirildiğinde, bu faktörler fetüs ve doğum sonrası insan fibroblastlarını iN hücrelerine dönüştürebilir, tipik nöron morfolojilerine sahip olurlar ve çok sayıda nöronal işaretçi ifade ederler, hatta dış transkripsiyon faktörlerinin indirgenmesi sonrasında. Önemli olan, insan iN hücrelerinin büyük çoğunluğunun aksiyon potansiyelleri oluşturabildiği ve birçok tanesinin, birincil fare korteks nöronlarıyla birlikte kültürlendiğinde sinaptik bağlantıları alacak şekilde olgunlaştığıdır. Verilerimiz, hem insan somatik hücreler hem de pluripotent kök hücrelerin, belirleyici transkripsiyon faktörleri tarafından doğrudan nöronlara dönüştürülebileceğini göstermektedir. Bu yöntemler, hastaya özgü insan nöronlarının güçlü üretimi için in vitro hastalık modellemesinde veya gelecekteki rejeneratif tıpta kullanılmak üzere kolaylaştırılabilir.


PAAR-repeat proteins sharpen and diversify the Type VI secretion system spike

Bakteriyel tip VI sekresyon sistemi (T6SS), birçok Gram negatif bakterinin ekolojisi açısından önemli bir rol oynayan, büyük, çok bileşenli, dinamik bir makromoleküler makinedir. T6SS, çeşitli toksik etkili moleküllerin translokasyonu için sorumludur, bu da avcı hücrelerin hem prokaryotik hem de eukariotik av hücrelerini öldürmesine olanak tanır. T6SS organeli, bakteriyofajların kontraktil kuyruklarına işlevsel olarak benzer ve başlangıçta VgrG spike olarak bilinen üçlü bir protein kompleksi ile hücreleri delerek saldırdığı düşünülmektedir. T6SS organelinin kesin protein bileşimi veya etkili seçme ve teslimat mekanizmaları bilinmemektedir. Burada, PAAR (prolin-alanin-alanin-arginin) tekrar süper ailesi proteinlerinin VgrG spike'in ucunda keskin bir konik uzantı oluşturduğunu bildiriyoruz, bu da daha sonra spike'e etkili alanların bağlanmasına dahil olur. VgrG benzeri ortaklara bağlı iki PAAR tekrar proteininin kristal yapıları, bu proteinlerin T6SS spike kompleksinin ucunu keskinleştirdiğini göstermektedir. Vibrio cholerae ve Acinetobacter baylyi gibi bakterilerde T6SS ile aracılık edilen sekresyon ve hedef hücre öldürme için PAAR proteinlerinin hayati olduğunu gösteriyoruz. Sonuçlarımız, VgrG-PAAR spike kompleksinin birden fazla etkili molekül ile süslendiği ve tek bir kontraktyon yönlendirilmiş translokasyon olayında hedef hücrelere aynı anda teslim edildiği yeni bir T6SS organeli modeli göstermektedir.


Replication stress activates DNA repair synthesis in mitosis

Onkogen tarafından tetiklenen DNA replikasyon stresi, tümör oluşumunun bir sürücü olarak dahil edilmiştir. İnsan kanserlerinin karakteristik kromozomal yeniden düzenlemeleri, genomun belirli bölgelerine, yaygın kırılgan sitelere (CFS'ler) kaynaklanmaktadır. CFS'ler, replikasyon zorluğu çeken ve metafaz kromozomlarında boşluklar veya kırıklar olarak görülen (CFS 'ifadesi' olarak adlandırılır) zor replikasyonlu lokalardır. MUS81-EME1 yapı özel endonükleaz, replikatif strese maruz kalan hücrelerde CFS'lerde kromozom boşlukları veya kırıklarının ortaya çıkmasını teşvik eder. Burada, hücrelerin mitotik profaz'a girmesinin, MUS81'in CFS'lere rekrut edilmesini tetiklediğini gösteriyoruz. Endonükleaz aktivitesi daha sonra POLD3 bağımlı DNA sentezi CFS'lerde teşvik eder, bu da kromozom yanlış ayırma ve non-disjunksiyonu en aza indirir. Öneriyoruz ki, erken mitozda kısmen kopyalanmamış lokallerin kondansasyonu, insan hücrelerinde CFS loklarında DNA replikasyonunun tamamlanmasının tetikleyicisi olarak hizmet eder. Bu POLD3 bağımlı mitotik DNA sentezi, kromozomal istikrarsızlık (CIN+) ve replikatif stresin içsel olarak yüksek seviyelerde olduğu aneuploid kanser hücrelerinde güçlendirildiği için, bu yolun hedeflenmesinin yeni bir tedavi yaklaşımı olabileceğini düşünüyoruz.


A specific amyloid-β protein assembly in the brain impairs memory

Bellek fonksiyonu genellikle yaşla birlikte azalır ve bu, sinaptik fonksiyon değişiklikleri nedeniyle başlangıçta bozulduğuna inanılır, nöron kaybı değil. Bazı bireyler daha sonra nörodejenerasyonla birlikte Alzheimer hastalığı geliştirir. Burada, Alzheimer hastalığıyla ilişkili insan amyloid-β öncül proteini (APP) bir varyantı ifade eden Tg2576 fareleri kullanarak, nörodejenerasyon veya amyloid-β proteini amilozis olmaksızın bellek azalmasının nedenini araştırıyoruz. Genç Tg2576 fareleri (6 ayın altında) normal bellek ve nöropatoloji eksikliği vardır, orta yaşlı fareler (6-14 ay) nöron kaybı olmadan bellek bozuklukları geliştirir ve yaşlı fareler (> 14 ay) amilozis içeren nöritik plaklar oluşturur (referanslar 3-6). Bulduklarımıza göre, orta yaşlı Tg2576 farelerindeki bellek bozuklukları, 56 kDa'lık bir çözünür amyloid-β birikimi olan Aβ*56 (Aβ yıldız 56) olarak adlandırdığımız şeyden kaynaklanmaktadır. Aβ*56, bozuk Tg2576 farelerinin beyinlerinden saflaştırılmış ve genç farelere uygulandığında hafızayı bozan bir maddedir. Öneriyoruz ki Aβ*56, plaklar veya nöron kaybı bağımsız olarak hafızayı bozar ve Alzheimer hastalığının ilişkili bilişsel bozukluklara katkıda bulunabilir.


Cleavage of GSDMD by inflammatory caspases determines pyroptotic cell death

Enflamatuar kaspazlar (kaspaz-1, -4, -5 ve -11), doğal savunmalar için kritik öneme sahiptir. Kaspaz-1, çeşitli kanonik inflamasomların ligandları tarafından aktive edilir ve kaspaz-4, -5 ve -11 doğrudan bakteriyel lipopolisakkarit (LPS) tanır, her ikisi de piroptozu tetikler. Bağışıklık ve endotoksik şokta kritik bir rol oynamalarına rağmen, enflamatuar kaspazların piroptozu tetiklemesi için mekanizma bilinmemektedir. Burada, kaspaz-11 ve kaspaz-1 tarafından medyasyonda piroptozda genom geniş CRISPR-Cas9 nuclease ekranları kullanarak kemik iliği makrofajlarında piroptozu tanımladık. GSDMD (gasdermin D) eksikliği olan hücreler, sitoplazmik LPS ve bilinen kanonik inflamasom ligandları tarafından piroptozun indüklenmesine direnç gösterdi. İltihaplı beta (IL-1β) salınımı da Gsdmd-/- hücrelerinde azaldı, ancak kaspaz-1 tarafından işlendi. Kaspaz-1 ve kaspaz-4/5/11, GSDMD'nin amino-terminal gasdermin-N ve karboksi-terminal gasdermin-C alanlarının arasında bağlayıcı bölgeyi spesifik olarak kestiler, bu da piroptoz için gereklidir ve yeterlidir. Kesim, gasdermin-N alanının içsel piroptoz tetikleyici aktivitesini gösteren intramoleküler inhibisyonu serbest bıraktı. Diğer gasdermin ailesi üyeleri enflamatuar kaspazlar tarafından kesilmedi ancak paylaşılan inhibisyonu vardı; Gsdma3'de (alopeksi ve cilt kusurlarına neden olan) kazançlı işlev mutasyonları, autoinhibisyonu bozdu, bu da gasdermin-N alanının piroptozu tetlemesine izin verdi. Bu bulgular, inflamasomlar tarafından medyasyonda bağışıklık/hastalıklar hakkında içgörüler sunar ve aynı zamanda piroptoz ve programlı nekroz hakkındaki anlayışımızı değiştirir.


Role of corin in trophoblast invasion and uterine spiral artery remodelling in pregnancy

Gebelik sırasında, trofoblast istilası ve rahim spiral damar yeniden şekillendirilmesi, annenin vasküler direncini düşürmek ve uteroplazenter kan akışını artırmak için önemlidir. Spiral damar yeniden şekillendirilmesinin bozulması uzun zamandır preeklampsi, gebeliğin önemli bir komplikasyonu, ile ilişkilendirilmiştir ancak alttaki mekanizmalar hala belirsizdir. Corin (aynı zamanda atriyal natriüretik peptid-konvertan enzim olarak da bilinir) kalp proteazıdır ve atriyal natriüretik peptid (ANP) adlı kalp hormonunu aktive eder, bu da kan basıncını düzenlemede önemlidir. Beklenmedik bir şekilde, hamilelik sırasında rahimde corin ifadesi tespit edildi. Burada, corin ve ANP'nin trofoblast istilası ve spiral damar yeniden şekillendirilmesini teşvik etmedeki yeni işlevlerini tanımlıyoruz. Gösteriyoruz ki, hamile corin veya ANP eksikliği olan fareler yüksek kan basıncı ve proteinüri geliştirdi, bu da preeklampsin karakteristikleridir. Bu farelerde, trofoblast istilası ve rahim spiral damar yeniden şekillendirilmesi belirgin şekilde bozuldu. Buna uygun olarak, ANP insan trofoblastlarını Matrigel'e istila etmeye güçlü bir şekilde uyardı. Preeklampsi olan hastalarda, rahim corin mRNA ve protein seviyeleri normal gebeliklere göre önemli ölçüde daha düşüktü. Ayrıca, preeklampsi hastalarında corin geninde mutasyonlar tanımladık, bu da pro-ANP'nin işlenmesinde corin aktivitesini azalttı. Bu sonuçlar, corin ve ANP'nin anne-yavru arayüzündeki fizyolojik değişiklikler için esastır, bu da corin ve ANP işlevindeki kusurların preeklampsi'ye katkıda bulunabileceğini öne sürmektedir.


Metabolic rescue in pluripotent cells from patients with mtDNA disease

Mitokondriler, oksidatif fosforlasyon yoluyla enerji üretiminin önemli bir rolüne sahiptir, bu da mitokondriyal (mt)DNA tarafından kodlanan kritik genlerin ifadesine bağlıdır. Mitokondriyal DNA'daki mutasyonlar, ölümcül veya ciddi şekilde sakatlayıcı bozukluklara neden olabilir ve bu bozukluklar için sınırlı tedavi seçenekleri vardır. Klinik belirtiler, mutasyon türü ve heteroplasmi (yani her hücre içinde mutant ve vahsi tip mtDNA'nın göreceli seviyeleri) üzerine dayanır. Burada, mtDNA hastalığı olan hastalardan genetik olarak düzeltilmiş çoklu pluripotent kök hücreler (PSCs) oluşturduk. Çeşitli indüklenmiş pluripotent kök (iPS) hücre hatları, 3243A>G, mitokondriyal enfalopati ve felç benzeri nöbetlere (MELAS) neden olan yaygın heteroplasmik mutasyonlar ve 8993T>G ve 13513G>A, Leigh sendromuna işaret eden mutasyonlar dahil olmak üzere hastalardan türetildi. Isogenik MELAS ve Leigh sendrom iPS hücre hatları, prolifer eden fibroblastlarda heteroplasmik mtDNA'nın kendiliğinden ayrışması yoluyla yalnızca vahsi tip veya mutant mtDNA içerecek şekilde oluşturuldu. Ayrıca, somatik hücre çekirdeği nakli (SCNT), homoplasmik 8993T>G fibroblastlarından mutant mtDNA'nın değiştirilmesini sağladı ve bu da düzeltilmiş Leigh-NT1 PSC'lerini üretti. Leigh-NT1 PSC'leri, Leigh sendromlu hasta haplotipinden (F1a) farklı, bağışçı yumurta hücresi vahsi tip mtDNA (insan haplotipi D4a) içeriyordu, ancak toplam 47 nükleotit konumlarında farklılık gösteriyordu. Bununla birlikte, Leigh-NT1 hücreleri, normal çekirdek-mitokondri etkileşimlerine işaret eden, embriyo kaynaklı PSC'lerin vahsi tip mtDNA içeren transkriptomik profillere sahipti. Dahası, genetik olarak kurtarılmış hasta PSC'leri, mutant hücrelerde gözlemlenen bozulmuş oksijen tüketimi ve ATP üretimi ile karşılaştırıldığında normal metabolik işlev sergiledi. Sonuç olarak, hem yeniden programlama yaklaşımları hem de mtDNA bazlı hastalıklarda mitokondriyal yerine koyma yoluyla mtDNA'nın tamamen vahsi tip hücrelerin türetilmesi


The yeast Pif1p helicase removes telomerase from telomeric DNA

Telomerler, ökaryotik kromozomların fiziksel sonlarıdır. Genetik çalışmalar, bakırın mayası Pif1p DNA helikazının telomerazın, telomerik DNA'yı koruyan özel ters transkriptazın negatif düzenleyicisi olduğunu ortaya koymuştur, ancak bu inhibisyonun biyokimyasal temeli bilinmiyordu. Burada, Pif1p'nin in vitro'da telomerazın süreçliliğini azalttığını ve telomerik oligonükleotitlerden telomerazın salındığını gösteriyoruz. Salınan telomeraz, enzimatik olarak aktif çünkü bir meydan okuyan oligonükleotidi uzatabilme yeteneğine sahiptir. In vivo'da, Pif1p'nin aşırı ifadesi, telomerazın telomerlerle ilişkili seviyelerini azaltırken, Pif1p'nin hücrelerinden yoksun bırakılması, aktif olduğunda telomeraz alt birimi olan Est1p'nin telomerlerle ilişkili seviyelerini artırır. Öneriyoruz ki, Pif1p helikaz aktivitesi, hem in vivo hem de in vitro'da telomerazın eylemini sınırlamak için, aktif telomerazın DNA uçlarından uzaklaştırılmasını sağlar.


Small regulatory RNAs inhibit RNA Polymerase II during the elongation phase of transcription

Eukaryotik hücreler, heterokromatin oluşumu, gelişim zamanlaması, parazitik nükleik asitlere karşı savunma ve genom yeniden düzenlemesi gibi çeşitli endojen küçük düzenleyici RNA'lar ifade eder. Birçok küçük düzenleyici RNA'nın çekirdekte işlev gördüğü düşünülmektedir. Örneğin, bitkiler ve mantarlarda, kısa müdahale RNA'ları (siRNA'lar) yeni oluşan transkriptlerle ilişkilendirilir ve kromatin ve/veya DNA modifikasyonlarını yönlendirir. Küçük düzenleyici RNA'ların biyolojik rollerini daha da anlamak için, Caenorhabditis elegans çekirdeklerinde RNA müdahalesi (RNAi) için gerekli faktörleri belirlemek amacıyla bir genetik ekran gerçekleştirdik. Burada, siRNA'lı medyada sessizliğe neden olan nükleer RNAi eksik 2 (nrde-2) geninin evrimsel olarak korunan bir protein kodladığını gösteriyoruz. NRDE-2, Argonaute proteini NRDE-3 ile çekirdekte ilişkilidir ve NRDE-3/siRNA kompleksleri tarafından hedeflenen yeni oluşan transkriptlere NRDE-2'ye bağımlı olarak rekrut edilir. Bulduklarımıza göre, çekirdekte bulunan siRNA'lar, RNAi tarafından hedeflenen pre-mesajcı RNA'ların (pre-mRNA'lar) 3' ucunda NRDE-2'ye bağımlı bir şekilde sessizliğe neden olur, RNA polimeraz II (RNAP II) hedeflenen RNAi sitelerinde NRDE-2'ye bağımlı bir şekilde birikir ve RNAi sitelerinin 3' ucunda RNAP II işgalini ve transkripsiyonel aktivitesini NRDE-2'ye bağımlı olarak azaltır. Bu sonuçlar, NRDE-2'yi nükleer RNAi makinesinin bir bileşeni olarak tanımlar ve metazoan siRNA'ların transkripsiyonel olarak çekirdekte bulunan RNA'ları sessizleştirebileceğini gösterir. Ayrıca, bu sonuçlar RNA polimeraz II'nin yeni bir düzenlenme modunu da ortaya koyar: siRNA tarafından yönlendirilen NRDE faktörlerinin rekrut edilmesi, transkripsiyonun uzatma aşamasında RNA polimeraz II'yi inhibe eder.


Cdk1 is sufficient to drive the mammalian cell cycle

Tek hücreli organizmalar, örneğin maya, hücre bölünmesini başlatmak için tek bir siklin bağımlı kinaz, Cdk1'a ihtiyaç duyar. Buna karşılık, memelilerin hücreleri, hücre döngüsünü tamamlamak için en az dört farklı siklin bağımlı kinazın, Cdk2, Cdk3, Cdk4 ve Cdk6'nın ardışık etkinleşmesine ihtiyaç duyduğu düşünülür. Ayrıca, Cdk1'ın mitozis aşamasında hücreleri ilerletmek için de gereklidir. Bu model, son genetik kanıtlar tarafından sorgulandı; bu kanıtlar, farelerin bireysel interfase Cdks'inin eksikliğine rağmen hayatta kalabildiğini gösterdi. Dahası, farelerin çoğu hücre tipi, iki veya hatta üç interfase Cdks'inin yokluğunda bile proliferasyon gösterir. Benzer sonuçlar, bazı aktivatör birimlerinin, örneğin D-tipi ve E-tipi siklinlerin ablasyonu ile de elde edilmiştir. Burada, tüm interfase Cdks'inin (Cdk2, Cdk3, Cdk4 ve Cdk6) eksikliği olan farı embriyolarının organojenezi ve orta hamileliğe kadar geliştiğini gösteriyoruz. Bu embriyolarda, Cdk1 tüm siklinlere bağlanır, retinoblastoma proteini pRb'nin fosforile edilmesine ve E2F transkripsiyon faktörleri tarafından düzenlenen genlerin ifadesine neden olur. Bu embriyolardan elde edilen farı embriyofibroblastları, in vitro çoğalır, ancak Rb proteinlerinin yetersiz inaktifleşmesi nedeniyle hücre döngüsü uzar. Ancak, sürekli geçişte ölümsüzleşirler. Ayrıca, Cdk1'ın yokluğunda embriyoların morula ve blastosit aşamalarına gelişemeyeceğini de bildiriyoruz. Bu sonuçlar, Cdk1'ın tek gerekli hücre döngüsü Cdki olduğunu ve interfase Cdks'inin yokluğunda, Cdk1'ın hücre bölünmesini başlatmak için tüm gerekli olayları gerçekleştirebileceğini göstermektedir.


Calorie restriction extends Saccharomyces cerevisiae lifespan by increasing respiration

Kalori kısıtlaması (KR), çeşitli organizmalarda yaşam süresini uzatır ve memelilerin yaşam süresini uzatmak için bilinen tek rejimdir. Budam mayası Saccharomyces cerevisiae'de bir KR modeli oluşturduk. Bu sistemde, yaşam süresi, glikoz sınırlaması veya glikoz algılama döngüsel AMP-bağımlı kinaz (PKA) aktivitesinin azaltılması ile uzatılabilir. Bir PKA aktivitesinin azaltıldığı mutasyonda yaşam süresinin uzaması Sir2 ve NAD (nikotinamid adenin dinükleotit) gerektirir. Bu çalışmada, KR'nin yaşam süresini uzatmak için Sir2'yi nasıl etkinleştirdiğini araştırıyoruz. Burada, karbon metabolizmasının mitokondriyel tricarboxilik asit döngüsüne yönlendirilmesinin ve buna paralel olarak solunumun artmasının bu süreçte merkezi bir rol oynadığını gösteriyoruz. Bu metabolik stratejinin hayvanlardaki KR'ye nasıl uygulanabileceğini tartışıyoruz.


Mosaic PPM1D mutations are associated with predisposition to breast and ovarian cancer

Gelişmiş dizileme teknolojileri, yaygın hastalıklarda nadir genetik varyasyonun rolünü araştırmak için önceden görülmemiş fırsatlar sunar. Bununla birlikte, çalışma tasarımı, veri analizi ve tekrarlama ile ilgili önemli zorluklar vardır. 507 genin, DNA onarımı ile ilişkili olduğu bilinen 1.150 örnekte havuzlu sonraki nesil dizileme, protein kesintili varyantlara (PTVs) odaklanan analitik strateji ve 13.642 bireyin katılımıyla büyük ölçekli bir sekanslama vaka-kontrol tekrarlama deneyi kullanarak, burada p53 indüklenebilir protein fosfataz PPM1D'de nadir PTV'lerin meme kanseri ve yumurtalık kanseri yatkınlığı ile ilişkili olduğunu gösteriyoruz. PPM1D PTV mutasyonları, 7.781 vaka arasında 25'te bir (P = 1,12 × 10^-5) ve 5.861 kontrol arasında 1'de bir (P = 2,42 × 10^-4) görülüyor, bunlardan 18 mutasyon 6.912 meme kanseri bireyininde (P = 2,42 × 10^-4) ve 12 mutasyon 1.121 yumurtalık kanseri bireyininde (P = 3,10 × 10^-9) tespit edildi. Önemli olan, tespit edilen tüm PPM1D PTV'lerin lösemik DNA'da mozaik olduğu ve genin son eksonunda, fosfataz katalitik alanın karboksi-terminalinde 370 baz çiftlik bir bölgede kümelendiği. Fonksiyonel çalışmalar, mutasyonların iyonize radyasyona maruz kalmada p53'ün baskılanmasını artırdığını gösteriyor, bu da mutant alellerin hiperaktif PPM1D izoformlarını kodladığını gösteriyor. Bu nedenle, mutasyonlar erken protein kesintisine neden olsalar da, bu sınıfın varyantları ile ilişkili tipik basit işlev kaybı etkisine neden olmazlar, bunun yerine muhtemelen bir kazanım-fonksiyon etkisine sahiptirler. Sonuçlarımız, meme ve yumurtalık kanseri riskinin tespiti ve yönetimi için önemlidir. Daha genel olarak, bu veriler yaygın durum


Immunogenicity of induced pluripotent stem cells

İndüklenmiş çoklu potansiyel kök hücreler (iPSCs), tanımlanmış faktörlerle somatik hücrelerden yeniden programlanarak, otolog hücrelerin yenilenebilir kaynağı olarak rejeneratif tıpta büyük vaat taşır. Genel olarak, bu otolog hücrelerin, iPSCs'lerin türetildiği alıcının bağışıklık sisteminden tolerans görmesi gerektiği varsayılmıştır, ancak bu hücrelerin bağışıklık tepkisi henüz yoğun bir şekilde araştırılmamıştır. Burada, inbreed C57BL/6 (B6) farelerinden türetilen embriyofik kök hücrelerin (ESCs), B6 farelerinde herhangi bir belirgin bağışıklık reddi olmadan verimli bir şekilde teratomlar oluşturabildiğini, ancak 129/SvJ farelerinden allojenik ESC'lerin B6 farelerinde hızlı bir şekilde reddedildiğini gösteriyoruz. B6 faresi embriyofik fibroblastları (MEFs), ya retroviral yaklaşım (ViPSCs) ya da yeni epizomal yaklaşım (EiPSCs) ile, genomik entegrasyon olmadan iPSCs'lere yeniden programlandı. B6 ESC'lere kıyasla, B6 ViPSCs tarafından oluşturulan teratomların çoğu, B6 alıcıları tarafından bağışıklık reddedildi. Ayrıca, B6 EiPSCs tarafından oluşturulan teratomların çoğunluğu, B6 farelerinde T hücre istilası ile bağışıklık uyarıcıydı ve küçük bir teratom fraksiyonunda belirgin doku hasarı ve gerileme gözlemlendi. Teratomlar tarafından oluşturulan küresel gen ifadesi analizi, B6 ESC'ler ve EiPSCs'den türetilen teratomlarda sık sık aşırı ifade edilen bir dizi gen ortaya çıkardı ve bu gen ürünlerinin birkaç tanesi, B6 farelerinde B6 EiPSC'lerden türetilen hücrelerin bağışıklık tepkisine doğrudan katkıda bulundu. Bu bulgular, ESC'lerin türevlerine kıyasla, bazı hücrelerin iPSCs'den farklılaşırken anormal gen ifadesi, otogenik alıcıların T hücre bağımlı bağışıklık tepkisine neden olabileceğini gösteriyor. Bu nedenle, terapötik açıdan değerli hücrelerin, hastaya özgü iPSCs'den türetilmeden önce, bu otolog hücrelerin hastalara klinik uygulamadan önce bağışıklık tepkisi değerlendirilmelidir.


Direct conversion of human fibroblasts to multilineage blood progenitors

Embryo kökenli kök hücreler için geçerli olan durumun aksine, yeniden programlanmış insan indüklenmiş çoklu potansiyel kök hücrelerin (iPS hücreler) kullanımının sınırlaması, hücre hatlarının belirlenmesinde sahip olduğumuz anlayışa bağlıdır. Burada, insan deri fibroblastlarından doğrudan hematopoetik kaderi taşıyan projenatörler ve olgun hücreler üretme yeteneğimizi gösteriyoruz, çoklu potansiyel durumu kurmadan. OCT4 (aynı zamanda POU5F1 olarak da bilinir) geninin eksoik ifadesi, belirli sitokin tedavisi ile birlikte, pan-leukosit işaretçisi CD45'i ifade eden hücrelerin üretilmesini sağladı. Bu benzersiz fibroblast kökenli hücreler, granülositik, monositik, megakaryositik ve eritroid hatlarına yol açtı ve in vivo nakil kapasitesini gösterdi. Yetişkin hematopoetik programların etkinleştiğini not ediyoruz, bu da çoklu potansiyel durumu atlayarak kan kaderini üretmekle tutarlıdır: bu, çoklu potansiyel kök hücreleri içeren hematopoezis ile ayırt edilir, burada embriyonel programlar etkinleşir. Bu bulgular, insan fibroblastlarından çoklu potansiyeli geri kazanmayı ve insan çoklu potansiyel kök hücrelerinin kullanımıyla ilişkili komplikasyonlardan kaçınan oto-lojik hücre değiştirme terapileri için alternatif bir yaklaşım önermeyi gösterir.


Mical links semaphorins to F-actin disassembly

Hücre yüzeyinde bulunan yönlendirici işaretlerin (semaforinler) aktin sitoskeletini nasıl kesin etkilediği iyi anlaşılmamıştır. Semaforinler, hücre hareketi, yönlendirme, anjiyojeniz, immünoloji ve kanser gibi çeşitli etkiler nedeniyle en büyük ailelerden birini oluşturan bu yönlendirici işaretlerin bir parçasıdır ve yaygın olarak araştırılmaktadır. Semaforinler/kolapsinler, nöronal süreçlerde aktin sitoskelet dinamiklerini dramatik şekilde değiştirebilme yetenekleri üzerine kısmen karakterize edilmiştir, ancak semaforin reseptörleri ve sinyalleşme yollarının belirlenmesinde önemli ilerlemelere rağmen, bunları sitoskelet elemanlarının kesin kontrolüne bağlayan moleküller hala bilinmemektedir. Son zamanlarda, oldukça sıra dışı Mical ailesinden enzimler, büyük hücre yüzey semaforin reseptörleri olan plexinlerin sitoplazmik kısmına bağlanmış olarak bulunmuş ve akson rehberliği, sinaptojeniz, dendritik otar ve diğer hücre morfolojik değişiklikleri gibi süreçlerde aracılık etmiştir. Mical enzimler, redoks enzimatik reaksiyonlar gerçekleştirir ve aynı zamanda hücre morfolojisini düzenleyen proteinlerde bulunan alanlara da sahiptir. Ancak, Mical'ın veya redoks aktivitesinin morfolojik değişiklikleri aracılık etmek için oynadığı rol hakkında hiçbir şey bilinmemektedir. Burada, Mical'ın semaforinleri ve plexin reseptörleri ile kesin kontrolünü sağladığını bildiriyoruz. Bulduk ki Mical, semaforin-plexin ile medyada F-aktin yeniden düzenlenmesinde hem gerekli hem de yeterli dir. Benzer şekilde, Mical proteini saflaştırdık ve F-aktin ile doğrudan bağlandığını ve hem bireysel hem de bağlı aktin filamentlerini çözdüğünü bulduk. Ayrıca, Mical'ın in vivo ve in vitro'da F-aktin dinamiklerini değiştirmek için redoks aktivitesini kullandığını da bulduk, bu da aktin sitoskeletinin düzenlenmesinde daha önce bilinmeyen bir redoks sinyalleşme olayının rolünü işaret etmektedir. Bu nedenle, Mical, yeni bir F-aktin çözücü faktördür ve semaforinlere yanıt olarak akson rehberliği gibi hücre morfolojik değişikliklerin kesin olarak elde edilmesini sağlayan moleküler bir yol sağlar.


Novel Foxo1-dependent transcriptional programs control Treg cell function

Düzenleyici T hücreleri (Treg hücreleri), transkripsiyon faktörü forkhead kutu P3 (Foxp3) ifadesini karakterize ederek bağışıklık homeostazını korur, kendi yok edici bağışıklık yanıtlarını baskılar. Foxp3, Treg hücrelerinin homeostazını ve işlevini kontrol eden bir gecikmeli farklılaşma faktörü olarak çalışır, ancak erken Treg hücre hattı bağlılığı Akt kinaz ve forkhead kutu O (Foxo) ailesinden transkripsiyon faktörleri tarafından düzenlenir. Bununla birlikte, Foxo proteinlerinin Treg hücre bağlılığı aşamasının ötesinde Treg hücre homeostazını ve işlevini kontrol edip etmediği büyük ölçüde araştırılmamıştır. Burada, Foxo1'in Treg hücre işlevinin kritik bir düzenleyici olduğunu gösteriyoruz. Treg hücreleri Foxo1'i yüksek miktarda ifade eder ve T hücre reseptörü tarafından tetiklenen Akt aktivasyonunun azalması, Foxo1 fosforilasyonu ve Foxo1'in nükleer dışlanmasını gösterir. Foxo1'in Treg hücrelerine özgü silinmesi ile fareler, Foxp3 eksik farelere benzer bir şiddetle ölümcül bir enflamatuar bozukluk geliştirir, ancak Treg hücrelerinin kaybı olmadan. Foxo1 bağlanma siteleri için yapılan genom geniş bir analiz, yaklaşık 300 Foxo1'in bağlandığı hedef geni, doğrudan Foxp3 tarafından düzenlenmeyen pro-enflamatuar sitokin Ifng içerir. Bu bulgular, evrimsel olarak eski Akt-Foxo1 sinyalleme modülünün, Treg hücre işlevi için vazgeçilmez olan yeni bir genetik programı kontrol ettiğini göstermektedir.


Functional screening identifies miRNAs inducing cardiac regeneration

Memelilerde, embriyonik gelişim sırasında kalbin büyümesi öncelikle kardiyomiyosit sayısındaki artışa bağlıdır. Doğduktan kısa bir süre sonra, ise kardiyomiyositler artık çoğalmayı durdurur ve kalp kası dokusunun büyümesi mevcut kardiyomiyositlerin hipertrofik genişlemesiyle gerçekleşir. Yetişkin hayatta kardiyomiyositlerin yenilenmesinin çok sınırlı olması nedeniyle, kalp hasarının onarımı kardiyomiyel rejenerasyon yoluyla çok sınırlıdır. Burada, seçilmiş mikroRNA'ların (miRNA'lar) dışsal yönetiminin kardiyomiyosit çoğalmasını belirgin şekilde uyardığını ve kalp onarımını teşvik ettiğini gösteriyoruz. Neonatal kardiyomiyosit çoğalmasını teşvik eden insan miRNA'ları için yüksek içerikli mikroskopiye dayalı, yüksek verimli işlevsel bir ekrandan geçirdik. 40 miRNA, hem DNA sentezi hem de sitokinezi açısından yeni doğan fare ve sıçan kardiyomiyositlerinde güçlü bir artış gösterdi. Bu miRNA'lardan ikisi (hsa-miR-590 ve hsa-miR-199a), yetişkin kardiyomiyositlerin dış ortamda hücre döngüsüne yeniden girmesini teşvik ettiği ve hem yeni doğan hem de yetişkin hayvanlarda kardiyomiyosit çoğalmasını teşvik ettiği için daha fazla test için seçildi. Farelerde miokard enfarktüsü sonrasında, bu miRNA'lar önemli bir kardiyel rejenerasyon ve neredeyse tam kardiyel işlev parametrelerinin iyileşmesini uyardı. Tanımlanan miRNA'lar, kardiyomiyosit kaybına bağlı kardiyel patolojilerin tedavisinde büyük vaat taşıyor.


Specificity of sensory–motor connections encoded by Sema3e–Plxnd1 recognition

Omurilik refleksleri, duyusal aferentler ve motor nöronlar arasındaki sinaptik bağlantılar tarafından aracılık edilir. Bu devrelerin organizasyonu birkaç özelleştirme seviyesi gösterir. Sadece belirli duyusal proprioseptif nöron sınıfları, motor nöronlarla doğrudan, monosinaptik bağlantılar oluşturur. Bu bağlantıları yapanlar, motor havuz özelleştirme kurallarına bağlıdırlar: aynı kasın motor nöronlarına güçlü bağlantılar oluştururlar, ancak karşıt kasları sağlayan motor havuzlarından kaçınırlar. Bu bağlantı deseni başlangıçta doğrudur ve aktivite yokken korunur, bu da sinir sistemi kablo özelleştirmesinin duyusal ve motor nöronların yüzeyindeki tanıma moleküllerinin eşleşmesine dayandığını ima eder. Ancak, bu refleks devrelerinde sinaptik özelleştirmenin belirleyicileri, merkezi sinir sisteminin çoğu bölgesinde olduğu gibi, henüz tanımlanmamıştır. Bu refleks devrelerinde sinaptik özelleştirmenin kökenlerini araştırmak için moleküler genetik yöntemleri kullandık. Burada, seçilmiş motor nöron havuzları tarafından ifade edilen sınıf 3 semafor Sema3e ve duyusal proprioseptif nöronlar tarafından ifade edilen yüksek bağlılıklı reseptör plexin D1 (Plxnd1) içeren bir tanıma sisteminin, farelerde duyusal-motor devrelerdeki sinaptik özelleştirmenin kritik belirleyicisi olduğunu gösteriyoruz. Duyusal veya motor nöronlarda Sema3e-Plxnd1 sinyalizasyon profilini değiştirmek, monosinaptik bağlantıların işlevsel ve anatomik yeniden kablolamasını, ancak motor havuz özelleştirmesini değiştirmez. Bulgularımız, bu prototipik merkezi sinir sistemi devresindeki monosinaptik bağlantı desenlerinin, itici sinyalleme temelli bir tanıma programı aracılığıyla inşa edildiğini göstermektedir.


A chromatin remodelling complex involved in transcription and DNA processing.

Eukaryotik genomun kromatin içinde paketlenmesi, DNA'yı işleyen enzimlerin erişimini kısıtlayan engeller oluşturur. Bu engelleri aşmak için hücreler, her biri SNF2/SWI2 süper ailesinden bir ATPaz alt birim içeren çok proteinli, ATP bağımlı kromatin yeniden yapılandırma komplekslerinin bir dizi örneğine sahiptir. Kromatin yeniden yapılandırma kompleksleri, nükleozom hareketliliğini artırarak çalışır ve transkripsiyonda açıkça rol oynar. Burada, SNF2/SWI2 ve ISWI ile ilişkili proteinleri analiz ederek, diğer DNA işlemlerine yardımcı olabilecek potansiyel yeniden yapılandırma komplekslerini belirledik. Saccharomyces cerevisiae'den bir kompleks saflaştırdık ve bu kompleksin Ino80 ATPazını içerdiğini bulduk. INO80 kompleksi yaklaşık 12 polipeptit içerir, bunlardan ikisi bakteriyel RuvB DNA helikazına ilişkili iki proteinden oluşur, bu da Holliday kavşaklarının dallanma geçişini katalize eder. Saflaştırılan kompleks, kromatin yeniden yapılandırır, in vitro transkripsiyonu kolaylaştırır ve 3' -> 5' DNA helikaz aktivitesi gösterir. ino80 mutasyonları, DNA hasarına neden olan ajanlara karşı aşırı duyarlılık gösterir ve ayrıca transkripsiyonda kusurlar vardır. Bu sonuçlar, Ino80 ATPazıyla sürülen kromatin yeniden yapılandırmasının transkripsiyonun yanı sıra DNA hasarı onarımı ile de ilişkili olabileceğini gösterir.


Oncogenic pathway signatures in human cancers as a guide to targeted therapies

Onkogenik bir durumun gelişimi, hücre büyümesi ve hücre kaderinin düzenlenmesinde merkezi rol oynayan hücre sinyalleme yollarının düzenlenmesinde birden fazla bağımsız mutasyonun birikimiyle ilişkili karmaşık bir süreçtir. DNA mikroarray tabanlı gen ifadesi imzaları kullanarak kanser alt tiplerini tanımlama, hastalığın tekrarı ve belirli terapi yanıtları yeteneği, çok sayıda çalışmada gösterilmiştir. Çeşitli çalışmalar ayrıca onkogenik yolları analiz etmek için gen ifadesi profillerinin potansiyelini de göstermiştir. Burada, birkaç onkogenik yolun etkinleştirme durumunu yansıtan gen ifadesi imzalarının belirlenebileceğini gösteriyoruz. Bu gen ifadesi imzaları, insan kanserlerinde birkaç büyük koleksiyonda değerlendirildiğinde, tümörlerde yol düzenlemenin desenlerini ve hastalığın klinik olarak ilgili sonuçlarıyla ilişkilendirmeyi başarıyor. Birkaç yol için imza tabanlı tahminleri birleştirerek, belirli kanserler ve tümör alt tiplerini ayırt eden koordine edilmiş yol düzenlemenin desenlerini tanımlıyoruz. Tümörleri yol imzalarına göre kümelemek, ilgili hasta alt kümelerinde tahmini sonuçları daha da tanımlar, bu da onkogenik yol düzenlemenin gelişimin arkasında yattığını ve belirli kanserlerin biyolojisi ve sonucunu yansıttığını gösterir. Kanser hücre hatlarında yol düzenlemenin tahminleri, yolun bileşenlerini hedefleyen terapötik ajanlara duyarlılığı da tahmin eder. Yol düzenlemesi ile terapötik ajanların yolun bileşenlerini hedeflemesi arasındaki bağlantı, bu onkogenik yol imzalarını kullanarak hedefli terapilerin kullanımını yönlendirmek için bir fırsat sunar.


CTCF mediates methylation-sensitive enhancer-blocking activity at the H19/Igf2 locus.

İnsülin Benzeri Büyüme Faktörü 2 (Igf2) ve H19 genleri imprinteddir, bu da anneden ve babadan gelen alellerin susturulmasına neden olur. Bu olay, H19'un iki kilobaz yukarısındaki imprinted kontrol bölgesine bağlıdır (referanslar 1, 2). Babalık kromozomda bu öğe metilasyona uğramış ve H19'un susturulması için gereklidir (referanslar 2-4). Anne kromozomda bölge metilasyona uğramamış ve Igf2 geninin 90 kilobaz yukarısındaki susturma için gereklidir. Önerimiz, metilasyona uğramamış imprinted kontrol bölgesinin kromatin sınırını oluşturduğudur ve bu da Igf2'nin H19'un 3'ündeki güçlendiricilerle etkileşimini engeller (referanslar 5, 6). Bu güçlendirici engelleme aktivitesi, bölge metilasyona uğradığında kaybolur ve bu da Igf2'nin babalıkta ifade edilmesine izin verir. Burada, transgenik fareler ve doku kültürü kullanarak, fare ve insan H19'dan metilasyona uğramamış imprinted kontrol bölgelerinin güçlendirici engelleme aktivitesini gösterdiğimiz gibi, CTCF adlı bir zink parmaklı proteinin, güçlendirici engellemeye esastır. Modelimize uygun olarak, CTCF bağlanması DNA metilasyonu ile ortadan kalkar. Bu, bilindiği kadarıyla, omurgalı hayvanlarda düzenlenmiş bir kromatin sınırı örneğidir.


Broad and potent neutralization of HIV-1 by a gp41-specific human antibody

İnsan monoklonal antikorların karakterizasyonu, HIV-1'in geniş çapta nötralizasyon mekanizmalarıyla ilgili önemli içgörüler sağlamaktadır. Burada, HIV-1 gp41 membran yakın dış bölge (MPER) spesifik bir antikor olan 10E8'i rapor ediyoruz, bu antikor test edilen virüslerin yaklaşık %98'ini nötralize eder. 78 sağlıklı HIV-1 enfekte bağışçılardan alınan serumların analizine göre, 27% MPER spesifik antikorlar içeriyor ve 8% 10E8'e benzer spesifikliklere sahip. Diğer nötralize eden MPER antikorlarından farklı olarak, 10E8 fosfolipidlere bağlanmaz, oto-reaktif değildir ve hücre yüzeyindeki zarla bağlanır. 10E8'in tam MPER ile kompleksindeki yapı, bir kırılganlık sitesi olarak bir dar, yüksek korunmuş gp41 hidrofobik kalıntı dizisini ve transmembran bölgesine yakın kritik bir arginin veya lisinin varlığını ortaya koydu. Dirençli HIV-1 varyantlarının analizi, bu kalıntılar için nötralizasyonun önemini doğruladı. Yüksek korunmuş MPER, güçlü, oto-reaktif olmayan nötralize edici antikorların hedefidir, bu da HIV-1 aşılarının HIV-1 zar proteininin bu bölgesine antikorlar indirmeye odaklanmasını önerir.


Disruption of the Hepcidin/Ferroportin Regulatory System Causes Pulmonary Iron Overload and Restrictive Lung Disease

Yeni kanıtlar, akciğer demir birikiminin kronik akciğer hastalıklarının bir spektrumunda rol oynadığını göstermektedir. Bununla birlikte, akciğer demir depolanması ile ilgili mekanizma(lar) ve bu mekanizmaların akciğer hastalıklarının in vivo patogenezi üzerindeki rolü hala bilinmemektedir. Burada, murin ferroportin genindeki bir nokta mutasyonu (Slc40a1C326S), kalıtsal hemochromatoz tip 4'e neden olur ve bu da akciğer makrofajlarında, hava yollarını kaplayan epitel hücrelerinde ve akciğer parankiminde demir seviyelerini artırır. Akciğer demir yükü, homozigot Slc40a1C326S/C326S farelerinde oksidatif stres, kısıtlayıcı akciğer hastalığı ve toplam akciğer kapasitesinin azalması ile kan oksijen doygunluğunun düşmesiyle ilişkilidir. Bu bulgular, demir akciğer patolojisinde rol oynadığını, şimdiye kadar klasik demirle ilişkili bir bozukluk olarak düşünülmeyen bir durum olduğunu göstermektedir.


Genome-wide genetic analysis of polyploidy in yeast

Çoklu ploidi, kromozom setlerinin artması, gelişim sırasında, hücresel stres, hastalık ve evrimde meydana gelir. Yaygın olmasına rağmen, çoklu ploidinin eşlik ettiği fizyolojik değişiklikler hakkında çok az şey bilinir. Daha önce, 'ploidi-özgü ölümcüllük' olarak adlandırdığımız bir durumu açıkladık; bir gen silinmesi, tek hücreli veya diploid mayada ölümcül değilse, üçlü veya dörtlü mayalarda ölümcül olur. Burada, ploidi-özgü ölümcül işlevleri belirlemek için genom geniş çaplı bir tarama rapor ediyoruz. Taranan 3.740 mutasyondan sadece 39'u ploidi-özgü ölümcüllük gösterdi. Neredeyse tüm bu mutasyonlar, homolog rekombinasyonun, kardeş kromatid tutuşunun veya mitotik spindelin işlevinin bozulması yoluyla genomik kararlılığı etkiler. Ek olarak, tarama tarafından öngörülen, normal dörtlü mayalarda tespit edilen kusurları ortaya çıkardık ve dörtlüleştirmenin genomik kararlılığı nasıl etkilediği mekanizmaları belirledik. Gösteriyoruz ki dörtlü mayalar, spindelin ucuna syntelik/monopolar kinetokor bağlanmaları yüksek bir oranda meydana gelir. Bu kusurun, spindelin boyutu, spindel ve kinetokorların ölçeklendirilme yeteneğindeki eşleşmelerin açıklanmasıyla açıklanabileceğini öne sürüyoruz. Bu nedenle, geometrik kısıtlamalar, genom kararlılığı üzerinde derin etkilere sahip olabilir; burada açıklanan fenomen, kanser gibi hastalık durumları da dahil olmak üzere çeşitli biyolojik bağlamlarda alakalı olabilir.


Diverse and heritable lineage imprinting of early haematopoietic progenitors

Kan hücreleri üreten hematopoetik kök hücreler (HSC'ler) ve sonraki projenleri vardır, ancak bu üretimin kesin doğası ve kinetiği tartışmalı bir konudur. Bir modelde, lenfositik ve myeloid üretim, lenfosit öncülü çok yönlü projen (LMPP) sonrası dallanır, her iki dal da daha sonra dendritik hücreler üretir. Ancak bu model, esas olarak in vitro klonal analizler ve popülasyon tabanlı in vivo izleme üzerine kuruludur, bu da in vivo tek hücre karmaşıklığını kaçırma riski taşır. Burada bu sorunları önlemek için, yüzlerce LMPP ve HSC'nin in vivo kaderini tek hücre seviyesinde izlemek için yeni bir nicel "hücre etiketleme" versiyonunu kullanıyoruz. Bu veriler, LMPP'lerin ürettikleri hücre türlerinde yüksek derecede heterojen olduğunu gösterir, bunları lenfositik, myeloid ve dendritik hücre eğilimli üreticilerin kombinasyonlarına ayırır. Öte yandan, bazı HSC'lerin bilinen lenfositik bir eğilim gözlemlediğimiz halde, çoğu hücresel çıktı, her biri tüm hücre türlerini üreten küçük bir HSC sayısından kaynaklanmaktadır. Kritik olarak, tek LMPP'lerden türetilen kardeş hücrelerin in vivo çıktısını analiz ettiğimizde, bu hücrelerin genellikle benzer bir kader paylaştığını görürüz, bu da bu projenlerin kaderinin damgalandığını öne sürer. Ayrıca, bu damgalama da dendritik hücre eğilimli LMPP'ler için gözlemlendiğinden, dendritik hücreler ayrı bir soydan kaynaklanan ayrı bir hücre hattı olarak kabul edilebilir. Bu veriler, hematopoezis'te "düzeyli taahhüt" modelini öne sürer, bu da kalıtsal ve çeşitli lenfositik damgalamanın daha önce düşünüldüğünden daha erken meydana geldiğini gösterir.


Crowding induces live cell extrusion to maintain homeostatic cell numbers in epithelia

Bir epitelin koruyucu bir bariyer sağlaması için, hücre sayısını homeostatik tutmak zorundadır, yani bölünen hücre sayısını ölen hücre sayısıyla eşleştirir. Ölen hücreler tarafından tetiklenen telafi edici hücre bölünmesi olsa da, hücre ölümünün çoğalmadan kaynaklanan aşırı kalabalığa nasıl rahatlama sağladığı bilinmemektedir. Epitellerde apoptozi tetiklediğimizde, ölen hücreler bariyerin işlevini korumak için dışarı atılır. Dışarı atma, ölmeye mahkum hücrelerin çevredeki epitel hücrelerine aktomyosin halkası oluşturmaları için sinyal vermesiyle gerçekleşir, bu da ölen hücreyi sıkıştırır ve dışarı atar. Ancak normal homeostaz sırasında hücre ölümünü tetikleyen faktörler net değildir. Burada, insan, köpek ve zebrafish hücrelerinde, çoğalma ve göçten kaynaklanan aşırı kalabalığın epitel hücre sayılarını kontrol etmek için canlı hücrelerin dışarı atıldığını gösteriyoruz. Canlı hücrelerin dışarı atılması, in vivo'da en yüksek kalabalık görülen noktalarda gerçekleşir ve in vitro deneysel olarak monolayer'ları aşırı kalabalık hale getirerek tetiklenebilir. Apoptojik hücre dışarı atmasına benzer şekilde, aşırı kalabalıktan kaynaklanan canlı hücre dışarı atması da sfingozin 1-fosfat sinyalleşmesi ve Rho-kinaz bağımlı myosin kasılmasıyla gereklidir, ancak stretch-aktif kanallar aracılığıyla sinyalleşme ile ayırt edilir. Ayrıca, zebrafish'te bir stretch-aktif kanal olan Piezo1'in bozulması, dışarı atmayı engeller ve epitel hücre kütlesinin oluşumuna yol açar. Bulgularımız, homeostatik dönüşüm sırasında, sınırlı bir substrat üzerinde büyüyen ve bölünen epitel hücrelerinin aşırı kalabalığa neden olduğunu ve bu da hayatta kalma faktörlerinin kaybı nedeniyle onların dışarı atılmasına ve sonuçta ölümüne yol açtığını ortaya koymaktadır. Bu sonuçlar, canlı hücre dışarı atmasının, fazla epitel hücrelerinin birikimini önleyen bir tümör baskılayıcı mekanizma olabileceğini düşündürmektedir.


Direct observation of ligand recognition by T cells

T hücrelerinin aktivasyonu, T hücre reseptörlerinin, antijen sunan hücrelerin yüzeyinde bulunan ana uyumlu kompleks (MHC) üzerine bağlanmış antijenik peptit ile etkileşimi yoluyla gerçekleşir. Bu süreç, adaptif bağışıklık sisteminin kritik bir adımını oluşturur. Burada, üç boyutlu floresan mikroskopiyi kullanarak, tek hücrelerde bağışıklık sinapsının oluşumunu ve T hücre duyarlılığını karakterize etmeye çalışıyoruz. Gösteriyoruz ki, CD4 antijeni ifade eden T hücreleri, tek bir agonist peptit-MHC ligandı ile bile geçici kalsiyum sinyali ile yanıt verir ve T hücresi ile antijen sunan hücre arasındaki temas bölgesinde bulunan moleküllerin düzenlenmesi, yaklaşık on agonist varlığında bağışıklık sinapsının özelliklerini alır. Bu duyarlılık, CD4 molekülüne oldukça bağlıdır, çünkü bu molekülü antikorlarla bloke etmek, T hücrelerinin 30'dan az ligandı algılamasını engeller.


Crypt stem cells as the cells-of-origin of intestinal cancer

İntestinal kanser, adenomatous polyposis coli (APC) gibi genlerde Wnt yolunu etkinleştiren mutasyonlar ile başlatılır. Çoğu kanser gibi, başlangıç hücresi hala belirsizdir. Daha önce kurulan Lgr5 (leucine-zengin tekrarlı içeren G-protein bağlı reseptör 5) knockin fare modeli, uzun ömürlü intestinal kök hücrelerde tamoksifen ile indüklenebilir Cre rekombinasyonu ifade eder. Burada, bu kök hücrelerde APC'nin silinmesinin birkaç gün içinde hücre dönüşümüne yol açtığını gösteriyoruz. Dönüşüm geçirmiş kök hücreler, mikroadenomun büyümesini beslerken, kriptlerin altlarında kalır. Bu mikroadenomlar, engellenmeden büyür ve 3-5 hafta içinde makroskobik adenomlara dönüşür. Kök hücrelerden türetilen adenomlarda Lgr5+ hücrelerin dağılımı, erken neoplazik lezyonlarda kök hücre/projenik hücre hiyerarşisinin korunduğunu gösterir. APC'nin farklı bir cre faresinde kısa ömürlü transit-amplifiye hücrelerde silinmesi, indüklenen mikroadenomların büyümesinin hızla durduğunu gösterir. Hatta 30 hafta sonra bile, bu farelerde büyük adenomlar çok nadirdir. Sonuç olarak, kök hücrelere özgü APC kaybı, giderek büyüyen neoplaziye yol açar.


Microbial engineering for the production of advanced biofuels

Mikroorganizmalar tarafından üretilen gelişmiş biyoyakıtlar, petrol temelli yakıtlara benzer özelliklere sahiptir ve mevcut ulaşım altyapısına 'düşebilir'. Ancak, bu biyoyakıtları, kullanışlı olabilecek kadar yüksek verimlerde üretmek, mikroorganizmanın metabolizmasının mühendisliğini gerektirir. Bu mühendislik, sadece belirli bir besin maddesi veya ev sahibi organizmaya dayalı değildir. Veri odaklı ve sentetik biyoloji yaklaşımları, hem ev sahibini hem de yolları, yakıt üretimini maksimize etmek için optimize etmek için kullanılabilir. Bazı başarılara rağmen, ticari hale getirme ve daha geleneksel yakıtlarla rekabet etmek için aşılması gereken zorluklar hala vardır.


Sperm chromatin proteomics identifies evolutionarily conserved fertility factors

Erkek infertilitesi, önemli bir tıbbi endişe konusu olan uzun süredir çözülememiş bir gizemdir. Sperm kromatin bütünlüğü, erkek verimliliği ve in vitro döllenme potansiyeli için klinik bir gösterge olarak kabul edilir: kromozom aneuploidi ve DNA çözülmesi veya hasarı, üreme başarısızlığı ile ilişkilidir. Sperm kromatin yapısı ve paketlemesi için önemli olan korunmuş proteinleri tanımlamak, evrensel infertilite nedenlerini ortaya çıkarabilir. Burada, Caenorhabditis elegans'ta proteomik, sitoloji ve işlevsel analizi birleştirerek, verimlilik için önemli olan spermatik kromatin ilişkili proteinleri tanımlıyoruz. Stratejimiz, aşağıdaki adımları içeriyordu: benzer meiotik hücre tiplerinden kromatin saflaştırma, yani spermatojenik veya oojenik hücreler; kromatinle birlikte saflaştırılan faktörler için çok boyutlu protein tanımlama teknolojisi (MudPIT) ile proteomik analiz; sperm proteinlerinin bolluğuna göre önceliklendirme; ve genel kromatin ve meiotik faktörlerin çıkarılması için ortak proteinlerin çıkarılması. Yaklaşımımız, şu anda en kapsamlı kataloğa sahip olan, 1,099 kromatinle birlikte saflaştırılan proteini 132'ye düşürdü. Azaltılmış gen işlevi, RNA müdahalesi ile birleştirildi ve protein yerleştirmesi çalışmaları, spermatojenik kromatin için hayati olan korunmuş spermatojenik spesifik proteinleri ortaya çıkardı. Diğer süreçlerle ilişkili faktörlerde beklenmedik roller de tespit edildi. C. elegans'tan memelilere kadar olan verimlilik faktörlerini bulma stratejimiz, amacına ulaştı: Nematode proteinlerine karşılık gelen fare genlerinin yok edilmesi, erkek steriliğe neden olanların %37'si (7/19) oldu. Bu nedenle, listemiz, erkek infertilitesinin nedenlerini ve erkek kontraseptifleri için hedefleri belirlemede önemli bir fırsat sunuyor.


Nanog safeguards pluripotency and mediates germline development

Nanog, memelilerin çoklu potansiyelli hücrelerinde ve gelişen germ hücrelerinde bulunan bir ayrışan homeodomain proteini. Nanog'un silinmesi erken embriyonik letaliteye neden olurken, sürekli ifade embriyojenik kök hücrelerin özerk kendini yenilemesini sağlar. Bu nedenle Nanog, çoklu potansiyelli transkripsiyonel ağın temel bir unsuru olarak kabul edilir. Ancak burada, Nanog'un fare embriyojenik kök hücrelerinde dalgalanma olduğunu bildiriyoruz. Geçici Nanog indirgeme, hücrelerin farklılaşmaya yatkınlığına neden olur ancak taahhüt işaretlemez. Genetik silme ile gösteriyoruz ki, embriyojenik kök hücreler, Nanog'un kalıcı olarak yokluğunda sonsuza dek kendini yenileyebilirler, hatta embriyonik germ katmanlarını kolonize ederler ve hem fetüs hem de yetişkin kimi hayvanlarda çoklu çizgili farklılaşmayı gösterirler. Ayrıca germ hattına da çekilirler, ancak Nanog eksikliği olan ilkel germ hücreleri genital tepeye ulaştıklarında olgunlaşmaz. Bu kusur, mutasyonlu alelin onarılmasıyla kurtarılır. Bu nedenle Nanog, somatik çoklu potansiyelli ifade için gerekli değildir ancak germ hücrelerinin oluşumu için özellikle gereklidir. Bu nedenle Nanog, iç hücre kütlesi ve germ hücre durumlarının inşasında öncelikle rol oynar, çoklu potansiyelli ev işleme makinesinde değil. Nanog'un, kültürde embriyojenik kök hücreleri istikrarlı hale getirdiği, alternatif gen ifade durumlarına direnerek veya tersine çevirerek olduğuna inanıyoruz.


Succinate is an inflammatory signal that induces IL-1β through HIF-1α

Gram negatif bakterilerin lipopolisakkarit (LPS) ürünü tarafından aktive edilen makrofajlar, oksidatif fosforlasyon metabolizmasını glikolizise çevirir. Burada, 2-deoksiglikoz ile glikolizinin inhibisyonu, LPS tarafından tetiklenen interleukin-1β'yi, ancak tumor nekroz faktörü-α'yı (TNF-α) fare makrofajlarında baskılar gösterdiğimizi kanıtlıyoruz. LPS'li makrofajların kapsamlı bir metabolik haritası, glikoliz genlerinin upregülasyonunu ve mitokondriyal genlerin downregülasyonunu gösterir, bu da değiştirilmiş metabolitlerin ifade profilleriyle doğrudan korelasyon gösterir. LPS, tricarboxilik asit döngüsü ara ürünü olan süksinat seviyelerini önemli ölçüde artırır. Glutamin bağımlı anaerobik lizis, süksinatın ana kaynağıdır, ancak GABA (γ-aminobütirik asit) şantajı yolu da bir rol oynar. LPS tarafından tetiklenen süksinat, hipoksiye duyarlı faktör-1α'yı (HIF-1α) istikrara kavuşturur, bu etki 2-deoksiglikoz ile inhibe edilir ve interleukin-1β önemli bir hedeftir. LPS ayrıca birkaç proteinin süksinilasyonunu da artırır. Bu nedenle, süksinat, inflamasyon sırasında interleukin-1β üretimini artıran, bağışıklık tepkisinde bir metabolit olarak tanımlıyoruz.


Planar cell polarity signalling couples cell division and morphogenesis during neurulation

Çevresel ve genetik sapmalar, her 1.000 doğumda 1'inde nöral tüp kapanma kusurlarına (NTD'ler) neden olur. Fare ve kurbağa modelleri, bu doğum kusurları için Van Gogh benzeri 2 (Vangl2, ayrıca Strabismus olarak da bilinir) ve düzlem hücre polaritesi (PCP) sinyalinin diğer bileşenleri, nöralleşme sürecinde nöral öncüllerin orta çizgiye doğru birleşmesini teşvik ederek kontrol edebileceğini göstermiştir. Burada, zebrafish'te nöralleşme sırasında PCP sinyalinin yeni bir rolünü gösteriyoruz. Kanıtladığımız gibi, kanonsuz Wnt/PCP sinyali, nöral öncüllerin ön-arka ekseni boyunca polarize olmasını sağlar. Bu polarite, nöral kül hücrelerinin bölünmesi sırasında geçici olarak kaybolur ancak kız kardeş hücrelerin nöroepitelya yeniden entegrasyonuna kadar yeniden kurulur. Zebrafish Vangl2'nin (trilobit mutantlarında) kaybı, nöral kül hücrelerinin polaritesini ortadan kaldırır, kız kardeş hücrelerin nöroepitelya yeniden entegrasyonunu bozar ve ektopik nöral öncül birikimleri ile NTD'lere neden olur. İlginç bir şekilde, hücre bölünmesinin engellenmesi, trilobit nöral tüp morfojenizmini kurtarır, ancak birleşme ve uzama kusurları devam eder. Bu sonuçlar, PCP sinyalinin nöralleşme sırasında hücre bölünmesi ve morfogenez arasındaki bağlantıyı ortaya çıkardığını ve NTD'lerin altında yatan daha önce bilinmeyen bir mekanizma olabileceğini gösterir.


The challenge of new drug discovery for tuberculosis

Tüberküloz (TB), insan tarihinin herhangi bir döneminde olduğu kadar bugün dünyada daha yaygın. Tüberküloz neden olan patojen Mycobacterium tuberculosis, çeşitli stratejiler kullanarak farklı evlerde hayatta kalmayı başarır ve bağışıklık gözetiminden kaçınır. Ana soru, yeni TB ilaçlarının keşfi için yaklaşımlarımızın ne kadar sağlam olduğu ve yeni ilaçların uzun ve yorucu klinik geliştirme sürecini azaltmak için alınabilecek önlemler nelerdir. M. tuberculosis'in çok ilaç dirençli sülblerinin ortaya çıkması, yeni moleküler çerçevelerin keşfini öncelik haline getiriyor ve mevcut durum, bazı eski ilaç ailelerinin yeniden mühendisliği ve yeniden konumlandırılmasını bile gerektiriyor, böylece etkili kontrol sağlanabilir. Kullanılan strateji ne olursa olsun, başarı büyük ölçüde patojen ve insan ev sahibi arasındaki karmaşık etkileşimlerin doğru anlaşılmasına bağlı olacaktır. Bu incelemede, TB ilacı keşfi yeniliklerini ve hastalara daha hızlı yeni ajanları getirmek için gelişen stratejileri tartışıyoruz.


Subunit Arrangement and Phenylethanolamine Binding in GluN1/GluN2B NMDA Receptors

İfenprodil, NMDA (N-metil-D-aspartat) reseptörlerinin etkilerine bağlı olarak nöroprotektif aktivite gösterdiği keşfedildiğinden beri, bu bilgiye dayanarak eylem mekanizmasını anlamak ve geliştirilmiş terapötik bileşikler oluşturmak için kararlı bir çaba sarf edilmiştir. NMDA reseptörleri tarafından aracılanan nörotransmisyon, beynin temel gelişimi ve işlevi için esastır. Bu reseptörler, glisin ve glutamatın sırasıyla GluN1 ve GluN2 alt birimlerine bağlanmasının ardından iyon kanallarını oluşturan heteromerik iyon kanalları oluşturur ve etkinleşir. NMDA reseptörlerinin işlevsel bir özelliği, iyon kanallarının aktivitesinin alt tiplere özgü bir şekilde amino terminal alan (ATA) bölgesine küçük bileşiklerin bağlanmasıyla tümosterik olarak düzenlenmesidir. İfenprodil ve ilgili feniletanolamin bileşikleri, özellikle GluN1 ve GluN2B NMDA reseptörlerini inhibe ederek, depresyon, Alzheimer hastalığı ve Parkinson hastalığı da dahil olmak üzere çeşitli nörolojik bozukluklar ve hastalıkların tedavisinde potansiyel kullanımları nedeniyle yoğun bir şekilde çalışılmıştır. Olumlu tutumlara rağmen, feniletanolaminlerin tanınması ve ATA tarafından aracılanan tümosterik inhibisyonun altında yatan mekanizmalar, yapısal bilgi eksikliği nedeniyle sınırlı kalmıştır. Burada, GluN1 ve GluN2B ATA'larının bir heterodimer oluşturduğunu ve feniletanolaminlerin GluN1 ve GluN2B arasında bir arayüzde, GluN2B yarık içinde değil, bağlandığını bildiriyoruz. Xenopus laevis'ten GluN1b ATA'sı ve Rattus norvegicus'tan GluN2B ATA'sı arasında oluşan heterodimerin kristal yapısı, homodimerik non-NMDA reseptörlerinde gözlemlenen düzenlemeden farklı, alt birimlerin benzersiz bir düzenini ortaya koymaktadır ve feniletanolamin bağlanma moleküler belirleyicilerini ortaya koymaktadır. GluN2B ATA'sındaki iki loblu yapının alan hareketini sınırlamak, bir alt birim arasında bir disülfit bağı oluşturarak, ifenprodil duyarlılığını önemli ölçüde azaltmaktadır, bu da GluN2B ATA'sındaki konformasyonel özgürlüğün ifenprodil ile tümosterik inhibisyonun aracı olduğunu göstermektedir. Bu bulgular, nörolojik bozukluklar ve hastalıklar için


Association of NOD2 leucine-rich repeat variants with susceptibility to Crohn's disease.

Kronik enflamatuar bağırsak hastalığı (IBD) türlerinin ana ikisi olan Crohn hastalığı ve ülseratif kolit, bilinmeyen bir etyolojiye sahip çok faktörlü durumlardır. Crohn hastalığı için bir duyarlılık lokusu kromozom 16'ya haritalanmıştır. Burada, bağlantı analizi takip eden bağlantı bozukluğu haritalama üzerine kurulu bir pozisyon klonlama stratejisi kullanarak üç bağımsız Crohn hastalığı ile ilişkili bulgu belirledik: NOD2'nin bir çerçeve kayması varyantı ve iki missense varyantı, Apaf-1/Ced-4 süper ailesinin bir üyesi olan ve monositlerde ifade edilen bir apoptoz düzenleyiciyi kodlayan. Bu NOD2 varyantları, proteinin lezyonlu zengin tekrarlı alanının yapısını ya da bitişik bölgeyi değiştirir. NOD2, NF-kB adlı nükleer faktörü aktive eder; bu aktivasyon işlevi, karboksi-terminal lezyonlu zengin tekrarlı alan tarafından düzenlenir, bu alan bir baskılayıcı rol oynar ve aynı zamanda mikroorganizma patojenlerinin bileşenleri için bir içsel alıcı olarak da işlev görür. Bu gözlemler, NOD2 gen ürününün bu bileşenlerin tanınmasını değiştirmesi ve/veya monositlerde NF-kB'yi aşırı aktivasyonu yoluyla Crohn hastalığı için duyarlılığı sağladığını öne sürmektedir, böylece Crohn hastalığının patojenik mekanizması için bir moleküler model belgelenmektedir ve bu model daha ileri araştırılabilir.


Human cardiovascular progenitor cells develop from a KDR+ embryonic-stem-cell-derived population

Fonksiyonel kalp, kardiyomiyositler, endotel hücreleri ve vasküler düz kas hücreleri de dahil olmak üzere farklı mesoderm kökenli hatlardan oluşur. Fare embriyosu ve fare embriyonik kök hücre farklılaşma modeli üzerine yapılan çalışmalar, bu üç hatın ortak bir Flk-1+ (kinaz eklem proteini reseptörü, ayrıca Kdr olarak da bilinir) kardiyovasküler öncül hücreden geliştiğini gösteren kanıtlar sağlamıştır. Bu öncül hücre insan kardiyogenezde de mevcut olup olmadığını belirlemek için, insan embriyonik kök hücre farklılaşma kültürlerinde kardiyovasküler hatların gelişimini analiz ettik. Burada, serum içermeyen medyada aktivin A, kemik morfogenetik protein 4 (BMP4), temel fibroblast büyüme faktörü (bFGF, ayrıca FGF2 olarak da bilinir), vasküler endotel büyüme faktörü (VEGF, ayrıca VEGFA olarak da bilinir) ve dikkop homolog 1 (DKK1) kombinasyonlarıyla indüklenen insan embriyonik kök hücrelerden türetilen embriyoid cisimlerin, in vitro ve in vivo'da kardiyak, endotel ve vasküler düz kas potansiyeline sahip bir KDR düşük/C-KIT(CD117)neg popülasyonu ürettiğini gösteriyoruz. Bu KDR düşük/C-KITneg hücreler, monolayer kültürlerine yerleştirildiğinde, %50'den fazla kasılabilen kardiyomiyositlerden oluşan popülasyonlara farklılaşır. KDR düşük/C-KITneg fraksiyonundan türetilen popülasyonlar, metilselüloz kültürlerine yerleştirildiğinde, tüm üç hat içeren koloniler oluşturur. Sınırlı dizilim çalışmaları ve hücre karıştırma deneyleri, bu kolonilerin klonlar olduğunu ve kardiyovasküler koloniler oluşturma hücrelerinden geliştiğini desteklemektedir. Bu bulgular, insan kardiyovasküler öncül hücreyi, insan kardiyojenizdeki en erken aşamalardan birini tanımlayan bir öncül hücre olarak ortaya koymaktadır.


Cancer-related inflammation

Medyatörler ve hücresel iltihap etkenleri, tümörün yerel ortamının önemli bileşenlerini oluşturur. Bazı kanser türlerinde, kötücül bir değişiklik oluşmadan önce iltihaplı koşullar mevcut olabilir. Öte yandan, diğer kanser türlerinde, bir onkogenik değişiklik, tümör gelişimini teşvik eden iltihaplı bir mikro ortam oluşturur. Kökeni ne olursa olsun, tümör mikro ortamında 'dumanlı' iltihap, birçok tümör teşvik edici etkiye sahiptir. Bu, kötücül hücrelerin çoğalmasını ve hayatta kalmasını destekler, anjiyogenez ve metastazı teşvik eder, adaptif bağışıklık yanıtlarını bozar ve hormonlara ve kemoterapötik ajanlara karşı yanıtları değiştirir. Bu kanserle ilişkili iltihapın moleküler yolları şimdi çözülüyor, bu da yeni hedef moleküllerin belirlenmesine yol açıyor, bu da teşhis ve tedavinin iyileştirilmesine yol açabilir.