A chemokine gene expression signature derived from meta-analysis predicts the pathogenicity of viral respiratory infections

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>During respiratory viral infections host injury occurs due in part to inappropriate host responses. In this study we sought to uncover the host transcriptional responses underlying differences between high- and low-pathogenic infections.</p> <p>Results</p> <p>From a compendium of 12 studies that included responses to influenza A subtype H5N1, reconstructed 1918 influenza A virus, and SARS coronavirus, we used meta-analysis to derive multiple gene expression signatures. We compared these signatures by their capacity to segregate biological conditions by pathogenicity and predict pathogenicity in a test data set. The highest-performing signature was expressed as a continuum in low-, medium-, and high-pathogenicity samples, suggesting a direct, analog relationship between expression and pathogenicity. This signature comprised 57 genes including a subnetwork of chemokines, implicating dysregulated cell recruitment in injury.</p> <p>Conclusions</p> <p>Highly pathogenic viruses elicit expression of many of the same key genes as lower pathogenic viruses but to a higher degree. This increased degree of expression may result in the uncontrolled co-localization of inflammatory cell types and lead to irreversible host damage.</p

TAF6δ orchestrates an apoptotic transcriptome profile and interacts functionally with p53

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>TFIID is a multiprotein complex that plays a pivotal role in the regulation of RNA polymerase II (Pol II) transcription owing to its core promoter recognition and co-activator functions. TAF6 is a core TFIID subunit whose splice variants include the major TAF6α isoform that is ubiquitously expressed, and the inducible TAF6δ. In contrast to TAF6α, TAF6δ is a pro-apoptotic isoform with a 10 amino acid deletion in its histone fold domain that abolishes its interaction with TAF9. TAF6δ expression can dictate life versus death decisions of human cells.</p> <p>Results</p> <p>Here we define the impact of endogenous TAF6δ expression on the global transcriptome landscape. TAF6δ was found to orchestrate a transcription profile that included statistically significant enrichment of genes of apoptotic function. Interestingly, gene expression patterns controlled by TAF6δ share similarities with, but are not equivalent to, those reported to change following TAF9 and/or TAF9b depletion. Finally, because TAF6δ regulates certain p53 target genes, we tested and demonstrated a physical and functional interaction between TAF6δ and p53.</p> <p>Conclusion</p> <p>Together our data define a TAF6δ-driven apoptotic gene expression program and show crosstalk between the p53 and TAF6δ pathways.</p

TAF6δ Controls Apoptosis and Gene Expression in the Absence of p53

BACKGROUND: Life and death decisions of metazoan cells hinge on the balance between the expression of pro- versus anti-apoptotic gene products. The general RNA polymerase II transcription factor, TFIID, plays a central role in the regulation of gene expression through its core promoter recognition and co-activator functions. The core TFIID subunit TAF6 acts in vitro as an essential co-activator of transcription for the p53 tumor suppressor protein. We previously identified a splice variant of TAF6, termed TAF6delta that can be induced during apoptosis. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: To elucidate the impact of TAF6delta on cell death and gene expression, we have employed modified antisense oligonucleotides to enforce expression of endogenous TAF6delta. The induction of endogenous TAF6delta triggered apoptosis in tumor cell lines, including cells devoid of p53. Microarray experiments revealed that TAF6delta activates gene expression independently of cellular p53 status. CONCLUSIONS: Our data define TAF6delta as a pivotal node in a signaling pathway that controls gene expression programs and apoptosis in the absence of p53

Probability landscapes for integrative genomics

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>The comprehension of the gene regulatory code in eukaryotes is one of the major challenges of systems biology, and is a requirement for the development of novel therapeutic strategies for multifactorial diseases. Its bi-fold degeneration precludes brute force and statistical approaches based on the genomic sequence alone. Rather, recursive integration of systematic, whole-genome experimental data with advanced statistical regulatory sequence predictions needs to be developed. Such experimental approaches as well as the prediction tools are only starting to become available and increasing numbers of genome sequences and empirical sequence annotations are under continual discovery-driven change. Furthermore, given the complexity of the question, a decade(s) long multi-laboratory effort needs to be envisioned. These constraints need to be considered in the creation of a framework that can pave a road to successful comprehension of the gene regulatory code.</p> <p>Results</p> <p>We introduce here a concept for such a framework, based entirely on systematic annotation in terms of probability profiles of genomic sequence using any type of relevant experimental and theoretical information and subsequent cross-correlation analysis in hypothesis-driven model building and testing.</p> <p>Conclusion</p> <p>Probability landscapes, which include as reference set the probabilistic representation of the genomic sequence, can be used efficiently to discover and analyze correlations amongst initially heterogeneous and un-relatable descriptions and genome-wide measurements. Furthermore, this structure is usable as a support for automatically generating and testing hypotheses for alternative gene regulatory grammars and the evaluation of those through statistical analysis of the high-dimensional correlations between genomic sequence, sequence annotations, and experimental data. Finally, this structure provides a concrete and tangible basis for attempting to formulate a mathematical description of gene regulation in eukaryotes on a genome-wide scale.</p

Retinoic acid receptor α as a novel contributor to adrenal cortex structure and function through interactions with Wnt and Vegfa signalling

International audiencePrimary aldosteronism (PA) is the most frequent form of secondary arterial hypertension. Mutations in different genes increase aldosterone production in PA, but additional mechanisms may contribute to increased cell proliferation and aldosterone producing adenoma (APA) development. We performed transcriptome analysis in APA and identified retinoic acid receptor alpha (RARα) signaling as a central molecular network involved in nodule formation. To understand how RARα modulates adrenal structure and function, we explored the adrenal phenotype of male and female Rarα knockout mice. inactivation of Rarα in mice led to significant structural disorganization of the adrenal cortex in both sexes, with increased adrenal cortex size in female mice and increased cell proliferation in males. Abnormalities of vessel architecture and extracellular matrix were due to decreased Vegfa expression and modifications in extracellular matrix components. On the molecular level, Rarα inactivation leads to inhibition of non-canonical Wnt signaling, without affecting the canonical Wnt pathway nor PKA signaling. Our study suggests that Rarα contributes to the maintenance of normal adrenal cortex structure and cell proliferation, by modulating Wnt signaling. Dysregulation of this interaction may contribute to abnormal cell proliferation, creating a propitious environment for the emergence of specific driver mutations in PA. Primary aldosteronism (PA) is the most common and curable form of secondary arterial hypertension, with prevalence estimations of up to 10% of cases in referred hypertensive patients, 4% of patients in primary care 1,2 and 20% of patients with resistant hypertension 3,4. Rapid diagnosis and treatment are important to prevent severe cardiovas-cular consequences of long term aldosterone exposure, which are independent of blood pressure levels and are du

The Microbiota Mediates Pathogen Clearance from the Gut Lumen after Non-Typhoidal Salmonella Diarrhea

Many enteropathogenic bacteria target the mammalian gut. The mechanisms protecting the host from infection are poorly understood. We have studied the protective functions of secretory antibodies (sIgA) and the microbiota, using a mouse model for S. typhimurium diarrhea. This pathogen is a common cause of diarrhea in humans world-wide. S. typhimurium (S. tmatt, sseD) causes a self-limiting gut infection in streptomycin-treated mice. After 40 days, all animals had overcome the disease, developed a sIgA response, and most had cleared the pathogen from the gut lumen. sIgA limited pathogen access to the mucosal surface and protected from gut inflammation in challenge infections. This protection was O-antigen specific, as demonstrated with pathogens lacking the S. typhimurium O-antigen (wbaP, S. enteritidis) and sIgA-deficient mice (TCRβ−/−δ−/−, JH−/−, IgA−/−, pIgR−/−). Surprisingly, sIgA-deficiency did not affect the kinetics of pathogen clearance from the gut lumen. Instead, this was mediated by the microbiota. This was confirmed using ‘L-mice’ which harbor a low complexity gut flora, lack colonization resistance and develop a normal sIgA response, but fail to clear S. tmatt from the gut lumen. In these mice, pathogen clearance was achieved by transferring a normal complex microbiota. Thus, besides colonization resistance ( = pathogen blockage by an intact microbiota), the microbiota mediates a second, novel protective function, i.e. pathogen clearance. Here, the normal microbiota re-grows from a state of depletion and disturbed composition and gradually clears even very high pathogen loads from the gut lumen, a site inaccessible to most “classical” immune effector mechanisms. In conclusion, sIgA and microbiota serve complementary protective functions. The microbiota confers colonization resistance and mediates pathogen clearance in primary infections, while sIgA protects from disease if the host re-encounters the same pathogen. This has implications for curing S. typhimurium diarrhea and for preventing transmission

Crosstalk between TAF6δ and Notch Signalling Pathways in Cancer Cell Lines

La voie de signalisation de Notch contrôle de multiples processus cellulaires, telle la différenciation, la prolifération cellulaire et l’apoptose. Son activation repose sur la liaison du récepteur Notch par son ligand. Par la suite, le domaine intracellulaire actif de Notch (NIC) est relâché après son clivage médié par la γ-sécrétase. Cela permet au NIC d’être transporté au noyau où celui-ci lie la protéine CSL et active la transcription de ses gènes cibles, comme Hes1. TAF6 est une sous-unité du facteur de transcription général TFIID qui joue un rôle important dans la régulation de la transcription effectuée par l’ARN polymérase II. L’isoforme TAF6δ peut induire l’apoptose et aussi l’expression des gènes cibles de Notch. Cette étude a pour objectif d’explorer l’interaction croisée entre les voies de signalisation de Notch et de TAF6δ et leur impact sur l’apoptose. Pour valider l’impact de l’expression de TAF6δ sur la voie de signalisation de Notch, nous avons effectué une analyse par micropuce. L’expression de TAF6δ médiée par la transfection de SSOs (oligonucléotides Splice-Switching) a révélé une induction γ-sécrétase dépendante de gènes cibles de Notch dans les cellules HeLa. La cytométrie de flux a en outre montré que l'apoptose TAF6δ-dépendante est réduite par un traitement avec des inhibiteurs de gamma-sécrétase. L'analyse par immunofluorescence a révélé que TAF6δ induit la translocation de NIC-2 au noyau. Enfin, une analyse par qPCR a montré que l'expression du gène cible Notch est augmentée dans plusieurs lignées de cellules cancéreuses en réponse à l’induction TAF6δ. Nos données montrent, que la voie de signalisation de Notch est activée par TAF6δ dans plusieurs modèles de cancer et que l’interaction entre ces deux voies contribue à l'apoptose dans un modèle de cancer du col de l'utérus.Abstract : The Notch pathway controls multiple cellular processes, such as differentiation, cell proliferation and apoptosis. Its activation is based on the ligand binding to a Notch receptor after which, the Notch intracellular active domain (NIC) is released through cleavage mediated by γ-secretase. Upon cleavage, NIC translocates to the nucleus, where it binds CSL (CBF1/Su (H)/Lag-1) and activates the transcription of its target genes such as Hes1. TAF6 is a subunit of the TFIID basal transcription complex that plays an important role in the regulation of RNA polymerase II transcription. TAF6δ is a specialized isoform of TAF6 that can induce apoptosis and induces the expression of Notch target genes. This study aims to explore the potential crosstalk between TAF6δ and Notch signalling pathways and its impact on apoptosis. Results: To validate the impact of TAF6δ expression on the Notch pathway, we performed microarray analysis. TAF6δ induction, mediated through transfection of SSOs (Splice-Switching oligonucleotides), revealed a γ-secretase–dependent induction of Notch target genes in HeLa cells. Flow cytometry analysis further showed that TAF6δ-dependent apoptosis is reduced by treatment with γ-secretase inhibitors. Immunofluorescence analysis revealed that TAF6δ induced translocation of NIC-2 to the nucleus. Finally, qPCR showed that Notch target gene expression is increased in several cancer cell lines in response to TAF6δ induction. Conclusion: Our data show that the Notch pathway is activated by TAF6δ in several models of cancer, and that this association contributes to apoptosis in cervical cancer

Identification des éléments CIS d'ARN et développement d'un gène rapporteur pour caractériser les facteurs d'épissage qui contrôlent l'expression du facteur de transcription pro-apoptotique TAF6[delta]

L'apoptose est un processus primordial pour le développement et le maintien des organismes eucaryotes. Elle est régulée à différents niveaux de l’expression génique. En fonction des stimuli intra- et extra-cellulaires, les facteurs de transcription régulent l'expression des protéines pro-survies et pro-apoptotiques. Ces facteurs de transcription facilitent la formation du complexe de pré-initiation (CPI) de la transcription pour activer la transcription. Le CPI est composé de l’ARN polymérase II et des facteurs généraux de transcription dont le facteur de reconnaissance du promoteur, TFIID. TFIID est un complexe multi-protéique composé de la protéine de liaison de la boîte TATA (TBP) et de 14 facteurs associés à TBP (TAFs) tel que TAF6 qui nous intéresse. TAF6 est exprimé sous 5 isoformes d'épissage alternatif (?, ?, ?, ð, ? ). TAF6? et TAF6ð sont deux entités antagonistes. Ils sont issus de l’épissage alternatif du deuxième exon de TAF6. Contrairement au variant majoritaire TAF6? qui a une activité oncogénique et antiapoptotique, le variant minoritaire TAF6ð est pro-apoptotique. À l’opposé de TAF6?, l’excision de la partie alternative du deuxième exon empêche la dimérisation de TAF6ð avec TAF9 dans TFIID (TFIID?). Les analyses de puce à ADN ont montré que l'impact sur le transcriptome de la perte de TAF6? est fortement distinct de l'impact causé par l'induction de l’isoforme pro-mort TAF6ð par des oligonucléotides antisens qui bascule l’épissage (SSO pour Splice site Switching Oligonucleotids). En outre, la déplétion du variant d'épissage majeur TAF6? aboutit à la perte de la viabilité des cellules. L'importance de l'induction de TAF6ð dans la mort cellulaire programmée et nos résultats précédents montrant que TAFð induit l’apoptose indépendamment de p53 dans de nombreux types de cellules cancéreuses, nous ont incités à entreprendre une dissection des éléments cis d'ARN qui contrôlent l'épissage du variant TAF6ð. Nous avons développé un système de minigène pour étudier les éléments cis d'ARN qui contrôlent l'expression de TAF6ð. Le minigène inclut la séquence génomique de TAF6 (exon 2 à exon 3) qui est dirigé par le promoteur CMV et il mime le patron d’épissage alternatif de TAF6? et TAF6ð endogène. Nous avons entrepris une analyse mutationnelle pour identifier les éléments cis de TARN pré-messager de TAF6. Nos données ont mis en évidence un site activateur d'épissage dans l’exon 2 constitutif. Dans l’intron, deux motifs polyC et polyG pourraient réguler l’épissage alternatif de TAF6ð. Ces motifs représentent des sites potentiels de liaison pour les protéines de liaison à l’ADN, hnRNP K et H respectivement. Nous avons donc testé l’effet de la surexpression de hnRNP K et H sur l’épissage alternatif de TAF6 et nous n'avons eu aucuns changement sur l’expression de TAF6ð endogène. De plus, nous avons constaté que la mutation d'un seul nucléotide qui semble perturber la structure secondaire d'ARN au site d’épissage proximal, renverse complètement le patron d’épissage. Cette mutation favorise le choix du site d’épissage distal (un site faible) à la place du site d’épissage proximal (TAF6?). Nos résultats suggèrent aussi qu’un élément régulateur d’épissage qui favorise TAF6? est présent dans l’exon 2 alternatif. Pour permettre l’identification des facteurs d’épissage influençant le choix du site d’épissage, nous avons créé un nouveau système d’épissage rapporteur. Notre nouveau vecteur contient la séquence génomique de TAF6 (exon 2 à exon 4) modifiée par l’introduction d’un codon stop prématuré (CSP) dans l’exon 2 alternatif et fusionné à la protéine EYFP. La combinaison des essais de transfections transitoires avec les SSOs ont été utilisés pour valider ce système contrôlé par cytométrie de flux. Dans le futur, ce système pourrait être utilisé pour produire une lignée stable afin d'identifier les facteurs d’épissage impliqués dans la régulation de l’épissage alternatif par un criblage d’inhibition (siRNA) ou de surexpression (ADNc). Donc, mon projet présente la première identification des éléments cis qui contrôlent l’épissage du facteur aussi bien que le développement d’un système d'épissage rapporteur créé pour permettre l’identification des protéines d'épissage qui régulent l’expression de TAF6ð. [symboles non conformes