Enterococcus faecalis demonstrates pathogenicity through increased attachment in an ex vivo polymicrobial pulpal infection

This study investigated the host response to a polymicrobial pulpal infection consisting of Streptococcus anginosus and Enterococcus faecalis, bacteria commonly implicated in dental abscesses and endodontic failure, using a validated ex vivo rat tooth model. Tooth slices were inoculated with planktonic cultures of S. anginosus or E. faecalis alone or in co-culture at ratios of 50:50 and 90:10 S. anginosus to E. faecalis. Attachment was semi-quantified by measuring area covered by fluorescently labelled bacteria. Host response was established by viable histological cell counts and inflammatory response using RT-qPCR and immunohistochemistry. A significant reduction in cell viability was observed for single and polymicrobial infections, with no significant differences between infection types (≈2000cells/mm2 for infected pulps compared to ≈4000cells/mm2 for uninfected pulps). E. faecalis demonstrated significantly higher levels of attachment (6.5%) compared to S. anginosus alone (2.3%) and mixed species infections (3.4% for 50:50 and 2.3% for 90:10), with a remarkable affinity to the pulpal vasculature. Infections with E. faecalis demonstrated the greatest increase in TNF-α (47.1 fold for E. faecalis, 14.6 fold for S. anginosus, 60.1 fold for 50:50 and 25.0 fold for 90:10) and IL-1β expression (54.8 fold for E. faecalis, 8.8 fold for S. anginosus, 54.5 fold for 50:50 and 39.9 fold for 90:10) when compared to uninfected samples. Immunohistochemistry confirmed this with the majority of inflammation localised to the pulpal vasculature and odontoblast regions. Interestingly, E. faecalis supernatant and heat killed E. faecalis treatment was unable to induce the same inflammatory response, suggesting E. faecalis pathogenicity in pulpitis is linked to its greater ability to attach to the pulpal vasculature

MAP6 : un régulateur multifonctionnel du cytosquelette

From the development of a neuron through morphogenesis and migration to mature stages with plasticity events, all stages of a neuron’s life requires the neuronal cytoskeleton. Actin filaments and microtubules (MT) are the main elements of the cytoskeleton. They are dynamic polymers regulated by associated proteins that helps them assemble, disassemble or stabilize and organize them in specific structures. The Microtubule Associated Protein 6 (MAP6) is known for its unique ability to stabilize neuronal MTs. MAP6 also regulate the actin cytoskeleton in dendritic spines during neuronal plasticity events. MAP6 regulation of the MT and actin cytoskeletons is required for normal neuronal development and function and affects mice behavior and cognitive abilities. As such, MAP6 knock-out mouse is a model of schizophrenia. A precise understanding of how MAP6 interacts and modulates the cytoskeleton was lacking at the molecular level. By using in vitro reconstitution systems, we showed that MAP6 is a MT stabilizer that induces MT coiling. By demonstrating that MT coiling is due to MAP6 localization in the MT lumen, we identified the first neuronal Microtubule Inner Protein (MIP). This discovery paves the way to decipher the physiological role of neuronal MIPs. It is now clear that several proteins involved in either MT or actin regulation are in fact able to regulate both cytoskeletons. By analyzing MT and actin assembly in the presence of MAP6 both in separated and simultaneous systems, we identify MAP6 as the first protein able to promote both MT and actin filament nucleation. Moreover, MT nucleation and MAP6 MIP activities are linked. MAP6 is also structuring the cytoskeleton by forming actin bundles and crosslinking actin filaments with microtubules. Finally, we show that MAP6 isoforms differentially regulate the cytoskeleton through phase separation mechanisms. Overall, the use of minimal reconstitution systems allowed us to demonstrate that MAP6 is a multifunctional regulator of the cytoskeleton.Du développement d'un neurone, en passant par la morphogenèse et la migration, jusqu'aux stades de maturité avec des événements de plasticité, toutes les étapes de la vie d'un neurone nécessitent le cytosquelette neuronal. Les filaments d'actine et les microtubules (MT) sont les principaux éléments du cytosquelette. Ce sont des polymères dynamiques régulés par des protéines associées qui les aident à s'assembler, à se désassembler ou à se stabiliser et à s'organiser en structures spécifiques. La protéine associée aux microtubules 6 (MAP6) est connue pour sa capacité unique à stabiliser les MTs neuronaux. MAP6 régule également le cytosquelette d'actine dans les épines dendritiques pendant les événements de plasticité neuronale. La régulation par MAP6 des cytosquelettes de MTs et d'actine est nécessaire au développement et au fonctionnement normal des neurones et affecte le comportement et les capacités cognitives des souris. À ce titre, la souris knock-out MAP6 est un modèle de schizophrénie. Une compréhension précise de la manière dont MAP6 interagit et module le cytosquelette faisait défaut au niveau moléculaire. En utilisant des systèmes de reconstitution in vitro, nous avons montré que MAP6 est un stabilisateur des MTs qui induit la formation de MTs hélicoïdaux. En démontrant que la formation de MTs en hélices est due à la localisation de MAP6 dans la lumière des MTs, nous avons identifié la première protéine interne des microtubules (MIP) neuronale. Cette découverte ouvre la voie au décryptage du rôle physiologique des MIPs neuronales. Il est maintenant clair que certaines protéines impliquées dans la régulation des MTs ou de l'actine sont en fait capables de réguler les deux cytosquelettes. En analysant l'assemblage des MTs et de l'actine en présence de MAP6 dans des systèmes séparés et simultanés, nous identifions MAP6 comme la première protéine capable de promouvoir la nucléation des MTs et des filaments d'actine. De plus, la nucléation des MT et les activités MIP de MAP6 sont liées. MAP6 structure également le cytosquelette en formant des faisceaux d'actine et en réticulant les filaments d'actine avec les microtubules. Enfin, nous montrons que les isoformes de MAP6 régulent de manière différentielle le cytosquelette par des mécanismes de séparation de phase. Globalement, l'utilisation de systèmes de reconstitution in vitro nous a permis de démontrer que MAP6 est un régulateur multifonctionnel du cytosquelette

MAP6 : un régulateur multifonctionnel du cytosquelette

From the development of a neuron through morphogenesis and migration to mature stages with plasticity events, all stages of a neuron’s life requires the neuronal cytoskeleton. Actin filaments and microtubules (MT) are the main elements of the cytoskeleton. They are dynamic polymers regulated by associated proteins that helps them assemble, disassemble or stabilize and organize them in specific structures. The Microtubule Associated Protein 6 (MAP6) is known for its unique ability to stabilize neuronal MTs. MAP6 also regulate the actin cytoskeleton in dendritic spines during neuronal plasticity events. MAP6 regulation of the MT and actin cytoskeletons is required for normal neuronal development and function and affects mice behavior and cognitive abilities. As such, MAP6 knock-out mouse is a model of schizophrenia. A precise understanding of how MAP6 interacts and modulates the cytoskeleton was lacking at the molecular level. By using in vitro reconstitution systems, we showed that MAP6 is a MT stabilizer that induces MT coiling. By demonstrating that MT coiling is due to MAP6 localization in the MT lumen, we identified the first neuronal Microtubule Inner Protein (MIP). This discovery paves the way to decipher the physiological role of neuronal MIPs. It is now clear that several proteins involved in either MT or actin regulation are in fact able to regulate both cytoskeletons. By analyzing MT and actin assembly in the presence of MAP6 both in separated and simultaneous systems, we identify MAP6 as the first protein able to promote both MT and actin filament nucleation. Moreover, MT nucleation and MAP6 MIP activities are linked. MAP6 is also structuring the cytoskeleton by forming actin bundles and crosslinking actin filaments with microtubules. Finally, we show that MAP6 isoforms differentially regulate the cytoskeleton through phase separation mechanisms. Overall, the use of minimal reconstitution systems allowed us to demonstrate that MAP6 is a multifunctional regulator of the cytoskeleton.Du développement d'un neurone, en passant par la morphogenèse et la migration, jusqu'aux stades de maturité avec des événements de plasticité, toutes les étapes de la vie d'un neurone nécessitent le cytosquelette neuronal. Les filaments d'actine et les microtubules (MT) sont les principaux éléments du cytosquelette. Ce sont des polymères dynamiques régulés par des protéines associées qui les aident à s'assembler, à se désassembler ou à se stabiliser et à s'organiser en structures spécifiques. La protéine associée aux microtubules 6 (MAP6) est connue pour sa capacité unique à stabiliser les MTs neuronaux. MAP6 régule également le cytosquelette d'actine dans les épines dendritiques pendant les événements de plasticité neuronale. La régulation par MAP6 des cytosquelettes de MTs et d'actine est nécessaire au développement et au fonctionnement normal des neurones et affecte le comportement et les capacités cognitives des souris. À ce titre, la souris knock-out MAP6 est un modèle de schizophrénie. Une compréhension précise de la manière dont MAP6 interagit et module le cytosquelette faisait défaut au niveau moléculaire. En utilisant des systèmes de reconstitution in vitro, nous avons montré que MAP6 est un stabilisateur des MTs qui induit la formation de MTs hélicoïdaux. En démontrant que la formation de MTs en hélices est due à la localisation de MAP6 dans la lumière des MTs, nous avons identifié la première protéine interne des microtubules (MIP) neuronale. Cette découverte ouvre la voie au décryptage du rôle physiologique des MIPs neuronales. Il est maintenant clair que certaines protéines impliquées dans la régulation des MTs ou de l'actine sont en fait capables de réguler les deux cytosquelettes. En analysant l'assemblage des MTs et de l'actine en présence de MAP6 dans des systèmes séparés et simultanés, nous identifions MAP6 comme la première protéine capable de promouvoir la nucléation des MTs et des filaments d'actine. De plus, la nucléation des MT et les activités MIP de MAP6 sont liées. MAP6 structure également le cytosquelette en formant des faisceaux d'actine et en réticulant les filaments d'actine avec les microtubules. Enfin, nous montrons que les isoformes de MAP6 régulent de manière différentielle le cytosquelette par des mécanismes de séparation de phase. Globalement, l'utilisation de systèmes de reconstitution in vitro nous a permis de démontrer que MAP6 est un régulateur multifonctionnel du cytosquelette

MAP6 : un régulateur multifonctionnel du cytosquelette

From the development of a neuron through morphogenesis and migration to mature stages with plasticity events, all stages of a neuron’s life requires the neuronal cytoskeleton. Actin filaments and microtubules (MT) are the main elements of the cytoskeleton. They are dynamic polymers regulated by associated proteins that helps them assemble, disassemble or stabilize and organize them in specific structures. The Microtubule Associated Protein 6 (MAP6) is known for its unique ability to stabilize neuronal MTs. MAP6 also regulate the actin cytoskeleton in dendritic spines during neuronal plasticity events. MAP6 regulation of the MT and actin cytoskeletons is required for normal neuronal development and function and affects mice behavior and cognitive abilities. As such, MAP6 knock-out mouse is a model of schizophrenia. A precise understanding of how MAP6 interacts and modulates the cytoskeleton was lacking at the molecular level. By using in vitro reconstitution systems, we showed that MAP6 is a MT stabilizer that induces MT coiling. By demonstrating that MT coiling is due to MAP6 localization in the MT lumen, we identified the first neuronal Microtubule Inner Protein (MIP). This discovery paves the way to decipher the physiological role of neuronal MIPs. It is now clear that several proteins involved in either MT or actin regulation are in fact able to regulate both cytoskeletons. By analyzing MT and actin assembly in the presence of MAP6 both in separated and simultaneous systems, we identify MAP6 as the first protein able to promote both MT and actin filament nucleation. Moreover, MT nucleation and MAP6 MIP activities are linked. MAP6 is also structuring the cytoskeleton by forming actin bundles and crosslinking actin filaments with microtubules. Finally, we show that MAP6 isoforms differentially regulate the cytoskeleton through phase separation mechanisms. Overall, the use of minimal reconstitution systems allowed us to demonstrate that MAP6 is a multifunctional regulator of the cytoskeleton.Du développement d'un neurone, en passant par la morphogenèse et la migration, jusqu'aux stades de maturité avec des événements de plasticité, toutes les étapes de la vie d'un neurone nécessitent le cytosquelette neuronal. Les filaments d'actine et les microtubules (MT) sont les principaux éléments du cytosquelette. Ce sont des polymères dynamiques régulés par des protéines associées qui les aident à s'assembler, à se désassembler ou à se stabiliser et à s'organiser en structures spécifiques. La protéine associée aux microtubules 6 (MAP6) est connue pour sa capacité unique à stabiliser les MTs neuronaux. MAP6 régule également le cytosquelette d'actine dans les épines dendritiques pendant les événements de plasticité neuronale. La régulation par MAP6 des cytosquelettes de MTs et d'actine est nécessaire au développement et au fonctionnement normal des neurones et affecte le comportement et les capacités cognitives des souris. À ce titre, la souris knock-out MAP6 est un modèle de schizophrénie. Une compréhension précise de la manière dont MAP6 interagit et module le cytosquelette faisait défaut au niveau moléculaire. En utilisant des systèmes de reconstitution in vitro, nous avons montré que MAP6 est un stabilisateur des MTs qui induit la formation de MTs hélicoïdaux. En démontrant que la formation de MTs en hélices est due à la localisation de MAP6 dans la lumière des MTs, nous avons identifié la première protéine interne des microtubules (MIP) neuronale. Cette découverte ouvre la voie au décryptage du rôle physiologique des MIPs neuronales. Il est maintenant clair que certaines protéines impliquées dans la régulation des MTs ou de l'actine sont en fait capables de réguler les deux cytosquelettes. En analysant l'assemblage des MTs et de l'actine en présence de MAP6 dans des systèmes séparés et simultanés, nous identifions MAP6 comme la première protéine capable de promouvoir la nucléation des MTs et des filaments d'actine. De plus, la nucléation des MT et les activités MIP de MAP6 sont liées. MAP6 structure également le cytosquelette en formant des faisceaux d'actine et en réticulant les filaments d'actine avec les microtubules. Enfin, nous montrons que les isoformes de MAP6 régulent de manière différentielle le cytosquelette par des mécanismes de séparation de phase. Globalement, l'utilisation de systèmes de reconstitution in vitro nous a permis de démontrer que MAP6 est un régulateur multifonctionnel du cytosquelette

MAP6 : a multifunctional regulator of the cytoskeleton

Du développement d'un neurone, en passant par la morphogenèse et la migration, jusqu'aux stades de maturité avec des événements de plasticité, toutes les étapes de la vie d'un neurone nécessitent le cytosquelette neuronal. Les filaments d'actine et les microtubules (MT) sont les principaux éléments du cytosquelette. Ce sont des polymères dynamiques régulés par des protéines associées qui les aident à s'assembler, à se désassembler ou à se stabiliser et à s'organiser en structures spécifiques. La protéine associée aux microtubules 6 (MAP6) est connue pour sa capacité unique à stabiliser les MTs neuronaux. MAP6 régule également le cytosquelette d'actine dans les épines dendritiques pendant les événements de plasticité neuronale. La régulation par MAP6 des cytosquelettes de MTs et d'actine est nécessaire au développement et au fonctionnement normal des neurones et affecte le comportement et les capacités cognitives des souris. À ce titre, la souris knock-out MAP6 est un modèle de schizophrénie. Une compréhension précise de la manière dont MAP6 interagit et module le cytosquelette faisait défaut au niveau moléculaire. En utilisant des systèmes de reconstitution in vitro, nous avons montré que MAP6 est un stabilisateur des MTs qui induit la formation de MTs hélicoïdaux. En démontrant que la formation de MTs en hélices est due à la localisation de MAP6 dans la lumière des MTs, nous avons identifié la première protéine interne des microtubules (MIP) neuronale. Cette découverte ouvre la voie au décryptage du rôle physiologique des MIPs neuronales. Il est maintenant clair que certaines protéines impliquées dans la régulation des MTs ou de l'actine sont en fait capables de réguler les deux cytosquelettes. En analysant l'assemblage des MTs et de l'actine en présence de MAP6 dans des systèmes séparés et simultanés, nous identifions MAP6 comme la première protéine capable de promouvoir la nucléation des MTs et des filaments d'actine. De plus, la nucléation des MT et les activités MIP de MAP6 sont liées. MAP6 structure également le cytosquelette en formant des faisceaux d'actine et en réticulant les filaments d'actine avec les microtubules. Enfin, nous montrons que les isoformes de MAP6 régulent de manière différentielle le cytosquelette par des mécanismes de séparation de phase. Globalement, l'utilisation de systèmes de reconstitution in vitro nous a permis de démontrer que MAP6 est un régulateur multifonctionnel du cytosquelette.From the development of a neuron through morphogenesis and migration to mature stages with plasticity events, all stages of a neuron’s life requires the neuronal cytoskeleton. Actin filaments and microtubules (MT) are the main elements of the cytoskeleton. They are dynamic polymers regulated by associated proteins that helps them assemble, disassemble or stabilize and organize them in specific structures. The Microtubule Associated Protein 6 (MAP6) is known for its unique ability to stabilize neuronal MTs. MAP6 also regulate the actin cytoskeleton in dendritic spines during neuronal plasticity events. MAP6 regulation of the MT and actin cytoskeletons is required for normal neuronal development and function and affects mice behavior and cognitive abilities. As such, MAP6 knock-out mouse is a model of schizophrenia. A precise understanding of how MAP6 interacts and modulates the cytoskeleton was lacking at the molecular level. By using in vitro reconstitution systems, we showed that MAP6 is a MT stabilizer that induces MT coiling. By demonstrating that MT coiling is due to MAP6 localization in the MT lumen, we identified the first neuronal Microtubule Inner Protein (MIP). This discovery paves the way to decipher the physiological role of neuronal MIPs. It is now clear that several proteins involved in either MT or actin regulation are in fact able to regulate both cytoskeletons. By analyzing MT and actin assembly in the presence of MAP6 both in separated and simultaneous systems, we identify MAP6 as the first protein able to promote both MT and actin filament nucleation. Moreover, MT nucleation and MAP6 MIP activities are linked. MAP6 is also structuring the cytoskeleton by forming actin bundles and crosslinking actin filaments with microtubules. Finally, we show that MAP6 isoforms differentially regulate the cytoskeleton through phase separation mechanisms. Overall, the use of minimal reconstitution systems allowed us to demonstrate that MAP6 is a multifunctional regulator of the cytoskeleton

Cryo-EM Visualization of Neuronal Particles Inside Microtubules

International audienc

Beyond Neuronal Microtubule Stabilization: MAP6 and CRMPS, Two Converging Stories

International audienceThe development and function of the central nervous system rely on the microtubule (MT) and actin cytoskeletons and their respective effectors. Although the structural role of the cytoskeleton has long been acknowledged in neuronal morphology and activity, it was recently recognized to play the role of a signaling platform. Following this recognition, research into Microtubule Associated Proteins (MAPs) diversified. Indeed, historically, structural MAPs—including MAP1B, MAP2, Tau, and MAP6 (also known as STOP);—were identified and described as MT-binding and -stabilizing proteins. Extensive data obtained over the last 20 years indicated that these structural MAPs could also contribute to a variety of other molecular roles. Among multi-role MAPs, MAP6 provides a striking example illustrating the diverse molecular and cellular properties of MAPs and showing how their functional versatility contributes to the central nervous system. In this review, in addition to MAP6’s effect on microtubules, we describe its impact on the actin cytoskeleton, on neuroreceptor homeostasis, and its involvement in signaling pathways governing neuron development and maturation. We also discuss its roles in synaptic plasticity, brain connectivity, and cognitive abilities, as well as the potential relationships between the integrated brain functions of MAP6 and its molecular activities. In parallel, the Collapsin Response Mediator Proteins (CRMPs) are presented as examples of how other proteins, not initially identified as MAPs, fall into the broader MAP family. These proteins bind MTs as well as exhibiting molecular and cellular properties very similar to MAP6. Finally, we briefly summarize the multiple similarities between other classical structural MAPs and MAP6 or CRMPs.In summary, this review revisits the molecular properties and the cellular and neuronal roles of the classical MAPs, broadening our definition of what constitutes a MAP

MAP6 is an intraluminal protein that induces neuronal microtubules to coil

International audienceNeuronal activities depend heavily on microtubules, which shape neuronal processes and transport myriad molecules within them. Although constantly remodeled through growth and shrinkage events, neuronal microtubules must be sufficiently stable to maintain nervous system wiring. This stability is somehow maintained by various microtubule-associated proteins (MAPs), but little is known about how these proteins work. Here, we show that MAP6, previously known to confer cold stability to microtubules, promotes growth. More unexpectedly, MAP6 localizes in the lumen of microtubules, induces the microtubules to coil into a left-handed helix, and forms apertures in the lattice, likely to relieve mechanical stress. These features have not been seen in microtubules before and could play roles in maintaining axonal width or providing flexibility in the face of compressive forces during development