Alteraciones del desarrollo en el hipotiroidismo congénito y su relación con el aumento perinatal del óxido nítrico mitocondrial

Fil: Elguero, María Eugenia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaLas hormonas tiroideas (TH) coordinan muchas respuestas fisiológicas y procesos madurativos durante el desarrollo; sin embargo, todavía no se conocen claramente los mecanismos por los cuales su deficiencia conduce a alteraciones en el mismo. Las mitocondrias juegan un papel esencial en la fisiología celular como productoras de energía y actuando como organelas de señalización, y su actividad y estructura se ve altamente regulada por la acción de TH. En trabajos previos en nuestro laboratorio, observamos que el hipotiroidismo condujo a un confinamiento de la enzima óxido nítrico sintasa neuronal en mitocondrias y que el aumento del óxido nítrico (NO) mitocondrial se asocia a la disminución del metabolismo basal observado en el hipotiroidismo. Además de los cambios metabólicos producidos por el NO, el aumento matrical del mismo en mitocondria conduce a un aumento en los niveles de oxidantes y la activación de vías de señalización asociadas a proliferación, diferenciación o muerte celular. La hipótesis de este trabajo se basa en que la modulación positiva de la mtNOS en el desarrollo de la rata hipotiroidea y el concomitante aumento de NO mitocondrial podrían estar ligados a las alteraciones en el crecimiento observadas frente a la deficiencia de hormonas tiroideas durante el periodo perinatal, que en humanos, resulta en el retardo físico y mental, conocido como cretinismo. En esta tesis nos propusimos analizar la utilización mitocondrial de NO como causa de alteraciones moleculares y fenotípicas definitivas en el hipotiroidismo neonatal. Nuestros estudios en hígado y cerebro de rata confirmaron que el hipotiroidismo congénito conduce a una modificación del patrón de expresión de la enzima óxido nítrico sintasa neuronal (nNOS) y su confinamiento mitocondrial respecto al desarrollo normal. Demostramos que en el hígado de rata, el hipotiroidismo alteró el metabolismo oxidativo a través del incremento de NO mitocondrial y estimuló la transcripción temprana de mitofusina 2 y tardía de Drp1, proteínas involucradas en la dinámica mitocondrial pero no afectó su localización mitocondrial. En este órgano la respuesta que ejerce el NO sobre la actividad de los complejos de la cadena respiratoria y la producción de oxidantes parece estar más relacionada a un efecto metabólico generado por la deficiencia de HT.\nComprobamos que en el desarrollo perinatal del cerebro de rata, el incremento de NO mitocondrial se efectúa de forma temprana, y a través de la producción de ROS, aumenta la expresión de la proteína de fisión mitocondrial Drp1, la activación de JNK en la etapa perinatal tardía y la liberación de citocromo c al citosol que iniciaría la apoptosis por la vía mitocondrial. Estos resultados nos condujeron al análisis de apoptosis y proliferación hipocampales mediante las técnicas histológicas de BrdU y TUNEL donde se comprobó que el hipotiroidismo congénito generó una modificación del patrón apoptótico/proliferativo en el hipocampo de cerebro consecuente temporalmente con la liberación de ciotcromo c. En los días 5 y 30 perinatales los animales hipotiroideos presentaron aumento en la apoptosis hipocampal respecto al desarrollo eutiroideo. Comprobamos que el tratamiento de los mismos con el inhibidor de la producción de NO fue capaz de revertir tanto la apoptosis observada a nivel mitocondrial como la muerte de células de hipocampo. Finalmente, ensayando la expresión de genes de estrés involucrados en el establecimiento de la memoria y aprendizaje comprobamos que se ven modificados por el hipotiroidismo en forma NO dependiente, y que finalmente algunos de los trastornos conductuales del hipotiroidismo como ansiedad y memoria espacial pueden ser regulados por el NO y revertidos por el tratamiento con inhibidor. Estos hallazgos nos permiten establecer nuevos mecanismos de acción para el NO mitocondrial en vías de señalización específicas durante el desarrollo perinatal en el hipotiroidismo congénito

La captación de colesterol por Tetrahymena thermophila se realiza principalmente por fagocitosis

The free-living ciliate Tetrahymena thermophila is a unicellular model organism in which landmark biological processes have been discovered, such as the first description of telomerase activity and the molecular structure of telomeres, the mechanism of self-splicing RNA and ribozymes, the function of histone acetylation in transcription regulation and a number of pioneer experiments on the interference (RNAi) mechanism for programmed genome rearrangements, among others...Fil: Elguero, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: Sánchez Granel, María Luz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: Montes, María Guadalupe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: Cid, Nicolás Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: Favale, Nicolas Octavio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Nudel, Berta Clara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: Nusblat, Alejandro David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; Argentin

Phylogenomic analysis of integral diiron membrane histidine motif-containing enzymes in ciliates provides insights into their function and evolutionary relationships

The Integral Membrane Histidine Motif-containing Enzymes (IMHME) are a class of binuclear non-heme iron proteins widely distributed among prokaryotes and eukaryotes. They are characterized by a conserved tripartite motif consisting of eight to ten histidine residues. Their known function is the activation of the dioxygen moiety to serve as efficient catalysts for reactions of hydroxylation, desaturation or reduction. To date most studies on IMHME were carried out in metazoan, phototrophic or parasitic organisms, whereas genome-wide analysis in heterotrophic free living protozoa, such as the Ciliophora phylum, has not been undertaken. In the seven fully sequenced genomes available we retrieved 118 putative sequences of the IMHME type, albeit with large differences in number among the ciliates: 11 sequences in Euplotes octocarinatus, 7 in Ichthyophthirius multifiliis, 13 in Oxytricha trifallax, 18 in Stylonychia lemnae, 25 in Tetrahymena thermophila, 31 in Paramecium tetraurelia and 13 in Pseudocohnilembus persalinus. The pool of putative sequences was classified in 16 orthologous groups from which 11 were related to fatty acid desaturase (FAD) and 5 to the fatty acid hydroxylase (FAH) superfamilies. Noteworthy, a large diversity on the number and type of FAD / FAH proteins were found among the ciliates, a feature that, in principle, may be attributed to peculiarities of the evolutionary process, such as gene expansion and reduction, but also to horizontal gene transfer, as we demonstrate in this work. We identified twelve putative enzymatic activities, from which four were newly assigned activities: sphingolipid Δ4-desaturase, ω3/Δ15 fatty acid desaturase, a large group of alkane 1-monooxygenases, and acylamide-delta-3(E)-desaturase, although unequivocal allocation would require additional experiments. We also combined the phylogenetics analysis with lipids analysis, thereby allowing the detection of two enzymatic activities not previously reported: a C-5 sterol desaturase in P. tetraurelia and a delta-9 fatty acid desaturase in Cohnilembus reniformis. The analysis revealed a significant lower number of FAD´s sequences in the spirotrichea ciliates than in the oligohymenophorea, emphasizing the importance of fatty acids trophic transfer among aquatic organisms as a source of variation in metabolic activity, individual and population growth rates, and reproduction.Fil: Cid, Nicolás Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: Sánchez Granel, María Luz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: Montes, María Guadalupe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: Elguero, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: Nudel, Berta Clara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: Nusblat, Alejandro David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; Argentin

Mass Spectrometry-Based Metabolic Fingerprinting Contributes to Unveil the Role of RSUME in Renal Cell Carcinoma Cell Metabolism

Clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) is a heterogeneous disease with 50-80% patients exhibiting mutations in the von Hippel-Lindau (VHL) gene. RSUME (RWD domain (termed after three major RWD-containing proteins: RING finger-containing proteins, WD-repeat-containing proteins, and yeast DEAD (DEXD)-like helicases)-containing protein small ubiquitin-related modifier (SUMO) enhancer) acts as a negative regulator of VHL function in normoxia. A discovery-based metabolomics approach was developed by means of ultraperformance liquid chromatography coupled to quadrupole time-of-flight mass spectrometry (MS) for fingerprinting the endometabolome of a human ccRCC cell line 786-O and three other transformed cell systems (n = 102) with different expressions of RSUME and VHL. Cross-validated orthogonal projection to latent structures discriminant analysis models were built on positive, negative, and a combination of positive- and negative-ion mode MS data sets. Discriminant feature panels selected by an iterative multivariate classification allowed differentiating cells with different expressions of RSUME and VHL. Fifteen identified discriminant metabolites with level 1, including glutathione, butyrylcarnitine, and acetylcarnitine, contributed to understand the role of RSUME in ccRCC. Altered pathways associated with the RSUME expression were validated by biological and bioinformatics analyses. Combined results showed that in the absence of VHL, RSUME is involved in the downregulation of the antioxidant defense system, whereas in the presence of VHL, it acts in rerouting energy-related pathways, negatively modulating the lipid utilization, and positively modulating the fatty acid synthesis, which may promote deposition in droplets.Fil: Martinefski, Manuela Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias "Elizabeth Jares Erijman"; ArgentinaFil: Elguero, María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Knott, María Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias "Elizabeth Jares Erijman"; ArgentinaFil: Gonilski Pacin, David Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Tedesco, Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Gurevich Messina, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias "Elizabeth Jares Erijman"; ArgentinaFil: Pollak, Cora Noemí. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Arzt, Eduardo Simon. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Monge, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias "Elizabeth Jares Erijman"; Argentin

Biotechnology in ciliates: an overview

Since their description and classification in the 19th century, ciliates have played an important role in science, leading to several fundamental discoveries in the areas of cellular and molecular biology. During the last decades, with the emergence of biotechnology, many new developments are also coming to light. In this review, we describe a range of applications in which ciliates have found a niche, ranging from the production of a vast array of proteins, lipids, metabolites, and antigens to their use in toxicity screening, biocontrol, bioremediation, and biotransformation of substrates into more valuable products. We highlight the benefits and drawbacks of their use in biotechnology, the latest developments in large-scale culture and state-of-the-art molecular-genetic techniques, as well as the estimations on the exploitation areas with better potential, i.e., the production of complex membrane proteins, and those less interesting or with less chances of success.Fil: Elguero, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: Nudel, Berta Clara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: Nusblat, Alejandro David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; Argentin

DNA-PKcs-dependent NHEJ pathway supports the progression of topoisomerase II poison-induced chromosome aberrant cells

The role of DNA double strand break (DSB) repair pathways, non-homologous end joining (NHEJ), and homologous recombination (HR) was evaluated to prevent the chromosome instability induced by the topoisomerase II (Top2) poisons, idarubicin, and etoposide in Chinese hamster cell lines. XR-C1 (DNA-PKcs deficient) and V-C8 (BRCA2 deficient) showed higher sensitivity to increased concentrations of Top2 poisons compared with their normal counterparts, CHO9 and V79. Both proficient and deficient cells exhibited a marked DSB induction in all phases of the cell cycle. Additionally, deficient cells showed persistent DNA damage 24 hr post-treatment. Chromosomal aberrations increased in the first mitosis following Top2 poison-treatments in G1 or G2 in proficient and deficient cells. CHO9 and V79 demonstrated chromosome and chromatid exchanges following treatments in G1 and G2 phases, respectively. Deficient cells showed high frequencies of chromatid exchanges following treatments in G1 and G2. Simultaneously, we analyzed the micronuclei (MN) induction in interphase cells after treatments in G1, S, or G2 of the previous cell cycle. Both Top2 poisons induced an important increase in MN in CHO9, V79, and V-C8 cells. XR-C1 exhibited an increased MN frequency when cells were treated in G1 phase but not in S or G2. This MN reduction was due to a cell accumulation at G2/M and death in G2-treated cells. Our data suggest that NHEJ and HR operate differentially throughout the cell cycle to protect from Top2 poison-induced chromosome instability, and that DNA-PKcs-dependent NHEJ pathway allows the survival of chromosome damaged cells during S/G2 to the next interphase. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.Fil: Elguero, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: de Campos Nebel, Ildefonso Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Gonzalez Cid, Marcela Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; Argentin

The Cryptosporidium parvum gp60 glycoprotein expressed in the ciliate Tetrahymena thermophila is immunoreactive with sera of calves infected with Cryptosporidium oocysts

Cryptosporidium parvum is a protozoan parasite of the phylum Apicomplexa responsible for cryptosporidiosis in calves, a disease that causes significant diarrhea and impairs gain of body weight, generating important production losses. As to now, no effective drugs or vaccines are available for the treatment or prevention of bovine cryptosporidiosis. Several reports suggest that development of a vaccine to prevent cryptosporidiosis is feasible, but relatively few vaccine candidates have been characterized and tested. The most prominent C. parvum antigen is gp60, an O-glycosylated mucin-like protein tethered to the parasite membrane by a glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchor. Gp60 has been shown to be involved in essential mechanisms for the survival of C. parvum, such as recognition, adhesion to, and invasion of host cells. This work was aimed at expressing gp60 in Tetrahymena thermophila, a ciliated protozoon with numerous advantages for the heterologous expression of eukaryotic proteins, as a first approach for the development of a recombinant vaccine for bovine cryptosporidiosis. T. thermophila-expressed gp60 localized to the protozoon cell surface and oral apparatus, and partitioned into the Triton X-114 detergent phase. This indicates that the protein entered the reticuloendothelial system of the ciliate, and suggests it contains a GPI-anchor. Homogenates of gp60-expressing T. thermophila cells were recognized by sera from calves naturally infected with C. parvum demonstrating their immunoreactivity. In summary, the heterologous expression of gp60, a C. parvum-encoded GPI-anchored protein, has been successfully demonstrated in the ciliate T. thermophila.Fil: Elguero, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: Tomazic, Mariela Luján. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Patobiologia Veterinaria. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Patobiologia Veterinaria.; ArgentinaFil: Montes, María Guadalupe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: Florin Christensen, Mónica. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Patobiologia Veterinaria. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Patobiologia Veterinaria.; ArgentinaFil: Schnittger, Leonhard. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Patobiologia Veterinaria. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Patobiologia Veterinaria.; ArgentinaFil: Nusblat, Alejandro David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; Argentin

p66Shc Inactivation Modifies RNS Production, Regulates Sirt3 Activity, and Improves Mitochondrial Homeostasis, Delaying the Aging Process in Mouse Brain

Programmed and damage aging theories have traditionally been conceived as stand-alone schools of thought. However, the p66Shc adaptor protein has demonstrated that aging-regulating genes and reactive oxygen species (ROS) are closely interconnected, since its absence modifies metabolic homeostasis by providing oxidative stress resistance and promoting longevity. p66Shc(−/−) mice are a unique opportunity to further comprehend the bidirectional relationship between redox homeostasis and the imbalance of mitochondrial biogenesis and dynamics during aging. This study shows that brain mitochondria of p66Shc(−/−) aged mice exhibit a reduced alteration of redox balance with a decrease in both ROS generation and its detoxification activity. We also demonstrate a strong link between reactive nitrogen species (RNS) and mitochondrial function, morphology, and biogenesis, where low levels of ONOO− formation present in aged p66Shc(−/−) mouse brain prevent protein nitration, delaying the loss of biological functions characteristic of the aging process. Sirt3 modulates age-associated mitochondrial biology and function via lysine deacetylation of target proteins, and we show that its regulation depends on its nitration status and is benefited by the improved NAD+/NADH ratio in aged p66Shc(−/−) brain mitochondria. Low levels of protein nitration and acetylation could cause the metabolic homeostasis maintenance observed during aging in this group, thus increasing its lifespan

Abnormal mitochondrial fusion-fission balance contributes to the progression of experimental sepsis

Sepsis-associated multiple organ failure is a major cause of mortality characterized by a massive increase of reactive oxygen and nitrogen species (ROS/RNS) and mitochondrial dysfunction. Despite intensive research, determining events in the progression or reversal of the disease are incompletely understood. Herein, we studied two prototype sepsis models: endotoxemia and cecal ligation and puncture (CLP) - which showed very different lethality rates (2.5% and 67%, respectively) - , evaluated iNOS, ROS and respiratory chain activity, and investigated mitochondrial biogenesis and dynamics, as possible processes involved in sepsis outcome. Endotoxemia and CLP showed different iNOS, ROS/RNS, and complex activities time-courses. Moreover, these alterations reverted after 24-h endotoxemia but not after CLP. Mitochondrial biogenesis was not elicited during the first 24 h in either model but instead, 50% mtDNA depletion was observed. Mitochondrial fusion and fission were evaluated using real-time PCR of mitofusin-2 (Mfn2), dynamin-related protein-1 (Drp1), and using electron microscopy. During endotoxemia, we observed a decrease of Mfn2-mRNA levels at 4-6 h, and an increase of mitochondrial fragmentation at 6 h. These parameters reverted at 24 h. In contrast, CLP showed not only decreased Mfn2-mRNA levels at 12-18 h but also increased Drp1-mRNA levels at 4 h, and enhanced and sustained mitochondrial fragmentation. The in vivo pretreatment with mdivi-1 (Drp1 inhibitor) significantly attenuated mitochondrial dysfunction and apoptosis in CLP. Therefore, abnormal fusion-to-fission balance, probably evoked by ROS/RNS secondary to iNOS induction, contributes to the progression of sepsis. Pharmacological targeting of Drp1 may be a potential novel therapeutic tool for sepsis.Fil: Gonzalez, Analia Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo; ArgentinaFil: Elguero, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo; ArgentinaFil: Finocchietto, P.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo; ArgentinaFil: Holod, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo; ArgentinaFil: Romorini, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo; ArgentinaFil: Miriuka, Santiago Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo; ArgentinaFil: Peralta, J. G.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo; ArgentinaFil: Poderoso, Juan José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo; ArgentinaFil: Carreras, Maria Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo; Argentin

Mitochondrial regulation of cell cycle and proliferation

Eukaryotic mitochondria resulted from symbiotic incorporation of α-proteobacteria into ancient archaea species. During evolution, mitochondria lost most of the prokaryotic bacterial genes and only conserved a small fraction including those encoding 13 proteins of the respiratory chain. In this process, many functions were transferred to the host cells, but mitochondria gained a central role in the regulation of cell proliferation and apoptosis, and in the modulation of metabolism; accordingly, defective organelles contribute to cell transformation and cancer, diabetes, and neurodegenerative diseases. Most cell and transcriptional effects of mitochondria depend on the modulation of respiratory rate and on the production of hydrogen peroxide released into the cytosol. The mitochondrial oxidative rate has to remain depressed for cell proliferation; even in the presence of O 2, energy is preferentially obtained from increased glycolysis (Warburg effect). In response to stress signals, traffic of pro-and antiapoptotic mitochondrial proteins in the intermembrane space (B-cell lymphoma-extra large, Bcl-2-associated death promoter, Bcl-2 associated X-protein and cytochrome c) is modulated by the redox condition determined by mitochondrial O 2 utilization and mitochondrial nitric oxide metabolism. In this article, we highlight the traffic of the different canonical signaling pathways to mitochondria and the contributions of organelles to redox regulation of kinases. Finally, we analyze the dynamics of the mitochondrial population in cell cycle and apoptosis. Antioxid. Redox Signal.Fil: Antico Arciuch, Valeria Gabriela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín. Laboratorio de Metabolismo del Oxígeno; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Elguero, María Eugenia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín. Laboratorio de Metabolismo del Oxígeno; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Poderoso, Juan José. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín. Laboratorio de Metabolismo del Oxígeno; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Carreras, Maria Cecilia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín. Laboratorio de Metabolismo del Oxígeno; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin