The F-actin filament capping protein CapG is a bona fide nucleolar protein

Actin works in concert with myosin I to regulate the transcription of ribosomal genes in the nucleolus. Recently, nucleolar actin has been shown to be active in its polymeric form raising the question how actin dynamics is regulated in the nucleolus. Here, we show that the actin capping protein CapG localizes in the nucleolus of cultured cells. CapG transport to the nucleolus is an active and ATP-dependent process. Association of CapG with the nucleolus requires active RNA Polymerase I transcription. In addition, we show that activated Ran GTPase, an interaction partner of CapG, is also transported to the nucleolus. A constitutively active Ran mutant promotes CapG accumulation in the nucleolus indicating that CapG transport to the nucleolus can be supported by Ran. Our results suggest that filamentous actin in the nucleolus might be regulated by actin binding proteins such as CapG. (C

Vergleich von vier verschiedenen PCR-Methoden zum Nachweis von Trypanosoma cruzi im Blut hinsichtlich Sensitivität und Spezifität mit diagnostischer Evaluierung in einem Endemiegebiet

Die Diagnostik der ausschließlich in Lateinamerika vorkommenden amerikanischen Trypanosomiasis (Chagaskrankheit) bereitet vor allem in den chronischen Infektionsstadien (Latenz, chronische Erkrankung) erhebliche Probleme, da in der Regel eine extrem niedrige Parasitämie vorliegt. Der in der akuten Phase bedeutsame Parasitennachweis gelingt in den Spätstadien häufig nicht, trotz Anwendung von Anreicherungsmethoden, Kultur und Xenodiagnose (Nachweis aus am Patienten angesetzten Überträgerwanzen). Zwar sind im chronischen Stadium nahezu regelmäßig spezifische Antikörper nachweisbar, die Aussagekraft der Immundiagnostik ist jedoch eingeschränkt. So bleibt die Immunantwort oft lebenslang positiv, auch wenn die Infektion spontan oder nach Chemotherapie ausgeheilt ist. Zudem gibt es falsch-positive Ergebnisse, z. B. aufgrund von Kreuzreaktionen mit Leishmanien und anderen Trypanosomen (z. B. Trypanosoma rangeli). Der sichere Nachweis einer Infektion in den Spätstadien ist jedoch von erheblicher Bedeutung. So kann durch eine rechtzeitige Therapie die Manifestation der meist intraktablen Spätstadien verhindert bzw. reduziert werden. Zudem wäre es bedeutsam chronische Infektionen bei seropositiven Frauen mit Kinderwunsch und bei Schwangeren zu erkennen, da auch asymptomatische Schwangere die Infektion auf das Kind übertragen können. Schließlich kommt in Hochendemiegebieten ein erheblicher Teil der Bevölkerung als Blutspender nicht in Frage, da alle Seropositiven ausgeschlossen werden, auch wenn offen bleibt ob tatsächlich eine chronische Infektion vorliegt. Zum Nachweis der extrem niedrigen Parasitämien im chronischen Stadium scheint die Polymerasekettenreaktion (PCR) besonders vielversprechend. Mittlerweile sind bereits mehrere PCR-Methoden zum Nachweis von Trypanosoma cruzi entwickelt und mit sehr unterschiedlichen Ergebnissen in der Diagnostik und Therapiekontrolle bei zahlenmäßig noch sehr begrenzten Patientenkollektiven eingesetzt worden. Die verschiedenen PCR-Protokolle beruhen auf dem Nachweis verschiedener Genabschnitte der nukleären DNA (nDNA) und der in hoher Kopienzahl vorliegenden Kinetoplasten-DNA (kDNA). Zudem wurden unterschiedliche Methoden zur Stabilisierung und Verarbeitung von Proben publiziert einschließlich solcher unter einfachen Feldbedingungen, wie sie in den Hauptverbreitungs-gebieten vorherrschen. Ziel dieser Arbeit war es die wichtigsten dieser PCR-Methoden unter experimentellen Bedingungen zu vergleichen und eine Methode zu identifizieren, die eine hohe Sensitivität und eine hohe Spezifität aufweist und robust funktioniert. Anschließend sollte eine Validierung mit Proben aus einem Endemiegebiet erfolgen. Ein weiteres Ziel war dabei, Methoden der Nukleinsäuren-Isolierung und -Konservierung unter Feldbedingungen zu untersuchen und zu optimieren. Im ersten Teil der Untersuchungen wurden 4 verschiedene PCR-Methoden optimiert und unter experimentellen Bedingungen hinsichtlich Sensitivität, Spezifität und Robustheit verglichen: (1) eine PCR mit den Primern TCZ1/TCZ2 zur Amplifikation eines konservierten nDNA- Abschnitts von 188 Basenpaaren (bp) einer repetitiven (ca. 700 Kopien/Zelle) Sequenz mit derzeit noch unklarer Funktion. (2) eine PCR mit den Primern BP1+BP2 zur Amplifikation eines hochkonservierten nDNA-Abschnitts von 692 bp des F29-Gens (Flagellin). (3) eine PCR mit den Primern 121/122 zur Amplifikation an zwei konstanten Regionen der kDNA, die eine variable kDNA-Region umschließen (330 bp). (4) eine nested PCR mit den Primerpaaren 121+89/90 und 91+122 zur Amplifikation eines 289 bp Abschnitts der kDNA (identische Teilregion der PCR-Methode Nr. 3) Die höchste Sensitivität für T. cruzi zeigte unter experimentellen Bedingungen die nested PCR (Methode Nr. 4) mit einem spezifischen Amplifikationsprodukt bis herab zu einer Konzentration von 0,001 Parasiten/µl (1 Parasit/ml). Die Spezifität der PCR-Protokolle TCZ1/2 (repetitive nDNA) und BP1/2 (F29-Flagellin) war hoch. Sie amplifizierten keine Genabschnitte von anderen Trypanosomatidae, mit Ausnahme eines deutlich differenten 615-620 bp-Amplifikats für T. rangeli beim BP1/2-Protokoll. Demgegenüber zeigten sowohl das 121/122-kDNA-Protokoll wie die kDNA-nested PCR nicht von T. cruzi differenzierbare Amplifikate mit T. rangeli und in der nested PCR auch mit T. brucei brucei, nicht jedoch bei verschiedenen Leishmania-Arten. Hinsichtlich ihrer Robustheit erwiesen sich die 4 PCR-Protokolle als unterschiedlich stabil und reproduzierbar. Das TCZ1/2-Protokoll war nicht stabil und ergab Amplifikate nur in einem sehr engen Toleranzbereich der Arbeitsbedingungen. Die anderen drei Methoden erwiesen sich als robust und zeigten im optimalen Arbeitsbereich stets reproduzierbare Ergebnisse. Weiterhin wurde 6M Guanidinhydrochlorid (G-HCl) als Zusatz für die Stabilisierung von Blutproben untersucht. Im Vergleich zu PBS wurde die Sensitivität der PCR-Protokolle mit G-HCl verbessert. Beim Vergleich verschiedener Methoden zur DNA-Isolation zeigte der QIAGEN Blood Mini Kit eine etwas höhere Sensitivität als die Phenol-Chloroform-Isoamyl-Methode. Im zweiten Teil der Untersuchungen wurden Blutproben von 44 Patienten mit anamnestisch diagnostizierter Chagaskrankheit in der Umgebung von Cochabamba, Bolivien, einem Hochendemiegebiet der Chagaskrankheit abgenommen. Diese wurden mit 6M Guanidinhydrochlorid stabilisiert und zur Untersuchung nach München gebracht. Die nested PCR zum Nachweis von kDNA erwies sich als sensitivste Methode zum Nachweis einer Parasitämie, bei 6 der 27 seropositiven Proben (22,2%) konnte ein T.cruzi-spezifisches Amplifikat nachgewiesen werden. Das 121/122-kDNA-Protokoll amplifizierte bei 4 der 27 Proben eine T.cruzi-spezifische Sequenz (14,8%). Mit Ausnahme eines Falles waren alle PCR-positiven Patienten bisher nicht therapiert worden. Mit den beiden nDNA-Protokollen (TCZ1/2- und BP1/2- Protokoll) ergab sich bei keiner dieser Proben ein Amplifikat. Bei den serologisch negativen oder grenzwertigen Patientenproben konnten mit keinem der 4 PCR-Protokolle ein Amplifikat nachgewiesen werden. Zudem wurden noch 30 Blutproben von gesunden Erwachsenen aus Deutschland untersucht. Hierbei zeigten sich ebenfalls keine Amplifikate bei den 4 Protokollen. Zusammengefaßt ergaben die Untersuchungen, daß die PCR-Protokolle zum Nachweis von kDNA am sensitivsten Trypanosoma cruzi im Blut nachweisen können; mit besonders hoher Sensitivität der nested PCR-Methode. Dies beruht wohl auf der hohen Kopienzahl der amplifizierten Zielsequenz in den kDNA-Minicircles (ca. 10.000 Kopien/Zelle) im Vergleich zu den untersuchten nDNA-Zielsequenzen. Allerdings werden von den kDNA-Protokollen auch andere Trypanosomen wie T. rangeli und T. brucei brucei (nur bei der nested PCR) miterfasst, im Gegensatz zu den hochkonservierten Zielsequenzen der untersuchten nDNA-Protokolle

Enhanced iron magnetic moment in the ThFe11C2 intermetallic compound

International audienceDetailed theoretical investigations on the electronic and magnetic properties of the ThFe11C2 compound have been performed using both the linear muffin-tin orbital and Korringa-Kohn-Rostocker methods of band structure calculation. The structure of the ThFe11C2 compound has three inequivalent iron sites with different local environment. A strongly enhanced magnetic moment is observed on certain Fe positions, coexisting with much lower magnetic moments on other iron positions of the lattice. Band structure calculations indeed show that the Fe magnetic moments depend strongly on the local environment. The average Fe magnetic moment obtained from these calculations is in good agreement with the experimental average Fe moment obtained from magnetization measurements. The orbital contribution to the magnetic moment is found to be especially large on the Fe 4b position. Comparing calculated hyperfine fields with experimental results, it is found that the calculated and experimental hyperfine fields are correlated. However, similarly to the results reported before for elemental Fe, the magnitude of all calculated Fe hyperfine fields is about 25% smaller. The agreement with the Mössbauer measurements is improved by scaling the core polarization contribution and by estimating the orbital valence d-electrons contribution to the magnetic hyperfine fields using the local spin density approximation + dynamical mean field theory calculated orbital moments

Tracing large-scale structures in circumstellar disks with ALMA

Planets are supposed to form in circumstellar disks. The gravitational potential of a planet perturbs the disk and leads to characteristic structures, i.e. spiral waves and gaps, in the disk's density profile. We perform a large-scale parameter study of the observability of these planet-induced structures in circumstellar disks with ALMA. On the basis of HD and MHD simulations, we calculated the disk temperature structure and (sub)mm images of these systems. These were used to derive simulated ALMA images. Because appropriate objects are frequent in Taurus, we focused on a distance of 140pc and a declination of 20{\deg}. The explored range of star-disk-planet configurations consists of 6 HD simulations (including magnetic fields and different planet masses), 9 disk sizes, 15 total disk masses, 6 different central stars, and two different grain size distributions. On almost all scales and in particular down to a scale of a few AU, ALMA is able to trace disk structures induced by planet-disk interaction or by the influence of magnetic fields on the wavelength range between 0.4 and 2.0mm. In most cases, the optimum angular resolution is limited by the sensitivity. However, within the range of typical masses of protoplanetary disks (0.1-0.001Msun) the disk mass has a minor impact on the observability. It is possible to resolve disks down to 2.67e-6Msun and trace gaps induced by a planet with M_p/M_s = 0.001 in disks with 2.67e-4Msun with a signal-to-noise ratio greater than three. The central star has a major impact on the observability of gaps, as well as the considered maximum grainsize of the dust in the disk. In general, it is more likely to trace planet-induced gaps in our MHD models, because gaps are wider in the presence of magnetic fields. We also find that zonal flows resulting from MRI create gap-like structures in the disk's re-emission radiation, which are observable with ALMA.Comment: 17 pages, 21 figure

Electron-electron interaction strength in ferromagnetic nickel determined by spin-polarized positron annihilation

The two-photon momentum distribution of annihilating electron-positron pairs in ferromagnetic nickel (Ni) was determined by measuring the spin-polarized two-dimensional angular correlation of annihilation radiation (ACAR). The spectra were compared with theoretical results obtained within LDA+DMFT, a combination of the local density approximation (LDA) and the many-body dynamical mean-field theory (DMFT). The self-energy describing the electronic correlations in Ni is found to make important anisotropic contributions to the momentum distribution which are not present in LDA. Based on a detailed comparison of the theoretical and experimental results the strength of the local electronic interaction U in ferromagnetic Ni is determined as 2.0 +- 0.1 eV

A monopartite nuclear localization sequence regulates nuclear targeting of the actin binding protein myopodin

Myopodin is an actin bundling protein that shuttles between nucleus and cytoplasm in response to cell stress or during differentiation. Here, we show that the myopodin sequence (58)KKRRRRARK(66), when tagged to either enhanced green fluorescent protein (EGFP) or to enhanced cyan fluorescent protein-CapG (ECFPCapG), is able to target these proteins to the nucleolus in HeLa or H-EK293T cells. By contrast, (KKRR61)-K-58 ECFP-CapG accumulates in the nucleus. Mutation of (58)KKRRRRARK(66) into alanine residues blocks myopodin nuclear import and promotes formation of cytoplasmic actin filaments. A second putative nuclear localization sequence, (612)KTSKKKGKK(620), displays much weaker activity in a heterologous context, and appears not to be functional in the full length protein. Thus myopodin nuclear translocation is dependent on a monopartite nuclear localization sequence