Differentiation-Inducing Factor-1 and -2 Function also as Modulators for Dictyostelium Chemotaxis

BackgroundIn the early stages of development of the cellular slime mold Dictyostelium discoideum, chemotaxis toward cAMP plays a pivotal role in organizing discrete cells into a multicellular structure. In this process, a series of signaling molecules, such as G-protein-coupled cell surface receptors for cAMP, phosphatidylinositol metabolites, and cyclic nucleotides, function as the signal transducers for controlling dynamics of cytoskeleton. Differentiation-inducing factor-1 and -2 (DIF-1 and DIF-2) were originally identified as the factors (chlorinated alkylphenones) that induce Dictyostelium stalk cell differentiation, but it remained unknown whether the DIFs had any other physiologic functions.Methodology/Principal FindingsTo further elucidate the functions of DIFs, in the present study we investigated their effects on chemotaxis under various conditions. Quite interestingly, in shallow cAMP gradients, DIF-1 suppressed chemotaxis whereas DIF-2 promoted it greatly. Analyses with various mutants revealed that DIF-1 may inhibit chemotaxis, at least in part, via GbpB (a phosphodiesterase) and a decrease in the intracellular cGMP concentration ([cGMP]i). DIF-2, by contrast, may enhance chemotaxis, at least in part, via RegA (another phosphodiesterase) and an increase in [cGMP]i. Using null mutants for DimA and DimB, the transcription factors that are required for DIF-dependent prestalk differentiation, we also showed that the mechanisms for the modulation of chemotaxis by DIFs differ from those for the induction of cell differentiation by DIFs, at least in part.Conclusions/SignificanceOur findings indicate that DIF-1 and DIF-2 function as negative and positive modulators for Dictyostelium chemotaxis, respectively. To our knowledge, this is the first report in any organism of physiologic modulators (small molecules) for chemotaxis having differentiation-inducing activity

Observation of weak neutral current neutrino production of J/ψJ/\psi

Observation of \jpsi production by neutrinos in the calorimeter of the CHORUS detector exposed to the CERN SPS wide-band \numu beam is reported. A spectrum-averaged cross-section $\sigma^{\mathrm{J/\psi}}$ = (6.3 $\pm$ 3.0) $\times \mathrm{10^{-41}~cm^{2}}$ is obtained for 20 GeV $\leq E_{\nu} \leq$ 200 GeV. The data are compared with the theoretical model based on the QCD Z-gluon fusion mechanism

The CHORUS neutrino oscillation search experiment

The CHORUS experiment has successfully finished run I (320~000 recorded \numu\ CC in 94/95) and performed half of run II (225~000 \numu\ CC in 96). The analysis chain was exercised on a small data sample for the muonic \tdecay\ search using for the first time fully automatic emulsion scanning. This pilot analysis, resulting in a limit \sintth \leq 3 \cdot 10^{-2}, confirms that the CHORUS proposal sensitivity (\sintth \leq 3 \cdot 10^{-4}) is within reach in two years

Transmethylation inhibitors decrease chemotactic sensitivity and delay cell aggregation in Dictyostelium discoideum

In Dictyostelium discoideum, extracellular cyclic AMP (cAMP) induces chemotaxis and cell aggregation. Suspensions of cAMP-sensitive cells respond to a cAMP pulse with a rapid, transient increase of protein carboxyl methylation. The transmethylation inhibitors cycloleucine, L-homocysteine thiolactone, and coformycin decrease chemotactic sensitivity and delay cell aggregation when administered in concentrations which do not influence cAMP binding to cell surface receptors or the activity of total phosphodiesterase. The ability of the drugs to inhibit chemotaxis could be correlated with their capacity to convert the initial transient positive response of carboxyl methylation to cAMP into a negative one. This suggests that both protein O-methyltransferase and protein methylesterase are activated after stimulation of aggregative cells with cAMP, the net effect being a transient, positive response of methylation. In the presence of a sufficiently large dose of inhibitor, methyltransferase is inhibited, whereas methylesterase activity is much less affected, so that a transient negative response of methylation to cAMP is observed. The slow, positive response of carboxyl methylation to cAMP which occurs ca. 2.5 to 5 min after stimulus administration is not affected by inhibitors of transmethylation. These results suggest that methylation reactions are involved in the chemotactic response of D. discoideum cells to cAMP

G-protein signaling: back to the future

Heterotrimeric G-proteins are intracellular partners of G-protein-coupled receptors (GPCRs). GPCRs act on inactive Gα·GDP/Gβγ heterotrimers to promote GDP release and GTP binding, resulting in liberation of Gα from Gβγ. Gα·GTP and Gβγ target effectors including adenylyl cyclases, phospholipases and ion channels. Signaling is terminated by intrinsic GTPase activity of Gα and heterotrimer reformation — a cycle accelerated by ‘regulators of G-protein signaling’ (RGS proteins). Recent studies have identified several unconventional G-protein signaling pathways that diverge from this standard model. Whereas phospholipase C (PLC) β is activated by Gαq and Gβγ, novel PLC isoforms are regulated by both heterotrimeric and Ras-superfamily G-proteins. An Arabidopsis protein has been discovered containing both GPCR and RGS domains within the same protein. Most surprisingly, a receptor-independent Gα nucleotide cycle that regulates cell division has been delineated in both Caenorhabditis elegans and Drosophila melanogaster. Here, we revisit classical heterotrimeric G-protein signaling and explore these new, non-canonical G-protein signaling pathways

Caratterizzazione di alcuni siti della rete accelerometrica nazionale al fine di individuare la risposta sismica locale

Le indagini geotecniche finalizzate alla stima della risposta sismica locale si limitano molto spesso ai primi 30 m di profondità, valore che è diventato uno standard per la classificazione delle caratteristiche di un sito. Negli anni ’90 Borcherdt (1994) e Martin e Dobry (1994) suggerirono 30 m come la profondità standard di indagine per la verifica delle strutture. Boore et al. (1993, 1994, 1997) e Boore e Joyner (1997) basarono le regressioni per il calcolo delle leggi predittive del moto del suolo sullo stesso parametro. Nel 1997 negli Stati Uniti il National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP) nella stesura delle norme tecniche per le costruzioni in zona sismica (FEMA, 1997) utilizza per la prima volta il parametro Vs30 come indice per la classificazione dei suoli, con lo scopo di definirne l’amplificazione. Le norme tecniche per le costruzioni in zona sismica della comunità Europea, EC8 (ENV, 1998) ente da dati provenienti dagli Stati Uniti occidentali e, utilizzando dati provenienti dalla stessa regione, Wald & Mori (2000) segnalano che le VS,30 non sono molto ben correlate con l’entità dell’amplificazione, in quanto esiste una forte dispersione dei dati. La figura 1.1 mostra il rapporto tra le amplificazioni, mediate sull’intervallo di frequenza compreso tra 3-5 Hz. raccomandano lo stesso parametro per suddividere i terreni, anche se le classi differiscono in parte dalla classificazione NEHRP. Infine, anche in Italia, le Norme Tecniche per le Costruzioni (Normative Tecniche per le Costruzioni, Gazzetta Ufficiale del 14/01/2008) adottano la stessa suddivisione dei terreni adottata dall’EC8.L’attendibilità della velocità delle onde di taglio nei primi 30 m (VS,30) come estimatore della risposta sismica di un sito, in termini di frequenza e amplificazione, è tuttavia molto discussa.Innanzitutto il parametro è stato ricavato unicamente da dati provenienti dagli Stati Uniti occidentali e, utilizzando dati provenienti dalla stessa regione, Wald & Mori (2000) segnalano che le Vs30 non sono molto ben correlate con l’entità dell’amplificazione, in quanto esiste una forte dispersione dei dati. La figura 1.1 mostra il rapporto tra le amplificazioni, mediate sull’intervallo di frequenza compreso tra 3-5 Hz. I valori risultano effettivamente molto dispersi, ma questo risultato può essere spiegato col fatto che non tutte le classi di sito hanno frequenza di risonanza compreso in questo intervallo di frequenza. Perciò per alcuni siti la media è stata calcolata nell’intorno della frequenza di risonanza (sulle amplificazioni massime), mentre per altri è stata calcolata sulle armoniche superiori, che hanno ampiezze minori. Lavori eseguiti con dati provenienti da altre regioni sottolineano come le Vs30 non siano buoni estimatori per la predizione di amplificazioni in bacini profondi (Park & Hashash, 2004), per la stima delle amplificazioni in altre regioni (Stewart et al., 2003) o in presenza di inversioni di velocità (Di Giacomo et al., 2005). Uno studio recente, eseguito su dati giapponesi (Zhao et al., 2006) si è evitato l’uso della Vs30 perché strati spessi di terreno rigido posti sopra il substrato roccioso amplificano il moto di lungo periodo, mentre gli strati sottili e soffici tendono ad amplificare il moto di corto periodo: ciò significa che la VS,30 non può rappresentare il periodo predominante del sito, dato che si basa solo sugli strati superficiali. Secondo Mucciarelli e Gallipoli (2006) il confronto tra l’amplificazione sismica al sito e la Vs30 mostra che quest’ultimo parametro non è adeguato per spiegare gli effetti di sito osservati in Italia a causa delle situazioni geologiche particolari che sono diffuse nel nostro paese. La figura 1.2 mostra la distribuzione dell’ampiezza rispetto alla classe di sito, in cui si vede che le classi sono mal discriminate e le mediane delle classi A e B (indicate dalla linea nera) sono uguali. È però necessario notare che questo grafico è stato costruito utilizzando le ampiezze ricavate col metodo dei rapporti spettrali H/V, ma in letteratura (Bard, 1999) è dimostrato che tali rapporti spettrali permettono di stimare la frequenza di risonanza, ma falliscono nella stima del valore di amplificazione. In particolare la Vs30 sottostima gli effetti locali ai siti con inversione di velocità e li sovrastima in siti con bacini profondi. La Vs30 sembra fornire dei buoni risultati solo in siti che abbiano un profilo di velocità monotono, crescente con la profondità e un forte contrasto di impedenza nella prima decina di metri. Questo studio si propone di verificare l’attendibilità della velocità delle onde di taglio valutate nei primi 30 m come estimatore della risposta sismica di un sito. Per questo scopo sono state selezionate 45 stazioni della Rete Accelerometrica Nazionale, di cui si conoscono i profili stratigrafici e i profili di velocità delle onde di taglio e di compressione. Inoltre sono state raccolte le registrazioni strong motion relative ai terremoti registrati da queste stazioni. Gli effetti di sito sono stati valutati in due modi: · Le registrazioni sono state utilizzate per calcolare i rapporti spettrali H/V per ricavare la frequenza fondamentale propria di ciascun sito (f0) e il relativo valore di amplificazione; · I profili di velocità delle onde di taglio sono serviti per ricavare il modello teorico monodimensionale per il calcolo della funzione di trasferimento del sito, eseguito per mezzo del modello proposto da Haskell e Thomson (Haskell, 1953, Thomson 1950), da cui ricavare la f0 e l’amplificazione. I valori ottenuti con i due metodi sono stati poi confrontati per verificare la congruenza dei risultati. I profili di velocità hanno permesso di classificare le stazioni utilizzando la velocità media delle onde di taglio nei primi 30 m (Vs30), secondo la normativa italiana. I risultati ottenuti dalla valutazione della risposta di ciascun sito, espressi in termini di frequenza fondamentale e amplificazione, sono stati correlati con la rispettiva classe di sito per verificare l’attendibilità del parametro delle Vs30 come estimatore degli effetti di sito