Funktionelle Charakterisierung des IAP-verwandten, Ubiquitin-konjugierenden Enzyms BRUCE in vivo durch die phänotypische Analyse eines Maus-Knockout-Modells

BRUCE (BIR repeat-containing ubiquitin-conjugating enzyme) ist ein konserviertes, 528 kDa großes, peripheres Membranprotein des trans-Golgi-Netzwerks und ein strukturell neuartiges Ubiquitin-Konjugationsenzym (UBC) der Maus. Zusätzlich zu der am C-Terminus befindlichen UBC-Domäne enthält BRUCE im N-terminalen Bereich ein BIR (baculovirus inhibitor of apoptosis repeat)-Motiv, die charakteristische Domäne aller BIRPs (BIR-domain containing proteins). Die meisten dieser Proteine haben anti-apoptotische Eigenschaften und werden deshalb in der IAP (inhibitor of apoptosis proteins)-Familie zusammengefasst. Auch BRUCE konnte in vitro als Inhibitor apoptotischer Prozesse beschrieben werden. Um die Funktion von BRUCE in vivo zu untersuchen, wurde eine BRUCE-defiziente Mauslinie etabliert und im Rahmen dieser Arbeit phänotypisch charakterisiert. Die vollständige Inaktivierung des BRUCE-Gens führte zu einer Verzögerung des embryonalen Wachstums sowie zum perinatalen Tod der Knockout-Organismen. BRUCE wird in fast allen embryonalen Geweben exprimiert, deutlich sichtbare morphologische Veränderungen in Folge seiner Deletion traten jedoch hauptsächlich im extra-embryonalen Gewebe der Plazenta auf. Nach störungs-freier Initiierung der Organogenese zeigte sich mit zunehmender Reifung der Plazenta eine Verzögerung der Ausbildung des Labyrinthsystems sowie eine deutliche Reduktion der Spongiotrophoblast-Schicht. Dieses Entwicklungsdefizit kann Ursache einer stark eingeschränkten Effizienz der Nähr- und Sauerstoffversorgung des Embryos sein und sowohl zu Wachstumsretardierung als auch zu perinataler Letalität der transgenen Organismen führen. Die morphologischen Veränderungen im Gewebe wurden nicht, wie ursprünglich angenommen, durch eine erhöhte Apoptoserate der Zellen hervorgerufen. Stattdessen konnten in den defekten plazentalen Geweben drastische Veränderungen in Proliferationsverhalten und Differenzierungsstatus der Trophoblast-Zellen beobachtet werden. Die in dieser Arbeit beschriebenen Auswirkungen des BRUCE-Verlusts auf den Modellorganismus zeigen einerseits die essentielle Bedeutung von BRUCE für die Entwicklung sowie den funktionellen Erhalt der Plazenta und damit für die gesamte Embryonalentwicklung der Maus. Andererseits geben die Ergebnisse Hinweise darauf, dass dieses ungewöhnliche Enzym möglicherweise eine überlebensnotwendige regulative Funktion der Inhibition Apoptose-induzierter oder nicht-apoptotischer Caspase-Aktivität bei Proliferations- und/oder Differenzierungs-ereignissen bestimmter Zelltypen besitzt

Robust estimation of bacterial cell count from optical density

Optical density (OD) is widely used to estimate the density of cells in liquid culture, but cannot be compared between instruments without a standardized calibration protocol and is challenging to relate to actual cell count. We address this with an interlaboratory study comparing three simple, low-cost, and highly accessible OD calibration protocols across 244 laboratories, applied to eight strains of constitutive GFP-expressing E. coli. Based on our results, we recommend calibrating OD to estimated cell count using serial dilution of silica microspheres, which produces highly precise calibration (95.5% of residuals <1.2-fold), is easily assessed for quality control, also assesses instrument effective linear range, and can be combined with fluorescence calibration to obtain units of Molecules of Equivalent Fluorescein (MEFL) per cell, allowing direct comparison and data fusion with flow cytometry measurements: in our study, fluorescence per cell measurements showed only a 1.07-fold mean difference between plate reader and flow cytometry data

BRUCE, a Giant E2/E3 Ubiquitin Ligase and Inhibitor of Apoptosis Protein of the trans-Golgi Network, Is Required for Normal Placenta Development and Mouse Survival

BRUCE is a highly conserved 528-kDa peripheral membrane protein of the trans-Golgi network. Owing to the presence of an N-terminal single baculovirus inhibitor repeat, BRUCE functions as an inhibitor of apoptosis protein and blocks apoptosis when overexpressed. In addition, due to the presence of a C-terminal ubiquitin-conjugating domain, BRUCE can covalently attach ubiquitin to substrates. Here we report the generation and characterization of BRUCE-deficient mice. Complete inactivation of the BRUCE gene resulted in perinatal lethality and growth retardation discernible after embryonic day 14. The growth defect is linked to impaired placental development and may be caused by insufficient oxygen and nutrient transfer across the placenta. Chorioallantoic placentation initiated normally, but the mutant placenta showed an impaired maturation of the labyrinth layer and a significant reduction of the spongiotrophoblast. No evidence for an elevated apoptosis rate was detectable in embryonic and extraembryonic tissues and in knockout fibroblasts. Thus, although BRUCE is broadly expressed in embryonic, extraembryonic, and adult mouse tissues, this bifunctional protein might play a unique role in normal trophoblast differentiation and embryonic survival

The role of apoptosis in early embryonic development of the adenohypophysis in rats

Abstract Background Apoptosis is involved in fundamental processes of life, like embryonic development, tissue homeostasis, or immune defense. Defects in apoptosis cause or contribute to developmental malformation, cancer, and degenerative disorders. Methods The developing adenohypophysis area of rat fetuses was studied at the embryonic stage 13.5 (gestational day) for apoptotic and proliferative cell activities using histological serial sections. Results A high cell proliferation rate was observed throughout the adenohypophysis. In contrast, apoptotic cells visualized by evidence of active caspase-3, were detected only in the basal epithelial cones as an introducing event for fusion and closure of the pharyngeal roof. Conclusion We can clearly show an increasing number of apoptotic events only at the basic fusion sides of the adenohypophysis as well as in the opening region of this organ. Apoptotic destruction of epithelial cells at the basal cones of the adenohypophysis begins even before differentiation of the adenohypophyseal cells and their contact with the neurohypophysis. In early stages of development, thus, apoptotic activity of the adenohypophysis is restricted to the basal areas mentioned. In our test animals, the adenohypophysis develops after closure of the anterior neuroporus.</p

Effect of fracture on bone turnover markers: A longitudinal study comparing marker levels before and after injury in 113 elderly women

In this longitudinal, prospective, and population-based study (n = 1044), seven BTMs were assessed before and after trauma in 113 elderly women (85 with fractures). Markers were not altered in the immediate postfracture period but were clearly elevated during fracture repair. Recent fracture should thus be taken into account when markers are used in clinical practice