Mutation of the Diamond-Blackfan Anemia Gene Rps7 in Mouse Results in Morphological and Neuroanatomical Phenotypes

The ribosome is an evolutionarily conserved organelle essential for cellular function. Ribosome construction requires assembly of approximately 80 different ribosomal proteins (RPs) and four different species of rRNA. As RPs co-assemble into one multi-subunit complex, mutation of the genes that encode RPs might be expected to give rise to phenocopies, in which the same phenotype is associated with loss-of-function of each individual gene. However, a more complex picture is emerging in which, in addition to a group of shared phenotypes, diverse RP gene-specific phenotypes are observed. Here we report the first two mouse mutations (Rps7(Mtu) and Rps7(Zma)) of ribosomal protein S7 (Rps7), a gene that has been implicated in Diamond-Blackfan anemia. Rps7 disruption results in decreased body size, abnormal skeletal morphology, mid-ventral white spotting, and eye malformations. These phenotypes are reported in other murine RP mutants and, as demonstrated for some other RP mutations, are ameliorated by Trp53 deficiency. Interestingly, Rps7 mutants have additional overt malformations of the developing central nervous system and deficits in working memory, phenotypes that are not reported in murine or human RP gene mutants. Conversely, Rps7 mouse mutants show no anemia or hyperpigmentation, phenotypes associated with mutation of human RPS7 and other murine RPs, respectively. We provide two novel RP mouse models and expand the repertoire of potential phenotypes that should be examined in RP mutants to further explore the concept of RP gene-specific phenotypes.This research was supported in part by the Intramural Research Program of NHGRI, NIH, and the Wellcome Trust and by NHMRC Australia grant 366746. The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript

Effect of qualitative and quantitative alteration of ribosomal proteins on ribosome synthesis and cell metabolism

La biogenesi del ribosoma è importante per la crescita e la proliferazione cellulare. La perturbazione della sintesi e dell’assemblaggio di componenti ribosomali, come ad esempio l'inibizione della sintesi di rRNA o la diminuita produzione di una proteina ribosomale (RP), possono alterare l’equilibrio del nucleolo e causare il rilascio e addiruttura la degradazione della componente ribosomale. Negli ultimi anni, diversi studi propongono l’oncosoppressore p53 quale possibile effettore di uno stato di stress "ribosomiale", con conseguente arresto della crescita e apoptosi. L’alterazione della sintesi dei ribosomi o della loro funzione è alla base dell’eziogenesi di diverse sindromi nell’uomo. Nel nostro laboratorio abbiamo studiato i meccanismi molecolari dell’anemia di Diamond-Blackfan (DBA), patologia congenita associata a varie malformazioni fisiche. Mutazioni nel gene rpS19 sono state individuate in circa il 25% dei pazienti affetti da DBA, un altro 2% presenta mutazioni nel gene rpS24. La diminuzione dei livelli di proteine RPS19 e RPS24 è stata correlata con difetti nella maturazione dell’ RNA ribosomale 18S in diversi modelli sperimentali. Mentre il ruolo dell’effetto delle mutazioni nel gene rpS19 risulta ben studiato e caratterizzato, meno chiaro è l'effetto di alterazioni specifiche in altre proteine ribosomali come RPS24 o RPS7. Recentemente due nuove mutazioni del gene rpS24: una sostituzione e una delezione, sono emerse nell’ambito di uno studio su pazienti DBA in Italia, mentre una sostituzione nel gene rpS7 è stata identificata nel modello murino di alcuni studi su disturbi neuronali. Con l'obiettivo di analizzare le caratteristiche funzionali di queste nuove mutazioni, ci siamo serviti di costrutti cDNA. Dopo la trasfezione abbiamo analizzato le proteine mutanti esogene per la loro stabilità e capacità di essere assemblate in ribosomi maturi. I nostri risultati indicano che i prodotti delle varianti alleliche rpS24 e rpS7 sono molto instabili se confrontate con le proteine WT. Tuttavia, una volta stabilizzate, benchè mutate, queste proteine sono in grado di essere assemblate in ribosomi maturi. Nell'ultima parte del progetto, abbiamo studiato linee di eritroleucemia umana (TF-1C) e di leucemia mieloide (K562C), infettate da vettori lentivirali inducibili per l'espressione di specifici siRNA per l’mRNA RPS19. Le linee parentali delle colture cellulari da noi analizzate, presentano una differenza fondamentale: le colture TF1 esprimono p53 wild type, mentre la linea K562 non mostra livelli rilevabili di p53. In queste cellule abbiamo monitorato l'effetto di alterazione sul ribosoma, sull'espressione di proteine selezionate e sui parametri di crescita delle cellule. Una delle proteine che risultano influenzate dall’ alterazione del ribosoma è la serin/treonin chinasi PIM1, altamente espressa in cellule di origine ematopoietica.Ribosomal biogenesis is important for cell growth and proliferation. Perturbation of the synthesis and assembly of ribosomal components, as for instance inhibition of rRNA synthesis or decrease of ribosomal protein (RP) production, may lead to nucleolar disruption and to release and/or degradation of ribosomal component. In the last years, several studies suggested that p53 is activated in response to such a “ribosomal stress”, leading to growth arrest or apoptosis.Alteration of ribosome synthesis or function is implicated in several diseases, in which mutation in the genes coding for RP or other nucleolar components may cause defect in ribosome biogenesis. We have been studying the molecular mechanisms of Diamond-BlackfanAnemia (DBA), a congenital hypo plastic anemia associated to various physical malformations. Mutations in rpS19 gene have been identified in about 25% of patients whereas another 2% have mutations in the rpS24 gene. A decrease in RPS19 and RPS24 level has been shown to cause a defect in the maturation of 18S ribosomal RNA. While the role of RPS19 mutations results well investigated and characterized, less clear is the effect of specific alterations in other RPs such as RPS24 or RPS7. Recently two new mutations of rpS24 gene: a substitution and a deletion, are emerged from a study on DBA patients in Italy and one mutation has been found in a mouse model from a laboratory studying neuronal diseases. With the aim of analyzing the functional features of these new mutated RPS24, we prepared cDNA constructs. After transfection we analyzed the stability and the ability of exogenous mutated proteins to be assembled into mature ribosomes. Our results indicate that some RPS24 and RPS7 mutations are very unstable when compared with WT proteins. Yet, once stabilized, allelic variants analyzed in this study, even mutated, are able to be assembled into mature ribosome. In the last part of the project, we have studied erythroleukemia cell lines, TF-1C and myelogenous leukemia K562C, infected with a lentiviral vector inducible for the expression of siRNA specific for RPS19 mRNA. Parental cell lines present a fundamental difference: TF-1 express a wild type p53 whereas K562 do not show detectable levels of p53. In these cells we monitored the effect of ribosome alteration on the expression of selected proteins and on cell growth parameters. One of the proteins that we found affected by ribosome alteration is the oncogenic serine/threonine kinase PIM1, highly expressed in cells of hematopoietic origin

Effect of qualitative and quantitative alteration of ribosomal proteins on ribosome synthesis and cell metabolism

La biogenesi del ribosoma è importante per la crescita e la proliferazione cellulare. La perturbazione della sintesi e dell’assemblaggio di componenti ribosomali, come ad esempio l'inibizione della sintesi di rRNA o la diminuita produzione di una proteina ribosomale (RP), possono alterare l’equilibrio del nucleolo e causare il rilascio e addiruttura la degradazione della componente ribosomale. Negli ultimi anni, diversi studi propongono l’oncosoppressore p53 quale possibile effettore di uno stato di stress "ribosomiale", con conseguente arresto della crescita e apoptosi. L’alterazione della sintesi dei ribosomi o della loro funzione è alla base dell’eziogenesi di diverse sindromi nell’uomo. Nel nostro laboratorio abbiamo studiato i meccanismi molecolari dell’anemia di Diamond-Blackfan (DBA), patologia congenita associata a varie malformazioni fisiche. Mutazioni nel gene rpS19 sono state individuate in circa il 25% dei pazienti affetti da DBA, un altro 2% presenta mutazioni nel gene rpS24. La diminuzione dei livelli di proteine RPS19 e RPS24 è stata correlata con difetti nella maturazione dell’ RNA ribosomale 18S in diversi modelli sperimentali. Mentre il ruolo dell’effetto delle mutazioni nel gene rpS19 risulta ben studiato e caratterizzato, meno chiaro è l'effetto di alterazioni specifiche in altre proteine ribosomali come RPS24 o RPS7. Recentemente due nuove mutazioni del gene rpS24: una sostituzione e una delezione, sono emerse nell’ambito di uno studio su pazienti DBA in Italia, mentre una sostituzione nel gene rpS7 è stata identificata nel modello murino di alcuni studi su disturbi neuronali. Con l'obiettivo di analizzare le caratteristiche funzionali di queste nuove mutazioni, ci siamo serviti di costrutti cDNA. Dopo la trasfezione abbiamo analizzato le proteine mutanti esogene per la loro stabilità e capacità di essere assemblate in ribosomi maturi. I nostri risultati indicano che i prodotti delle varianti alleliche rpS24 e rpS7 sono molto instabili se confrontate con le proteine WT. Tuttavia, una volta stabilizzate, benchè mutate, queste proteine sono in grado di essere assemblate in ribosomi maturi. Nell'ultima parte del progetto, abbiamo studiato linee di eritroleucemia umana (TF-1C) e di leucemia mieloide (K562C), infettate da vettori lentivirali inducibili per l'espressione di specifici siRNA per l’mRNA RPS19. Le linee parentali delle colture cellulari da noi analizzate, presentano una differenza fondamentale: le colture TF1 esprimono p53 wild type, mentre la linea K562 non mostra livelli rilevabili di p53. In queste cellule abbiamo monitorato l'effetto di alterazione sul ribosoma, sull'espressione di proteine selezionate e sui parametri di crescita delle cellule. Una delle proteine che risultano influenzate dall’ alterazione del ribosoma è la serin/treonin chinasi PIM1, altamente espressa in cellule di origine ematopoietica.Ribosomal biogenesis is important for cell growth and proliferation. Perturbation of the synthesis and assembly of ribosomal components, as for instance inhibition of rRNA synthesis or decrease of ribosomal protein (RP) production, may lead to nucleolar disruption and to release and/or degradation of ribosomal component. In the last years, several studies suggested that p53 is activated in response to such a “ribosomal stress”, leading to growth arrest or apoptosis.Alteration of ribosome synthesis or function is implicated in several diseases, in which mutation in the genes coding for RP or other nucleolar components may cause defect in ribosome biogenesis. We have been studying the molecular mechanisms of Diamond-BlackfanAnemia (DBA), a congenital hypo plastic anemia associated to various physical malformations. Mutations in rpS19 gene have been identified in about 25% of patients whereas another 2% have mutations in the rpS24 gene. A decrease in RPS19 and RPS24 level has been shown to cause a defect in the maturation of 18S ribosomal RNA. While the role of RPS19 mutations results well investigated and characterized, less clear is the effect of specific alterations in other RPs such as RPS24 or RPS7. Recently two new mutations of rpS24 gene: a substitution and a deletion, are emerged from a study on DBA patients in Italy and one mutation has been found in a mouse model from a laboratory studying neuronal diseases. With the aim of analyzing the functional features of these new mutated RPS24, we prepared cDNA constructs. After transfection we analyzed the stability and the ability of exogenous mutated proteins to be assembled into mature ribosomes. Our results indicate that some RPS24 and RPS7 mutations are very unstable when compared with WT proteins. Yet, once stabilized, allelic variants analyzed in this study, even mutated, are able to be assembled into mature ribosome. In the last part of the project, we have studied erythroleukemia cell lines, TF-1C and myelogenous leukemia K562C, infected with a lentiviral vector inducible for the expression of siRNA specific for RPS19 mRNA. Parental cell lines present a fundamental difference: TF-1 express a wild type p53 whereas K562 do not show detectable levels of p53. In these cells we monitored the effect of ribosome alteration on the expression of selected proteins and on cell growth parameters. One of the proteins that we found affected by ribosome alteration is the oncogenic serine/threonine kinase PIM1, highly expressed in cells of hematopoietic origin

Matilde Festa Piacentini opere da una collezione privata. Studi e diagnostica

La Collana “Didattica e Ricerca – Quaderni della Scuola di Conservazione e Restauro” è un’iniziativa editoriale che affronta temi specifici del settore. Il primo numero della Ricerca è dedicato alla pittrice Matilde Festa Piacentini (Roma 1890-1957), la cui vicenda, umana e professionale, fornisce un importante spunto di riflessione sulla condizione della donna artista nel secolo scorso. L’occasione è nata nel 2014, con l’arrivo al laboratorio della Scuola di Conservazione e Restauro dell’Università di Urbino Carlo Bo di un nucleo di 15 sue opere autografe, provenienti da una collezione privata. I dipinti sono stati oggetto di restauro, accompagnato e supportato da tecniche di rilievo e diagnostica per i Beni culturali. A ciò si è affiancata la sperimentazione di un sistema digitale di documentazione delle opere, per la loro conservazione. Parallelamente la ricerca storico artistica ha portato a scoprire un’artista di grande fascino e talento, vivace interprete della prima metà del Novecento, ingiustamente dimenticata dalla storia sia per ragioni politiche che, e forse principalmente, per misoginia. Il volume dà conto della biografia e dell’opera di Matilde Festa Piacentini, qui ricostruite per la prima volta da Francesca Bottacin con l’ausilio di un ricco corredo documentario e iconografico. Segue, a cura di Gaia Biondini, il catalogo dei dipinti di collezione privata, in gran parte inediti. Un significativo approfondimento viene poi dagli studi diagnostici effettuati da Paolo A.M. Triolo e dal saggio di Laura Baratin sulla documentazione digitale

Pain management during labor: use of intermittent drug delivery devices for improvement of obstetric and neonatal outcome and reduction of healthcare burden: A large non-inferiority randomized clinical trial

Background: Automated continuous epidural administration of local anesthetics provides a more stable analgesic block with decreasing of healthcare staff compared to manual boluses administration (TOP-UP) but is associated to high rate of operative vaginal delivery. We hypothesized that the use of programmed intermittent automated boluses (PIEB) is able to provide a good quality of analgesia and decreasing of anesthesiologic workload without increasing the rate of instrumental vaginal birth in comparison with TOP-UP technique. Laboring nulliparous woman aged between 18 and 46 years were randomized to epidural analgesia with 0.0625% levobupivacaine and sufentanil administered by PIEB or by TOP-UP techniques. Primary outcome was instrumental vaginal delivery rate and secondary outcomes were quality of analgesia, total and time-related drugs doses used, motor block, newborn outcome, and anesthesiologic workload. Results: Six hundred twenty-nine were randomized, and 628 were included in the intention-to-treat analysis. The rate of instrumental vaginal delivery was similar in the PIEB and TOP-UP groups (13.2% vs 9.7%, OR 1.4 95% CI 0.8 to 2.5; p 0.21). There was no difference between groups regarding mode of delivery (cesarean section vs vaginal birth), newborn outcome, and motor block. Patients in the PIEB group received more total and time-related drugs doses and a better quality of analgesia. Anesthesiological workload was significantly reduced in the PIEB group. Conclusions: Our study demonstrated that epidural anesthesia with programmed intermittent epidural boluses by an automated device provides an effective and safe management of labor analgesia with improvement of pain control and sparing of man workload compared to manual top-up protocols

Diamond-Blackfan anemia: genotype-phenotype correlations in Italian patients with RPL5 and RPL11 mutations

Diamond-Blackfan anemia is a rare, pure red blood cell aplasia of childhood due to an intrinsic defect in erythropoietic progenitors. About 40% of patients display various malformations. Anemia is corrected by steroid treatment in more than 50% of cases; non-responders need chronic transfusions or stem cell transplantation. Defects in the RPS19 gene, encoding the ribosomal protein S19, are the main known cause of Diamond-Blackfan anemia and account for more than 25% of cases. Mutations in RPS24, RPS17, and RPL35A described in a minority of patients show that Diamond-Blackfan anemia is a disorder of ribosome biogenesis. Two new genes (RPL5, RPL11), encoding for ribosomal proteins of the large subunit, have been reported to be involved in a considerable percentage of patients