Differential expression of DLG1 as a common trait in different human diseases: An encouraging issue in molecular pathology

Human disc large (DLG1) is a scaffolding protein that through the interaction with diverse cell partners participates in the control of key cellular processes such as polarity, proliferation and migration. Experimental data have mainly identified DLG1 as a tumor suppressor. An outstanding point for DLG1 protein is that altered DLG1 expression and DLG1 gene mutations were observed in different pathologies, including cancer and neurological and immunological disorders. Evident changes in DLG1 abundance and/or cell localization were identified in a number of studies suggesting its participation in molecular mechanisms responsible for the development of such illnesses. In this review, we focus on some of the latest findings regarding DLG1 alterations in different diseases as well as its potential use as a biomarker for pathological progression. We further address the current knowledge on the molecular mechanisms regulating DLG1 expression and the posttranslational modifications that may affect DLG1 cell localization and functions. Despite the advances in this field, there are still open questions about the precise molecular link between alterations in DLG1 expression and the development of each specific pathology. The complete understanding of this concern will give us new scenarios for the design of promising diagnosis and therapeutic tools.Fil: Marziali, Federico Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Dizanzo, Maria Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Cavatorta, Ana Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Gardiol, Daniela Nora. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentin

A new additional record of Phloeosinus armatus Reitter from Italy (Coleoptera Curculionidae Scolytinae)

In the early 1990s, outbreaks of the Cypress bark beetle Phloeosinus armatus Reitter were reported on Cupressus sempervirens L. and C. arizonica Sarg. in north-western Italy (Liguria). About 10 years later, this bark beetle, whose distribution range is originally the eastern Mediterranean, was found again in the same region on rows and isolated plants of Mediterranean cypress. In this paper P. armatus is reported for the first time on C. sempervirens in central Italy (Tuscany), where this insect species is widespread both on ornamental trees and on woodland formations. A taxonomic key is presented for the identification of both the male and female adults of P. armatus among species of the genus Phloeosinus Chapuis living on Cupressaceae in south-western Europe. Due to its greater size, compared with the indigenous species P. aubei, and the behavioural similarities in the adult maturation phase among the two species, P. armatus could convey large quantities of inoculum of the fungus Seiridium cardinale (Wagener) Sutton et Gibson, causal agent of cypress canker. The need for extensive monitoring and specific research for the development of attractants and traps to capture the adult bark beetles is emphasized

A Gis-based cost distance approach to analyse the spread of Matsucoccus feytaudi in Tuscany, Italy (Coccoidea Matsucoccidae)

The Maritime pine bast scale Matsucoccus feytaudi Ducasse was introduced into south-eastern France from the Atlantic regions and since then has moved eastward to reach Tuscany, Italy, causing decay and death of thousands of hectares of pine stands. Monitoring of the pine bast scale by pheromone traps in Tuscany since 2000 has allowed us to obtain yearly data on the pest’s diffusion. The data were processed by means of the Thiessen polygons algorithm to obtain the distribution of the insect. A GIS cost distance model was adopted to simulate the spread of M. feytaudi infestation: dominant winds were used in the least accumulative distance calculation, together with Pinus pinaster presence as secondary factor. The overall accuracy of the model calculated for the years 2003 to 2008 ranged between 70.0% and 81.8%; user’s and producer’s accuracy showed greater variability, but with good performances in the majority of cases. The use of pheromone traps and spatial analysis enabled to produce annual maps for the Tuscany, with the identification of the Maritime pine forests more susceptible to M. feytaudi colonization. This cartography was an important tool for regional offices in the identification of areas requiring direct forestry management

Virus Zika : desde la emergencia epidemiológica hacia el entendimiento de los mecanismos de patogénesis viral

La explosiva epidemia del virus Zika (ZIKV) en la región ha sido declarada una emergencia en Salud Pública. Los conocimientos acerca de los mecanismos moleculares de la infección y patogénesis por ZIKV son escasos al momento, y es necesario abordar su estudio. Los virus son capaces de interferir con las uniones intercelulares y la polaridad como parte de sus mecanismos de patogénesis y las proteínas de polaridad son esenciales para garantizar las barreras para prevenir el paso de los virus. Así, planteamos estudiar qué efecto tiene la infección por ZIKV en la disrupción de tales barreras para que se establezca una infección y el desarrollo de patologías. Iniciamos investigando la potencial alteración de la proteína Disc Large 1 (DLG1) que conforma las uniones adherentes y regula la polaridad. Para ello, optimizamos la infección por ZIKV en células epiteliales. Los resultados obtenidos sugieren que el tiempo óptimo de infección es a las 48 horas. Hemos observado diferencias significativas en la producción viral para distintos aislamientos autóctonos o importados, por lo que podrían tener distintos comportamientos y citopatogénesis que merecen ser investigados. Estudios preliminares por inmunofluorescencia demostraron que la infección por ZIKV produce alteraciones en la expresión de DLG1, siendo la primera evidencia de la modificación de proteínas de polaridad en aislamientos regionales que podría tener implicancia en la diseminación del virus y el desarrollo de enfermedades.Fil: Dizanzo, María Paula . Universidad Nacional de RosarioFil: Cavatorta, Ana Laura. Universidad Nacional de RosarioFil: Fabbri, Cintia. Universidad Nacional de RosarioFil: Leiva, Santiago. Universidad Nacional de RosarioFil: Levis, Silvana. Universidad Nacional de RosarioFil: Luppo, Victoria. Universidad Nacional de RosarioFil: Morales, María Alejandra. Universidad Nacional de RosarioFil: Marziali, Federico. Universidad Nacional de RosarioFil: Gardiol, Daniela. Universidad Nacional de Rosari

Análisis de la expresión de proteínas de polaridad celular y su incumbencia en los procesos oncogénicos asociados a infecciones virales

El mantenimiento de la polaridad celular representa un mecanismo de supresión oncogénica. La interferencia en la expresión de los factores que la regulan es un hecho evidente en la progresión de diferentes tumores. Es por ello que dichos factores constituyen un tema de estudio de gran relevancia. La proteína DLG1 es considerada como un regulador importante de polaridad, siendo capaz de formar complejos multiproteicos en dominios intracelulares específicos. De esta forma, DLG1 contribuye a la formación de las uniones intercelulares adherentes y además regula negativamente la progresión del ciclo celular. La expresión de DLG1 se encuentra afectada en gran medida durante la evolución tumoral, observándose cambios en sus niveles y en su localización subcelular. Al momento, el conocimiento de los mecanismos que regulan sus niveles de expresión es muy pobre e incierto. Dicho conocimiento representaría el punto de partida para la búsqueda de estrategias que permitan revertir los cambios observados. Por ello, parte de este Trabajo de Tesis Doctoral se dedicó al estudio de los mecanismos implicados en la definición de los niveles de DLG1 en contextos biológicos que requieren de una correcta expresión de esta proteína. En este sentido, estudiamos la implicancia de mecanismos transcripcionales y post-transcripcionales, en especial un mecanismo de splicing alternativo descubierto en nuestro laboratorio que tiene lugar en la región 5´ no traducible (5´UTR) del ARN mensajero y es capaz de modular la abundancia de DLG1. Así, aplicando técnicas de cuantificación de transcriptos y de niveles proteicos, exploramos la participación de estos mecanismos bajo diversas circunstancias, como la adhesión celular y la progresión del ciclo celular epitelial, procesos donde DLG1 es particularmente importante. Además, analizamos la existencia del splicing en células provenientes de diversos tejidos pudiendo detectar a su vez la participación de este mecanismo en procesos de diferenciación celular. De este modo, logramos contribuir a la identificación de nuevos mecanismos de regulación para DLG1, los cuales podrían verse afectados en procesos tumorales. Determinados virus oncogénicos pueden tomar ventaja de los reguladores de polaridad para facilitar su ciclo de replicación interfiriendo con la polarización y contribuyendo a la transformación celular. Este es el caso de los virus del papiloma humano de alto riesgo oncogénico (HPV de alto riesgo), asociados estrechamente al desarrollo de carcinomas cervicales y de otros tumores; y del virus linfotrópico de células T del adulto tipo 1 (HTLV-1), considerado como el agente etiológico de la leucemia humana de células T (ATL). Estos virus, con ciclo replicativo diferentes, codifican para oncoproteínas denominadas E6 y Tax1 respectivamente, con actividades similares en cuanto a su capacidad para promover la proliferación celular. En las mismas resalta, sin embargo, la presencia de motivos C-terminales que les permiten interaccionar con reguladores de polaridad, dentro de los cuales se encuentra DLG1, siendo todavía incierta su función como partner de dichas proteínas virales. Por lo tanto, llevamos a cabo una serie de experimentos para profundizar en la significancia biológica de dichas interacciones. En este punto sobresalió la aplicación de la técnica de microscopía de fluorescencia FRET, capaz de detectar interacciones directas entre proteínas. Pudimos observar que la unión a DLG1 por parte de E6 y Tax1 puede implicar consecuencias diferentes, indicando que estos virus oncogénicos pueden hacer un uso distinto de sus partners de polaridad para favorecer su replicación y estimular la transformación celular. En este sentido, detectamos una interacción entre E6 y DLG1 en los bordes celulares y región citoplasmática con posibles consecuencias en la proliferación celular. Además, descubrimos la existencia de una relación dependiente de la abundancia relativa de cada proteína, lo que resulta en diferentes niveles de expresión para cada una de ellas. Estas observaciones contribuyen a comprender el significado biológico de las variaciones detectadas en la expresión de DLG1 durante la evolución de las lesiones cervicales asociadas a infecciones por HPV. En tanto, en relación a la asociación entre Tax1 y DLG1, pudimos detectar su ocurrencia en estructuras semejantes a compartimientos subcelulares definidos. En este caso, luego del análisis de una variedad de organelas celulares, evidenciamos que la asociación Tax1-DLG1 tiene lugar principalmente en la región perinuclear, co-localizando con marcadores del aparato de Golgi y del centrosoma. En dicha región Tax1 podría reclutar a DLG1 como mecanismo que impediría su tráfico a los bordes celulares o bien estimular su participación en mecanismos de traducción de señales, teniendo así una significancia oncogénica. Al mismo tiempo, conociéndose la polarización del centrosoma inducida por Tax1 necesaria para la transmisión del genoma de HTLV-1 a una célula no infectada, es posible que DLG1 pueda cumplir alguna función en dicho proceso. En resumen, teniendo en cuenta los datos alcanzados, este trabajo de Tesis Doctoral aporta al conocimiento integral de los mecanismos que regulan la expresión de DLG1 y además contribuye al entendimiento de la forma en que los HPV del alto riesgo y el HTLV-1 pueden utilizar o interferir con esta proteína de polaridad para promover funciones relacionadas a la transformación celular. Este trabajo también robustece la idea de la existencia de mecanismos comunes de patogénesis viral donde la asociación con proteínas de polaridad puede relacionarse con el ciclo de replicación y el desarrollo de patologías.Fil: Marziali, Federico Emanuel. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET); Argentina

Membrane Interference Against HIV-1 by Intrinsic Antiviral Factors: The Case of IFITMs

International audienceHIV-1 is a complex retrovirus that is adapted to replicate in cells of the immune system. To do so, HIV-1, like other viruses, developed strategies to use several cellular processes to its advantage, but had also to come to terms with an arsenal of cellular innate defense proteins, or antiviral factors, that target more or less efficiently, virtually every step of the virus replicative cycle. Among antiviral restriction factors, the family of interferon-induced transmembrane proteins (IFITMs) has emerged as a crucial component of cellular innate defenses for their ability to interfere with both early and late phases of viral replication by inhibiting cellular and viral membranes fusion. Here, we review the enormous advances made since the discovery of IFITMs as interferon-regulated genes more than thirty years ago, with a particular focus on HIV-1 and on the elements that modulate its susceptibility or resistance towards members of this family. Given the recent advances of the field in the elucidation of the mechanism of IFITM inhibition and on the mechanism(s) of viral resistance, we expect that future years will bring novel insights into the definition of the multiple facets of IFITMs and on their possible use for novel therapeutical approaches

Transcriptional and translational mechanisms contribute to regulate the expression of Disc Large 1 protein during different biological processes

Human discs large (DLG1) has been demonstrated to be involved in cell polarity and maintenance of tissue architecture. However, the mechanisms controlling DLG1 expression are not fully understood. This is relevant as DLG1 is lost during the later stages of malignant progression. We initiated a series of studies to analyse the mechanisms regulating DLG1 expression. We have previously reported the identification of an alternative splicing event in the 5′ untranslated region (5′ -UTR) of DLG1 mRNA that generates transcripts with two different 5′ -UTR (short and large 5′ -UTR variants). In this study, we further examined the impact of the DLG1 transcription and the role of the differential expression of the alternative 5′ -UTRs on DLG1 protein levels. We analysed these mechanisms during cell processes like differentiation, cell cycle progression and cell-cell contact formation, where the importance of DLG1 activities was previously established. The data presented in this report suggest that the transcriptional regulation of DLG1 strongly contributes to DLG1 abundance and that differential expression of alternative 5′ -UTRs with different translational properties, also cooperates, depending on the cell type and cell situation. This study provides new evidence for understanding the transcriptional regulation of DLG1 and the changes in DLG1 expression during different biological processesFil: Marziali, Federico Emanuel. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET); Argentina.Fil: Cavatorta, Ana Laura. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET); Argentina.Fil: Bugnon Valdano, Marina Paula. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET); Argentina.Fil: Facciuto, Florencia Natalia. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET); Argentina.Fil: Gardiol, Daniela. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET); Argentina

Human papillomavirus (HPV)-18 E6 oncoprotein interferes with the epithelial cell polarity Par3 protein

High-risk human papillomavirus (HPV) infection is the principal risk factor for the development of cervical cancer. The HPV E6 oncopr otein has the ability to target and inter fere with several PSD -95/DLG/ZO-1 (PDZ) domain -containing proteins that are invo lved in the control of cell polarity. This funct ion can be significant for E6 oncog enic activity because a deficiency in cell polarisation is a mark er of tumour progressio n. The establishment and control of polarity in epithelial cells depend on the correct asymmetrical distrib ution of proteins and lipids at the cell borders and on specialised cell junction s. In this repor t, we have investigated the effects of HPV E6 protein on the polarity mac hinery, with a focus on the PDZ part itioning defective 3 (Par3) protein, which is a key compone nt of tight junctions (TJ) and the polarity netwo rk. We demonstrate that E6 is able to bind and induce the mislocalisation of Par3 pro tein in a PDZ-depend ent manner without significant reduction in Par3 protein levels. In addition, the high-risk HPV-18 E6 protein promo tes a delay in TJ formation whe n analysed by calcium switch assays. Taken together, the data presented in this study contribute to our understanding of the mole cular mechani sm by which HPVs induce the loss of cell polarity, with potent ial implications for the development and progressio n of HPV-assoc iated tumours.Fil: Facciuto, Florencia Natalia. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Área Virología. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (CONICET); Argentina.Fil: Bugnon Valdano, Marina Paula. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Área Virología. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (CONICET); Argentina.Fil: Marziali, Federico Emanuel. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Área Virología. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (CONICET); Argentina.Fil: Massimi, Paola. International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology; Italia.Fil: Banks, Lawrence. International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology; Italia.Fil: Cavatorta, Ana Laura. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Área Virología. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (CONICET); Argentina.Fil: Gardiol, Daniela. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Área Virología. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (CONICET); Argentina

The ultrastructure of spermiogenesis in four species of Coccoidea (Insecta, Homoptera)

The ultrastructure of spermiogenesis in four species of Coccoidea, namely Quadraspidiotus perniciosus and Pseudaulacaspis pentagona (Diaspididae), as well as Planococcus citri and Planococcus ficus (Pseudococcidae), is described. Similarly to other coccids, during spermiogenesis sperm nuclei elongate towards the plasma membrane, forming a conical papilla. The microtubule bundles surrounding the nucleus subsequently elongate and a mature sperm is formed. At the end of spermiogenesis, the motile sperm of all the species consists of a cylindrical axial nucleus surrounded by a spiral (Q. perniciosus) or by concentric rings of microtubules (P. pentagona, P. citri and P. ficus) forming a peculiar flagellum. Other features common to all these species are the lack of centrioles, acrosome and mitochondria in the spermatid and mature sperm. Differences arise in the number of spermatid cells per cyst (32 in Q. perniciosus and 16 in the other three species) and in the number and arrangement of microtubules forming the flagellum. Details on the origin of the flagellum and on the formation of the secondary sheath of the sperm bundle are provided. Lastly, the evolution of the Coccid group is discussed from a phylogenetic perspective based on sperm ultrastructure

DLG1 polarity protein expression associates with the disease progress of low-grade cervical intraepithelial lesions

Human Disc large tumor suppressor (DLG1) participates in regulating cell polarity and proliferation, suggesting an important connection between epithelial organization and cellular growth control. However, it was demonstrated that DLG1 could acquire oncogenic attributes in some specific contexts. In this work, we evaluated the expression of DLG1 and its contribution to the progress of cervical lesions in order to investigate a potential role of this polarity protein in human oncogenic processes. We analyzed cervical biopsies from women with low-grade squamous intraepithelial lesion (LSIL) diagnosis (n=30), for DLG1 expression by immunohistochemistry. These results were correlated with the clinical monitoring of the patients during a 24-month follow-up period. Our data indicate that while all LSIL patients with a DLG1 staining pattern similar to normal tissues are significantly more likely to regress (n=23, Pattern I), all LSIL biopsy specimens showing a diffuse and intense DLG1 staining likely progress to high-grade lesions (n=4, Pattern II). Finally, all persistent LSIL analyzed showed an undetermined DLG1 staining, with a diffuse distribution without a strong intensity (n=3, Pattern III). We found a significant association between the expression pattern of DLG1 and the evolution of the lesion (p<0.00001). This work contributes to the knowledge of DLG1 biological functions, suggesting that its expression may have an important role in the progression of early dysplastic cervical lesions, giving prognostic information.Fil: Cavatorta, Ana Laura. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET); Argentina.Fil: Di Gregorio, Alejandra. Provincia de Santa Fe. Hospital Provincial del Centenario. Servicio de Ginecología; Argentina.Fil: Bugnon Valdano, Marina Paula. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET); Argentina.Fil: Marziali, Federico Emanuel. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET); Argentina.Fil: Cabral, Mariela. Provincia de Santa Fe. Hospital Provincial del Centenario. Servicio de Ginecología; Argentina.Fil: Bottai, Hebe. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Área Estadística y Procesamiento de Datos; Argentina.Fil: Cittadini, Jorge. Provincia de Santa Fe. Hospital Provincial del Centenario. Servicio de Ginecología; Argentina.Fil: Nocito, Ana Lía. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Cátedra de Anatomía y Fisiología Patológicas; Argentina.Fil: Gardiol, Daniela. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET); Argentina