Core promoter information content correlates with optimal growth temperature

The subtle mechanisms by which protein-DNA interactions remain functional across a wide range of temperatures are largely unknown. In this work, we manually curated available information relating fully sequenced archaeal genomes with organism growth temperatures. We built a motif that represents the core promoter of each species and calculated its information content. We then studied the relation between optimal growth temperature (OGT) and information content (IC) in the promoter region.We found a positive correlation between G + C content and OGT in tRNA regions and not in overall genome. Furthermore, we found that there is a positive correlation between information content and optimal growth temperatures in Archaea. This can't be explained by an increased C+G composition nor by other obvious mechanisms. These findings suggest that increased information content could produce a positive fitness in organisms living at high temperatures. We suggest that molecular information theory may need to be adapted for hyperthermophiles.Fil: Aptekmann, Ariel. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Nadra, Alejandro Daniel. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Apoplastic class III peroxidases PRX62 and PRX69 promote Arabidopsis root hair growth at low temperature

Root Hairs (RHs) growth is influenced by endogenous and by external environmental signals that coordinately regulate its final cell size. We have recently determined that RH growth was unexpectedly boosted when Arabidopsis thaliana seedlings are cultivated at low temperatures. It was proposed that RH growth plasticity in response to low temperature was linked to a reduced nutrient availability in the media. Here, we explore the molecular basis of this RH growth response by using a Genome Wide Association Study (GWAS) approach using Arabidopsis thaliana natural accessions. We identify the poorly characterized PEROXIDASE 62 (PRX62) and a related protein PRX69 as key proteins under moderate low temperature stress. Strikingly, a cell wall protein extensin (EXT) reporter reveals the effect of peroxidase activity on EXT cell wall association at 10 °C in the RH apical zone. Collectively, our results indicate that PRX62, and to a lesser extent PRX69, are key apoplastic PRXs that modulate ROS-homeostasis and cell wall EXT-insolubilization linked to RH elongation at low temperature.Fil: Martinez Pacheco, Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Ranocha, Philippe. Instituto Polytechnique de Toulouse; FranciaFil: Kasulin, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Fusari, Corina Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos; ArgentinaFil: Servi, Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Aptekmann, Ariel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Berdion Gabarain, Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Peralta, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Borassi, Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Marzol, Eliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rodriguez Garcia, Diana Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rondon Guerrero, Yossmayer del Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Carignani Sardoy, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Ferrero, Lucia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Botto, Javier Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Meneses, Claudio. Universidad Andrés Bello; ChileFil: Ariel, Federico Damian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Nadra, Alejandro Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Petrillo, Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Dunand, Christophe. Instituto Polytechnique de Toulouse; FranciaFil: Estevez, Jose Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Class III peroxidases PRX01, PRX44, and PRX73 potentially target extensins during root hair growth in Arabidopsis thaliana

Root hair cells are important sensors of soil conditions. Expanding several hundred times their original size, root hairs grow towards and absorb water-soluble nutrients. This rapid growth is oscillatory and is mediated by continuous remodelling of the cell wall. Root hair cell walls contain polysaccharides and hydroxyproline-rich glycoproteins including extensins (EXTs). Class-III peroxidases (PRXs) are secreted into the apoplastic space and are thought to trigger either cell wall loosening, mediated by oxygen radical species, or polymerization of cell wall components, including the Tyr-mediated assembly of EXT networks (EXT-PRXs). The precise role of these EXT-PRXs is unknown. Using genetic, biochemical, and modeling approaches, we identified and characterized three root hair-specific putative EXT-PRXs, PRX01, PRX44, and PRX73. The triple mutant prx01,44,73 and the PRX44 and PRX73 overexpressors had opposite phenotypes with respect to root hair growth, peroxidase activity and ROS production with a clear impact on cell wall thickness. Modeling and docking calculations suggested that these three putative EXT-PRXs may interact with non-O-glycosylated sections of EXT peptides that reduce the Tyr-to-Tyr intra-chain distances in EXT aggregates and thereby may enhance Tyr crosslinking. These results suggest that these three putative EXT-PRXs control cell wall properties during the polar expansion of root hair cells.Fil: Marzol, Eliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Borassi, Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Ranocha, Philippe. Instituto National de Recherches Agronomiques. Centre de Recherches de Toulouse; FranciaFil: Aptekmann, Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Bringas, Mauro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Pennington, Janice. University of Wisconsin; Estados UnidosFil: Paez Valencia, Julio. University of Wisconsin; Estados UnidosFil: Martinez Pacheco, Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rodriguez Garcia, Diana Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rondon Guerrero, Yossmayer del Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Carignani Sardoy, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Mangano, Silvina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Fleming, Margaret. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Mishler Elmore, John W.. Ohio University; Estados UnidosFil: Blanco Herrera, Francisca. Universidad Andrés Bello and Millennium Institute for Integrative Biology (iBio). Facultad de Ciencias de la Vida. Centro de Biotecnología Vegeta; ChileFil: Bedinger, Patricia. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Dunand, Christophe. Instituto National de Recherches Agronomiques. Centre de Recherches de Toulouse; FranciaFil: Capece, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Nadra, Alejandro Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Held, Michael. Ohio University; Estados UnidosFil: Otegui, Marisa S.. University of Wisconsin; Estados UnidosFil: Estevez, Jose Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Universidad Andrés Bello; Chil

mebipred: identifying metal-binding potential in protein sequence

Motivation: metal-binding proteins have a central role in maintaining life processes. Nearly one-third of known protein structures contain metal ions that are used for a variety of needs, such as catalysis, DNA/RNA binding, protein structure stability, etc. Identifying metal-binding proteins is thus crucial for understanding the mechanisms of cellular activity. However, experimental annotation of protein metal-binding potential is severely lacking, while computational techniques are often imprecise and of limited applicability. Results: we developed a novel machine learning-based method, mebipred, for identifying metal-binding proteins from sequence-derived features. This method is over 80% accurate in recognizing proteins that bind metal ioncontaining ligands; the specific identity of 11 ubiquitously present metal ions can also be annotated. mebipred is reference-free, i.e. no sequence alignments are involved, and is thus faster than alignment-based methods; it is also more accurate than other sequence-based prediction methods. Additionally, mebipred can identify protein metalbinding capabilities from short sequence stretches, e.g. translated sequencing reads, and, thus, may be useful for the annotation of metal requirements of metagenomic samples. We performed an analysis of available microbiome data and found that ocean, hot spring sediments and soil microbiomes use a more diverse set of metals than human host-related ones. For human microbiomes, physiological conditions explain the observed metal preferences. Similarly, subtle changes in ocean sample ion concentration affect the abundance of relevant metal-binding proteins. These results highlight mebipred's utility in analyzing microbiome metal requirements.Fil: Aptekmann, Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Rutgers University; Estados UnidosFil: Buongiorno, J.. Maryville College; Estados UnidosFil: Giovannelli, D.. Consiglio Nazionale delle Ricerche; Italia. Università degli Studi di Napoli Federico II; Italia. Rutgers University; Estados UnidosFil: Glamoclija, M.. Rutgers University; Estados UnidosFil: Ferreiro, Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Bromberg, Y.. Rutgers University; Estados Unido

Thousands of protein linear motif classes may still be undiscovered

Linear motifs are short protein subsequences that mediate protein interactions. Hundreds of motif classes including thousands of motif instances are known. Our theory estimates how many motif classes remain undiscovered. As commonly done, we describe motif classes asregular expressions specifying motif length and the allowed amino acids at each motif position.We measure motif specificity for a pair of motif classes by quantifying how many motifdiscriminatingpositions prevent a protein subsequence from matching the two classes atonce. We derive theorems for the maximal number of motif classes that can simultaneouslymaintain a certain number of motif-discriminating positions between all pairs of classes inthe motif universe, for a given amino acid alphabet. We also calculate the fraction of all proteinsubsequences that would belong to a motif class if all potential motif classes came intoexistence. Naturally occurring pairs of motif classes present most often a single motif-discriminatingposition. This mild specificity maximizes the potential number of coexisting motifclasses, the expansion of the motif universe due to amino acid modifications and the fractionof amino acid sequences that code for a motif instance. As a result, thousands of linearmotif classes may remain undiscovered.Fil: Bulavka, Denys. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Matemática; ArgentinaFil: Aptekmann, Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Rutgers University; Estados UnidosFil: Méndez, Nicolás Agustín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Krick, Teresa Elena Genoveva. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Investigaciones Matemáticas "Luis A. Santaló". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Matemáticas "Luis A. Santaló"; ArgentinaFil: Sánchez Miguel, Ignacio Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Quantifying structural relationships of metal-binding sites suggests origins of biological electron transfer

© 2022 The Authors, some rights reserved; exclusive licensee American Association for the Advancement of Science. No claim to original U.S. Government Works. Distributed under a Creative Commons Attribution License 4.0 (CC BY).Biological redox reactions drive planetary biogeochemical cycles. Using a novel, structure-guided sequence analysis of proteins, we explored the patterns of evolution of enzymes responsible for these reactions. Our analysis reveals that the folds that bind transition metal-containing ligands have similar structural geometry and amino acid sequences across the full diversity of proteins. Similarity across folds reflects the availability of key transition metals over geological time and strongly suggests that transition metal-ligand binding had a small number of common peptide origins. We observe that structures central to our similarity network come primarily from oxidoreductases, suggesting that ancestral peptides may have also facilitated electron transfer reactions. Last, our results reveal that the earliest biologically functional peptides were likely available before the assembly of fully functional protein domains over 3.8 billion years ago.11Nsciescopu

Transcriptomic analysis and molecular docking reveal genes involved in the response of Aedes aegypti larvae to an essential oil extracted from Eucalyptus

Background: Aedes aegypti (L.) is an urban mosquito, vector of several arboviruses that cause severe diseases in hundreds of million people each year. The resistance to synthetic insecticides developed by Ae. aegypti populations worldwide has contributed to failures in vector control campaigns, increasing the impact of arbovirus diseases. In this context, plant-derived essential oils with larvicidal activity could be an attractive alternative for vector control. However, the mode of action and the detoxificant response of mosquitoes to plant derived compounds have not been established, impairing the optimization of their use. Methods and findings: Here we compare gene expression in Ae. aegypti larvae after 14 hrs of exposure to Eucalyptus camaldulensis essential oil with a control group exposed to vehicle (acetone) for the same lapse, by using RNA-Seq. We found differentially expressed genes encoding for cuticle proteins, fatty-acid synthesis, membrane transporters and detoxificant related gene families (i.e. heat shock proteins, cytochromes P450, glutathione transferases, UDP-glycosyltransferases and ABC transporters). Finally, our RNA-Seq and molecular docking results provide evidence pointing to a central involvement of chemosensory proteins in the detoxificant response in mosquitoes. Conclusions and significance: Our work contributes to the understanding of the physiological response of Ae. aegypti larvae to an intoxication with a natural toxic distilled from Eucalyptus leafs. The results suggest an involvement of most of the gene families associated to detoxification of xenobiotics in insects. Noteworthy, this work provides important information regarding the implication of chemosensory proteins in the detoxification of a natural larvicide. Understanding the mode of detoxification of Eucalyptus distilled compounds could contribute to their implementation as a tool in mosquito control.Los datos de la investigación están disponibles en la base de datos NCBI SRA (número de acceso Bioproject PRJNA671513) (link en "Documentos relacionados")Centro Regional de Estudios Genómico

Transcriptomic analysis and molecular docking reveal genes involved in the response of Aedes aegypti larvae to an essential oil extracted from Eucalyptus

Background: Aedes aegypti (L.) is an urban mosquito, vector of several arboviruses that cause severe diseases in hundreds of million people each year. The resistance to synthetic insecticides developed by Ae. aegypti populations worldwide has contributed to failures in vector control campaigns, increasing the impact of arbovirus diseases. In this context, plant-derived essential oils with larvicidal activity could be an attractive alternative for vector control. However, the mode of action and the detoxificant response of mosquitoes to plant derived compounds have not been established, impairing the optimization of their use. Methods and findings: Here we compare gene expression in Ae. aegypti larvae after 14 hrs of exposure to Eucalyptus camaldulensis essential oil with a control group exposed to vehicle (acetone) for the same lapse, by using RNA-Seq. We found differentially expressed genes encoding for cuticle proteins, fatty-acid synthesis, membrane transporters and detoxificant related gene families (i.e. heat shock proteins, cytochromes P450, glutathione transferases, UDP-glycosyltransferases and ABC transporters). Finally, our RNA-Seq and molecular docking results provide evidence pointing to a central involvement of chemosensory proteins in the detoxificant response in mosquitoes. Conclusions and significance: Our work contributes to the understanding of the physiological response of Ae. aegypti larvae to an intoxication with a natural toxic distilled from Eucalyptus leafs. The results suggest an involvement of most of the gene families associated to detoxification of xenobiotics in insects. Noteworthy, this work provides important information regarding the implication of chemosensory proteins in the detoxification of a natural larvicide. Understanding the mode of detoxification of Eucalyptus distilled compounds could contribute to their implementation as a tool in mosquito control.Fil: Sierra, Ivana Samanta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; ArgentinaFil: Latorre Estivalis, Jose Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; ArgentinaFil: Traverso, Lucila María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; ArgentinaFil: Gonzalez, Paula Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación de Plagas e Insecticidas; ArgentinaFil: Aptekmann, Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Rutgers University; Estados UnidosFil: Nadra, Alejandro Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; ArgentinaFil: Masuh, Hector Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación de Plagas e Insecticidas; ArgentinaFil: Ons, Sheila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; Argentin

A finely tuned interplay between calcium binding, ionic strength and pH modulates conformational and oligomerization equilibria in the Respiratory Syncytial Virus Matrix (M) protein

As in most enveloped RNA viruses, the Respiratory Syncytial Virus Matrix (RSV-M) protein plays key roles in viral assembly and uncoating. It also plays non-structural roles related to transcription modulation through nucleo-cytoplasmic shuttling and nucleic acid binding ability. We dissected the structural and conformational changes underlying the switch between multiple functionalities, identifying Ca2+ binding as a key factor. To this end, we tackled the analysis of M's conformational stability and equilibria. While in silico calculations predict two potential calcium binding sites per protomer, purified RSV-M dimer contains only one strongly bound calcium ion per protomer. Incubation of RSV-M in the presence of excess Ca2+ leads to an increase in the thermal stability, confirming additional Ca2+ binding sites. Moreover, mild denaturant concentrations trigger the formation of higher order oligomers which are otherwise prevented under Ca2+ saturation conditions, in line with the stabilizing effect of the additional low affinity binding site. On the other hand, Ca2+ removal by chelation at pH 7.0 causes a substantial decrease in the thermal stability leading to the formation of amorphous, spherical-like aggregates, as assessed by TEM. Even though the Ca2+ content modulates RSV-M oligomerization propensity, it does affect its weak RNA binding ability. RSV-M undergoes a substantial conformational change at pHs 4.0 to 5.0 that results in the exposure of hydrophobic surfaces, an increase beta sheet content but burial of tryptophan residues. While low ionic strength promotes dimer dissociation at pH 4.0, physiological concentrations of NaCl lead to the formation of soluble oligomers smaller than 400 kDa at pH 4.0 or insoluble aggregates with tubular morphology at pH 5.0, supporting a fine tuning by pH. Furthermore, the dissociation constants estimated for the low- and high affinity calcium binding sites are 13 μM and 58 nM, respectively, suggesting an intracellular calcium sensing mechanism of RSV-M upon infection. We uncover a finely tuned interplay between calcium binding, ionic strength, and pH changes compatible with the different cellular compartments where M plays key roles, revealing diverse conformational equilibria, oligomerization, and high order structures, required to stabilize the virion particle by a layer of molecules positioned between the membrane and the nucleocapsid.Fil: Esperante, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Álvarez Paggi, Damián Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fundación para la Investigación en Infectología Infantil; ArgentinaFil: Salgueiro, Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Desimone, Martín Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: de Oliveira, G. A. P.. No especifíca;Fil: Aran, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: García Pardo, J.. Universitat Autònoma de Barcelona; EspañaFil: Aptekmann, Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Ventura, S.. Universitat Autònoma de Barcelona; EspañaFil: Alonso, Leonardo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; ArgentinaFil: de Prat Gay, Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Molecular link between auxin and ROS-mediated polar growth

Root hair polar growth is endogenously controlled by auxin and sustained by oscillating levels of reactive oxygen species (ROS). These cells extend several hundred-fold their original size toward signals important for plant survival. Although their final cell size is of fundamental importance, the molecular mechanisms that control it remain largely unknown. Here we show that ROS production is controlled by the transcription factor RSL4, which in turn is transcriptionally regulated by auxin through several auxin response factors (ARFs). In this manner, auxin controls ROS-mediated polar growth by activating RSL4, which then up-regulates the expression of genes encoding NADPH oxidases (also known as RESPIRATORY BURST OXIDASE HOMOLOG proteins) and class III peroxidases, which catalyze ROS production. Chemical or genetic interference with ROS balance or peroxidase activity affects root hair final cell size. Overall, our findings establish amolecular link between auxin and ROS-mediated polar root hair growth.Fil: Mangano, Silvina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Denita Juárez, Silvina Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Choi, Hee-Seung. Seoul National University; Corea del SurFil: Marzol, Eliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Hwang, Youra. Seoul National University; Corea del SurFil: Ranocha, Philippe. Universite de Toulose - Le Mirail; FranciaFil: Velásquez, Silvia Melina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Borassi, Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Barberini, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Aptekmann, Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Muschietti, Jorge Prometeo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental; ArgentinaFil: Nadra, Alejandro Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Dunand, Christophe. Universite de Toulose - Le Mirail; FranciaFil: Cho, Hyung-Taeg. Seoul National University; Corea del SurFil: Estevez, Jose Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentin