Other articles by John D. Aitchison on PubMed

• Eine Angespannte Zeit Für Die Kernhülle Cell. Feb, 2002  |   Pubmed ID: 11853664 When many cells divide, the nuclear envelope poses a problem: the spindle microtubules can't access the chromosomes. Two recent papers in Cell describe how the spindle solves this problem by literally pulling open the nucleus at the beginning of mitosis.
• Kap121p-vermittelten Nukleären Import Wird Zur Paarung Und Zelluläre Differenzierung in Hefe Benötigt Molecular and Cellular Biology. Apr, 2002  |   Pubmed ID: 11909949 To further our understanding of how the nucleocytoplasmic transport machinery interfaces with its cargoes and how this affects cellular physiology, we investigated the molecular mechanisms of phenotypes associated with mutations in karyopherin Kap121p. Two previously unreported phenotypes of kap121 cells were observed: defects in mating and in the transition from the normal yeast form to the pseudohyphal, invasive form. In parallel, we searched for Kap121p cargoes by using Kap121p as a probe in overlay assays of yeast nuclear proteins. One of the major interacting proteins identified by this procedure was Ste12p, a transcription factor central to both the mating response and the pseudohyphal transition. We therefore investigated whether defects in these differentiation processes were due to an inability to import Ste12p. Both immunopurification and in vitro binding studies demonstrated that Ste12p interacted specifically with Kap121p in a Ran-GTP-sensitive manner and that Ste12p was mislocalized to the cytoplasm by inactivation of Kap121p in a temperature-sensitive mutant. The Kap121p-specific nuclear localization signal (NLS) of Ste12p was determined to reside within a C-terminal region of Ste12p. Furthermore, by overexpression of STE12 or expression of a STE12-cNLS fusion in kap121 cells, the invasive-growth defect and the mating defect were both suppressed. Together these data demonstrate that Ste12p is imported into nuclei by Kap121p and that mating and differentiation defects associated with kap121 mutants are primarily attributable to the mislocalization of Ste12p.
• Transkriptom-Profiling, Um Gene in Peroxisomen Montage Und Funktion Beteiligt Sind The Journal of Cell Biology. Jul, 2002  |   Pubmed ID: 12135984 Yeast cells were induced to proliferate peroxisomes, and microarray transcriptional profiling was used to identify PEX genes encoding peroxins involved in peroxisome assembly and genes involved in peroxisome function. Clustering algorithms identified 224 genes with expression profiles similar to those of genes encoding peroxisomal proteins and genes involved in peroxisome biogenesis. Several previously uncharacterized genes were identified, two of which, YPL112c and YOR084w, encode proteins of the peroxisomal membrane and matrix, respectively. Ypl112p, renamed Pex25p, is a novel peroxin required for the regulation of peroxisome size and maintenance. These studies demonstrate the utility of comparative gene profiling as an alternative to functional assays to identify genes with roles in peroxisome biogenesis.
• Nähern Komplette Peroxisom Charakterisierung Durch Gasphasen-Fraktionierung Electrophoresis. Sep, 2002  |   Pubmed ID: 12298092 We examined the utility of gas-phase fractionation (GPF) in the m/z dimension to increase proteome coverage and reproducibility of peptide ion selection by direct microliquid chromatography/electrospray ionization-tandem mass spectrometry (microLC/ESI-MS/MS) analysis of the peptides produced by proteolytic digestion of unfractionated proteins from a yeast whole-cell lysate and in a peroxisomal membrane protein fraction derived from isolated yeast peroxisomes. We also investigated GPF in the relative ion intensity dimension and propose denoting the two types of GPF as GPF(m/z) and GPF(RI). Comparison of results of direct nuLC/ESI-MS/MS analysis of the unfractionated mixture of peptides from proteolysis of a yeast whole cell lysate by DD ion selection from 400-1800 m/z in triplicate and GPF(m/z) from 400-800, 800-1200 and 1200-1800 produced the following results: (i) 1.3 x more proteins were identified by GPF(m/z) for an equal amount of effort (i.e., 3 microLC/ESI-MS/MS) and (ii) proteins identified by GPF(m/z) had a lower average codon bias value. Use of GPF(RI) identified more proteins per m/z unit scanned than GPF(m/z) or triplicate analysis over a wide m/z range. After tryptic digestion of all the proteins from a discontinuous Nycodenz gradient fraction known to be enriched with yeast peroxisomal membrane proteins we detected 93% (38/41) of known peroxisomal proteins using GPF(m/z), but only 73% using a standard wide m/z range survey scan.
• Karyopherinen in Kernpore Biogenese: Eine Rolle Für Kap121p in Der Montage Von Nup53p in Kernporenkomplexe The Journal of Cell Biology. Oct, 2002  |   Pubmed ID: 12403813 The mechanisms that govern the assembly of nuclear pore complexes (NPCs) remain largely unknown. Here, we have established a role for karyopherins in this process. We show that the yeast karyopherin Kap121p functions in the targeting and assembly of the nucleoporin Nup53p into NPCs by recognizing a nuclear localization signal (NLS) in Nup53p. This karyopherin-mediated function can also be performed by the Kap95p-Kap60p complex if the Kap121p-binding domain of Nup53p is replaced by a classical NLS, suggesting a more general role for karyopherins in NPC assembly. At the NPC, neighboring nucleoporins bind to two regions in Nup53p. One nucleoporin, Nup170p, associates with a region of Nup53p that overlaps with the Kap121p binding site and we show that they compete for binding to Nup53p. We propose that once targeted to the NPC, dissociation of the Kap121p-Nup53p complex is driven by the interaction of Nup53p with Nup170p. At the NPC, Nup53p exists in two separate complexes, one of which is capable of interacting with Kap121p and another that is bound to Nup170p. We propose that fluctuations between these two states drive the binding and release of Kap121p from Nup53p, thus facilitating Kap121p's movement through the NPC.
• YHR150w Und YDR479c Kodieren Peroxisomalen Integralen Membranproteinen in Der Regulation Der Peroxisomen-Anzahl, Größe Und Verteilung in Saccharomyces Cerevisiae Beteiligt The Journal of Cell Biology. Apr, 2003  |   Pubmed ID: 12707309 The peroxin Pex24p of the yeast Yarrowia lipolytica exhibits high sequence similarity to two hypothetical proteins, Yhr150p and Ydr479p, encoded by the Saccharomyces cerevisiae genome. Like YlPex24p, both Yhr150p and Ydr479p have been shown to be integral to the peroxisomal membrane, but unlike YlPex24p, their levels of synthesis are not increased upon a shift of cells from glucose- to oleic acid-containing medium. Peroxisomes of cells deleted for either or both of the YHR150w and YDR479c genes are increased in number, exhibit extensive clustering, are smaller in area than peroxisomes of wild-type cells, and often exhibit membrane thickening between adjacent peroxisomes in a cluster. Peroxisomes isolated from cells deleted for both genes have a decreased buoyant density compared with peroxisomes isolated from wild-type cells and still exhibit clustering and peroxisomal membrane thickening. Overexpression of the genes PEX25 or VPS1, but not the gene PEX11, restored the wild-type phenotype to cells deleted for one or both of the YHR150w and YDR479c genes. Together, our data suggest a role for Yhr150p and Ydr479p, together with Pex25p and Vps1p, in regulating peroxisome number, size, and distribution in S. cerevisiae. Because of their role in peroxisome dynamics, YHR150w and YDR479c have been designated as PEX28 and PEX29, respectively, and their encoded peroxins as Pex28p and Pex29p.
• Die Vorräte an Einsichten The Journal of Cell Biology. May, 2003  |   Pubmed ID: 12743099 "In the long course of cell life on this earth it remained, for our age, for our generation, to receive the full ownership of our inheritance. We have entered the cell, the Mansion of our birth and started the inventory of our acquired wealth." (Albert Claude, Nobel lecture, 1974).
• Utp8p Ist Ein Wesentlicher Bestandteil Des Intranukleäre Nuklearen TRNA Export Maschinen Von Saccharomyces Cerevisiae The Journal of Biological Chemistry. Aug, 2003  |   Pubmed ID: 12794079 A yeast tRNA three-hybrid interaction approach and an in vivo nuclear tRNA export assay based on amber suppression was used to identify proteins that participate in the nuclear tRNA export process in Saccharomyces cerevisiae. One of the proteins identified by this strategy is Utp8p, an essential 80-kDa nucleolar protein that has been implicated in 18 S ribosomal RNA biogenesis. Our characterization indicated that the major function of Utp8p is in nuclear tRNA export. Like the S. cerevisiae Los1p and the mammalian exportin-t, which are proteins known to facilitate nuclear tRNA export, overexpression of Utp8p restored export of tRNAamTyr mutants defective in nuclear export. Furthermore, depletion of Utp8p blocked nuclear export of mature tRNAs derived from both intronless and intron-containing pre-tRNAs but did not affect tRNA and rRNA maturation, nuclear export of mRNA and ribosomes, or nuclear tRNA aminoacylation. Overexpression of Utp8p also alleviated nuclear retention of non-aminoacylated tRNATyr in a tyrosyl-tRNA synthetase mutant strain. Utp8p binds tRNA directly and saturably, indicating that it has a tRNA-binding site. Utp8p does not appear to function as a tRNA export receptor, because it does not shuttle between the nucleus and the cytoplasm. Taken together, the results suggest that Utp8p is an essential intranuclear component of the nuclear tRNA export machinery, which may channel tRNA to the various tRNA export pathways operating in S. cerevisiae.
• Pex11-verwandten Proteinen in Peroxisomen Dynamik: Eine Rolle Für Den Roman Peroxin Pex27p Bei Der Kontrolle Der Peroxisomen-Größe Und Anzahl in Saccharomyces Cerevisiae Molecular Biology of the Cell. Oct, 2003  |   Pubmed ID: 14517321 Transcriptome profiling identified the gene PEX25 encoding Pex25p, a peroxisomal membrane peroxin required for the regulation of peroxisome size and maintenance in Saccharomyces cerevisiae. Pex25p is related to a protein of unknown function encoded by the open reading frame, YOR193w, of the S. cerevisiae genome. Yor193p is a peripheral peroxisomal membrane protein that exhibits high sequence similarity not only to Pex25p but also to the peroxisomal membrane peroxin Pex11p. Unlike Pex25p and Pex11p, Yor193p is constitutively expressed in wild-type cells grown in oleic acid-containing medium, the metabolism of which requires intact peroxisomes. Cells deleted for the YOR193w gene show a few enlarged peroxisomes. Peroxisomes are greatly enlarged in cells harboring double deletions of the YOR193w and PEX25 genes, the YOR193w and PEX11 genes, and the PEX25 and PEX11 genes. Yeast two-hybrid analyses showed that Yor193p interacts with Pex25p and itself, Pex25p interacts with Yor193p and itself, and Pex11p interacts only with itself. Overexpression of YOR193w, PEX25, or PEX11 led to peroxisome proliferation and the formation of small peroxisomes. Our data suggest a role for Yor193p, renamed Pex27p, in controlling peroxisome size and number in S. cerevisiae.
• Virtuelle Gating Und Kerntransport: Das Loch Bild Trends in Cell Biology. Dec, 2003  |   Pubmed ID: 14624840 The eukaryotic nucleus is surrounded by a protective nuclear envelope, which is perforated by trafficking machines termed nuclear pore complexes (NPCs). The NPCs are the sole mediators of exchange between the nucleus and the cytoplasm. Small molecules pass through the NPCs unchallenged; however, large macromolecules are excluded unless chaperoned across by transport factors. Here, we suggest a model, termed 'virtual gating', to explain the mechanism of this rapid and selective macromolecular trafficking.
• Zellzyklus Reguliert Transport Durch Veränderungen in Der Kernporenkomplex Gesteuert Cell. Dec, 2003  |   Pubmed ID: 14697200 Eukaryotic cells have developed mechanisms for regulating the nuclear transport of macromolecules that control various cellular events including movement through defined stages of the cell cycle. In yeast cells, where the nuclear envelope remains intact throughout the cell cycle, these transport regulatory mechanisms must also function during mitosis. We have uncovered a mechanism for regulating transport that is controlled by M phase specific molecular rearrangements in the nuclear pore complex (NPC). These changes allow a transport inhibitory nucleoporin, Nup53p, to bind the karyopherin Kap121p specifically during mitosis, slowing its movement through the NPC and inducing cargo release. Yeast strains that possess defects in the function of Kap121p or the fidelity of the inhibitory pathway are delayed in mitosis. We propose that fluctuations in Kap121p transport mediated by the NPC contribute to controlling the subcellular distribution of molecules that direct progression through mitosis.
• Pex30p, Pex31p, Pex32p Und Bilden Eine Familie Von Peroxisomalen Integralen Membranproteinen Regulierung Peroxisom Größe Und Anzahl in Saccharomyces Cerevisiae Molecular Biology of the Cell. Feb, 2004  |   Pubmed ID: 14617799 The peroxin Pex23p of the yeast Yarrowia lipolytica exhibits high sequence similarity to the hypothetical proteins Ylr324p, Ygr004p, and Ybr168p encoded by the Saccharomyces cerevisiae genome. Ylr324p, Ygr004p, and Ybr168p are integral to the peroxisomal membrane and act to control peroxisome number and size. Synthesis of Ylr324p and Ybr168p, but not of Ygr004p, is induced during incubation of cells in oleic acid-containing medium, the metabolism of which requires intact peroxisomes. Cells deleted for YLR324w exhibit increased numbers of peroxisomes, whereas cells deleted for YGR004w or YBR168w exhibit enlarged peroxisomes. Ylr324p and Ybr168p cannot functionally substitute for one another or for Ygr004p, whereas Ygr004p shows partial functional redundancy with Ylr324p and Ybr168p. Ylr324p, Ygr004p, and Ybr168p interact within themselves and with Pex28p and Pex29p, which have been shown also to regulate peroxisome size and number. Systematic deletion of genes demonstrated that PEX28 and PEX29 function upstream of YLR324w, YGR004w, and YBR168w in the regulation of peroxisome proliferation. Our data suggest a role for Ylr324p, Ygr004p, and Ybr168p--now designated Pex30p, Pex31p, and Pex32p, respectively--together with Pex28p and Pex29p in controlling peroxisome size and proliferation in Saccharomyces cerevisiae.
• Charakterisierung Von Karyopherin Ladungen Zeigt Einzigartige Mechanismen Der Kap121p-vermittelten Nukleären Import Molecular and Cellular Biology. Oct, 2004  |   Pubmed ID: 15367670 In yeast there are at least 14 members of the beta-karyopherin protein family that govern the movement of a diverse set of cargoes between the nucleus and cytoplasm. Knowledge of the cargoes carried by each karyopherin and insight into the mechanisms of transport are fundamental to understanding constitutive and regulated transport and elucidating how they impact normal cellular functions. Here, we have focused on the identification of nuclear import cargoes for the essential yeast beta-karyopherin, Kap121p. Using an overlay blot assay and coimmunopurification studies, we have identified 30 putative Kap121p cargoes. Among these were Nop1p and Sof1p, two essential trans-acting protein factors required at the early stages of ribosome biogenesis. Characterization of the Kap121p-Nop1p and Kap121p-Sof1p interactions demonstrated that, in addition to lysine-rich nuclear localization signals (NLSs), Kap121p recognizes a unique class of signals distinguished by the abundance of arginine and glycine residues and consequently termed rg-NLSs. Kap104p is also known to recognize rg-NLSs, and here we show that it compensates for the loss of Kap121p function. Sof1p is also transported by Kap121p; however, its import can be mediated by a piggyback mechanism with Nop1p bridging the interaction between Sof1p and Kap121p. Together, our data elucidate additional levels of complexity in these nuclear transport pathways.
• Quantitative Massenspektrometrie Zeigt Eine Rolle Für Die GTPase Rho1p in Actin-Organisation Auf Dem Peroxisom Membran The Journal of Cell Biology. Dec, 2004  |   Pubmed ID: 15596542 We have combined classical subcellular fractionation with large-scale quantitative mass spectrometry to identify proteins that enrich specifically with peroxisomes of Saccharomyces cerevisiae. In two complementary experiments, isotope-coded affinity tags and tandem mass spectrometry were used to quantify the relative enrichment of proteins during the purification of peroxisomes. Mathematical modeling of the data from 306 quantified proteins led to a prioritized list of 70 candidates whose enrichment scores indicated a high likelihood of them being peroxisomal. Among these proteins, eight novel peroxisome-associated proteins were identified. The top novel peroxisomal candidate was the small GTPase Rho1p. Although Rho1p has been shown to be tethered to membranes of the secretory pathway, we show that it is specifically recruited to peroxisomes upon their induction in a process dependent on its interaction with the peroxisome membrane protein Pex25p. Rho1p regulates the assembly state of actin on the peroxisome membrane, thereby controlling peroxisome membrane dynamics and biogenesis.
• Nop53p Ist Ein Neuartiges Nukleolären 60S Ribosomalen Untereinheit Biogenese Protein The Biochemical Journal. Jun, 2005  |   Pubmed ID: 15686447 Ribosome biogenesis in Saccharomyces cerevisiae occurs primarily in a specialized nuclear compartment termed the nucleolus within which the rRNA genes are transcribed by RNA polymerase I into a large 35 S rRNA precursor. The ensuing association/dissociation and catalytic activity of numerous trans-acting protein factors, RNAs and ribosomal proteins ultimately leads to the maturation of the precursor rRNAs into 25, 5.8 and 18 S rRNAs and the formation of mature cytoplasmic 40 and 60 S ribosomal subunits. Although many components involved in ribosome biogenesis have been identified, our understanding of this essential cellular process remains limited. In the present study we demonstrate a crucial role for the previously uncharacterized nucleolar protein Nop53p (Ypl146p) in ribosome biogenesis. Specifically, Nop53p appears to be most important for biogenesis of the 60 S subunit. It physically interacts with rRNA processing factors, notably Cbf5p and Nop2p, and co-fractionates specifically with pre-60 S particles on sucrose gradients. Deletion or mutations within NOP53 cause significant growth defects and display significant 60 S subunit deficiencies, an imbalance in the 40 S:60 S ratio, as revealed by polysome profiling, and defects in progression beyond the 27 S stage of 25 S rRNA maturation during 60 S biogenesis.
• Proteom-und Genom Von Chromatin-Komplexe an Einer Grenze The Journal of Cell Biology. Apr, 2005  |   Pubmed ID: 15824130 We have dissected specialized assemblies on the Saccharomyces cerevisiae genome that help define and preserve the boundaries that separate silent and active chromatin. These assemblies contain characteristic stretches of DNA that flank particular regions of silent chromatin, as well as five distinctively modified histones and a set of protein complexes. The complexes consist of at least 15 chromatin-associated proteins, including DNA pol epsilon, the Isw2-Itc1 and Top2 chromatin remodeling proteins, the Sas3-Spt16 chromatin modifying complex, and Yta7, a bromodomain-containing AAA ATPase. We show that these complexes are important for the faithful maintenance of an established boundary, as disruption of the complexes results in specific, anomalous alterations of the silent and active epigenetic states.
• Inp1p Ist Ein Peroxisomalen Membranprotein Für Peroxisomen Erbschaft in Saccharomyces Cerevisiae Erforderlich The Journal of Cell Biology. Jun, 2005  |   Pubmed ID: 15928207 Cells have evolved molecular mechanisms for the efficient transmission of organelles during cell division. Little is known about how peroxisomes are inherited. Inp1p is a peripheral membrane protein of peroxisomes of Saccharomyces cerevisiae that affects both the morphology of peroxisomes and their partitioning during cell division. In vivo 4-dimensional video microscopy showed an inability of mother cells to retain a subset of peroxisomes in dividing cells lacking the INP1 gene, whereas cells overexpressing INP1 exhibited immobilized peroxisomes that failed to be partitioned to the bud. Overproduced Inp1p localized to both peroxisomes and the cell cortex, supporting an interaction of Inp1p with specific structures lining the cell periphery. The levels of Inp1p vary with the cell cycle. Inp1p binds Pex25p, Pex30p, and Vps1p, which have been implicated in controlling peroxisome division. Our findings are consistent with Inp1p acting as a factor that retains peroxisomes in cells and controls peroxisome division. Inp1p is the first peroxisomal protein directly implicated in peroxisome inheritance.
• Wechselwirkungen Zwischen Mad1p Und Der Nuklearen Transportmaschinen in Der Hefe Saccharomyces Cerevisiae Molecular Biology of the Cell. Sep, 2005  |   Pubmed ID: 16000377 In addition to its role in nucleocytoplasmic transport, the nuclear pore complex (NPC) acts as a docking site for proteins whose apparent primary cellular functions are unrelated to nuclear transport, including Mad1p and Mad2p, two proteins of the spindle assembly checkpoint (SAC) machinery. To understand this relationship, we have mapped domains of yeast Saccharomyces cerevisiae Mad1p that interact with the nuclear transport machinery, including further defining its interactions with the NPC. We showed that a Kap95p/Kap60p-dependent nuclear localization signal, positioned in the C-terminal third of Mad1p, is required for its efficient targeting to the NPC. At the NPC, Mad1p interacts with Nup53p and a presumed Nup60p/Mlp1p/Mlp2p complex through two coiled coil regions within its N terminus. When the SAC is activated, a portion of Mad1p is recruited to kinetochores through an interaction that is mediated by the C-terminal region of Mad1p and requires energy. We showed using photobleaching analysis that in nocodazole-arrested cells Mad1p rapidly cycles between the Mlp proteins and kinetochores. Our further analysis also showed that only the C terminus of Mad1p is required for SAC function and that the NPC, through Nup53p, may act to regulate the duration of the SAC response.
• Eine Daten-Integration-Methodik Für Systembiologie: Experimentelle Verifikation Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Nov, 2005  |   Pubmed ID: 16301536 Die Integration von Daten aus mehreren globalen unbedingt dynamische raumzeitliche Interaktionen innerhalb von Zellen verstanden. In einem Papier Begleiter berichteten wir eine Daten-Integration-Methodik, benannten Pointillistisch, das mehrere Technologien mit unterschiedlichen Lärm Eigenschaften von Datentypen verarbeiten kann. Hier zeigen wir ihre Anwendung auf die Integration von 18 Datensätze, die im Zusammenhang mit Galaktose-Auslastung in der Hefe. Diese Daten gehören globale Änderungen in mRNA und Protein-Fülle, genomweiten Protein-DNA-Interaktion-Daten und Datenbankinformationen computational Vorhersagen Protein-DNA und Protein-Protein Interaktionen. Wir teilten die Integrationsaufgabe bestimmen drei Netzwerkkomponenten: Systemelemente (Gene und Proteine), Protein-Protein Interaktionen und Protein-DNA-Wechselwirkungen. Ergebnisse zeigen, dass das rekonstruierte Netzwerk effizient fokussiert und die bekannte Biologie der Galaktose-Auslastung rekapituliert. Es bot auch neue Einsichten, von die einige experimentell überprüft wurden. Der hier beschriebene Methodik integrieren Adressen einer kritischen müssen über alle Domänen von molekularen und Zellbiologie, um effektiv große und unterschiedliche Datensätze.
• Eine Daten-Integration-Methodik Für Systembiologie Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Nov, 2005  |   Pubmed ID: 16301537 Verschiedene experimentelle Techniken Messen verschiedene Aspekte eines Systems und in unterschiedlicher Tiefe und Breite. Hochdurchsatz-Proben haben von Natur aus hohe falsch positiver und falsch negativer. Darüber hinaus enthält jede Technologie systematischer Fehler anderer Art. Diese Unterschiede machen Netzwerk Rekonstruktion aus mehreren Datensätzen, schwierig und fehleranfällig. Darüber hinaus aufgrund des raschen Fortschritte in der Biotechnologie es gibt normalerweise keine kuratierte Vorbild-Datensatz, der von dem man Daten-Integration-Parameter schätzen könnte. Um diese Bedenken auszuräumen, haben wir Daten Integrationsmethoden entwickelt, die mehrere Datensätze unterschiedlicher statistischer macht, Typ, Größe und Netzabdeckung ohne einen kuratierten Trainingssatz Daten verarbeiten kann. Unsere Methodik ist allgemeiner Zweck und kann angewendet werden, um Daten aus allen bestehenden und zukünftigen Technologien integrieren. Hier beschreiben wir unsere Methoden und zeigen Sie dann ihre Leistung durch deren Anwendung auf simulierten Daten-Sets. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Methoden true false-Positive-Datenelemente wesentlich genauer als klassische Ansätze auswählen. In einer begleitenden Begleiter-Papier führen wir die Anwendbarkeit unseres Ansatzes zur biologischen Daten. Wir haben unsere Methodik in ein kostenloses open-Source-Software-Paket mit dem Namen POINTILLISTISCH integriert.
• Die Mobile Nucleoporin Nup2p Und Chromatin-gebundenen Prp20p Funktion Im Endogenen NPC-vermittelte Transkriptionelle Steuerelement The Journal of Cell Biology. Dec, 2005  |   Pubmed ID: 16365162 Nukleare Pore-komplexe (NPCs) regieren Makromolekulare Transport zwischen dem Zellkern und Zytoplasma und dienen als wichtige positionelle Marker im Atomkern. Mehrere Proteinkomponenten von Hefe-NPCs haben in der epigenetischen Kontrolle der Genexpression verwickelt. Unter diesen ist Nup2p einzigartig, da es vorübergehend mit NPCs und, wenn künstlich auf DNA angebunden, können verhindern, dass die Ausbreitung der transcriptional Aktivierung oder Unterdrückung zwischen flankierenden Gene, eine Funktion Grenze Aktivität bezeichnet. Um diese Funktion des Nup2p zu verstehen, untersuchen wir die Wechselwirkungen des Nup2p mit anderen Proteinen und DNA mit Immunopurifications gekoppelt mit Massenspektrometrie und Microarray Analysen. Diese Daten zusammen mit funktionellen Assays Grenze Aktivität und epigenetische Panaschierung vorschlagen, dieses Nup2p der Ran Guanylatzyklase-Austauschfaktor, Prp20p, bei bestimmten Chromatin Regionen miteinander interagieren und aktivieren die NPC, eine aktive Rolle in Chromatin Organisation zu spielen, durch den Übergang des Chromatins zwischen Aktivität States.
• Dynamin-ähnlichen Proteins Vps1p Der Hefe Saccharomyces Cerevisiae Ordnet Peroxisomen in Pex19p-abhängigen Weise The Journal of Biological Chemistry. May, 2006  |   Pubmed ID: 16520372 Dynamins und Dynamin-ähnlichen Proteinen spielen wichtige Rollen in Organell-Abteilung. In Saccharomyces Cerevisiae, Dynamin-ähnlichen Proteins Vps1p (Protein, welches Protein 1) engagiert sich im Peroxisom Kernspaltung, wie Zellen gelöscht für das VPS1-gen reduzierte Anzahl von erweiterten Peroxisomen enthalten. Welche Beziehung Vps1p mit Peroxisomen hat bleibt unklar. Hier zeigen wir, dass Vps1p mit Pex19p, ein Peroxin interagiert, die als ein pendelnden Rezeptor für peroxisomal Membranproteine oder eine Unterstützung der Montage/Stabilisierung von Proteinen auf der Membran Peroxisom Anstandsdame fungiert. Vps1p enthält zwei vermeintliche Pex19p-Anerkennung-Sequenzen an Aminosäuren 509-523 und 633-647. Löschung der ersten (aber nicht die zweite) Sequenz führt zu reduzierten Anzahl von erweiterten Peroxisomen in Zellen, wie in vps1delta Zellen. Löschung entweder Sequenz hat keine Auswirkungen auf welches Morphologie oder Sortierung von Protein, welches darauf hindeutet, dass die Peroxisom und Vakuole biogenen Funktionen der Vps1p getrennt und trennbar sind. Ersetzung von Prolin für Valin an Position 516 des Vps1p hebt Pex19p Bindung und gibt das Peroxisom-Phänotyp der vps1delta Zellen. Mikroskopische Analyse zeigte, dass eine Überexpression von Pex19p oder Umleitung von Pex19p zum Kern hat keinen Einfluss auf die normale zellulare Verteilung der Vps1p in das Zytosol und punctata Strukturen, die nicht Peroxisomen, was darauf hindeutet, dass Pex19p nicht funktioniert in Peroxisomen-Vps1p targeting. Subzellulare Fraktionierung zeigte, dass ein Bruchteil der Vps1p Peroxisomen zugeordnet ist und die Löschung oder Mutation der ersten Pex19p Anerkennung Sequenz dieses Vereins hebt. Unsere Ergebnisse sind konsistent mit Pex19p handeln als eine Anstandsdame, die Verbindung von Vps1p mit Peroxisomen zu stabilisieren und nicht als ein Rezeptor-targeting Vps1p Peroxisomen beteiligt.
• Pex19p Bindet, Pex30p Und Pex32p in Regionen, Die Für Ihre Peroxisomale Lokalisierung Erforderlichen, Aber Getrennt Von Ihrer Peroxisomale Zielende Signale The Journal of Biological Chemistry. May, 2006  |   Pubmed ID: 16551610 Die Versammlung von Proteinen in der peroxisomal Membrane ist ein Vorgang, dass ihre Anerkennung im Zytosol, targeting und Einfügung in das Peroxisomale Membran und Stabilisierung innerhalb der Lipid-Bilayer. Die Peroxin, was Pex19p vorgeschlagen hat, entweder den Rezeptor, der erkennt und Ziele synthetisiert neu Peroxisomale Membranproteine (PMP) das Peroxisom oder eine Anstandsdame, die für die Stabilisierung der PMPs auf die Peroxisomale Membran erforderlich. Die Differenzierung zwischen diesen beiden Rollen für Pex19p könnte sein, erhalten Sie indem Sie bestimmen, ob das Peroxisomale zielende Signal (PTS) und die Region Pex19p Bindung eine PMP identisch sind oder anders. Wir sprach die Rolle für Pex19p in der Montage von zwei PMPs, Pex30p und Pex32p, von der Hefe Saccharomyces Cerevisiae. Pex30p und Pex32p Steuern Peroxisom Größe und Anzahl aber entbehrlich Peroxisom-Bildung. Systematische Kürzungen Karboxyl-Rehalp, zusammen mit in-Frame Deletionen bestimmter Regionen, identifiziert PTSs notwendig für Pex30p und Pex32p-Peroxisomen targeting. Pex30p und Pex32p interagieren mit Pex19p in Regionen, die sich nicht überlappen mit ihren PTSs. Pex19p ist jedoch für die Lokalisierung von Pex30p und Pex32p, Peroxisomen, erforderlich, da Mutationen, die die Interaktion von Pex19p mit Pex30p und Pex32p stören zu ihren Mislocalization zu einem Fach außer Peroxisomen führen. Mutanten von Pex30p und Pex32p, die in Peroxisomen zu lokalisieren, aber Zellen präsentiert die Peroxisomale Phänotypen der Zellen fehlt diese Proteine zu produzieren zeigen, dass die Regionen in dieser Proteine, die Peroxisomale targeting und biologische Aktivität der Zelle steuern trennbar sind. Gemeinsam zeigen unsere Daten, dass die Interaktion von Pex19p mit Pex30p und Pex32p ist erforderlich für ihre Rollen in Peroxisom Biogenese und stehen im Einklang mit einer Anstandsdame Rolle für Pex19p beim stabilisieren oder Instandhalten von Membranproteinen in Peroxisomen.
• Die Peroxisomale Membranprotein Inp2p Ist Der Peroxisom-spezifischen Rezeptor Für Das Myosin V Motor Myo2p Von Saccharomyces Cerevisiae Developmental Cell. May, 2006  |   Pubmed ID: 16678774 Die Treue Vererbung Organellen von Tochterzellen ist wesentlich für die Vorteile, die entzogen wird, eukaryotic Zellen von Untergliederung der biochemischen Funktionen aufrechtzuerhalten. In Saccharomyces Cerevisiae engagiert sich die Klasse V Myosin, Myo2p, Transport von verschiedene Organellen, einschließlich das Peroxisom entlang Aktin-Kabel an der Knospe. Wir identifiziert Inp2p als das Peroxisom-spezifischen Rezeptor, für Myo2p. Zellen fehlt Inp2p Scheitern zu Partition Peroxisomen zu Keim aber sind nicht in der Vererbung von anderen Organellen betroffen. Inp2p ist eine Peroxisomale Membranprotein, vorzugsweise in Peroxisomen geliefert an der Knospe bereichert. Inp2p interagiert direkt mit der kugelige Schwanz Myo2p. Zellen, die Überproduktion von Inp2p oft übertragen ihre gesamte Einwohnerzahl von Peroxisomen zu Knospen. Die Ebenen des Inp2p schwingen mit den Zellzyklus. Organell-spezifische Rezeptoren wie Inp2p erklären, wie ein einzelner Motor verschiedene Organellen in unterschiedlichen und spezifischen Mustern bewegen kann. Nach unserem Wissen ist Inp2p das erste Peroxisomale Protein in den verbandswechsel Warenverkehr der Peroxisomen verwickelt.
• Ausdruck Und Funktionale Profilerstellung Zeigen Unterschiedliche Gen-Klassen Fettsäure-Stoffwechsel Beteiligt Molecular Systems Biology. 2006  |   Pubmed ID: 16738555 Zellen reagieren auf Fettsäure Exposition von metabolischen Reorganisation und Verbreitung von Peroxisomen. Hier beschrieben, ist die Entwicklung und Anwendung eines Bildschirms genomweiten zur Identifizierung von nicht benötigten Hefe Genen für effizienten Stoffwechsel von Myristinsäure und Ölsäure Säuren notwendig. Vergleich der resultierenden Eignung Datenmenge mit einen integrierten Daten-Satz von Genen transcriptionally reagieren auf Fettsäuren ergab sehr wenig Überschneidungen zwischen den Datensätzen. Darüber hinaus mit Bezug Eignung DataSet Kaoline für Gene Peroxisom Biogenese und anderen Prozessen beteiligt, zu Zellmorphologie, während Ausdruck DataSet Kaoline für Gene im Zusammenhang mit Stoffwechsel. Diese Daten legen nahe, dass als Reaktion auf Fettsäure Exposition, transkriptionelle Kontrolle ist voreingenommen in Richtung metabolische Reorganisation und strukturelle Veränderungen sind in der Regel post-transcriptionally gesteuert werden. Sie suggerieren, dass Fettsäuren reagieren metabolische Netzwerke robuster als im Zusammenhang mit Zellstruktur. Statistische Analysen der diese und andere globale Datensätze vorschlagen, dass die Nutzung verschiedene Kontrollmechanismen für die Ausführung von morphologischen gegen metabolische Reaktionen weit verbreitet.
• Dual Feedback-Schleifen in Der GAL-Regulon Unterdrücken Zelluläre Heterogenität in Der Hefe Nature Genetics. Sep, 2006  |   Pubmed ID: 16936734 Transkriptionelle Lärm ist bekanntermaßen eine wichtige Ursache für zelluläre Heterogenität und phänotypische Variation. Das Ausmaß an dem Molekulare Wechselwirkung Netzwerke entwickelt haben zu filtern oder zu transkriptionelle Lärm zu nutzen ist eine viel diskutierte Frage. Das Hefe genetische Netzwerk Galaktose Stoffwechsel regulieren umfasst zwei Proteine, Gal3p und Gal80p, das positiv und negativ, bzw. zurück auf GAL-Genexpression zu füttern. Mit kinetische Modellierung und experimentelle Validierung, zeigen wir, dass diese Rückmeldungen Interaktionen gemeinsam wichtige i Steuerung von Zelle zu Zelle Variabilität des GAL-Genexpression und (Ii) dafür zu sorgen, dass Zellen schnell zu einem induzierten Zustand für Galaktose Aufnahme umschalten.
• Studium Nuklearer Protein Import in Der Hefe Methods (San Diego, Calif.). Aug, 2006  |   Pubmed ID: 16979507 Die Hefe Saccharomyces Cerevisiae ist ein gemeinsamer Modellorganismus für biologische Entdeckung. Es ist populär geworden, vor allem, weil es für viele grundlegende Studien zu eukaryotischen Zellen biochemisch und genetisch einsehbar ist. Diese Merkmale, sowie die Entwicklung einer Reihe von Verfahren und Reagenzien für die Isolierung von Proteinkomplexen und für folgende Makromoleküle in vivo wurden auch Studien über Nucleo-zytoplasmatischen Transport in Hefe geschürt. Eine Einschränkung der Verwendung von Hefe Verkehr zu studieren wurde das Fehlen einer rekonstituierten in-vitro-Systems, die quantitative Daten ergibt. Jedoch haben Fortschritte in der Mikroskopie und Datenanalyse vor kurzem aktiviert, quantitative nukleare Import Studien, die in Verbindung mit den Vorteilen der Hefe Versprechen, grundsätzliche neue Einsichten in die Mechanismen der Nucleo-zytoplasmatischen Transport zu erbringen.
• Yng1 PHD Finger Bindung an H3 Trimethylated Am K4 Fördert NuA3 Hut-Aktivität Bei K14 H3 Und Transkription Auf Eine Teilmenge Der Gezielten ORFs Molecular Cell. Dec, 2006  |   Pubmed ID: 17157260 Posttranslationale Histon-Modifikationen beteiligt Modulation, die Struktur und Funktion des Chromatins. Förderer der transkribierten Gene werden mit K4 Trimethylation und Hyperacetylation auf der N-terminalen Schwanz Histon H3 bereichert. Kürzlich wurden PHD Finger Proteine, wie Yng1 in den NuA3 Hut Komplex, gezeigt für die Interaktion mit H3K4me3, Hinweis auf eine biochemische Verbindung zwischen K4-Methylierung und Hyperacetylation. Durch eine Kombination von Massenspektrometrie, Biochemie und NMR, ausführlich wir die Yng1 PHD-H3K4me3-Interaktion und die Bedeutung der NuA3-abhängige Acetylierung auf K14. Außerdem zeigt genomweiten ChIP-Chip-Analyse Kolokalisation von Yng1 und H3K4me3 in-vivo. Störung der K4me3-Bindung des Yng1 verändert, K14ac und Transkription am bestimmter Gene damit demonstrieren in-vivo Beweise für eine sequenzielle Trimethyl-Bindung, Acetyltransferase Aktivität und Genregulation durch NuA3. Unsere Daten unterstützen einen allgemeinen Mechanismus der transkriptionelle Kontrolle durch die Histon Acetylierung stromaufwärts der Genaktivierung teilweise durch die Verfügbarkeit von H3K4me3, "lesen", durch die Bindung von Modulen wählen Sie Verfügbare Unterseiten gefördert wird.
• Die Rolle Des Karyopherins in Der Geregelten Sumoylation Des Septins The Journal of Cell Biology. Apr, 2007  |   Pubmed ID: 17403926 In der Hefe Saccharomyces Cerevisiae, sind mehrere Komponenten von den Septin-Ring Sumoylated während Anaphase und dann abrupt Desumoylated bei der Zellteilung. Wir zeigen, dass Septin-Sumoylation durch die Wechselwirkungen zwischen zwei Enzyme des Weges Sumoylation, Siz1p und Ulp1p, mit der nuklearen Transportmaschinen gesteuert wird. Die E3-Ligase Siz1p wird in den Zellkern von der Karyopherin Kap95p während der Interphase importiert. In M-Phase ist Siz1p durch die Karyopherin Kap142p/Msn5p vom Kern exportiert und anschließend gezielt an den Septin-Ring, wo es an Septin Sumoylation beteiligt ist. Wir zeigen auch, dass die Anhäufung von Sumoylated Septins während der Mitose die Interaktionen der SUMO-Isopeptidase Ulp1p mit Kap121p und Kap95p-Kap60p und der nuklearen Pore-Komplex (NPC) abhängig ist. Neben Ulp1 bei dem NPC absondern, ist Kap121p erforderlich für die Ausrichtung von Ulp1p an den Septin-Ring während der Mitose. Wir präsentieren eine Modell in der Ulp1p wird bei dem NPC während Interphase beibehalten und vorübergehend interagiert mit den Septin-Ring während der Mitose.
• Transkriptionelle Antworten Zu Fettsäuren Werden Durch Kombinatorische Kontrolle Koordiniert Molecular Systems Biology. 2007  |   Pubmed ID: 17551510 Transkriptionelle regulatorischen Netzwerken impliziert die zusammenfallende Bindung aus einer Kombination von Faktoren ein Gens regulieren die Existenz von komplexen Mechanismen sowohl das Genexpressionsprofil Steuern und Spezifität der Antwort. Angesichts dieser Komplexität ist eine große Herausforderung für Biologen. Hier wurde ein neuartiges Netzwerk Topologie-Cluster Ansatz auf Zustand-spezifische genomweiten Chromatin Lokalisierung und Ausdruck, ein dynamisches transkriptionelle regulatorischen Netzwerk reagiert auf die Fettsäure-Oleat charakterisieren angewendet. Ein Netzwerk von vier (vorhergesagten) Regulatoren der Antwort (Oaf1p, Pip2p, Adr1p und Oaf3p) wurde untersucht. Durch die Analyse von Trends in der Netzwerkstruktur, fanden wir, dass zwei Gruppen von Multi-Input-Motiven als Reaktion auf Oleat, jeweils unterschiedliche funktionale Klassen von Genen Steuern bilden. Diese Funktionalität ist teilweise durch Oaf1p, beigetragen, die hat zwei unterschiedlicher regulatorischer Aktivitäten je nach seiner Bindungskontext ist eine Komponente von beiden Arten von Multi-Input-Motiven. Die dynamische Zusammenarbeit zwischen Oaf1p und Pip2p erscheint, die zwei unterschiedlichen Reaktionen zeitlich zu synchronisieren. Zusammen, deuten diese Daten einen Netzwerk Mechanismus dynamic kombinatorische Control transkriptionelle Antworten zu koordinieren.
• Umfassende Analyse Der Vielfältigen-Gebiets-komplexe Nature Methods. Nov, 2007  |   Pubmed ID: 17922018 Die Studie von der dynamischen Interaktom zelluläre Ribonucleoprotein (RNP) Teilchen hat durch schwere methodische Beschränkungen behindert. Insbesondere die Affinitätsreinigung der intakten RNP-komplexe aus Zelllysate leidet RNA-Abbau, Verlust von interagierenden Makromolekülen und Armen insgesamt ergibt. Hier beschreiben wir eine rasche Affinitäts-Reinigung-Methode für die effiziente Isolierung der Unterkomplexe, die unterschiedliche RNP Biogenese wegen in Saccharomyces Cerevisiae dynamisch zu organisieren. Unsere Methode überwindet viele der früheren Einschränkungen, große RNP-Interactomes mit fast keine Verunreinigung zu produzieren.
• Zellbiologie: Pore-Puzzle Nature. Nov, 2007  |   Pubmed ID: 18046388
• Bona-fide-Komponenten Ein Organell Von Isotop Codierte Kennzeichnung Der Subzellularen Brüchen Identifizieren: Ein Beispiel in Peroxisomen Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.). 2008  |   Pubmed ID: 18370030 Organellen sind biochemisch unterschiedliche subzellulare Fächer, die bestimmte Funktionen innerhalb einer Zelle ausführen. Diese Rollen werden durch die Ergänzung von Proteinen, die zugeordnete jedes Organell geregelt. Daher ist ein umfassendes Verständnis der ein Organell Proteome notwendig, die unterschiedlichen Rollen der jedes Organell zu erhellen. Massenspektrometrie kombiniert mit biochemischen Fraktionierung Methoden ermöglichte die Proteomic-Charakterisierung der mehrere Organellen. Allerdings aufgrund der schlecht quantitativer Art der Massenspektrometrie und der Unfähigkeit zum Generieren von reinen Bruchteile ein Organell, ist bona-fide-Komponenten die Organellen von Verunreinigungen des Bruchs zu unterscheiden eine bedeutende Herausforderung. Wir haben diese Einschränkung durch Annahme quantitativer massenspektrometrischen Ansätze, um Proteine zu identifizieren, die in einem gereinigten Bruchteil der Organellen im Verhältnis zu einem Rohöl zu bereichern oder verunreinigen Bruch behoben. Die Methoden für die Analyse der Hefe Peroxisom werden ausführlich beschrieben; Diese Konzepte sind jedoch allgemein gültige zum Studium der anderen Organellen.
• Genomweiten Analyse Signalisieren Netze Regulierende Fettsäure-induzierte Genexpression Und Organelle Biogenesis The Journal of Cell Biology. Apr, 2008  |   Pubmed ID: 18426976 Reversible Phosphorylierung ist die häufigste posttranslationale Modifikation, die bei der Regulation des zellulären Prozesse verwendet. Diese Studie von Phosphatasen und Kinasen für Peroxisom Biogenese erforderlich ist die erste genomweiten Analyse der Phosphorylierung Ereignisse steuern Organelle Biogenesis. Wir evaluieren signalisierende Molekül Löschung Stämme der Hefe Saccharomyces cerevisiae auf Vorhandensein des grün fluoreszierenden Proteins Chimäre Peroxisomale Thiolase, Bildung von Peroxisomen und Peroxisom-Funktionalität. Wir finden, dass unterschiedliche Signalisierung Netzwerke mit Glukose-vermittelte gen Unterdrückung, Derepression, Oleat-vermittelte Induktion und Peroxisom Bildung fördern Etappen des Weges Biogenese. Darüber hinaus sind separate Klassen signalisieren Proteine verantwortlich für die Regulierung von Peroxisom-Anzahl und Größe. Diese Signalisierung Netzwerke geben die Anforderungen der frühen und späten Ereignisse der Peroxisom Biogenese. Unter der zahlreichen signalisierende Proteine ist Pho85p außergewöhnlich, mit funktionalen Verwicklungen in Genexpression und Peroxisom-Bildung. Unsere Studie stellt die erste globale Studie Netzwerke zur Regelung der Biogenese von einem Organell zu signalisieren.
• Saccharomyces Cerevisiae Yta7 Regelt Histon-Genexpression Genetics. May, 2008  |   Pubmed ID: 18493054 Die Backhefe Yta7 Protein ist, eine Komponente von einem Nukleosom Proteinkomplex, das ausgeprägte transkriptionelle Zonen des Chromatins unterhält. Vorher finden wir, dass ein Protein-copurifying mit Yta7 ist, dass die yFACT Mitglied Spt16. Epistase Analysen ergab eine Verbindung zwischen Yta7, Spt16 und anderen zuvor identifizierten Mitgliedern des Histon regulatorischen Biosyntheseweges. In Concurrence fand Yta7 Histon-gen-Transkription in einer Zelle-Zyklus-abhängigen Weise zu Regeln. Heimatverein in der Histon-gen-Loci schien durch Bindung des Gebietes Bromodomain-wie der Yta7 mit der N-terminalen Schwanz Histon H3 auftreten. Unsere Arbeit legt nahe, einen Mechanismus in dem Yta7, gegen Chromatin lokalisiert ist herstellen Regionen transkriptionelle Unterdrückender, und dass eine Facette dieses zellulären Mechanismus ist, Transkription von Histon-Genen zu modulieren.
• Systembiologie Am Institute for Systems Biology Briefings in Functional Genomics & Proteomics. Jul, 2008  |   Pubmed ID: 18579616 Systembiologie stellt einen experimentellen Ansatz in der Biologie, die Untersuchung biologischer Systeme in einer ganzheitlichen anstatt einer atomistischen Weise versucht. Im Idealfall beinhaltet dies das Sammeln von dynamischen und globalen Datensätze und die phänotypische Daten aus verschiedenen Ebenen der biologischen Informationshierarchie, deren Integration und modellieren sie grafisch und/oder mathematisch mechanistische Erklärungen für die entstehende Systeme-Eigenschaften zu generieren. Dies erfordert, dass die biologischen Grenzen der Entwicklung der neuen Messung und Visualisierungstechnologien und die bahnbrechende neue treiben computational und mathematische Werkzeuge alle erfordert eine interdisziplinäre Umgebung bestehend aus Biologen, Chemiker, Informatiker, Ingenieure, Mathematiker, Physiker und Ärzte, die gemeinsame Disziplin Sprachen sprechen. Das Institut für Systembiologie hat angestrebt, Pionier und jedes dieser Konzepte nahtlos zu integrieren.
• Kontrolle Der Transkriptionelle Variabilität Durch Feed-Forward Regulatorischen Motive überlappen Biophysical Journal. Oct, 2008  |   Pubmed ID: 18621837 Bei Hefe erfolgt ossidazione Fettsäuren (FAs) in das Peroxisom, ein Organell, deren Größe und Anzahl als Reaktion auf ökologische Signale gesteuert werden. Die Expression von Genen, die für Peroxisom-Montage und Funktion erforderlich ist von einem transkriptionelle regulatorischen Netzwerk gesteuert, die durch FAs wie Oleat induziert wird. Das FA-responsive transkriptionelle Kernnetz besteht aus Kohlenstoff Quelle Erkennung Transkriptionsfaktoren, die wichtigsten Zielgene durch eine überlappende Feed-Forward-Netz-Motiv (OFFNM) zu regulieren. Allerdings fehlt ein Systemebene Verständnis der Funktion dieser Netzwerk-Architektur bei der Regulierung der dynamischen FA-induzierte Genexpression. Die besondere Rolle der OFFNM bei der Regulierung der Dynamik und Zellpopulation transkriptionelle Antwort auf Oleat war untersuchten verwenden, die ein kinetisches Modell vier Kern Transkription Faktor Gene (ADR1, OAF1, PIP2 und OAF3 umfasste) und zwei Reporter Gene (CTA1 und POT1), die indikative der Peroxisom Induktion sind. Simulationen des Modells vorschlagen, dass 1), die systeminterne Adr1p-gesteuerte Feed-Forward-Schleife reduziert die stationären Ausdruck Variabilität Zielgene; (2), die Oaf3p-gesteuerte hemmende Feed-Forward Schleife parallele moduliert die dynamische Reaktion Zielgene zu einer vorübergehend unterschiedlicher Oleat-Konzentration; und 3), Heterodimerization Oaf1p und Pip2p scheint keine Noise-Reduzierung-Funktion im Zusammenhang mit Oleat-abhängigen Ausdruck der Gene gezielt zu haben. Die OFFNM ist stark überrepräsentiert in der Hefe-Regulome, was darauf hindeutet, dass die spezifischen Funktionen für die OFFNM oder andere Eigenschaften dieses Motivs beschrieben einen selektiven Vorteil bieten.
• Verordnung Peroxisom Dynamik Current Opinion in Cell Biology. Feb, 2009  |   Pubmed ID: 19188056 Peroxisomen sind allgegenwärtig in eukaryotischen Zellen, in denen Stoffwechselreaktionen untergebracht, die erzeugen und zerstören schädliche oxidative Zwischenprodukte Einzel-membraned Organellen. Sie sind dynamische Strukturen, deren Morphologie, Fülle, Zusammensetzung und Funktion von den Zelltyp und Umwelt abhängen. Vielleicht entsteht durch die potenziell schädigenden und schützenden metabolischen Rollen von Peroxisomen und ihre dynamische Präsenz in der Zelle, Peroxisom Biogenese als Prozess, die komplexe zugrunde liegenden Mechanismen geregelten Entstehung und Wartung umfasst. Es gibt rund 30 bekannte Peroxins,-Proteine Peroxisom Biogenese, von denen viele aus Hefe bis zu den Säugetieren konserviert worden. Diesen Bericht konzentriert sich auf die Biogenese von Peroxisomen mit Betonung auf die Regulierung von Peroxisom-Bildung und den Import von Peroxisomale Matrix Proteine in das Modell Organismus Saccharomyces Cerevisiae.
• Rolle Der Variante Histon H2A.Z/Htz1p in TBP Rekrutierung, Chromatin-Dynamik Und Regulierte Expression Oleat-responsive Gene Molecular and Cellular Biology. May, 2009  |   Pubmed ID: 19273605 Die Variante von Histon H2A.Z (Htz1p) hat in transkriptionelle Regulation in zahlreichen Organismen, einschließlich Saccharomyces Cerevisiae verwickelt. Genomweiten Transkriptom profiling und Chromatin Immunopräzipitation Studien ermittelte eine Rolle für die Htz1p in die schnelle und robuste Aktivierung vieler Oleat-responsive Gene Kodierung Peroxisomale Proteine, insbesondere POT1, POX1, FOX2 und CTA1. Swr1p - Gcn5p- und Chz1p-abhängige mit einer Assoziation von Htz1p diese Promotoren in ihren unterdrückten Staaten scheint ein epigenetische Marker für den schnellen und starken Ausdruck diese hoch durch Induktion Förderer zu etablieren. Isw2p auch spielt eine Rolle bei der Bestimmung des Staates Nukleosom diese Förderer und ordnet stabil ohne Htz1p. Eine Analyse der Nukleosom Dynamik und Htz1p Verband mit diesen Veranstaltern schlägt einen komplexen Mechanismus, in welche Htz1p-haltigen Nucleosomes an Fettsäure-responsive Promotoren nach anfänglichen Gefährdung durch Ölsäure führt zum Verlust des Htz1p von der Projektträger zerlegt werden. Diese Nucleosomes wieder zusammenbauen, in späteren Stadien der Genexpression. Während diese neue Nucleosomes nicht Htz1p angeführte, scheint das ursprüngliche Vorhandensein von Htz1p, Projektträger für nachhaltige Genexpression und die Rekrutierung von TATA-verbindliches Protein zu markieren.
• Ein Mitgliedattribut Bromodomain Im AAA-ATPase Protein Yta7 Leitet Chromosomalen Positionierung Und Barriere-Chromatin-Aktivität Molecular and Cellular Biology. Sep, 2009  |   Pubmed ID: 19581291 Saccharomyces Cerevisiae Yta7 ist ein aktive Barriere-Protein, das in der Stille Paarung Locus, HMR transkriptionelle Bundesstaaten moduliert. Darüber hinaus Yta7 reguliert Histon-gen-Transkription und überlappende Funktionen mit bekannten Histon Chaperone hat. Diese Studie konzentrierte sich auf die funktionale Rolle der Mitgliedattribut Yta7 Bromodomain Entschlüsselung. Durch Verwendung von genetischen und Epistase Analysen zeigte die Yta7 Bromodomain für Barriere-Aktivität bei HMR erforderlich und überlappende Funktionen mit Histon-Regulatoren (Asf1 und Spt16). Kanonische Bromodomains können an Acetyliertes Lysin auf Histone binden; die Yta7 Bromodomain zeigte allerdings eine Vereinigung mit Histone, die unabhängig von posttranslationale Modifikation war. Weiterer Untersuchungen zeigten, dass Regionen des Yta7 als das Bromodomain Histon-Verband verliehen. Chromatin Immunopräzipitation-Chip-Analysen ergaben, dass die Yta7 Bromodomain nicht alleinverantwortlich für die Histon-Vereinigung war aber auch für richtige chromosomalen Positionierung des Yta7 notwendig. Diese Arbeit zeigt, dass die Yta7 Bromodomain Histone für bestimmte Zellfunktionen wie Barriere Chromatin Wartung und bestimmten Spt16/Asf1 zellulären Wege Chromatin-Verordnung beschäftigt.
• Myosin-gesteuerte Peroxisom Partitionierung in S. Cerevisiae The Journal of Cell Biology. Aug, 2009  |   Pubmed ID: 19687257 In Saccharomyces Cerevisiae treibt die Klasse V Myosin Motor Myo2p die Bewegung der meisten Organellen. Für Myo2p haben wir vor kurzem Inp2p als das Peroxisom-spezifischen Rezeptor identifiziert. In dieser Studie beschreiben wir die Region Myo2p binden Peroxisomen gewidmet. Mit Mutanten von Myo2p speziell im Peroxisom Bindung beeinträchtigt, sezieren wir Zellzyklus-abhängige und Peroxisom Partitionierung-abhängige Mechanismen der Inp2p Verordnung. Wir finden, dass zwar totale Inp2p Ebenen mit den Zellzyklus oszillieren, Inp2p Niveaus auf einzelne Peroxisomen von Peroxisom Vererbung, kontrolliert werden wie Inp2p abnorm akkumuliert und ziert alle Peroxisomen in Mutter Zellen Peroxisom Partitionierung abgeschafft ist. Wir finden auch, dass Inp2p ein Phosphoprotein Grad der Phosphorylierung des Zellzyklus unabhängig von Peroxisom Positionierung in der Zelle gekoppelt ist. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Organell Positionierung und Zellzyklusprogression die Ebenen der Organell-spezifische Rezeptoren für molekulare Motoren steuern, letztlich eine Equidistribution der Abteilungen zwischen Mutter und Tochter-Zellen zu erreichen.
• Eine Rolle Für Die Karyopherin Kap123p in Microtubule Stabilität Traffic (Copenhagen, Denmark). Nov, 2009  |   Pubmed ID: 19761543 Mehrere Komponenten von der nuklearen Transportmaschinen spielen eine Rolle in mitotische Spindel Baugruppe in den höheren Eukaryotes. Um die Rolle dieser Familie von Proteinen in Microtubule Funktion weiter zu untersuchen, geschirmt wir für Mutationen in Saccharomyces Cerevisiae, die Sensibilität für Microtubule-destabilisierende Drogen zu verleihen. Ein Mutant ausstellen dieser Phänotyp fehlte gen für die Karyopherin Kap123p. Analyse der kap123Delta Zellen ergab, dass die Droge-Empfindlichkeit in Microtubule Stabilität und/oder Montage durch einen Mangel verursacht wurde. Zur Unterstützung dieser Idee zeigten wir genetische Interaktionen zwischen der kap123Delta-Mutation und mutierte Allele Gene Kodierung Alpha-Tubulins und Faktoren Steuern Microtubule Dynamik. Kap123Delta Zellen weisen darüber hinaus Mängel in Spindel-Struktur und Dynamik sowie nukleare Positionierung Mängel während der Mitose. Kulturen der kap123Delta Stämme sind für Mononucleated große gekeimt Zellen oft mit kurzen Spindeln und Kerne Weg von den Budneck positioniert Phänotypen bezeichnend für Mängel sowohl zytoplasmatische und nuklearen Mikrotubuli bereichert. Schließlich wir identifizierten ein Gen, CAJ1, die beim Löschen in Kombination mit KAP123 verschärft die Microtubule-bezogene Fehler von der kap123Delta-Mutanten. Wir schlagen vor, Kap123p und Caj1p, ein Mitglied der Familie von Proteinen, Hsp40 zusammen eine wesentliche Rolle im normalen Microtubule Funktion spielen.
• Deterministische Und Stochastische Modelle Der Genetischen Regelnetze Methods in Enzymology. 2009  |   Pubmed ID: 19897099 Molekularbiologische Forschungen eher traditionell biologische Bahnen auf zusammengesetzte Einheiten studierte als isolierte Teile des zellularen Systems zu reduzieren. Mit dem Aufkommen von Hochdurchsatz-Methoden, die Tausende von Datenpunkten und leistungsstarke computational Ansätze aufzeichnen können, ist die Realität des Studiums zelluläre Prozesse auf Ebene Systeme auf uns. Sobald diese Ansätze massive Datasets bringen, haben Systeme Ebene Analysen auf andere Felder wie Technik und Mathematik, zur Anpassung der computational und statistische Ansätze, um Beziehungen zwischen Molekülen zu entziffern gezogen. Geführt durch hochwertige Datasets und Analysen, kann man den Prozess der Vorhersagemodellierung beginnen. Die Ergebnisse solcher Ansätze sind oft überraschend und darüber hinaus normale Intuition. Wir besprechen die vier Klassen von dynamischen Systemen verwendet, um genetische regulatorische Netzwerken zu modellieren. Die Diskussion ist in kontinuierliche und diskrete Modelle sowie deterministische und stochastische Modellklassen unterteilt. Für jede Kombination dieser Kategorien wird ein Modell vorgestellt und diskutiert im Zusammenhang mit der Hefe Zellzyklus, zur Veranschaulichung, wie verschiedene Arten von Fragen durch ein anderes Modellklassen bewältigt werden können.
• Histon Chaperone Chz1p Regelt H2B Ubiquitination Und Dei Anti-zum Schweigen Nucleic Acids Research. Mar, 2010  |   Pubmed ID: 20008511 Chz1p ist ein Histon Chaperone, die physisch und funktionell mit der Histon-Variante Htz1p, interagiert, die in Aufbau und Pflege von Grenzen zwischen transcriptionally inaktiv Heterochromatin und aktive Euchromatin verwickelt hat. Um die Rolle der Chz1p in Chromatin Organisation zu untersuchen, führten wir genomweiten Ausdruck Arrays und Chromatin Immunpräzipitation von SIR komplexe Komponenten und geänderten Histone in eine CHZ1-Löschung-Belastung. Streichung des CHZ1 führte zu reduzierten Ubiquitination des Subtelomere-assoziierte H2B, reduziert dei H3K79 di-Methylierung und erhöhte Bindung von Sir3p und Sir4p bei Telomer-distale Euchromatin Regionen, Korrelation mit verringerte Genexpression in subtélomériques Regionen. Diese Anti-Unterdrückender Defekt wird durch verbesserte Verband der de-Ubiquitinase-Ubp10p mit dei DNA, vermittelt, wie von Chromatin Immunopräzipitation Analyse erkannt. Zur Unterstützung dieser zeigen wir, dass die Streichung des UBP10 die dei Unterdrückender Phänotyp der Deltachz1 verärgern kann. Zusammengenommen zeigen die Ergebnisse eine neuartige Rolle für Chz1p in epigenetischen Verordnung durch H2B de-Ubiquitination von Ubp10p.
• Dynamische Änderungen Der Subzellulären Verteilung Der Gpd1p Als Reaktion Auf Stress Der Zelle The Journal of Biological Chemistry. Feb, 2010  |   Pubmed ID: 20026609 Gpd1p ist ein cytosolisches NAD (+)-abhängige Glycerin-3-phosphat-Dehydrogenase, die auch zu Peroxisomen lokalisiert und spielt eine wesentliche Rolle in der zellulären Antwort auf osmotischen Stress und eine Rolle in der Redox-Balance. Hier zeigen wir, dass Gpd1p an Peroxisomen durch eine N-terminale Typ 2 Peroxisomale zielende Signal (PTS2) Pex7p-abhängigen Weise geleitet wird. Bezeichnenderweise ist Lokalisierung des Gpd1p in Peroxisomen der metabolischen Status der Zellen und die Phosphorylierung von Aminoacyl-Rückstände angrenzend an das zielende Signal abhängig. Gefährdung durch osmotischen Druck der Zellen induziert Veränderungen in der subzellulären Verteilung des Gpd1p auf dem Zytosol und Nucleus. Dieses Verhalten ähnelt Pnc1p, die coordinately mit Gpd1p zum Ausdruck kommt, und unter Bedingungen der Zelle Spannung ändert seine subzelluläre Verteilung von Peroxisomen in den Zellkern, wo es Chromatin Unterdrückender vermittelt. Obwohl Peroxisomen für das Antigen von Fettsäuren in der Hefe erforderlich sind, ist die Lokalisierung von Gpd1p, Peroxisomen nicht. Vielmehr Veränderungen in der Verteilung von Gpd1p an unterschiedlichen zellularen Fächern als Reaktion auf zelluläre Status ändern schlägt eine Rolle für Gpd1p in der räumlichen Verordnung des Redoxpotentials, ein Prozess, der entscheidend für die Zelle überleben, besonders unter den komplexen Stress, die Bedingungen zu erwarten in freier Wildbahn.
• Systeme Zellbiologie Der Mitotischen Spindel The Journal of Cell Biology. Jan, 2010  |   Pubmed ID: 20065087 Zellteilung, hängt entscheidend von der zeitlich gesteuerte Assembly mitotischen Spindeln, die für die Verteilung der duplizierten Chromosomen zu jedem der beiden Tochterzellen verantwortlich sind. Einblick in den Prozess gewinnen Vizeacoumar Et Al., in dieser Ausgabe (Vizeacoumar Et Al. 2010. J. Cell Biol. doi:10.1083/jcb.200909013), haben Systeme Genetik mit hohem Durchsatz und hoch-Content imaging um umfassend identifizieren und klassifizieren, neuartige Komponenten, der Beitrag zur Morphologie und Funktion der mitotischen Spindel kombiniert.
• GINS Bewegung Zeigt, Dass Die Replikation Gabel Fortschreiten Hefegenoms Bemerkenswert Einheitlich Ist Molecular Systems Biology. 2010  |   Pubmed ID: 20212525 Frühere Studien führten zu einem Bild, wobei die Replikation der DNA voranschreitet an Variable Zinssätze über verschiedene Teile der angehende Hefe-Genom. Diese frühere Experimente, konzentrierte sich auf die Produktion der entstehenden DNA sind interpretiert worden, um anzudeuten, dass die Dynamik der Replikation Gabel Fortschreiten stark von lokalen Chromatin Struktur/Architektur und Interaktion mit Maschinen steuern, Transkription, Reparatur- und epigenetische betroffen sind. Hier haben wir einen ergänzenden Ansatz für die Prüfung der Replikation wird Dynamik mit gesamten Genoms Zeit-gelöst Chromatin Immunopräzipitation mit Microarray-Analyse des GINS Komplex, ein integraler Mitglied der Wiederholunggabel kombiniert. Überraschenderweise zeigen unsere Daten, dass diese komplexe fortschreitet mit sehr gleichmäßigen Raten genomische standortunabhängig, offenbart, dass Replikation Gabel Dynamik in der Hefe einfacher und gleichmäßiger als zuvor vorgesehen. Darüber hinaus zeigen wir, wie die synergistische Nutzung von Experiment und Modellierung zu neuartigen biologischen Einsichten führt. Insbesondere ein Sparsamkeit Modell konnten wir genau simulieren Gabel Bewegung im gesamten Genom und ergab auch eine subtile Phänomen, das wir interpretieren als Niederfrequenz-Gabel Verhaftung aus.
• Integrierte Phosphoproteomics Analyse Der EZB Nährstoff Reaktion Und Peroxisom Induktion Signalling Netzwerk Molecular & Cellular Proteomics : MCP. Sep, 2010  |   Pubmed ID: 20395639 Phosphorylierung von Proteinen ist eine wichtige posttranslationale Modifikation in zellulare signalisieren, viele Aspekte der zellulären Antworten. Wir haben einen quantitativen, integrierte, Phosphoproteomics Ansatz charakterisieren die zellulären Reaktionen von der Hefe Saccharomyces Cerevisiae und der Ölsäure, ein Molekül mit breiten menschliche Gesundheit Implikationen und ein potenter Induktor von Peroxisomen. Eine Kombination aus Cryolysis und Harnstoff Solubilization wurde verwendet, um die Möglichkeit zur Neuorientierung der Phosphoproteome zu minimieren und hydrophilen Wechselwirkung-Flüssigkeits-Chromatographie und IMAC Chemie wurden zur fractionate und für Phosphopeptides zu bereichern. Mit diesen Ansätzen, zahlreiche phosphorylierten Peptide, die spezifisch für Oleat induziert und Glukose unterdrückten Bedingungen wurden identifiziert und bekannten Signalwege zugeordnet. Dazu gehören mehrere Transkriptionsfaktoren, die zwei, die Pip2p und Cst6p, die für die normale transkriptionelle Reaktion der Fettsäure-responsive Loci Codierung Peroxisomale Proteine phosphoryliert werden muss. Die Phosphoproteome-Daten wurden mit Ergebnissen aus genomweiten Untersuchung der Effekte von signalisieren Molekül-Deletionen und bekannte Proteinprotein Interaktionen ein mutmaßliches Fettsäure-responsive Signalling Netzwerk generieren integriert. In diesem Netzwerk sind die meisten stark vernetzten Knoten mit den größten Auswirkungen auf zellulärer Antworten zu Ölsäure. Diese Eigenschaften stehen im Einklang mit einer skalenfreies Topologie, demonstrieren, dass skalenfreies Eigenschaften in Zustand-spezifischen Netzwerken konserviert werden.
• QTIPS: Eine Neuartige Methode Der Unbeaufsichtigt Bestimmung Von Isotopen Aminosäure-Verteilung Im SILAC Experimente Journal of the American Society for Mass Spectrometry. Aug, 2010  |   Pubmed ID: 20451407 Stabile Einbindung von beschrifteten Aminosäuren in der Zellkultur ist ein einfacher Ansatz für Etikett Proteine in-vivo für massenspektrometrische Quantifizierung. Umfassende Einbeziehung der isotopischer schwere Aminosäuren erleichtert die genaue Quantifizierung von Proteinen aus unterschiedlichen Kulturen, dennoch Analysemethoden zur Bestimmung der Satzung sind umständlich und zeitaufwändig. Wir präsentieren QTIPS, Quantifizierung von Total identifiziert Peptide für SILAC, eine einfache und genaue Methode des schweren Aminosäure Statuten in einer Bevölkerung von Peptiden erkannt durch Massenspektrometrie ermitteln. Mit QTIPS, wir zeigen, dass die Aufnahme der schweren Aminosäuren in Backhefe unbeeinflusst ist durch die Verwendung der prototrophic-Stämme, angibt, dass Auxotrophie ist keine Voraussetzung für SILAC Experimente in diesem Organismus. Diese Methode hat allgemeine Utility für mehrere Anwendungen, denen isotopische Kennzeichnung für die Quantifizierung in der Massenspektrometrie verwendet wird.
• Genomweiten Analyse Der Effektoren Der Peroxisom Biogenese PloS One. 2010  |   Pubmed ID: 20694151 Peroxisomen sind intrazelluläre Organellen, in denen eine Reihe von vielfältigen Stoffwechselprozesse, insbesondere die für Antigen von Fettsäuren untergebracht. Peroxisomen Biogenese kann dazu gebracht werden, durch die Anwesenheit von Peroxisom Atommächte, darunter Fettsäuren, die komplexe zelluläre Programme aktivieren, die den Induktion-Prozess zugrunde liegen. Hier verwendet wir Multiparameter quantitative Phänotyp Analysen einer hierdurch mutant-Auflistung von Hefezellen, die induzierte Peroxisomen, vermehren, ein umfassendes Inventar der Gene, die erforderlich für Peroxisom Induktion und Funktion herzustellen. Die Assays Beschäftigte zählen Wachstum in Anwesenheit von Fettsäuren und konfokale Bildgebung und Flow Cytometry durch den Prozess der Induktion. Neben den klassischen Phänotypen Verlustes Peroxisomale Funktionen identifiziert diese Studien 169 Gene für robuster signalisieren, Transkription, normale Peroxisomale Entwicklung und Morphologien und Übertragung von Peroxisomen zu Tochterzellen erforderlich. Diese Genprodukte sind in der Zelle lokalisiert, und viele haben indirekte Verbindungen Peroxisom-Funktion. Durch Integration mit vorhandenen Datensätzen wir präsentieren insgesamt 211 Gene verbunden Peroxisom Biogenese und markieren Sie die komplexen Netzwerken durch die Informationen fliessen während Peroxisom Biogenese und Funktion.
• Ausdruck Der Salmonella Spp. Virulenzfaktoren SifA in Hefe Verändert Rho1 Aktivität Auf Peroxisomen Molecular Biology of the Cell. Oct, 2010  |   Pubmed ID: 20739463 Salmonella Typhimurium Effektor Protein SifA regelt die Versammlung und Schlauchbildung des Salmonellen-Phagosom. SifA lokalisiert, das Phagosom und interagiert mit der Membrane über den Prenylated Schwanz. SifA ist eine strukturelle Homolog von einer anderen bakteriellen Effektor, dass Handlungen als GTP-Austausch für Rho Familie GTPasen Faktor und BIP-RhoA binden können. Wenn mit einer bakteriellen Lipase coexpressed, die von RhoA aktiviert ist, kann die SifA Schlauchbildung des Säugetier-Endosomen auslösen. In dem Bemühen, die Entwicklung eines genetischen Systems um SifA-Funktion zu untersuchen wir ausgedrückt SifA und charakterisiert seine Tätigkeit in der Hefe. GFP-SifA vorwiegend lokalisiert, um Hefe-Peroxisomale Membranen. Bedingungen Peroxisom-induzierende GFP-SifA reduziert die Anzahl der freien Peroxisomen und förderte die Bildung von großen Peroxisomen mit Membran-Invaginationen. GFP-SifA-Aktivität ist abhängig von der Rekrutierung von Peroxisomen Wildtyp Rho1p und Pex25p, ein Rezeptor für Rho1p. GFP-SifA könnte auch die Aktin-Organisation-Defekte in pex25Δ und rho1 Mutanten, die darauf hindeutet, dass die SifA rekrutieren und eine Rho1p-Aktivität kann zu retten. Wir genauer betrachtet die Verteilung der GFP-SifA in Säugetierzellen und fand die Mehrheit colocalizing mit LAMP1-positiven Fach und nicht mit den Peroxisomale Marker PMP70. Diese Daten zufolge gemeinsam SifA eine ähnliche Wirkungsweise über Rho Proteine verwenden kann, um die Hefe Peroxisomale und Säugetier-Endosomen Membranen verändern. Weitere Definition der SifA Tätigkeit auf Hefe Peroxisomen könnte mehr Einblick in ihre Rolle bei der Regulierung Host Membrandynamik und kleinen GTPasen bieten.
• Umwelt-responsive Transkriptionsfaktoren Binden Dei Elemente Und Gen-silencing Zu Regulieren Molecular Systems Biology. Jan, 2011  |   Pubmed ID: 21206489 Dei Chromatin evolutionär konservierte komplexe epigenetischen Verordnung unterliegt und in zahlreiche Aspekte der Zellfunktion, einschließlich der Bildung von Heterochromatin, Regulierung der Spannung Antwort Wege und Kontrolle der Lebensdauer verwickelt ist. Dei DNA zeichnet sich durch das Vorhandensein von wiederholten Segmenten, das Schweigen zu verbreiten oder chromosomale Regionen zu schützen Ausbreitung epigenetische Kontrolle dienen. In dieser Studie, Analyse von genomweiten Chromatin Immunopräzipitation und Ausdruck, zufolge mehrere Hefe-Transkriptionsfaktoren regulieren dei zum Schweigen als Reaktion auf verschiedene ökologische Reize durch bedingte Verbindung mit Proto-Unterdrückender Regionen genannt X Elemente. In diesem Zusammenhang Oaf1p, Rox1p, Gzf1p und Phd1p steuern die Ausbreitung in Richtung Zentromerzahl in Reaktion auf Reize, die Stress-Reaktionen und Stoffwechsel, zum Schweigen, während andere, einschließlich Adr1p, Yap5p und Msn4p, scheinen Grenzen zum Schweigen, Einfluss auf Regulierung Telomer-proximale Gene in Y' Elemente. Die Faktoren, die hier verwickelt sind bekanntermaßen benachbarter Gene an intrachromosomal Positionen, was auf ihre duale Funktionalität zu steuern. Diese Studie zeigt einen Pfad für die Koordinierung der subtélomériques zum Schweigen mit zellulären Umgebung und Aktivitäten anderer zellulärer Prozesse.
• Rolle Der Kernhülle Genom-Organisation Und Gen-Ausdruck Wiley Interdisciplinary Reviews. Systems Biology and Medicine. Mar-Apr, 2011  |   Pubmed ID: 21305702 Obwohl oft als statische Struktur dargestellt auf denen proteinogene Faktoren binden Genexpression steuern, ist das Genom tatsächlich sehr mobil und der Erforschung der komplexen Domänenarchitektur des Zellkerns, die wiederum Steuerelemente Genom Wartung und Gen-Ausdrucks fähig. Zahlreiche Gene aus der nuklearen Peripherie nach nuklearen Innenminister bei der Aktivierung und sind die Hypothese für die Interaktion mit vorkonfektionierten Websites der Transkription. Im Gegensatz zur nuklearen Innenminister ist die nukleare Peripherie als transcriptionally leisen weithin. Dies spiegelt sich durch die bevorzugte Assoziation von Heterochromatin mit der Kernhülle (NE). Jedoch einige aktivierten Gene werden an die nukleare Peripherie durch Interaktionen mit nuklearen Pore-komplexe (NPCs) angeworben und NPC-Komponenten sind in der Lage sind, die Auslösung der leisen Chromatin in benachbarten Regionen von aktiven Chromatin, führt zu der Spekulation, dass NPCs den Übergang des Chromatins zwischen transkriptionelle Mitgliedstaaten erleichtern können. Daher könnte NE besser als diskontinuierliche Plattform angesehen werden, die Genaktivierung und Repression fördert. Daher ist es vielleicht nicht verwunderlich, dass viele Krankheitzuständen häufig verbunden mit Veränderungen in der ne Hier überprüfen wir die Auswirkungen von NE und seiner Bestandteile auf Chromatin Organisation und Genexpression.
• Schneller, Quantitative Und Genaue Vorläufer Erwerb Unabhängig Von Der Anzahl Der Ionen Analytical Chemistry. Mar, 2011  |   Pubmed ID: 21341720 Datenabhängige Vorläufer Ionen-Auswahl ist in Schrotflinte Proteomics verbreitet, um die Proteinkomponenten der komplexen Proben zu profilieren. Obwohl sehr beliebt, präsentiert diese Bottom-up-Methode wesentliche Nachteile hinsichtlich nachweisbar Dynamikbereichs. Wir bewiesen vor kurzem die überlegene Performance einer Daten-unabhängige Methode genannt wir Vorläufer Erwerb unabhängig von Ion Graf (Pazifik). Hier berichten wir über eine schnellere, präzise, Multiplexte und quantitative PAcIFIC-Methode. Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Zeitaufwand für eine solche Analyse durchzuführen um 33 % auf 66 % mit modernen Ionenfalle Instrumenten verringert werden kann und hoher Masse Genauigkeit eine solche Strategie angewendet werden kann. Quantifizierung-Fähigkeit ist Protein-Standards und eine gesamte Bakterienzelle lysate mit Isobare Kennzeichnung unter Beweis gestellt. Schließlich bestätigen wir in der Hefe die dynamische Reichweite einer solchen Methode wo Proteine bis zu weniger als 50 Kopien pro Zelle ohne Probe Prefractionation überwacht werden können.
• Die Peroxin Pex34p-Funktionen Mit Der Pex11-Familie Peroxisomale Divisional Proteine, Die Peroxisom-Bevölkerung in Der Hefe Zu Regulieren Molecular Biology of the Cell. May, 2011  |   Pubmed ID: 21441307 Peroxisomen sind allgegenwärtig Organellen diverse Stoffwechselvorgänge, vor allem den Stoffwechsel von Lipiden und die Entgiftung von reaktiven Sauerstoffspezies beteiligt. Peroxisomen sind hochdynamische und in Größe und Anzahl als Reaktion auf die Intra- und extrazelluläre Signale ändern. In der Hefe Saccharomyces Cerevisiae Peroxisom Wachstum und Teilung von der differenziellen Import lösliche Matrix Proteine und eine spezialisierte divisional Maschinerie, die Peroxisom-spezifische Faktoren, wie das Pex11-Protein-Familie umfasst kontrolliert werden und allgemeine Organell divisional Faktoren wie Protein Dynamin-bezogene Vps1p. Global Hefe zwei-Mischling Analysen zeigten sich Interaktionen zwischen das Produkt des Gens S. Cerevisiae unbekannter FunktionYCL056c, und Peroxisom Biogenese Pex-Proteine. Hier zeigen wir, dass das Protein kodiert, indem YCL056c, umbenannt in Pex34p, eine Peroxisomale integrale Membranprotein, das unabhängig fungiert und auch im Konzert mit den Pex11 Protein Familienmitglieder, Pex11p, Pex25p und Pex27p zur Steuerung der Peroxisom Bevölkerungen der Zellen unter Peroxisomenproliferation und konstitutive Peroxisom-Abteilung. Hefe-zwei-Hybrid-Analyse zeigte, dass Pex34p physisch mit sich selbst und Pex11p, Pex25p und Pex27p interagiert aber nicht mit Vps1p. Pex34p kann ein positiver Effektor Peroxisom-Division als seine Überexpression zu erhöhten Zahl von Peroxisomen in Wildtyp und pex34Δ Zellen führt. Pex34p erfordert die Pex11 Familie Proteine, Peroxisom-Abteilung zu fördern. Unsere Entdeckung des Pex34p als ein Protein in die bereits komplexe Steuerung von Peroxisom Populationen betont die Notwendigkeit der Zellen, ihre Peroxisom-Bevölkerungen, um entsprechend reagieren auf veränderte Umweltbedingungen können streng zu regulieren.
• Kompromiss Zwischen Reaktionsgeschwindigkeit Und Rauschunterdrückung in Biomolekulare Systemantworten Auf ökologische Hinweise PLoS Computational Biology. Jun, 2011  |   Pubmed ID: 21738459 Bei lebenden Systemen Änderungen in ihrer externen Umgebung erkennen muss ihre Reaktion gemessen werden, um einen Ausgleich zwischen die Notwendigkeit, mit der Notwendigkeit zum ignorieren unbedeutend Signale stabil angemessen zu reagieren. Da dies eine grundlegende Herausforderung aller biologischen Systeme, das Ausführen von Programmen in Reaktion auf Reize ist, entwickelten wir einen Generalisierte Zeit-Frequenz-Analyse (TFA) Rahmen um die dynamischen Eigenschaften der biomolekularen Netzwerke systematisch zu erforschen. Mit TFA, konzentrierten wir uns auf zwei gut charakterisierten Hefe Gen regulatorischen Netzwerken reagieren auf Kohlenstoffquelle Schichten und einem Säugetier-angeborene immun regulatorischen Netzwerk reagiert auf Lipopolysaccharide (LPS). Die Netze bestehen aus zwei verschiedene grundlegende Architekturen. Dual Positive und Negative Feedback-Schleifen machen das Hefe-Galaktose-Netzwerk. Feed-Forward-Schleifen gemeinsam die Hefe Fettsäure Reaktion und die LPS-induzierte Netzwerk der Makrophagen, während positive und negative übereinander sind. TFA enthüllte bemerkenswert unterschiedliche Netzwerk-Verhalten in Bezug auf die vor-und Nachteile in der Reaktionsfähigkeit und Geräusch-Unterdrückung, die auf jede biologische Reaktion entsprechend abgestimmt werden. Das Wildtyp-Galaktose-Netzwerk wurde festgestellt, dass um sehr entgegenkommend zu sein, während das Oleat-Netzwerk mehr Lärm-Unterdrückung-Fähigkeit hat. Das LPS-Netzwerk erschienen ausgewogener, weniger bestehenden Tendenz zur Rauschunterdrückung oder Reaktionsfähigkeit ausstellen. Erforschung des Weltraums die Netzwerk-Parameter gemachten dramatische Unterschiede in der System-Verhalten für jedes Netzwerk. Diese Studien markieren grundlegende strukturelle und dynamische Prinzipien, die jedem Netzwerk zugrunde liegen, offenbaren, eingeschränkte Parameter der positiven und negativen Feedback und Feed-Forward-stärken, die die Netze für ihre jeweilige biologische Rolle entsprechend zu optimieren und zeigen die allgemeine Nützlichkeit der TFA-Ansatz für System- und synthetische Biologie.
• Statistische Analyse Der Dynamischen Transkriptionelle Regulatorischen Netzwerk-Struktur Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.). 2011  |   Pubmed ID: 21877289 Hier präsentieren wir eine detaillierte Methode zum Generieren von ein dynamisches transkriptionelle regulatorischen Netzwerk aus großen Chromatin Immunopräzipitation Daten und funktionale Analyse der beteiligten Faktoren durch die Identifizierung und Charakterisierung von deutlich überrepräsentiert Multi-Input-Motive im Netz. Dies geschieht durch die Visualisierung interaktiver Daten mithilfe eines Netzwerk-Analyse-Tools wie Cytoscape, clustering DNA Ziele der Transkription Faktoren auf der Grundlage ihrer Netzwerk-Topologien und statistisch analysieren jedes Cluster aufgrund seiner Größe und Eigenschaften seiner Mitglieder. Diese Analysen liefern prüfbare Vorhersagen über die bedingten und kooperativen Funktionen der Faktoren. Dies ist ein vielseitiger Ansatz, der ermöglicht der Visualisierung von Netzwerk-Architektur auf einer genomweiten-Ebene und ist anwendbar für das Verständnis der kombinatorischen Kontrollmechanismen der DNA-bindenen Regulierungsbehörden, die bedingt eine Vielzahl von biologischen Modellen zusammenarbeiten.
• Mathematische Modellierung Von Biomolekulare Netzwerk Dynamik Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.). 2011  |   Pubmed ID: 21877294 Mathematische und rechnergestützte Modelle sind unverzichtbare Werkzeuge für die Integration und Interpretation von heterogene biologische Daten, Verständnis der Grundprinzipien des biologischen Systemfunktionen, Gattungen-Ting zuverlässige testbaren Hypothesen und identifizieren potentielle diagnostische Marker und therapeutische Targets geworden. Daher sind solche Tools jetzt routinemäßig bei der theoretischen und experimentellen systematische Untersuchung von biologischen Systemdynamik verwendet. Hier diskutieren wir Modellbau als wesentlicher Bestandteil der theoretischen und experimentellen Analyse der Biomolekulare Netzwerk Dynamik. Insbesondere wir beschreiben ein Verfahren für die kinetische Gleichungen und Parameter Biomolekulare Prozesse definieren, und wir veranschaulichen die Verwendung der gebrochene Aktivität Funktionen zur Modellierung von Gen-Ausdruck-Verordnung von einzelnen und mehreren Aufsichtsbehörden. Wir diskutieren weiter die Bewertung der Modellkomplexität und die Auswahl eines optimalen Modells basierend auf Informationen-Kriterien. Schließlich diskutieren wir die kritischen Rollen der Empfindlichkeit, Analyse der Robustheit und optimale Experiment Design im Modell bauen Zyklus.
• Ein Rückschritt-Modell-Konzept Zur Ermöglichung Einer Zelle Morphologie Korrektur Im Hochdurchsatz-Durchflusszytometrie Molecular Systems Biology. 2011  |   Pubmed ID: 21952134 Zellen, die Reize ausgesetzt weisen eine Vielzahl von Antworten, die phänotypische Variabilität in der Bevölkerung zu gewährleisten. Diese einzelne Zelle Verhalten wird oft von Durchflusszytometrie untersucht; Allerdings machen gating Verfahren in der Regel eingesetzt, um eine kleine Teilgesamtheit von Zellen mit ähnlichen morphologischen Merkmalen auswählen es schwierig, sogar unmöglich, quantitativ Zellen für eine große Vielzahl von experimentellen Bedingungen vergleichen, da diese Bedingungen zu tiefgreifenden morphologische Variationen führen können. Diese Einschränkungen zu überwinden, entwickelten wir eine Regression Vorgehensweise korrigieren für Variabilität in Fluoreszenz Intensität aufgrund unterschiedlicher Zellgröße und Granularität ohne verwerfen eine der Zellen, welche Anspritzung ipso facto tut. Dieser Ansatz ermöglicht quantitative Studien über zelluläre Heterogenität und transkriptionelle Lärm im Hochdurchsatz Experimenten mit abertausenden von Proben. Wir verwendet diesen Ansatz zu analysieren eine Bibliothek von k.o. Hefestämme und Gene, die erforderlich für die Bevölkerung eine Bimodale Antwort an Ölsäure Induktion herstellen zu offenbaren. Wir identifizieren eine Gruppe von epigenetische Regulatoren und Nucleoporins, die durch die Aufrechterhaltung einer 'nicht reagierenden Bevölkerung', die Bevölkerung mit dem Vorteil von diversifizierten Wette Absicherung vorsehen.
• NanoSpray FAIMS Fraktionierung Bietet Beträchtliche Steigerungen Der Proteome Abdeckung Von Unfraktioniertes Komplex Protein-Digests Molecular & Cellular Proteomics : MCP. Dec, 2011  |   Pubmed ID: 22186714 Hochfeld asymmetrische Wellenform Ion-Mobilität-Spektrometrie (FAIMS) ist ein Atmosphärendruck-Ion-Mobilität-Technik, die zum Beispiel Komplexität verringern und erhöhen Dynamikbereich in Tandem-Massenspektrometrie-Experimente verwendet werden kann. FAIMS fractionates Ionen in der Gasphase entsprechend charakteristische Unterschiede im Mobilitäten in elektrischen Feldern verschiedene stärken. Unerwünschte Ionen Arten wie SOLVATISIERTE Clustern und chemischen Hintergrund einzeln geladene Ionen können verhindert werden, aus den Massen Analyzer, damit abnehmender chemische Rauschen zu erreichen. Bis heute hat es begrenzten Erfolg das kommerziell erhältliche Thermo Fisher FAIMS-Gerät mit standard ESI und NanoLC-MS eingesetzt. Wir haben eine Thermo Fisher Electrospray Quelle, um Platz für ein Quarzglas zog Tipp Kapillarsäule für Nanospray Ionisation die Norm Laboratorien Zugriff auf FAIMS-Technologie zu ermöglichen, wird geändert. Unsere veränderten Quellcode ermöglicht leicht erreichbare stabile gischt bei Durchflussmengen von 300 nL/min in Verbindung mit FAIMS. Die modifizierte Elektrospray-Quelle ermöglicht die Verwendung von Mantel-Gas, das eine 5-fold Steigerung im Signal erzielt, wenn NanoLC FAIMS gekoppelt ist. In dieser Arbeit wurden NanoLC-FAIMS-MS und NanoLC-MS verglichen, durch die Analyse eines tryptic Digests einer 1:1-Mischung von SILAC-beschrifteten haploide und diploide Hefe um die Leistung der NanoLC-FAIMS-MS, bei verschiedenen Entschädigung Spannungen, für post-column Fraktionierung von komplexen Protein-Digests zu demonstrieren. Die dynamische Reichweite mehr als verdoppelt, als FAIMS benutzt wurde. Insgesamt 10.377 einzigartige abgestreift Peptide und 1.649 eindeutige Proteine mit SILAC-Verhältnisse wurden ermittelt aus den kombinierten NanoLC-FAIMS-MS-Experimenten, im Vergleich zu 6.908 einzigartige abisolierten Peptide und 1.003 eindeutige Proteine mit SILAC-Verhältnisse, die durch die kombinierte NanoLC-MS-Experimente nicht identifiziert. Diese Arbeit wird veranschaulicht, wie ein handelsübliches FAIMS-Gerät mit NanoLC Proteom-Abdeckung in Schrotflinte und gezielte Typ Proteomics Experimente zu verbessern kombiniert werden kann.
• The Yeast Nuclear Pore Complex and Transport Through It Genetics. Mar, 2012  |   Pubmed ID: 22419078 Exchange of macromolecules between the nucleus and cytoplasm is a key regulatory event in the expression of a cell's genome. This exchange requires a dedicated transport system: (1) nuclear pore complexes (NPCs), embedded in the nuclear envelope and composed of proteins termed nucleoporins (or "Nups"), and (2) nuclear transport factors that recognize the cargoes to be transported and ferry them across the NPCs. This transport is regulated at multiple levels, and the NPC itself also plays a key regulatory role in gene expression by influencing nuclear architecture and acting as a point of control for various nuclear processes. Here we summarize how the yeast Saccharomyces has been used extensively as a model system to understand the fundamental and highly conserved features of this transport system, revealing the structure and function of the NPC; the NPC's role in the regulation of gene expression; and the interactions of transport factors with their cargoes, regulatory factors, and specific nucleoporins.
• NUP-1 Ist Ein Großer Aufgerollte Spule Nucleoskeletal Protein in Trypanosomen Mit Lamin-ähnliche Funktionen PLoS Biology. 2012  |   Pubmed ID: 22479148 Eine verbindende Funktion des eukaryotischen Atombehörde übernehmen ist Genom Rassentrennung in transcriptionally aktiv Euchromatin und transcriptionally verdrängten Heterochromatin. Metazoa lamin Proteine nukleare Integrität und höherer Ordnung Heterochromatin Organisation an der nuklearen Peripherie erhalten, aber keine nicht-Bilateria lamin Orthologues identifiziert wurden, trotz der wahrscheinlich Anwesenheit der Nucleoskeletal Elemente in vielen Abstammungen. Dies suggeriert einen Bilateria-spezifischen Ursprung für Lamins, und daher, verschiedene Protein-Datenelemente müssen die Nucleoskeleton in anderen Linien komponieren. Die Trypanosomatids sind von sehr unterschiedlichen Organismen und gut dokumentiert, aber bemerkenswert unterschiedliche Mechanismen für die Kontrolle der Genexpression, einschließlich Polycistronic Transkription und Trans-Spleißen besitzen. NUP-1 ist ein großes Protein, lokalisieren der nuklearen Peripherie von Trypanosoma Brucei und ein Kandidat Nucleoskeletal Komponente. Wir versucht, festzustellen, ob NUP-1 Verordnung für die Organisation und gen von Heterochromatin an der nuklearen Peripherie vermittelt durch untersuchen den Einfluss der NUP-1 Niederschlag auf Morphologie, Chromatin Positionierung und Transkription. Wir zeigen, dass NUP-1 ist wichtig und in einem stabilen Netzwerk an der Innenseite der Trypanosomatida Kernhülle, da Niederschlag Zellen abnormal Kerne mit kompromittierten strukturelle Integrität geprägt haben. NUP-1 Niederschlag stört auch Organisation von nuklearen Pore-komplexe und Chromosomen. Erheblich, finden wir, dass NUP-1 weiterhin den zum Schweigen gebrachten Zustand der entwicklungspolitisch regulierter Gene an der nuklearen Peripherie erforderlich ist; NUP-1 Niederschlag führt hochspezifische Mis-regulation Telomer-proximal zum Schweigen gebrachten variant Oberfläche Glykoprotein (VSG) Ausdruck Websites und Procyclin Loci, Angabe einer Störung normal Chromatin Organisation unerlässlich, Lebenszyklus-Fortschreiten. Weiter, NUP-1 Erschöpfung führt zu erhöhten VSG umschalten und erscheint daher eine Rolle in der Kontrolle der Antigene Variation zu haben. Somit ist analog zu vertebrate Lamins, NUP-1 eine wichtige Komponente des Nucleoskeleton mit Schlüsselrollen in Organisation der epigenetischen Kontrolle der entwicklungspolitisch geregelten Loci, nukleare Peripherie und Heterochromatin.
• Asymmetric Positive Feedback Loops Reliably Control Biological Responses Molecular Systems Biology. Apr, 2012  |   Pubmed ID: 22531117 Positive feedback is a common mechanism enabling biological systems to respond to stimuli in a switch-like manner. Such systems are often characterized by the requisite formation of a heterodimer where only one of the pair is subject to feedback. This ASymmetric Self-UpREgulation (ASSURE) motif is central to many biological systems, including cholesterol homeostasis (LXRα/RXRα), adipocyte differentiation (PPARγ/RXRα), development and differentiation (RAR/RXR), myogenesis (MyoD/E12) and cellular antiviral defense (IRF3/IRF7). To understand why this motif is so prevalent, we examined its properties in an evolutionarily conserved transcriptional regulatory network in yeast (Oaf1p/Pip2p). We demonstrate that the asymmetry in positive feedback confers a competitive advantage and allows the system to robustly increase its responsiveness while precisely tuning the response to a consistent level in the presence of varying stimuli. This study reveals evolutionary advantages for the ASSURE motif, and mechanisms for control, that are relevant to pharmacologic intervention and synthetic biology applications.
• A FOXO3-IRF7 Gene Regulatory Circuit Limits Inflammatory Sequelae of Antiviral Responses Nature. Oct, 2012  |   Pubmed ID: 22982991 Antiviral responses must be tightly regulated to defend rapidly against infection while minimizing inflammatory damage. Type 1 interferons (IFN-I) are crucial mediators of antiviral responses and their transcription is regulated by a variety of transcription factors; principal among these is the family of interferon regulatory factors (IRFs). The IRF gene regulatory networks are complex and contain multiple feedback loops. The tools of systems biology are well suited to elucidate the complex interactions that give rise to precise coordination of the interferon response. Here we have used an unbiased systems approach to predict that a member of the forkhead family of transcription factors, FOXO3, is a negative regulator of a subset of antiviral genes. This prediction was validated using macrophages isolated from Foxo3-null mice. Genome-wide location analysis combined with gene deletion studies identified the Irf7 gene as a critical target of FOXO3. FOXO3 was identified as a negative regulator of Irf7 transcription and we have further demonstrated that FOXO3, IRF7 and IFN-I form a coherent feed-forward regulatory circuit. Our data suggest that the FOXO3-IRF7 regulatory circuit represents a novel mechanism for establishing the requisite set points in the interferon pathway that balances the beneficial effects and deleterious sequelae of the antiviral response.
• Global Analysis of Condition-specific Subcellular Protein Distribution and Abundance Molecular & Cellular Proteomics : MCP. May, 2013  |   Pubmed ID: 23349476 Cellular control of protein activities by modulation of their abundance or compartmentalization is not easily measured on a large scale. We developed and applied a method to globally interrogate these processes that is widely useful for systems-level analyses of dynamic cellular responses in many cell types. The approach involves subcellular fractionation followed by comprehensive proteomic analysis of the fractions, which is enabled by a data-independent acquisition mass spectrometry approach that samples every available mass to charge channel systematically to maximize sensitivity. Next, various fraction-enrichment ratios are measured for all detected proteins across different environmental conditions and used to group proteins into clusters reflecting changes in compartmentalization and relative conditional abundance. Application of the approach to characterize the response of yeast proteins to fatty acid exposure revealed dynamics of peroxisomes and novel dynamics of MCC/eisosomes, specialized plasma membrane domains comprised of membrane compartment occupied by Can1 (MCC) and eisosome subdomains. It also led to the identification of Fat3, a fatty acid transport protein of the plasma membrane, previously annotated as Ykl187.
• Metallochaperones Regulate Intracellular Copper Levels PLoS Computational Biology. 2013  |   Pubmed ID: 23349626 Copper (Cu) is an important enzyme co-factor that is also extremely toxic at high intracellular concentrations, making active efflux mechanisms essential for preventing Cu accumulation. Here, we have investigated the mechanistic role of metallochaperones in regulating Cu efflux. We have constructed a computational model of Cu trafficking and efflux based on systems analysis of the Cu stress response of Halobacterium salinarum. We have validated several model predictions via assays of transcriptional dynamics and intracellular Cu levels, discovering a completely novel function for metallochaperones. We demonstrate that in addition to trafficking Cu ions, metallochaperones also function as buffers to modulate the transcriptional responsiveness and efficacy of Cu efflux. This buffering function of metallochaperones ultimately sets the upper limit for intracellular Cu levels and provides a mechanistic explanation for previously observed Cu metallochaperone mutation phenotypes.
• Systematische Messung Der Transkription Faktor-DNA-Wechselwirkungen Durch Gezielte Massenspektrometrie Identifiziert Kandidat Gen Regulatorischen Proteine Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Feb, 2013  |   Pubmed ID: 23388641 Regulierung der Genexpression umfasst das orchestrierte Zusammenspiel einer großen Zahl von Proteinen mit transkriptionelle regulatorische Elemente im Kontext des Chromatins. Unser Verständnis der Genregulation eingeschränkt durch das Fehlen einer Protein-Messtechnik, die systematisch erkennen und quantifizieren das Ensemble von Proteinen, die die transkriptionelle regulatorische Elemente von bestimmten Genen zugeordnet. Hier stellen wir eine Reihe von ausgewählten Reaktion Überwachung (SRM)-Assays für die systematische Messung von 464 Proteine mit bekannten oder vermutete Rollen in transkriptionelle Regulation bei der RNS-Polymerase II transkribiert Projektträgern in Saccharomyces Cerevisiae. Messung dieser Proteine in nuklearen Extrakten von SRM gestattet die reproduzierbare Quantifizierung von 42 % der Proteine über einen weiten Bereich von Häufigkeiten. Durch den Einsatz von Tests um DNA binden transkriptionelle Regulatoren, die interagieren mit dem ökologisch geregelten FLO11 Projektträger in Zelle Extrakten systematisch zu identifizieren, wurden 15 Regulatoren, die speziell auf unterschiedliche Regionen entlang der ∼600 bp der regulatorischen Sequenz gebunden. Wichtig ist, enthält das Dataset eine Anzahl von Regulatoren, die nachweislich FLO11 Ausdruck zu kontrollieren oder zu diesen regelnde Regionen in-vivo zu lokalisieren. Wir weiter validiert das Dienstprogramm des Ansatzes durch den Nachweis, dass zwei der SRM-identifizierten Faktoren, Mot3 und Azf1, für die ordnungsgemäße FLO11 Ausdruck erforderlich sind. Diese Ergebnisse zeigen die Nützlichkeit des SRM-basierte zielgerichteten Proteomics, die Identifizierung der Gen-spezifischen transkriptionelle Regulierungsbehörden zu führen.
• A Role for the Nucleoporin Nup170p in Chromatin Structure and Gene Silencing Cell. Feb, 2013  |   Pubmed ID: 23452847 Embedded in the nuclear envelope, nuclear pore complexes (NPCs) not only regulate nuclear transport but also interface with transcriptionally active euchromatin, largely silenced heterochromatin, as well as the boundaries between these regions. It is unclear what functional role NPCs play in establishing or maintaining these distinct chromatin domains. We report that the yeast NPC protein Nup170p interacts with regions of the genome that contain ribosomal protein and subtelomeric genes, where it functions in nucleosome positioning and as a repressor of transcription. We show that the role of Nup170p in subtelomeric gene silencing is linked to its association with the RSC chromatin-remodeling complex and the silencing factor Sir4p, and that the binding of Nup170p and Sir4p to subtelomeric chromatin is cooperative and necessary for the association of telomeres with the nuclear envelope. Our results establish the NPC as an active participant in silencing and the formation of peripheral heterochromatin.
• Multifunctional Double-negative T Cells in Sooty Mangabeys Mediate T-helper Functions Irrespective of SIV Infection PLoS Pathogens. 2013  |   Pubmed ID: 23825945 Studying SIV infection of natural host monkey species, such as sooty mangabeys, has provided insights into the immune changes associated with these nonprogressive infections. Mangabeys maintain immune health despite high viremia or the dramatic CD4 T cell depletion that can occur following multitropic SIV infection. Here we evaluate double-negative (DN)(CD3+CD4-CD8-) T cells that are resistant to SIV infection due to a lack of CD4 surface expression, for their potential to fulfill a role as helper T cells. We first determined that DN T cells are polyclonal and predominantly exhibit an effector memory phenotype (CD95+CD62L-). Microarray analysis of TCR (anti-CD3/CD28) stimulated DN T cells indicated that these cells are multifunctional and upregulate genes with marked similarity to CD4 T cells, such as immune genes associated with Th1 (IFNγ), Th2 (IL4, IL5, IL13, CD40L), Th17 (IL17, IL22) and TFH (IL21, ICOS, IL6) function, chemokines such as CXCL9 and CXCL10 and transcription factors known to be actively regulated in CD4 T cells. Multifunctional T-helper cell responses were maintained in DN T cells from uninfected and SIV infected mangabeys and persisted in mangabeys exhibiting SIV mediated CD4 loss. Interestingly, TCR stimulation of DN T cells from SIV infected mangabeys results in a decreased upregulation of IFNγ and increased IL5 and IL13 expression compared to uninfected mangabeys. Evaluation of proliferative capacity of DN T cells in vivo (BrDU labeling) indicated that these cells maintain their ability to proliferate despite SIV infection, and express the homeostatic cytokine receptors CD25 (IL2 receptor) and CD127 (IL7 receptor). This study identifies the potential for a CD4-negative T cell subset that is refractory to SIV infection to perform T-helper functions in mangabeys and suggests that immune therapeutics designed to increase DN T cell function during HIV infection may have beneficial effects for the host immune system.
• PhosphoChain: a Novel Algorithm to Predict Kinase and Phosphatase Networks from High-throughput Expression Data Bioinformatics (Oxford, England). Oct, 2013  |   Pubmed ID: 23832245 Protein phosphorylation is critical for regulating cellular activities by controlling protein activities, localization and turnover, and by transmitting information within cells through signaling networks. However, predictions of protein phosphorylation and signaling networks remain a significant challenge, lagging behind predictions of transcriptional regulatory networks into which they often feed.
• Peroxisomes Take Shape Nature Reviews. Molecular Cell Biology. Dec, 2013  |   Pubmed ID: 24263361 Peroxisomes carry out various oxidative reactions that are tightly regulated to adapt to the changing needs of the cell and varying external environments. Accordingly, they are remarkably fluid and can change dramatically in abundance, size, shape and content in response to numerous cues. These dynamics are controlled by multiple aspects of peroxisome biogenesis that are coordinately regulated with each other and with other cellular processes. Ongoing studies are deciphering the diverse molecular mechanisms that underlie biogenesis and how they cooperate to dynamically control peroxisome utility. These important challenges should lead to an understanding of peroxisome dynamics that can be capitalized upon for bioengineering and the development of therapies to improve human health.
• Molecular Mechanisms of System Responses to Novel Stimuli Are Predictable from Public Data Nucleic Acids Research. Feb, 2014  |   Pubmed ID: 24185701 Systems scale models provide the foundation for an effective iterative cycle between hypothesis generation, experiment and model refinement. Such models also enable predictions facilitating the understanding of biological complexity and the control of biological systems. Here, we demonstrate the reconstruction of a globally predictive gene regulatory model from public data: a model that can drive rational experiment design and reveal new regulatory mechanisms underlying responses to novel environments. Specifically, using ∼ 1500 publically available genome-wide transcriptome data sets from Saccharomyces cerevisiae, we have reconstructed an environment and gene regulatory influence network that accurately predicts regulatory mechanisms and gene expression changes on exposure of cells to completely novel environments. Focusing on transcriptional networks that induce peroxisomes biogenesis, the model-guided experiments allow us to expand a core regulatory network to include novel transcriptional influences and linkage across signaling and transcription. Thus, the approach and model provides a multi-scalar picture of gene dynamics and are powerful resources for exploiting extant data to rationally guide experimentation. The techniques outlined here are generally applicable to any biological system, which is especially important when experimental systems are challenging and samples are difficult and expensive to obtain-a common problem in laboratory animal and human studies.
• Pan-viral Specificity of IFN-induced Genes Reveals New Roles for CGAS in Innate Immunity Nature. Jan, 2014  |   Pubmed ID: 24284630 The type I interferon (IFN) response protects cells from viral infection by inducing hundreds of interferon-stimulated genes (ISGs), some of which encode direct antiviral effectors. Recent screening studies have begun to catalogue ISGs with antiviral activity against several RNA and DNA viruses. However, antiviral ISG specificity across multiple distinct classes of viruses remains largely unexplored. Here we used an ectopic expression assay to screen a library of more than 350 human ISGs for effects on 14 viruses representing 7 families and 11 genera. We show that 47 genes inhibit one or more viruses, and 25 genes enhance virus infectivity. Comparative analysis reveals that the screened ISGs target positive-sense single-stranded RNA viruses more effectively than negative-sense single-stranded RNA viruses. Gene clustering highlights the cytosolic DNA sensor cyclic GMP-AMP synthase (cGAS, also known as MB21D1) as a gene whose expression also broadly inhibits several RNA viruses. In vitro, lentiviral delivery of enzymatically active cGAS triggers a STING-dependent, IRF3-mediated antiviral program that functions independently of canonical IFN/STAT1 signalling. In vivo, genetic ablation of murine cGAS reveals its requirement in the antiviral response to two DNA viruses, and an unappreciated contribution to the innate control of an RNA virus. These studies uncover new paradigms for the preferential specificity of IFN-mediated antiviral pathways spanning several virus families.
• Nuclear Pore Complex Evolution: a Trypanosome Mlp Analogue Functions in Chromosomal Segregation but Lacks Transcriptional Barrier Activity Molecular Biology of the Cell. May, 2014  |   Pubmed ID: 24600046 The nuclear pore complex (NPC) has dual roles in nucleocytoplasmic transport and chromatin organization. In many eukaryotes the coiled-coil Mlp/Tpr proteins of the NPC nuclear basket have specific functions in interactions with chromatin and defining specialized regions of active transcription, whereas Mlp2 associates with the mitotic spindle/NPC in a cell cycle-dependent manner. We previously identified two putative Mlp-related proteins in African trypanosomes, TbNup110 and TbNup92, the latter of which associates with the spindle. We now provide evidence for independent ancestry for TbNup92/TbNup110 and Mlp/Tpr proteins. However, TbNup92 is required for correct chromosome segregation, with knockout cells exhibiting microaneuploidy and lowered fidelity of telomere segregation. Further, TbNup92 is intimately associated with the mitotic spindle and spindle anchor site but apparently has minimal roles in control of gene transcription, indicating that TbNup92 lacks major barrier activity. TbNup92 therefore acts as a functional analogue of Mlp/Tpr proteins, and, together with the lamina analogue NUP-1, represents a cohort of novel proteins operating at the nuclear periphery of trypanosomes, uncovering complex evolutionary trajectories for the NPC and nuclear lamina.
• An Evolutionarily Conserved RNase-based Mechanism for Repression of Transcriptional Positive Autoregulation Molecular Microbiology. Apr, 2014  |   Pubmed ID: 24612392 It is known that environmental context influences the degree of regulation at the transcriptional and post-transcriptional levels. However, the principles governing the differential usage and interplay of regulation at these two levels are not clear. Here, we show that the integration of transcriptional and post-transcriptional regulatory mechanisms in a characteristic network motif drives efficient environment-dependent state transitions. Through phenotypic screening, systems analysis, and rigorous experimental validation, we discovered an RNase (VNG2099C) in Halobacterium salinarum that is transcriptionally co-regulated with genes of the aerobic physiologic state but acts on transcripts of the anaerobic state. Through modelling and experimentation we show that this arrangement generates an efficient state-transition switch, within which RNase-repression of a transcriptional positive autoregulation (RPAR) loop is critical for shutting down ATP-consuming active potassium uptake to conserve energy required for salinity adaptation under aerobic, high potassium, or dark conditions. Subsequently, we discovered that many Escherichia coli operons with energy-associated functions are also putatively controlled by RPAR indicating that this network motif may have evolved independently in phylogenetically distant organisms. Thus, our data suggest that interplay of transcriptional and post-transcriptional regulation in the RPAR motif is a generalized principle for efficient environment-dependent state transitions across prokaryotes.
• The Multifunctional Nuclear Pore Complex: a Platform for Controlling Gene Expression Current Opinion in Cell Biology. Jun, 2014  |   Pubmed ID: 24657998 In addition to their established roles in nucleocytoplasmic transport, the intimate association of nuclear pore complexes (NPCs) with chromatin has long led to speculation that these structures influence peripheral chromatin structure and regulate gene expression. These ideas have their roots in morphological observations, however recent years have seen the identification of physical interactions between NPCs, chromatin, and the transcriptional machinery. Key insights into the molecular functions of specific NPC proteins have uncovered roles for these proteins in transcriptional activation and elongation, mRNA processing, as well as chromatin structure and localization. Here, we review recent studies that provide further molecular detail on the role of specific NPC components as distinct platforms for these chromatin dependent processes.
• Quantitative Proteomic Analysis of Host-virus Interactions Reveals a Role for Golgi Brefeldin A Resistance Factor 1 (GBF1) in Dengue Infection Molecular & Cellular Proteomics : MCP. Nov, 2014  |   Pubmed ID: 24855065 Dengue virus is considered to be the most important mosquito-borne virus worldwide and poses formidable economic and health care burdens on many tropical and subtropical countries. Dengue infection induces drastic rearrangement of host endoplasmic reticulum membranes into complex membranous structures housing replication complexes; the contribution(s) of host proteins and pathways to this process is poorly understood but is likely to be mediated by protein-protein interactions. We have developed an approach for obtaining high confidence protein-protein interaction data by employing affinity tags and quantitative proteomics, in the context of viral infection, followed by robust statistical analysis. Using this approach, we identified high confidence interactors of NS5, the viral polymerase, and NS3, the helicase/protease. Quantitative proteomics allowed us to exclude a large number of presumably nonspecific interactors from our data sets and imparted a high level of confidence to our resulting data sets. We identified 53 host proteins reproducibly associated with NS5 and 41 with NS3, with 13 of these candidates present in both data sets. The host factors identified have diverse functions, including retrograde Golgi-to-endoplasmic reticulum transport, biosynthesis of long-chain fatty-acyl-coenzyme As, and in the unfolded protein response. We selected GBF1, a guanine nucleotide exchange factor responsible for ARF activation, from the NS5 data set for follow up and functional validation. We show that GBF1 plays a critical role early in dengue infection that is independent of its role in the maintenance of Golgi structure. Importantly, the approach described here can be applied to virtually any organism/system as a tool for better understanding its molecular interactions.
• Predicting Antidisease Immunity Using Proteome Arrays and Sera from Children Naturally Exposed to Malaria Molecular & Cellular Proteomics : MCP. Oct, 2014  |   Pubmed ID: 25023128 Malaria remains one of the most prevalent and lethal human infectious diseases worldwide. A comprehensive characterization of antibody responses to blood stage malaria is essential to support the development of future vaccines, sero-diagnostic tests, and sero-surveillance methods. We constructed a proteome array containing 4441 recombinant proteins expressed by the blood stages of the two most common human malaria parasites, P. falciparum (Pf) and P. vivax (Pv), and used this array to screen sera of Papua New Guinea children infected with Pf, Pv, or both (Pf/Pv) that were either symptomatic (febrile), or asymptomatic but had parasitemia detectable via microscopy or PCR. We hypothesized that asymptomatic children would develop antigen-specific antibody profiles associated with antidisease immunity, as compared with symptomatic children. The sera from these children recognized hundreds of the arrayed recombinant Pf and Pv proteins. In general, responses in asymptomatic children were highest in those with high parasitemia, suggesting that antibody levels are associated with parasite burden. In contrast, symptomatic children carried fewer antibodies than asymptomatic children with infections detectable by microscopy, particularly in Pv and Pf/Pv groups, suggesting that antibody production may be impaired during symptomatic infections. We used machine-learning algorithms to investigate the relationship between antibody responses and symptoms, and we identified antibody responses to sets of Plasmodium proteins that could predict clinical status of the donors. Several of these antibody responses were identified by multiple comparisons, including those against members of the serine enriched repeat antigen family and merozoite protein 4. Interestingly, both P. falciparum serine enriched repeat antigen-5 and merozoite protein 4 have been previously investigated for use in vaccines. This machine learning approach, never previously applied to proteome arrays, can be used to generate a list of potential seroprotective and/or diagnostic antigens candidates that can be further evaluated in longitudinal studies.
• Systems Cell Biology The Journal of Cell Biology. Sep, 2014  |   Pubmed ID: 25225336 Systems cell biology melds high-throughput experimentation with quantitative analysis and modeling to understand many critical processes that contribute to cellular organization and dynamics. Recently, there have been several advances in technology and in the application of modeling approaches that enable the exploration of the dynamic properties of cells. Merging technology and computation offers an opportunity to objectively address unsolved cellular mechanisms, and has revealed emergent properties and helped to gain a more comprehensive and fundamental understanding of cell biology.
• Bicluster Sampled Coherence Metric (BSCM) Provides an Accurate Environmental Context for Phenotype Predictions BMC Systems Biology. 2015  |   Pubmed ID: 25881257 Biclustering is a popular method for identifying under which experimental conditions biological signatures are co-expressed. However, the general biclustering problem is NP-hard, offering room to focus algorithms on specific biological tasks. We hypothesize that conditional co-regulation of genes is a key factor in determining cell phenotype and that accurately segregating conditions in biclusters will improve such predictions. Thus, we developed a bicluster sampled coherence metric (BSCM) for determining which conditions and signals should be included in a bicluster.
• Rapid, Optimized Interactomic Screening Nature Methods. Jun, 2015  |   Pubmed ID: 25938370 We must reliably map the interactomes of cellular macromolecular complexes in order to fully explore and understand biological systems. However, there are no methods to accurately predict how to capture a given macromolecular complex with its physiological binding partners. Here, we present a screening method that comprehensively explores the parameters affecting the stability of interactions in affinity-captured complexes, enabling the discovery of physiological binding partners in unparalleled detail. We have implemented this screen on several macromolecular complexes from a variety of organisms, revealing novel profiles for even well-studied proteins. Our approach is robust, economical and automatable, providing inroads to the rigorous, systematic dissection of cellular interactomes.
• Signaling Dynamics and Peroxisomes Current Opinion in Cell Biology. Aug, 2015  |   Pubmed ID: 26042681 Peroxisomes are remarkably responsive organelles. Their composition, abundance and even their mechanism of biogenesis are influenced strongly by cell type and the environment. This plasticity underlies peroxisomal functions in metabolism and the detoxification of dangerous reactive oxygen species. However, peroxisomes are integrated into the cellular system as a whole such that they communicate intimately with other organelles, control signaling dynamics as in the case of innate immune responses to infectious disease, and contribute to processes as fundamental as longevity. The increasing evidence for peroxisomes having roles in various cellular and organismal functions, combined with their malleability, suggests complex mechanisms operate to control cellular dynamics and the specificity of cellular responses and functions extending well beyond the peroxisome itself. A deeper understanding of the functions of peroxisomes and the mechanisms that control their plasticity could offer opportunities for exploiting changes in peroxisome abundance to control cellular function.
• Corrigendum: Pan-viral Specificity of IFN-induced Genes Reveals New Roles for CGAS in Innate Immunity Nature. Sep, 2015  |   Pubmed ID: 26153856
• The Interactome Challenge The Journal of Cell Biology. Nov, 2015  |   Pubmed ID: 26572620 The properties of living cells are mediated by a huge number of ever-changing interactions of their component macromolecules forming living machines; collectively, these are termed the interactome. Pathogenic alterations in interactomes mechanistically underlie diseases. Therefore, there exists an essential need for much better tools to reveal and dissect interactomes. This need is only now beginning to be met.
• Systematic Analysis of Yeast Proteome Reveals Peptide Detectability Factors for Mass Spectrometry Journal of Proteomics & Bioinformatics. 2015  |   Pubmed ID: 26962293 Here we used a data-independent acquisition (DIA) method, Precursor Acquisition Independent from Ion Count (PAcIFIC), to systematically profile the S. cerevisiae proteome. Direct PAcIFIC analysis of a yeast whole cell lysate (WCL) yielded 90% reproducibility between replicates and detected approximately 2000 proteins. When combined with sub-cellular fractionation, reproducibility was equally high and the number of detected yeast proteins approached 5000. As noted previously, this unbiased DIA approach identified so-called "orphan" peptides that could only be detected by tandem mass spectra because there was no detectable precursor ion. Using this unique dataset we examined features associated with peptide detectability and demonstrated that orphans were more likely to arise from low copy number proteins than proteins with median or high copy number. Finally, an investigation into why some orphans also arose from high copy number proteins found that, aside from protein copy number, there was a bias toward physiochemical factors associated with regions flanking the proteolytic cleavage sites of orphan peptides. This suggested that those orphan peptides originating from high abundance proteins were likely the result of inefficient protease release, which has implications for quantitative bottom-up proteomics.
• Peroxins Pex30 and Pex29 Dynamically Associate with Reticulons to Regulate Peroxisome Biogenesis from the Endoplasmic Reticulum The Journal of Biological Chemistry. Jul, 2016  |   Pubmed ID: 27129769 Peroxisome proliferation occurs by at least two routes, division of existing peroxisomes and de novo biogenesis from the endoplasmic reticulum (ER). The proteins and molecular mechanisms governing peroxisome emergence from the ER are poorly characterized. In this study, we report that two integral membrane peroxins (proteins required for peroxisome biogenesis) in Saccharomyces cerevisiae, Pex29 and Pex30, reside in distinct regions of the ER and associate with Rtn1 and Yop1, reticulon family members that contribute to ER morphology, to govern peroxisome emergence from the ER. In vivo and in vitro analyses reveal that peroxisome proliferation is therefore not restricted to the peroxisome but begins at the level of the ER.
• Severe Adult Malaria is Associated with Specific PfEMP1 Adhesion Types and High Parasite Biomass Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Jun, 2016  |   Pubmed ID: 27185931 The interplay between cellular and molecular determinants that lead to severe malaria in adults is unexplored. Here, we analyzed parasite virulence factors in an infected adult population in India and investigated whether severe malaria isolates impair endothelial protein C receptor (EPCR), a protein involved in coagulation and endothelial barrier permeability. Severe malaria isolates overexpressed specific members of the Plasmodium falciparum var gene/PfEMP1 (P. falciparum erythrocyte membrane protein 1) family that bind EPCR, including DC8 var genes that have previously been linked to severe pediatric malaria. Machine learning analysis revealed that DC6- and DC8-encoding var transcripts in combination with high parasite biomass were the strongest indicators of patient hospitalization and disease severity. We found that DC8 CIDRα1 domains from severe malaria isolates had substantial differences in EPCR binding affinity and blockade activity for its ligand activated protein C. Additionally, even a low level of inhibition exhibited by domains from two cerebral malaria isolates was sufficient to interfere with activated protein C-barrier protective activities in human brain endothelial cells. Our findings demonstrate an interplay between parasite biomass and specific PfEMP1 adhesion types in the development of adult severe malaria, and indicate that low impairment of EPCR function may contribute to parasite virulence.
• Human SRMAtlas: A Resource of Targeted Assays to Quantify the Complete Human Proteome Cell. Jul, 2016  |   Pubmed ID: 27453469 The ability to reliably and reproducibly measure any protein of the human proteome in any tissue or cell type would be transformative for understanding systems-level properties as well as specific pathways in physiology and disease. Here, we describe the generation and verification of a compendium of highly specific assays that enable quantification of 99.7% of the 20,277 annotated human proteins by the widely accessible, sensitive, and robust targeted mass spectrometric method selected reaction monitoring, SRM. This human SRMAtlas provides definitive coordinates that conclusively identify the respective peptide in biological samples. We report data on 166,174 proteotypic peptides providing multiple, independent assays to quantify any human protein and numerous spliced variants, non-synonymous mutations, and post-translational modifications. The data are freely accessible as a resource at http://www.srmatlas.org/, and we demonstrate its utility by examining the network response to inhibition of cholesterol synthesis in liver cells and to docetaxel in prostate cancer lines.
• Co-dependence Between Trypanosome Nuclear Lamina Components in Nuclear Stability and Control of Gene Expression Nucleic Acids Research. Sep, 2016  |   Pubmed ID: 27625397 The nuclear lamina is a filamentous structure subtending the nuclear envelope and required for chromatin organization, transcriptional regulation and maintaining nuclear structure. The trypanosomatid coiled-coil NUP-1 protein is a lamina component functionally analogous to lamins, the major lamina proteins of metazoa. There is little evidence for shared ancestry, suggesting the presence of a distinct lamina system in trypanosomes. To find additional trypanosomatid lamina components we identified NUP-1 interacting proteins by affinity capture and mass-spectrometry. Multiple components of the nuclear pore complex (NPC) and a second coiled-coil protein, which we termed NUP-2, were found. NUP-2 has a punctate distribution at the nuclear periphery throughout the cell cycle and is in close proximity to NUP-1, the NPCs and telomeric chromosomal regions. RNAi-mediated silencing of NUP-2 leads to severe proliferation defects, gross alterations to nuclear structure, chromosomal organization and nuclear envelope architecture. Further, transcription is altered at telomere-proximal variant surface glycoprotein (VSG) expression sites (ESs), suggesting a role in controlling ES expression, although NUP-2 silencing does not increase VSG switching. Transcriptome analysis suggests specific alterations to Pol I-dependent transcription. NUP-1 is mislocalized in NUP-2 knockdown cells and vice versa, implying that NUP-1 and NUP-2 form a co-dependent network and identifying NUP-2 as a second trypanosomatid nuclear lamina component.
• One-Cell Doubling Evaluation by Living Arrays of Yeast, ODELAY! G3 (Bethesda, Md.). Jan, 2017  |   Pubmed ID: 27856698 Cell growth is a complex phenotype widely used in systems biology to gauge the impact of genetic and environmental perturbations. Due to the magnitude of genome-wide studies, resolution is often sacrificed in favor of throughput, creating a demand for scalable, time-resolved, quantitative methods of growth assessment. We present ODELAY (One-cell Doubling Evaluation by Living Arrays of Yeast), an automated and scalable growth analysis platform. High measurement density and single-cell resolution provide a powerful tool for large-scale multiparameter growth analysis based on the modeling of microcolony expansion on solid media. Pioneered in yeast but applicable to other colony forming organisms, ODELAY extracts the three key growth parameters (lag time, doubling time, and carrying capacity) that define microcolony expansion from single cells, simultaneously permitting the assessment of population heterogeneity. The utility of ODELAY is illustrated using yeast mutants, revealing a spectrum of phenotypes arising from single and combinatorial growth parameter perturbations.
• Combining Inferred Regulatory and Reconstructed Metabolic Networks Enhances Phenotype Prediction in Yeast PLoS Computational Biology. May, 2017  |   Pubmed ID: 28520713 Gene regulatory and metabolic network models have been used successfully in many organisms, but inherent differences between them make networks difficult to integrate. Probabilistic Regulation Of Metabolism (PROM) provides a partial solution, but it does not incorporate network inference and underperforms in eukaryotes. We present an Integrated Deduced And Metabolism (IDREAM) method that combines statistically inferred Environment and Gene Regulatory Influence Network (EGRIN) models with the PROM framework to create enhanced metabolic-regulatory network models. We used IDREAM to predict phenotypes and genetic interactions between transcription factors and genes encoding metabolic activities in the eukaryote, Saccharomyces cerevisiae. IDREAM models contain many fewer interactions than PROM and yet produce significantly more accurate growth predictions. IDREAM consistently outperformed PROM using any of three popular yeast metabolic models and across three experimental growth conditions. Importantly, IDREAM's enhanced accuracy makes it possible to identify subtle synthetic growth defects. With experimental validation, these novel genetic interactions involving the pyruvate dehydrogenase complex suggested a new role for fatty acid-responsive factor Oaf1 in regulating acetyl-CoA production in glucose grown cells.
• An Indicator Cell Assay for Blood-based Diagnostics PloS One. 2017  |   Pubmed ID: 28594877 We have established proof of principle for the Indicator Cell Assay Platform™ (iCAP™), a broadly applicable tool for blood-based diagnostics that uses specifically-selected, standardized cells as biosensors, relying on their innate ability to integrate and respond to diverse signals present in patients' blood. To develop an assay, indicator cells are exposed in vitro to serum from case or control subjects and their global differential response patterns are used to train reliable, disease classifiers based on a small number of features. In a feasibility study, the iCAP detected pre-symptomatic disease in a murine model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) with 94% accuracy (p-Value = 3.81E-6) and correctly identified samples from a murine Huntington's disease model as non-carriers of ALS. Beyond the mouse model, in a preliminary human disease study, the iCAP detected early stage Alzheimer's disease with 72% cross-validated accuracy (p-Value = 3.10E-3). For both assays, iCAP features were enriched for disease-related genes, supporting the assay's relevance for disease research.