Cyclic AMP metabolism and adenylate cyclase concentration in patients with advanced hepatic cirrhosis

Glucagon was tested for its effect on plasma adenosine 3′,5′-cyclic monophosphate (cyclic AMP), insulin, and glucose in healthy subjects and in patients with advanced cirrhosis of the liver. In the normal subjects, intravenous infusion of glucagon caused a significant increase in plasma cyclic AMP, glucose, and insulin. In advanced cirrhotics, plasma cyclic AMP, glucose, and insulin did not increase. Adenylate cyclase concentration was measured in liver tissue from end stage cirrhotic patients and from brain-dead organ donors whose cardiovascular function was maintained in a stable state. Basal and total adenylate cyclase concentration were not different in the two groups. Adenylate cyclase from the livers of advanced cirrhotics was, however, significantly less responsive to glucagon stimulation than was that from donor livers. Hepatocytes in advanced cirrhosis have abnormal metabolic behavior characterized by abnormal adenylate cyclase-cyclic AMP response to hormonal stimulation. © 1978

Intramuscular Lipid Metabolism, Insulin Action and Obesity

With the increasing prevalence of obesity, research has focused on the molecular mechanism(s) linking obesity and skeletal muscle insulin resistance. Metabolic alterations within muscle, such as changes in the cellular location of fatty acid transporter proteins, decreased mitochondrial enzyme activity and defects in mitochondrial morphology, likely contribute to obesity and insulin resistance. These defects are thought to play a role in the reduced skeletal muscle fatty acid oxidation (FAO) and increased intramuscular lipid (IMCL) accumulation that is apparent with obesity and other insulin resistant states, such as type 2 diabetes. Intramuscular triacylglycerol (IMTG) does not appear to be a ubiquitous marker of insulin resistance, although specific IMCL intermediates such as long-chain fatty acyl-CoAs (LCFA-CoAs), ceramide and diacylglycerol (DAG) may inhibit insulin signal transduction. In this review, we will briefly summarize the defects in skeletal muscle lipid metabolism associated with obesity, and discuss proposed mechanisms by which these defects may contribute to insulin resistance. Originally published IUBMB Life, Vol. 6, No. 1, Jan 200

Einfluss einer Anthracyclin- und Taxanbehandlung auf die immunologische Tumorabwehr unter Antikörpertherapie

Brustkrebs ist noch immer die häufigste Krebserkrankung bei Frauen. Da bei etwa einem Viertel der Patient*innen, die an Brustkrebs leiden, eine Überexpression von Her2/neu besteht, die mit einem schlechteren klinischen Outcome korreliert, rückte Her2/neu sehr schnell als Target zielgerichteter Therapien in den Fokus. Der erste dieser Anti-Her2-Antikörper, der in die Klinik Einzug hielt, war Trastuzumab. Durch die Her2-Bindung vermittelt Trastuzumab dabei neben direkten, auch indirekte immunvermittelte Effekte, die u. a. von NK-Zellen getragen werden. Denn sie können die Her2+ Zielzellen antikörperabhängig attackieren. Diese antikörperabhängige zelluläre Zytotoxizität (ADCC) wird als wesentlicher Wirkmechanismus der Trastuzumab-Therapie diskutiert. Leitliniengerecht erfolgt die Anti-Her2-Antikörpertherapie bei Patient*innen mit Her2+ Brustkrebs aber i. d. R. in Kombination mit einer (neo-)adjuvanten Chemotherapie. Um deren immunsuppressiven Effekte wissend, wäre auch eine Kompromittierung der NK-Zellen und der NK-Zell-vermittelten ADCC denkbar. Da einige konventionelle Chemotherapeutika aber entgegen der allgemeinen Annahme auch immunogen agieren, stellt sich die Frage, ob und inwieweit die kombinierten Therapien – v. a. im Hinblick auf ADCC – tatsächlich interferieren. Um dem nachzugehen, ahmten wir die (neo-)adjuvante Therapie in einem in-vitro-Kokulturmodell nach, indem wir den Anti-Her2-Antikörper (Trastuzumab) entweder mit einem Anthracyclin (Epirubicin) oder einem Taxan (Paclitaxel) kombinierten. Vorrangig untersucht wurde das in einem Anti-Her2-Antikörper-sensiblen Her2+ Tumormodell (BT-474) mit NK-Zellen der Linie NK3.3, aber auch mit cord-blood derived MNC, die polyklonale NK-Zellen enthalten. In beiden Modellen zeichnete sich – bemessen an der Induktion von Zelltod (Annexin V/FITC-Assay) – ein (mindestens tendenziell) positiver Effekt der additiven Anthracyclin (Epirubicin)- und geringer auch der Taxan (Paclitaxel)-Therapie auf die direkte und indirekte antikörperabhängige zelluläre Zytotoxizität (ADCC) der NK-Zellen ab. Der beobachtete Benefit warf die Folgefrage auf, wie v. a. Epirubicin die antikörperab- und -unabhängige NK-Zell-Zytotoxizität akzentuieren könnten: indirekt, indem sie die Her2+ Tumorzellen „sensibilisieren“ (bereits beschrieben), und/oder direkt, indem sie die NK-Zellen „konditionieren“. Nach Änderungen auf NK-Zell-Ebene fahndend, analysierten wir deren Zytokin- und Proteinprofil in Abhängigkeit der Behandlungen (intra- und extrazelluläre FACS-Analysen, Antibody-Array). Das Protein-Profiling (scioCD antibody array, Sciomics) förderte dabei die differentielle Expression einiger Proteine zu Tage, denen aber – anders als erwartet – eher eine immunregulierende (und weniger eine zytotoxische) Bedeutung zukommt. Über diese könnte die NK-Zelle mit anderen Immunzellen interagieren und nicht nur als „Killer“ agieren – eine Hypothese, die jedoch in dieser in-vitro-Studie nicht weiter verfolgt werden konnte

NSD1 mutations generate a genome-wide DNA methylation signature

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Abschlussbericht

Nachhaltiger Konsum und Kreislaufwirtschaft sind zentrale Anliegen regionaler, nationaler und europäischer Entwicklungsstrategien. Ziel des Gesamtvorhabens ist die zukunftsfähige Gestaltung von Lieferketten und Produktionsprozessen in Mitteldeutschland auf Basis regionaler, biobasierter Rohstoffe. Nach Cellulose ist Chitin das zweithäufigste Biopolymer. In der Entwicklung zukunftsfähiger Produkte wird der Rohstoff daher künftig eine relevante Rolle spielen. In Mitteldeutschland fallen bei der Produktion von Futter- und Düngemitteln – und perspektivisch auch Nahrungsmitteln – aus Insektenproteinen Chitin und Melanin als Nebenprodukte an. Diese sollen als Rohstoffe für weiterführende Wertschöpfungsketten nutzbar gemacht werden. Chitin besitzt sehr gute mechanische Eigenschaften, gleichwohl ist das Nutzungsspektrum aufgrund eingeschränkter serieller Verarbeitungsmöglichkeiten begrenzt. Chitosan, ein hauptsächlich durch Deacetylierung aus Chitin gewonnenes Derivat, ist löslich und vielseitig einsetzbar. Es wird kommerziell bisher zumeist aus Schalenresten von Garnelen und anderen Krustentieren gewonnen. Davon ausgehend zielt das Gesamtvorhaben auf die Entwicklung und Gestaltung von regionalen Lieferketten und Produktionsprozessen auf Basis biobasierter Rohstoffe ab. Die Burg Giebichenstein Kunsthochschule Halle (BURG) übernahm im Rahmen des Teilvorhabens “insectmatter – exploring & proposing for regional circulation” (InsMat-IV) einerseits eine kontextualisierende Funktion, indem sie sich analytisch mit Umweltwirkungen und Stoffkreisläufen von Chitin und Chitosan in der Region auseinandersetzt; andererseits erarbeitet sie aufbauend auf der explorativ angelegten Untersuchung, Entwicklung und Erprobung eines innovativen Materials auf Chitin/Chitosan-Basis konkrete Anwendungsfelder und Prototypen: Eine reparierbare Türklinke und mietbare Tischleuchte für die Gastronomie zeigen mögliche kreislauforientierte Wertschöpfungsmodelle durch insektenbasiertes Chitosan in der Region Mitteldeutschland. Als Bindemittel vernetzt das Biopolymer nicht nur regionale Nebenprodukte, sondern gleichzeitig beteiligte Akteure zu einer Produktions- und Verwertungsgemeinschaft. Landwirtschaft, Industrie und Gestaltung ermöglichen so zukunftsfähige Alltagsprodukte, die in dieser Gemeinschaft zirkulieren können. Das Vorhaben zeigt auf, wie Gestaltung zum Bindeglied einer ökologisch, sozial und infrastrukturell zukunftsfähigen Produktionskultur wird

Objective sequence-based subfamily classifications of mouse homeodomains reflect their in vitro DNA-binding preferences

Classifying proteins into subgroups with similar molecular function on the basis of sequence is an important step in deriving reliable functional annotations computationally. So far, however, available classification procedures have been evaluated against protein subgroups that are defined by experts using mainly qualitative descriptions of molecular function. Recently, in vitro DNA-binding preferences to all possible 8-nt DNA sequences have been measured for 178 mouse homeodomains using protein-binding microarrays, offering the unprecedented opportunity of evaluating the classification methods against quantitative measures of molecular function. To this end, we automatically derive homeodomain subtypes from the DNA-binding data and independently group the same domains using sequence information alone. We test five sequence-based methods, which use different sequence-similarity measures and algorithms to group sequences. Results show that methods that optimize the classification robustness reflect well the detailed functional specificity revealed by the experimental data. In some of these classifications, 73–83% of the subfamilies exactly correspond to, or are completely contained in, the function-based subtypes. Our findings demonstrate that certain sequence-based classifications are capable of yielding very specific molecular function annotations. The availability of quantitative descriptions of molecular function, such as DNA-binding data, will be a key factor in exploiting this potential in the future.Canadian Institutes of Health Research (MOP#82940)Sickkids FoundationOntario Research FundNational Science Foundation (U.S.)National Human Genome Research Institute (U.S.) (R01 HG003985

Swimming Upstream: Identifying Proteomic Signals that Drive Transcriptional Changes using the Interactome and Multiple “-Omics” Datasets

available in PMC 2013 December 23Signaling and transcription are tightly integrated processes that underlie many cellular responses to the environment. A network of signaling events, often mediated by post-translational modification on proteins, can lead to long-term changes in cellular behavior by altering the activity of specific transcriptional regulators and consequently the expression level of their downstream targets. As many high-throughput, “-omics” methods are now available that can simultaneously measure changes in hundreds of proteins and thousands of transcripts, it should be possible to systematically reconstruct cellular responses to perturbations in order to discover previously unrecognized signaling pathways. This chapter describes a computational method for discovering such pathways that aims to compensate for the varying levels of noise present in these diverse data sources. Based on the concept of constraint optimization on networks, the method seeks to achieve two conflicting aims: (1) to link together many of the signaling proteins and differentially expressed transcripts identified in the experiments “constraints” using previously reported protein–protein and protein–DNA interactions, while (2) keeping the resulting network small and ensuring it is composed of the highest confidence interactions “optimization”. A further distinctive feature of this approach is the use of transcriptional data as evidence of upstream signaling events that drive changes in gene expression, rather than as proxies for downstream changes in the levels of the encoded proteins. We recently demonstrated that by applying this method to phosphoproteomic and transcriptional data from the pheromone response in yeast, we were able to recover functionally coherent pathways and to reveal many components of the cellular response that are not readily apparent in the original data. Here, we provide a more detailed description of the method, explore the robustness of the solution to the noise level of input data and discuss the effect of parameter values.National Cancer Institute (U.S.) ((NCI) Grant U54-CA112967)Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (Postgraduate scholarship)Massachusetts Institute of Technology (Eugene Bell Career Development Chair)National Cancer Institute (U.S.) (NCI integrative cancer biology program graduate fellowship