The cap structure, m$ sp7$GpppX (where X = any nucleotide), is present at the 5$ sp prime$ end of all eukaryotic cellular messenger RNAs (except organellar). Previous studies have demonstrated that during protein synthesis the cap structure is recognized by a $ sim$24 kDa cap binding protein (CBP), termed eukaryotic initiation factor 4E (eIF-4E). With the use of a newly developed cap-analogy affinity matrix a high molecular weight complex that contains eIF-4E was purified, termed eIF-4F. In addition to eIF-4E this CBP complex consists of eIF-4A and a 220 kDa polypeptide (p220). Using an RNA unwinding assay direct evidence was obtained indicating that eIF-4F, eIF-4A and eIF-4B functionally interrelate resulting in helicase activity. Secondary structure in the 5$ sp prime$ untranslated region of eukaryotic mRNAs inhibits translation, therefore this unwinding activity is most likely required for efficient 40S ribosomal subunit attachment to mRNA. To fascilitate the purification and biophysical characterization of eIF-4E, the yeast homolog was overexpressed in E. coli. mRNA secondary structure can also inhibit translation in trans by another mechanism. This was shown for the unique structure (TAR) at the 5$ sp prime$ end of all mRNAs from the human immunodeficiency virus-1 (HIV-1). The mechanism of translation inhibition involves the activation of the double-stranded RNA dependent kinase (dsI), which catalyzes the phosphorylation of eIF-2. This is the first demonstration of a specific naturally occurring mRNA sequence that can activate dsI. A novel translational regulatory mechanism is proposed. Finally, the cap structure is also required for efficient precursor mRNA splicing in HeLa nuclear extracts. These and other studies indicate that the cap structure plays a multifunctional role during regulation of gene expression.

Breast cancer is considered the second most commonly diagnosed type of cancer across the world. The common modes of treatment are limited by severe side-effects that hinder the efficacy of the drugs, compromise the patients' quality of life and often lead to other disorders. One of the main focuses of nanobiotechnology research is to develop novel anti-cancer drug delivery systems that improve the drug efficacy, limit harmful side effects and also allow for the delivery of developing therapeutics that are rapidly degraded in circulation, such as small interfering RNA (siRNA). Nano-carriers are helpful particularly in anti-cancer drug delivery due to the Enhanced Permeability and Retention (EPR) effect. In the current research study, we developed and investigated the use of surface modified HSA nanoparticles for the delivery of anti-cancer therapeutics in breast cancer applications. Results showed formation of modified HSA nanoparticles of sizes below 150 nm and contained a positive surface charge. The cellular uptake of the nanoparticles was higher in coated particles (average: ~70%) than uncoated particles. Furthermore, the cytotoxicity assessment of modified HSA nanoparticles suggested that empty particles are biocompatible and non-toxic to cells. Therefore, the presented PEI-enhanced and TAT-coated HSA nanoparticles form an appealing delivery system for anti-cancer therapeutics with a potential for clinical application. / Le cancer du sein est considéré comme le deuxième type de cancer le plus couramment diagnostiqué à travers le monde. La plupart des traitements sont characterisés par des effets secondaires nocifs qui limitent l'efficacité des médicaments, compromettent la qualité de vie des patients et conduisent souvent à d'autres troubles nocifs. L'un des principaux axes de recherche en nanobiotechnologie est de développer un nouveaux système de délivrance qui permet d'améliorer l'efficacité du médicament, de limiter les effets secondaires nocifs et aussi de permettre la livraison de molecules qui sont rapidement dégradées dans la circulation, tels que les petits ARN interférents (siRNA). Les nano-transporteurs sont utiles en particulier dans l'administration de médicaments anticancerigenes en raison de leur perméabilité accrue et de leur conservation (EPR). Dans l'étude de la recherche actuelle, nous avons développé et étudié l'utilisation de nanoparticules HSA à surface modifiée pour la livraison de médicaments anticancéreux dans les applications de cancer du sein. Les résultats ont montré la formation de nanoparticules HSA de tailles modifiées en dessous de 150 nm contenant une charge de surface positive. L'absorption cellulaire des nanoparticules est plus élevée dans les particules enrobées (moyenne: ~ 70%) que les particules non enrobée. Par ailleurs, l'évaluation de la cytotoxicité des nanoparticules HSA modifiées a suggéré que les particules vides sont biocompatibles et non toxiques pour les cellules. Par conséquent, les nanoparticules HSA revêtues de TAT et PEI-améliorée forment un système de prestation idéale pour les thérapies anti-cancereuses avec un potentiel d'application clinique.

Current safety assessment for novel crops, including transgenic crops, uses a targeted approach, which determines crop safeness by assessing the content of a few specific chemical components. However, microarray technology can simultaneously assess the whole transcriptome and can therefore be used to analyze target genes as well as unintended effects. In this study, we used this technique as a non-targeted approach. Gene expression data from a microarray experiment with five soybean cultivars was analyzed using bioinformatics. Two cultivars were transgenic (RoundUp®) and three were non-transgenic. We show that the variation in gene expression between transgenic and non-transgenic soybean is less than that between non-transgenic cultivars. A MySQL database coupled with CGI web interfaces was developed to store and present the results (http://thor.agrenv.mcgill.ca/cgi-bin/soy/soybean.cgi). By integrating the microarray data with gene annotations and other soybean data, a comprehensive view of differences in gene expression can be explored between cultivars. / Les méthodes actuelles d'évaluation du risque pour des cultures nouvelles, incluant les cultures transgéniques, utilisent une approche ciblée; elles évaluent le contenu en composés chimiques spécifiques. La technologie des micropuces étant maintenant disponible, il est possible d'évaluer la totalité du transcriptome. Nous avons utilisé cette technologie comme approche non-ciblée. Dans la présente étude, les données d'expériences de micropuces comparant l'expression des gènes de cinq cultivars de soja sont analysées par des méthodes bioinformatiques. Deux de ces cultivars sont des soja transgéniques RoundUp® et trois sont non-transgéniques. Nous montrons que la variation de l'expression des gènes entre soja transgéniques et non-transgéniques est moins grande qu'entre des cultivars non-transgéniques. Une base de données MySQL et une interface web CGI ont été développées pour entreposer et récupérer les données. L'intégration avec d'autres données sur le soja a rendu possible l'exploration de données génétiques globales entre cultivars en terme de fonctions biologiques.

Erythropoietin (EPO) stimulates endothelial cells to produce various factors that support the formation of erythroid cells. We identified by 2D electrophoresis/mass spectrometry one such factor as being chaperonin 10 (cpn10). Cpn10 was released in human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) medium after EPO treatment; it decreased the proliferation of the erythroleukemic K562 cells, while stimulating differentiation in the erythroid TF-1 cells and skin fibroblasts. We analyzed the early events initiated by the addition of cpn10 in K562 and TF-1 cells and found significant changes in the phosphorylation levels of glycogen synthase kinase 3 (GSK-3) and cofilin-1. Further experiments using GSK-3 inhibitors in the presence or absence of cpn10 showed an alteration in the proliferation and differentiation patterns previously observed in TF-1 cells, suggesting a possible role for GSK-3 in cell differentiation as part of the signal transduction pathway triggered by cpn10. This is the first evidence linking cpn10 to erythropoiesis. / L’érythropoïétine (EPO) stimule les cellules endothéliales à produire différents facteurs qui soutiennent la formation des érythrocytes. En effectuant une électrophorèse-2D / spectrométrie de masse, on a identifié la chapéronine10 (cpn10) comme étant un de ces facteurs. Cpn10 est secrétée par les cellules endothéliales HUVEC après un ajout d’EPO; elle diminue la prolifération des cellules érythroleucémiques K562 et elle stimule la différentiation des érythrocytes TF-1 et des fibroblastes. On a observé qu’une des actions immédiates initiées par cpn10 dans les cellules K562 et TF-1 était de changer significativement la phosphorylation de GSK-3 (glycogen synthase kinase 3) et cofilin-1. Des inhibiteurs de GSK-3 utilisés en présence de cpn10 ou seuls ont altéré le processus de prolifération et différentiation observés auparavant avec les cellules TF-1, en suggérant ainsi que GSK-3 puisse jouer un rôle dans la différentiation cellulaire déclenchée par cpn10. C’est la première fois qu’un lien est décrit entre cpn10 et l’érythropoïèse.

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Fibrillin-1 is the major backbone of extracellular matrix microfibrils throughout many tissues. Genetic mutations in fibrillin-1 can lead to Marfan syndrome (MFS), characterized by vascular, ocular and skeletal phenotypes. To investigate structural and functional disparities between fibrillin-1 polypeptide fragments harboring point mutations leading to classical and neonatal MFS, mutations were generated in recombinant expression plasmids and transfected into mammalian cells. The recombinant proteins were purified by low pressure liquid chromatography (LPLC). Proteolytic susceptibility assays, using physiological and non-physiological proteases, demonstrated that mutations resulting in neonatal MFS were more susceptible to proteolytic cleavage when compared to classical mutations and non-mutated controls. N-terminal sequencing of resulting fragments revealed cleavage sites close to the mutation sites. Circular dichroism spectroscopy revealed that the mutations did not significantly destabilize the overall structure of the mutant polypeptides compared to wild-type. This work suggests that proteolytic susceptibility of mutated fibrillin-1 correlates with the clinical severity observed for classical and neonatal MFS. / Fibrilline-1 constitue le squelette des microfibrilles de la matrice extracellulaire à travers de nombreux tissus. Des mutations génétiques dans cette protéine peuvent causer le syndrome de Marfan, qui se caractérise par des phénotypes vasculaires, oculaires, et squelettiques. Deux formes de ce syndrome existe : la forme classique et la forme néonatale. Pour examiner les différences structurelles et fonctionnelles entre les mutations faux-sens causant le syndrome de Marfan classique et celles causant la forme néonatale, des protéines recombinantes mutantes ont été générées dans des plasmides d'expression, puis transfectées dans des cellules mammaliennes, avant d'être purifiées par chromatographie en phase liquide à basse pression. L'hypersensibilité de chaque mutant à la dégradation protéolytique a été testée par des protéases. Cet essai a démontré que les mutations causant le syndrome néonatal de Marfan était plus sensible à la dégradation protéolytique que les mutations causant le syndrome classique ou que la protéine non mutée. Le séquençage de l'extrémité N-terminale des fragments protéolytiques démontra plus de sites de segmentation à proximité de la mutation. Le dichroïsme circulaire révéla que les mutations n'avaient pas affecté de façon significative la structure générale de la protéine comparée au phénotype sauvage. Cette étude suggère que l'hypersensibilité de la protéine fibrilline-1 mutante correspond à la sévérité clinique observée entre les syndromes de Marfan classique et néonatal.