Prion diseases are invariably fatal proteinaceous neurodegenerative disorders of the central nervous system. The infectious agent is the host encoded prion protein which has undergone a post-translational refolding from a predominantly alpha-helical to highly beta-sheet containing structure. The mechanism of prion-induced neurotoxicity remains elusive in large part due to the absence of a sufficiently neurotoxic cell culture assay. A modern technique for identifying previously unrecognized mediators of a biological pathway is to screen a commercially available library of gene silencing molecules targeting all known open reading frames. Synthetic gene silencing molecules, such as short hairpin RNA (shRNA), employ the endogenous gene silencing pathway to inhibit protein synthesis. To date, no publication has described the implementation of a large-scale library to screen for genetic mediators of prion neurotoxicity. This project was aimed at developing a cell culture model of acute prion neurotoxicity and screening a library of shRNA molecules in order to identify previously unrecognized gene targets essential to prion-induced neurotoxicity. Using a fragment of the prion protein (PrP106-126 peptide) to mimic prion neurotoxicity, human neuroblastoma cells transduced with a retroviral shRNA library were screened for resistance. Involvement of a subset of library identified gene targets in prion disease was assessed in vivo by quantitative real-time PCR (qPCR) analysis. Validation of the protection conferred by reducing expression of a gene target of interest was accomplished using individual lentiviral vectors expressing shRNA. Of the approximately 54,000 shRNA sequences screened, 80 different shRNA sequences recovered from neurotoxic prion peptide-resistant cells were considered to be of interest. Of these, 49 corresponding gene targets were assessed in vivo by qPCR with the majority demonstrating significant differential expression in brains of prion infected mice. Validation of the protection conferred from knockdown of two identified genes, abcb4 and ube2cbp, was completed. Knockdown of either gene imparted significant protection against prion-induced neurotoxicity, with qPCR analysis confirming significantly reduced mRNA transcript levels. Overall, the validity of the novel assay system developed has been demonstrated, and the first comprehensive list of gene candidates involved in mediating acute prion neurotoxicity has been determined.

Thesis (Ph.D.)--University of California, San Francisco, 2004. / Includes bibliographical references. Also available online.

Thesis (Ph. D.)--University of Chicago, Dept. of Molecular Genetics and Cell Biology, December 2000. / Includes bibliographical references. Also available on the Internet.

Dissertation (Ph.D.) --University of Texas Graduate School of Biomedical Sciences at San Antonio, 2008. / Vita. Includes bibliographical references.

Thesis (Ph.D.)--University of Wyoming, 2009. / Title from PDF title page (viewed on July 6, 2010). Includes bibliographical references.

No description available.

Undergraduate honors paper--Mount Holyoke College, 2008. Dept of Chemistry. / Includes bibliographical references (leaves 77-78).

Thesis (Ph. D.)--Biology, Georgia Institute of Technology, 2005. / Dr Yury Chernoff, Committee Member ; Dr Jung Choi, Committee Member ; Dr Nick Hud, Committee Member ; Dr Roger Wartell, Committee Member ; Dr Harish Radhakrishna, Committee Member. Vita. Includes bibliographical references.

La maladie de Huntington (MH) est une maladie neurodégénérative causée par la mutation du gène codant la protéine huntingtine (HTT). Cette protéine, exprimée par toutes les cellules de l'organisme, peut adopter une forme mutée qui lui confère un aspect toxique. Dans les cellules, la mHTT va s'agréger et former di érentes structures dont des agrégats, marqueurs distinctifs de la maladie, ou des brilles. Dans le cerveau, la présence de la mHTT va causer une mort neuronale dramatique entraînant, à l'échelle de l'individu, une panoplie de troubles moteurs, cognitifs et psychiatriques. Depuis plusieurs années des études tendent à démontrent que la mHTT peut se propager de cellules à cellules et corrompre la HTT non mutée tel un prion. Pour mon projet de recherche, j'ai ainsi investigué les propriétés prioniques de la mHTT sous sa forme fibrillaire particulièrement toxique. Des fibrilles synthétiques contenant la mutation pathologique ont été utilisées pour infecter des cellules en culture et des souris. De cette manière, nous avons démontré la capacité des fibrilles à se propager et à provoquer des dommages divers dans 3 types de cellules humaines. La présence des fibrilles a également induit l'agrégation de la forme non mutée de la HTT endogène, normalement présente dans les cellules. Chez la souris, ces résultats ont été confirmés suite à l'injection des fibrilles dans le cerveau des animaux. La présence des fibrilles dans le système nerveux central des souris sauvages a provoqué la manifestation de signes caractéristiques de la MH (troubles cognitifs et moteurs). De plus, une apparition de déficits moteurs et cognitifs qui s'apparentent à la maladie a été observée chez des souris R6/2, modèle transgénique de la MH, suite à l'injection des fibrilles. Les résultats de mon projet de recherche renforcent ainsi l'hypothèse prionique de la mHTT et appuient l'hypothèse que ces propriétés pourraient être impliquées dans la physiopathologie de la MH.

Les maladies à Prions sont des maladies neurodégénératives fatales, touchant l'homme et l'animal. Même si le risque de transmission de la maladie de la vache folle à l'homme semble maîtrisé, il persiste actuellement un risque de santé publique lié à la transmission iatrogène de cette forme, notamment par transfusion sanguine. Pour contrôler cette transmission, il est donc essentiel de mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires de réplication et de dissémination des Prions. Ces mécanismes de réplication se produisent à des échelles de temps et de taille difficilement accessibles expérimentalement, et ont ainsi fait l'objet de nombreuses modélisations théoriques utiles pour aider à la compréhension des mécanismes. L'objectif de cette thèse est de compléter ces modèles mathématiques, afin d'étudier plus spécifiquement les conséquences dynamiques sur la réplication des Prions, des propriétés de réplication taille-dépendante d'une part, et de l'hétérogénéité des cellules impliquées dans la réplication d'autre part. Dans un premier temps, nous avons généralisé un modèle de polymérisation nucléée pour prendre en compte un taux d'élongation des fibrilles dépendant de leur taille. Nous avons principalement déduit de cette étude que la distribution en taille des agrégats semble une donnée expérimentale très informative sur les mécanismes élémentaires de réplication, au contraire du profil cinétique d'accumulation de la PrPres peu sensibles aux propriétés de réplication taille-dépendantes. Dans un second temps, après une caractérisation expérimentale de l'hétérogénéité cellulaire de réplication, nous avons intégré le mécanisme de réplication intracellulaire à un modèle multicellulaire par automate cellulaire continu stochastique. De manière appliquée, cette étude nous a permis d'identifier des étapes du processus de culture cellulaire critiques pour l'établissement d'une infection chronique, et nous a permis de proposer plusieurs protocoles pour augmenter la sensibilité des cultures cellulaires aux infections à Prions.