It is known that septin gene encodes the filament in Saccharomyces cerevisiae and it has importants roles in bud formation and cytokinesis. Four septin genes have been cloned in S. cerevisiae and it was found in Drosophila melanogaster and mouse. In this study, we cloned the septin gene in Schizosaccahromyces pombe by use of PCR technique. The septin gene in S. pombe has an 1,143 bp open reading frame and encodes a protein of 380 amino acids with a molecular weight of 42 kd. Comparison of the predicted amano acid sequences between the septin gene in S. pombe and CDC12 gene in S. cerevisiae reveals the 51.8% of simility.
In budding yeast, septin plays as a scaffold to recruits protein components and regulates crucial cellular events including bud site selection, bud morphogenesis, Cdc28 activation pathway, and cytokinesis. Phosphorylation of Bni5 isolated as a suppressor for septin defect is essential to Swe1-dependent regulation of bud morphogenesis and mitotic entry. The mechanism by which Bni5 regulates normal septin function is not completely understood. Here, we provide evidence that Bni5 phosphorylation is important for interaction with septin component Cdc11 and for timely delocalization from septin filament at late mitosis. Phosphorylation-deficient bni5-4A was synthetically lethal with $hof1{\Delta}$. bni5-4A cells had defective structure of septin ring and connected cell morphology, indicative of defects in cytokinesis. Two-hybrid analysis revealed that bni5-4A has a defect in direct interaction with Cdc11 and Cdc12. GFP-tagged bni5-4A was normally localized at mother-bud neck of budded cells before middle of mitosis. In contrast, at large-budded telophase cells, bni5-4A-GFP was defective in localization and disappeared from the neck approximately 2 min earlier than that of wild type, as evidenced by time-lapse analysis. Therefore, earlier delocalization of bni5-4A from septin filament is consistent with phosphorylation-dependent interaction with the septin component. These results suggest that timely de localization of Bni5 by phosphorylation is important for septin function and regulation of cytokinesis.
Septin4 belong to a family of polymerizing GTP-binding proteins that are required for many cellular functions, such as membrane compartmentalization, vesicular trafficking, mitosis, and cytoskeletal remodeling. Since, Septin4 is expressed specifically in the testis, we aimed to determine the association between Septin4 gene expression with sperm quality, DNA damage, and stress oxidative level in infertile patients. The present study included 60 semen samples that grouped into three groups: normozoospermia (n=20), asthenozoospermia (n=20), astheno-teratozoospermia (n=20). Initially, semen parameters were analyzed by using the World Health Organization protocol. The mRNA expression of Septin4 in sperm was examined using reverse transcription-polymerase chain reaction. Oxidative stress markers, i.e., total antioxidant capacity, superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase, and malondialdehyde, were determined by ELISA kit. The current study showed a statistically significant highly positive correlation in Septin4 gene expression with sperm motility, normal morphology, viability, capacity, and sperm mitochondrial membrane potential (MMP). However, it showed significant negative correlation with sperm DNA fragmentation. Septin4 had a significant correlation with stress oxidative factor and antioxidant enzyme levels. In conclusion, Septin4 gene expression provides clinical useful information for the diagnosis of male infertility. It might be a marker for discrimination between fertile and infertile patients. The current study showed a statistically significant highly positive correlation in Septin4 gene expression with sperm motility, normal morphology, viability, capacity, and sperm MMP. However, it shows significant negative correlation with sperm DNA fragmentation. Septin4 had a significant correlation with stress oxidative factor and antioxidant enzyme levels.
In budding yeast, G2/M transition is tightly correlated with bud morphogenesis regulated by Swel and septin that plays as a scaffold to recruits protein components. BNI5 isolated as a suppressor for septin defect is implicated in septin organization and cytokinesis. The mechanism by which Bni5 regulates normal septin function is not completely understood. Here, we show that Bni5 phosphorylation is required for mitotic entry regulated by Swel pathway. Bni5 modification was evident from late mitosis to G1 phase, and CIP treatment in vitro of affinity-purified Bni5 removed the modification, indicative of phosphorylation on Bni5. The phosphorylation-deficient mutant of BNI5 (bni5-4A) was defective in both growth at semi-restrictive temperature and suppression of septin defect. Loss of Bni5 phosphorylation resulted in abnormal bud morphology and cell cycle delay at G2 phase, as evidenced by the formation of elongated cells with multinuclei. However, deletion of Swel completely eliminated the elongated-bud phenotypes of both bni5 deletion and bni5-4A mutants. These results suggest that the bud morphogenesis and mitotic entry are positively regulated by phosphorylation-dependent function of Bni5 which is under the control of Swel morphogenesis pathway.
Ding, Xiangming;Yu, Wenbo;Liu, Ming;Shen, Suqin;Chen, Fang;Wan, Bo;Yu, Long
BMB Reports
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v.40
no.6
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pp.973-978
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2007
Septins are a family of conserved cytoskeletal GTPase forming heteropolymeric filamentous structure in interphase cells, however, the mechanism of assembly are largely unknown. Here we described the characterization of SEPT12, sharing closest homology to SEPT3 and SEPT9. It was revealed that subcelluar localization of SEPT12 varied at interphase and mitotic phase. While SEPT12 formed filamentous structures at interphase, it was localized to the central spindle and to midbody during anaphase and cytokinesis, respectively. In addition, we found that SEPT12 can interact with SEPT6 in vitro and in vivo, and this interaction was independent of the coiled coil domain of SEPT6. Further, co-expression of SEPT12 altered the filamentous structure of SEPT6 in Hela cells. Therefore, our result showed that the interaction between different septins may affect the septin filament structure.
Ding, Xiangming;Yu, Wenbo;Liu, Ming;Shen, ShuQing;Chen, Fang;Cao, Lihuan;Wan, Bo;Yu, Long
Molecules and Cells
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v.25
no.3
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pp.385-389
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2008
Septins are a family of filament-forming GTP-binding proteins involved in a variety of cellular process such as cytokinesis, exocytosis, and membrane dynamics. Here we report the biochemical and immunocytochemical characterization of a recently identified mammalian septin, SEPT12. SEPT12 binds GTP in vitro, and a mutation (Gly56 to Asn) in the GTP-binding motif abolished binding. Immunocytochemical analysis revealed that wild-type SEPT12 formed filamentous structures when transiently expressed in Hela cells whereas $SEPT12^{G56A}$ generated large aggregates. In addition, wild-type SEPT12 failed to form filaments when coexpressed with $SEPT12^{G56A}$. We also observed that GTP-binding by SEPT12 is required for interaction with SEPT11 but not with itself.
The present study was conducted to elucidate genes involved in the primordial-primary follicular transition. By using suppression subtractive hybridization, day1- and day5-subtracted cDNA libraries were obtained with the forward and reverse subtraction method, respectively. In toto, 357 clones were sequenced and analyzed by BLAST and RIKEN program. Sequences of 330 clones significantly matched database entries while 27 clones were novel. Forty-two and 47 genes with known functions were different between day1 and day5 ovaries. Four genes, GDF8, lats2, septin2, and wee1, from the day1 subtracted cDNA library, and 6 genes, HSP84, laminin2, MATER, MTi7, PTP, and wrn, from day5-subtracted cDNA library were chosen, and their differential expression was evaluated using RNAs from whole ovaries as well as captured primordial and primary follicles by laser captured microdissection. Results from the present study would provide insight for the future study on the mechanisms involved in primordial-primary follicle transition in the mouse in addition to the human ovary.
Satellite cells are skeletal muscle progenitor/stem cells that reside between the basal lamina and plasma membranes of skeletal fibers in vivo. These cells can give rise to both myogenic and adipogenic cells. Given the possible role for differentiation of satellite cells into adipocytes in marbling and in some pathological disorders like sarcopenia, knowledge of the proteins involved in such process remains obscure. Using two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis coupled with mass spectrometry, we investigated the proteins that are differentially expressed during adipogenic differentiation of satellite cells from bovine longissimus muscle. Our proteome mapping strategy to identify the differentially expressed intracellular proteins during adipogenic differentiation revealed a total of 25 different proteins. The proteins up-regulated during adipogenic differentiation of satellite cells like Cathepsin H precursor, Retinal dehydrogenase 1, Enoyl-CoA hydratase, Ubiquinol-cytochrome-c reductase, T-complex protein 1 subunit beta and ATP synthase D chain were found to be associated with lipid metabolism. The down-regulated proteins like LIM protein, annexin proteins, cofilin-1, Rho GDP-dissociation inhibitor 1 and septin-2, identified in the present study were found to be associated with myogenesis. These results clearly demonstrate that the adipogenic conversion of muscle satellite cells is associated with the up-regulated and down-regulated proteins involved in adipogenesis and myogenesis respectively.
One of the domesticated species; the dog has been selectively bred for various aims by human. The dog has many breeds, which are artificially selected for specific behaviors and morphologies. Dogs contribute their life to human as working dogs for guide, rescue, detection or etc. Working dogs requires good personality, such as gentleness, robustness and patience for performing their special duty. Many studies have concentrated on finding genetic marker for selecting the high-quality working dog. In this study, we confirmed quantitative expression patterns of eight genes (ABAT; 4-Aminobutyrate Aminotransferase, PLCB1; Phospholipase C, Beta 1, SLC10A4; Solute Carrier Family 10, Member 4, WNT1; Wingless-Type MMTV Integration Site Family, Member 1, BARX2; BarH-Like Homeobox 2, NEUROD6; Neuronal Differentiation 6, SEPT9; Septin 9 and TBR1; T-Box, Brain, 1) among brains tissues from four dog breeds (Beagle, Sapsaree, Shepherd and Jindo), because these genes were expressed and have functions in brain mostly. Specially, BARX2, SEPT9, SLC10A4, TBR1 and WNT1 genes were highly expressed in Beagle and Jindo, and Sapsaree and German Shepherd were vice versa. The biological significance of total genes was estimated by database for annotation, visualization and integrated discovery (DAVID) to determine a different gene ontology (GO) class. In these analyses, we suppose to these eight genes could provide influential information for brain development, and intelligence of organisms. Taken together, these results could provide clues to discover biomarker related to functional traits in brain, and beneficial for selecting superior working dogs.
Hydrazinocurcumin (HC), a synthetic derivative of curcumin, has been reported to inhibit angiogenesis via unknown mechanisms. Understanding the molecular mechanisms of the drug's action is important for the development of improved compounds with better pharmacological properties. A genome-wide drug-induced haploinsufficiency screening of fission yeast gene deletion mutants has been applied to identify drug targets of HC. As a first step, the 50% inhibition concentration $(IC_{50})$ of HC was determined to be $2.2{\mu}M$. The initial screening of 4,158 mutants in 384-well plates using robotics was performed at concentrations of 2, 3, and $4{\mu}M$. A second screening was performed to detect sensitivity to HC on the plates. The first screening revealed 178 candidates, and the second screening resulted in 13 candidates, following the elimination of 165 false positives. Final filtering of the condition-dependent haploinsufficient genes gave eight target genes. Analysis of the specific targets of HC has shown that they are related to septum formation and the general transcription processes, which may be related to histone acetyltransferase. The target mutants showed 65% growth inhibition in response to HC compared with wild-type controls, as shown by liquid culture assay.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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