2023
Catara, Giuliana; Caggiano, Rocco; Palazzo, Luca
The DarT/DarG Toxin–Antitoxin ADP-Ribosylation System as a Novel Target for a Rational Design of Innovative Antimicrobial Strategies Journal Article
In: Pathogens, vol. 12, no 2, 2023, ISSN: 2076-0817.
Abstract | Links | BibTeX | Tag:
@article{Catara2023,
title = {The DarT/DarG Toxin–Antitoxin ADP-Ribosylation System as a Novel Target for a Rational Design of Innovative Antimicrobial Strategies},
author = {Giuliana Catara and Rocco Caggiano and Luca Palazzo},
doi = {10.3390/pathogens12020240},
issn = {2076-0817},
year = {2023},
date = {2023-02-00},
urldate = {2023-02-00},
journal = {Pathogens},
volume = {12},
number = {2},
publisher = {MDPI AG},
abstract = {The chemical modification of cellular macromolecules by the transfer of ADP-ribose unit(s), known as ADP-ribosylation, is an ancient homeostatic and stress response control system. Highly conserved across the evolution, ADP-ribosyltransferases and ADP-ribosylhydrolases control ADP-ribosylation signalling and cellular responses. In addition to proteins, both prokaryotic and eukaryotic transferases can covalently link ADP-ribosylation to different conformations of nucleic acids, thus highlighting the evolutionary conservation of archaic stress response mechanisms. Here, we report several structural and functional aspects of DNA ADP-ribosylation modification controlled by the prototype DarT and DarG pair, which show ADP-ribosyltransferase and hydrolase activity, respectively. DarT/DarG is a toxin–antitoxin system conserved in many bacterial pathogens, for example in Mycobacterium tuberculosis, which regulates two clinically important processes for human health, namely, growth control and the anti-phage response. The chemical modulation of the DarT/DarG system by selective inhibitors may thus represent an exciting strategy to tackle resistance to current antimicrobial therapies.},
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pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Pascale, Sabrina De; Troise, Antonio Dario; Petriccione, Milena; Nunziata, Angelina; Cice, Danilo; Magri, Anna; Salzano, Anna Maria; Scaloni, Andrea
Investigating phenotypic relationships in persimmon accessions through integrated proteomic and metabolomic analysis of corresponding fruits Journal Article
In: Front. Plant Sci., vol. 14, 2023, ISSN: 1664-462X.
Abstract | Links | BibTeX | Tag:
@article{DePascale2023,
title = {Investigating phenotypic relationships in persimmon accessions through integrated proteomic and metabolomic analysis of corresponding fruits},
author = {Sabrina De Pascale and Antonio Dario Troise and Milena Petriccione and Angelina Nunziata and Danilo Cice and Anna Magri and Anna Maria Salzano and Andrea Scaloni},
doi = {10.3389/fpls.2023.1093074},
issn = {1664-462X},
year = {2023},
date = {2023-01-30},
urldate = {2023-01-30},
journal = {Front. Plant Sci.},
volume = {14},
publisher = {Frontiers Media SA},
abstract = {Together with phenological and genomic approaches, gel-based and label-free proteomic as well metabolomic procedures were separately applied to plants to highlight differences between ecotypes, to estimate genetic variability within/between organism populations, or to characterize specific mutants/genetically modified lines at metabolic level. To investigate the possible use of tandem mass tag (TMT)-based quantitative proteomics in the above-mentioned contexts and based on the absence of combined proteo-metabolomic studies on<jats:italic>Diospyros kaki</jats:italic>cultivars, we here applied integrated proteomic and metabolomic approaches to fruits from Italian persimmon ecotypes with the aim to characterize plant phenotypic diversity at molecular level. We identified 2255 proteins in fruits, assigning 102 differentially represented components between cultivars, including some related to pomological, nutritional and allergenic characteristics. Thirty-three polyphenols were also identified and quantified, which belong to hydroxybenzoic acid, flavanol, hydroxycinnamic acid, flavonol, flavanone and dihydrochalcone sub-classes. Heat-map representation of quantitative proteomic and metabolomic results highlighted compound representation differences in various accessions, whose elaboration through Euclidean distance functions and other linkage methods defined dendrograms establishing phenotypic relationships between cultivars. Principal component analysis of proteomic and metabolomic data provided clear information on phenotypic differences/similarities between persimmon accessions. Coherent cultivar association results were observed between proteomic and metabolomic data, emphasizing the utility of integrating combined<jats:italic>omic</jats:italic>approaches to identify and validate phenotypic relationships between ecotypes, and to estimate corresponding variability and distance. Accordingly, this study describes an original, combined approach to outline phenotypic signatures in persimmon cultivars, which may be used for a further characterization of other ecotypes of the same species and an improved description of nutritional characteristics of corresponding fruits.
Il ruolo delle proteine nel regolare la sintesi di metaboliti secondari e marker qualitativi è stato studiato in quattro cultivar tipiche del territorio campano rivelando come le basi molecolari dell’espressione di enzimi si estendono alla biosintesi di polifenoli.},
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pubstate = {published},
tppubtype = {article}
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Il ruolo delle proteine nel regolare la sintesi di metaboliti secondari e marker qualitativi è stato studiato in quattro cultivar tipiche del territorio campano rivelando come le basi molecolari dell’espressione di enzimi si estendono alla biosintesi di polifenoli.
Chelucci, Elisa; Chiellini, Carolina; Cavallero, Andrea; Gabriele, Morena
Bio-Functional Activities of Tuscan Bee Pollen Journal Article
In: Antioxidants, vol. 12, no 1, 2023, ISSN: 2076-3921.
Abstract | Links | BibTeX | Tag:
@article{Chelucci2023,
title = {Bio-Functional Activities of Tuscan Bee Pollen},
author = {Elisa Chelucci and Carolina Chiellini and Andrea Cavallero and Morena Gabriele},
doi = {10.3390/antiox12010115},
issn = {2076-3921},
year = {2023},
date = {2023-01-00},
urldate = {2023-01-00},
journal = {Antioxidants},
volume = {12},
number = {1},
publisher = {MDPI AG},
abstract = {Bee pollen represents one of the most complete natural foods playing an important role in the diet for its health qualities and therapeutic properties. This work aimed to characterize a Tuscan bee pollen by evaluating its phytochemical profile and the in vitro and ex vivo antioxidant activities. The isolation and taxonomic and functional characterization of yeasts in the sample has been also conducted. Finally, the pollen anti-inflammatory potential has been assessed on a TNFα-inflamed human colorectal adenocarcinoma cell line (HT-29). Our results highlighted a good phytochemical composition in terms of polyphenols, flavonoids, flavonols, monomeric anthocyanins, and carotenoids. In addition, we detected good antioxidant activity and radical scavenging capacity by in vitro and ex vivo assays, as well as good antioxidant activity by isolated yeasts. Data showed no cytotoxic effects of bee pollen extracts, with average viability values >80% at each tested dose. Moreover, TNFα treatment did not affect HT-29 viability while upregulating IL-8, COX-2, and ICAM-1 gene expression, otherwise reduced by both doses of bee pollen. In conclusion, our sample represents an interesting functional food and a potential probiotic product, having high phytochemical compound levels and good antioxidant activities, as well as anti-inflammatory effects on the TNFα-inflamed HT-29 cell line.
Il polline d'api rappresenta uno degli alimenti naturali più completi, svolgendo un ruolo importante nella dieta per le sue qualità e proprietà terapeutiche. Questo lavoro ha caratterizzato un polline d'api toscano valutandone il profilo fitochimico, le attività antiossidanti in vitro ed ex vivo, e il potenziale antinfiammatorio su una linea cellulare di adenocarcinoma di colon umano (HT-29) infiammata. Inoltre, sono stati isolati e caratterizzati da un punto di vista tassonomico e funzionale i lieviti presenti nel campione. I nostri risultati hanno evidenziato una buona composizione fitochimica in termini di polifenoli, flavonoidi, flavonoli, antocianine monomeriche e carotenoidi. Inoltre, abbiamo rilevato una buona attività di scavenger dei radicali sia mediante saggi in vitro che ex vivo, nonché una buona attività antiossidante dei lieviti isolati. Inoltre, il pre-trattamento con il polline d’api ha protetto le cellule intestinali dall’insulto infiammatorio, riducendo l’espressione di marker infiammatori (IL-8, COX-2 e ICAM-1). In conclusione, il nostro campione rappresenta un interessante alimento funzionale e un potenziale prodotto probiotico, con alti livelli di composti fitochimici e buone attività antiossidanti e antinfiammatori.},
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tppubtype = {article}
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Il polline d'api rappresenta uno degli alimenti naturali più completi, svolgendo un ruolo importante nella dieta per le sue qualità e proprietà terapeutiche. Questo lavoro ha caratterizzato un polline d'api toscano valutandone il profilo fitochimico, le attività antiossidanti in vitro ed ex vivo, e il potenziale antinfiammatorio su una linea cellulare di adenocarcinoma di colon umano (HT-29) infiammata. Inoltre, sono stati isolati e caratterizzati da un punto di vista tassonomico e funzionale i lieviti presenti nel campione. I nostri risultati hanno evidenziato una buona composizione fitochimica in termini di polifenoli, flavonoidi, flavonoli, antocianine monomeriche e carotenoidi. Inoltre, abbiamo rilevato una buona attività di scavenger dei radicali sia mediante saggi in vitro che ex vivo, nonché una buona attività antiossidante dei lieviti isolati. Inoltre, il pre-trattamento con il polline d’api ha protetto le cellule intestinali dall’insulto infiammatorio, riducendo l’espressione di marker infiammatori (IL-8, COX-2 e ICAM-1). In conclusione, il nostro campione rappresenta un interessante alimento funzionale e un potenziale prodotto probiotico, con alti livelli di composti fitochimici e buone attività antiossidanti e antinfiammatori.
D’Ambrosio, Chiara; Cigliano, Luisa; Mazzoli, Arianna; Matuozzo, Monica; Nazzaro, Martina; Scaloni, Andrea; Iossa, Susanna; Spagnuolo, Maria Stefania
Fructose Diet-Associated Molecular Alterations in Hypothalamus of Adolescent Rats: A Proteomic Approach Journal Article
In: Nutrients, vol. 15, no 2, 2023, ISSN: 2072-6643.
Abstract | Links | BibTeX | Tag:
@article{D’Ambrosio2023,
title = {Fructose Diet-Associated Molecular Alterations in Hypothalamus of Adolescent Rats: A Proteomic Approach},
author = {Chiara D’Ambrosio and Luisa Cigliano and Arianna Mazzoli and Monica Matuozzo and Martina Nazzaro and Andrea Scaloni and Susanna Iossa and Maria Stefania Spagnuolo},
doi = {10.3390/nu15020475},
issn = {2072-6643},
year = {2023},
date = {2023-01-00},
urldate = {2023-01-00},
journal = {Nutrients},
volume = {15},
number = {2},
publisher = {MDPI AG},
abstract = {Background: The enhanced consumption of fructose as added sugar represents a major health concern. Due to the complexity and multiplicity of hypothalamic functions, we aim to point out early molecular alterations triggered by a sugar-rich diet throughout adolescence, and to verify their persistence until the young adulthood phase. Methods: Thirty days old rats received a high-fructose or control diet for 3 weeks. At the end of the experimental period, treated animals were switched to the control diet for further 3 weeks, and then analyzed in comparison with those that were fed the control diet for the entire experimental period. Results: Quantitative proteomics identified 19 differentially represented proteins, between control and fructose-fed groups, belonging to intermediate filament cytoskeleton, neurofilament, pore complex and mitochondrial respiratory chain complexes. Western blotting analysis confirmed proteomic data, evidencing a decreased abundance of mitochondrial respiratory complexes and voltage-dependent anion channel 1, the coregulator of mitochondrial biogenesis PGC-1α, and the protein subunit of neurofilaments α-internexin in fructose-fed rats. Diet-associated hypothalamic inflammation was also detected. Finally, the amount of brain-derived neurotrophic factor and its high-affinity receptor TrkB, as well as of synaptophysin, synaptotagmin, and post-synaptic protein PSD-95 was reduced in sugar-fed rats. Notably, deregulated levels of all proteins were fully rescued after switching to the control diet. Conclusions: A short-term fructose-rich diet in adolescent rats induces hypothalamic inflammation and highly affects mitochondrial and cytoskeletal compartments, as well as the level of specific markers of brain function; above-reported effects are reverted after switching animals to the control diet.
Scopo della ricerca è stato valutare l’effetto di una dieta ad alto contenuto di fruttosio sulla fisio-patologia dell’ipotalamo. Mediante analisi proteomica quantitativa sono state identificate 19 proteine differenzialmente espresse tra animali controllo e animali alimentati con fruttosio. Inoltre, è stato rilevato che la dieta ricca in fruttosio induce neuroinfiammazione, riduzione dei livelli della neurotrofina BDNF e del suo recettore TrkB, e diminuzione di alcuni marcatori di funzionalità sinaptica. Tutte le alterazioni rilevate sono risultate reversibili dopo il ripristino della dieta controllo.},
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tppubtype = {article}
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Scopo della ricerca è stato valutare l’effetto di una dieta ad alto contenuto di fruttosio sulla fisio-patologia dell’ipotalamo. Mediante analisi proteomica quantitativa sono state identificate 19 proteine differenzialmente espresse tra animali controllo e animali alimentati con fruttosio. Inoltre, è stato rilevato che la dieta ricca in fruttosio induce neuroinfiammazione, riduzione dei livelli della neurotrofina BDNF e del suo recettore TrkB, e diminuzione di alcuni marcatori di funzionalità sinaptica. Tutte le alterazioni rilevate sono risultate reversibili dopo il ripristino della dieta controllo.
2022
Morra, Francesco; Merolla, Francesco; Damia, Giovanna; Ricci, Francesca; Varricchio, Silvia; Ilardi, Gennaro; Arenare, Laura; Califano, Daniela; Napolitano, Virginia; Fruscio, Robert; Melillo, Rosa Marina; Palazzo, Luca; Celetti, Angela
In: J Exp Clin Cancer Res, vol. 41, no 1, 2022, ISSN: 1756-9966.
Abstract | Links | BibTeX | Tag:
@article{Morra2022,
title = {The disruption of the CCDC6 - PP4 axis induces a BRCAness like phenotype and sensitivity to PARP inhibitors in high-grade serous ovarian carcinoma},
author = {Francesco Morra and Francesco Merolla and Giovanna Damia and Francesca Ricci and Silvia Varricchio and Gennaro Ilardi and Laura Arenare and Daniela Califano and Virginia Napolitano and Robert Fruscio and Rosa Marina Melillo and Luca Palazzo and Angela Celetti},
doi = {10.1186/s13046-022-02459-2},
issn = {1756-9966},
year = {2022},
date = {2022-12-00},
urldate = {2022-12-00},
journal = {J Exp Clin Cancer Res},
volume = {41},
number = {1},
publisher = {Springer Science and Business Media LLC},
abstract = {\textbf{Background}Treatment with PARP inhibitors (PARPi) is primarily effective against high-grade serous ovarian cancers (HGSOC) with\textit{BRCA1/2}mutations or other deficiencies in homologous recombination (HR) repair mechanisms. However, resistance to PARPi frequently develops, mostly as a result of\textit{BRCA1/2}reversion mutations. The tumour suppressor CCDC6 is involved in HR repair by regulating the PP4c phosphatase activity on γH2AX. In this work, we reported that in ovarian cancer cells, a physical or functional loss of CCDC6 results synthetic lethal with the PARP-inhibitors drugs, by affecting the HR repair. We also unravelled a role for CCDC6 as predictive marker of PARPi sensitivity in ovarian cancer, and the impact of CCDC6 downregulation in overcoming PARPi resistance in these tumours.
\textbf{Methods}A panel of HGSOC cell lines (either\textit{BRCA}-wild type or mutant) were treated with PARPi after CCDC6 was attenuated by silencing or by inhibiting USP7, a CCDC6-deubiquitinating enzyme, and the effects on cell survival were assessed. At the cellular and molecular levels, the processes underlying the CCDC6-dependent modification of drugs’ sensitivity were examined. Patient-derived xenografts (PDXs) were immunostained for CCDC6, and the expression of the protein was analysed statistically after digital or visual means.
\textbf{Results} HGSOC cells acquired PARPi sensitivity after CCDC6 depletion. Notably, CCDC6 downregulation restored the PARPi sensitivity in newly generated or spontaneously resistant cells containing either wild type- or mutant-\textit{BRCA2}. When in an un-phosphorylated state, the CCDC6 residue threonine 427 is crucial for effective CCDC6-PP4 complex formation and PP4 sequestration, which maintains high γH2AX levels and effective HR. Remarkably, the PP4-dependent control of HR repair is influenced by the CCDC6 constitutively phosphorylated mutant T427D or by the CCDC6 loss, favouring PARPi sensitivity. As a result, the PP4 regulatory component PP4R3α showed to be essential for both the activity of the PP4 complex and the CCDC6 dependent PARPi sensitivity. It's interesting to note that immunohistochemistry revealed an intense CCDC6 protein staining in olaparib-resistant HGSOC cells and PDXs.
\textbf{Conclusions} Our findings suggest that the physical loss or the functional impairment of CCDC6 enhances the PP4c complex activity, which causes BRCAness and PARPi sensitivity in HGSOC cells. Moreover, CCDC6 downregulation might overcome PARPi resistance in HGSOCs, thus supporting the potential of targeting CCDC6 by USP7 inhibitors to tackle PARPi resistance.},
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pubstate = {published},
tppubtype = {article}
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MethodsA panel of HGSOC cell lines (eitherBRCA-wild type or mutant) were treated with PARPi after CCDC6 was attenuated by silencing or by inhibiting USP7, a CCDC6-deubiquitinating enzyme, and the effects on cell survival were assessed. At the cellular and molecular levels, the processes underlying the CCDC6-dependent modification of drugs’ sensitivity were examined. Patient-derived xenografts (PDXs) were immunostained for CCDC6, and the expression of the protein was analysed statistically after digital or visual means.
Results HGSOC cells acquired PARPi sensitivity after CCDC6 depletion. Notably, CCDC6 downregulation restored the PARPi sensitivity in newly generated or spontaneously resistant cells containing either wild type- or mutant-BRCA2. When in an un-phosphorylated state, the CCDC6 residue threonine 427 is crucial for effective CCDC6-PP4 complex formation and PP4 sequestration, which maintains high γH2AX levels and effective HR. Remarkably, the PP4-dependent control of HR repair is influenced by the CCDC6 constitutively phosphorylated mutant T427D or by the CCDC6 loss, favouring PARPi sensitivity. As a result, the PP4 regulatory component PP4R3α showed to be essential for both the activity of the PP4 complex and the CCDC6 dependent PARPi sensitivity. It's interesting to note that immunohistochemistry revealed an intense CCDC6 protein staining in olaparib-resistant HGSOC cells and PDXs.
Conclusions Our findings suggest that the physical loss or the functional impairment of CCDC6 enhances the PP4c complex activity, which causes BRCAness and PARPi sensitivity in HGSOC cells. Moreover, CCDC6 downregulation might overcome PARPi resistance in HGSOCs, thus supporting the potential of targeting CCDC6 by USP7 inhibitors to tackle PARPi resistance.
Antignano, Irene; D’Acunzo, Francesca; Arena, Davide; Casciardi, Stefano; Giudice, Alessandra Del; Gentile, Francesca; Pelosi, Maria; Masci, Giancarlo; Gentili, Patrizia
In: Langmuir, vol. 38, no 46, pp. 14371–14386, 2022, ISSN: 1520-5827.
Abstract | Links | BibTeX | Tag:
@article{Antignano2022,
title = {Influence of Nanoaggregation Routes on the Structure and Thermal Behavior of Multiple-Stimuli-Responsive Micelles from Block Copolymers of Oligo(ethylene glycol) Methacrylate and the Weak Acid [2-(Hydroxyimino)aldehyde]butyl Methacrylate},
author = {Irene Antignano and Francesca D’Acunzo and Davide Arena and Stefano Casciardi and Alessandra Del Giudice and Francesca Gentile and Maria Pelosi and Giancarlo Masci and Patrizia Gentili},
doi = {10.1021/acs.langmuir.2c02515},
issn = {1520-5827},
year = {2022},
date = {2022-11-22},
urldate = {2022-11-22},
journal = {Langmuir},
volume = {38},
number = {46},
pages = {14371--14386},
publisher = {American Chemical Society (ACS)},
abstract = {In this work, we compare nanoaggregation driven by pH-induced micellization (PIM) and by the standard solvent displacement (SD) method on a series of pH-, light-, and thermosensitive amphiphilic block copolymers. Specifically, we investigate poly(HIABMA)-b-poly(OEGMA) and poly(HIABMA)-b-poly(DEGMA-r-OEGMA), where HIABMA = [(hydroxyimino)aldehyde]butyl methacrylate, OEGMA = oligo(ethylene glycol)methyl ether methacrylate, and DEGMA = di(ethylene glycol)methyl ether methacrylate. The weakly acidic HIA group (pKa ≈ 8) imparts stability to micelles at neutral pH, unlike most of the pH-responsive copolymers investigated in the literature. With SD, only some of our copolymers yield polymeric micelles (34–59 nm), and their thermoresponsivity is either poor or altogether absent. In contrast, PIM affords thermoresponsive, smaller micelles (down to 24 nm), regardless of the polymer composition. In some cases, cloud points are remarkably well defined and exhibit limited hysteresis. By combining turbidimetric, dyamic light scattering, and small-angle X-ray scattering measurements, we show that SD yields loose micelles with POEGMA segments partly involved in the formation of the hydrophobic core, whereas PIM yields more compact core–shell micelles with a well-defined PHIABMA core. We conclude that pH-based nanoaggregation provides advantages over block-selective solvation to obtain compact micelles exhibiting well-defined responses to external stimuli.
Viene descritta la preparazione di micelle polimeriche basata esclusivamente su variazioni di pH. Il grande vantaggio della metodica di preparazione proposta è l’assenza di solventi organici che possono rimanere in tracce nei nanoaggregati, con potenziali conseguenze sulla tossicità e tollerabilità delle formulazioni.},
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Viene descritta la preparazione di micelle polimeriche basata esclusivamente su variazioni di pH. Il grande vantaggio della metodica di preparazione proposta è l’assenza di solventi organici che possono rimanere in tracce nei nanoaggregati, con potenziali conseguenze sulla tossicità e tollerabilità delle formulazioni.
Capanni, Cristina; Schena, Elisa; Giampietro, Maria Letizia Di; Montecucco, Alessandra; Mattioli, Elisabetta; Lattanzi, Giovanna
The role of prelamin A post-translational maturation in stress response and 53BP1 recruitment Journal Article
In: Front. Cell Dev. Biol., vol. 10, 2022, ISSN: 2296-634X.
Abstract | Links | BibTeX | Tag:
@article{Capanni2022,
title = {The role of prelamin A post-translational maturation in stress response and 53BP1 recruitment},
author = {Cristina Capanni and Elisa Schena and Maria Letizia Di Giampietro and Alessandra Montecucco and Elisabetta Mattioli and Giovanna Lattanzi},
doi = {10.3389/fcell.2022.1018102},
issn = {2296-634X},
year = {2022},
date = {2022-11-16},
urldate = {2022-11-16},
journal = {Front. Cell Dev. Biol.},
volume = {10},
publisher = {Frontiers Media SA},
abstract = {Lamin A is a main constituent of the nuclear lamina and contributes to nuclear shaping, mechano-signaling transduction and gene regulation, thus affecting major cellular processes such as cell cycle progression and entry into senescence, cellular differentiation and stress response. The role of lamin A in stress response is particularly intriguing, yet not fully elucidated, and involves prelamin A post-translational processing. Here, we propose prelamin A as the tool that allows lamin A plasticity during oxidative stress response and permits timely 53BP1 recruitment to DNA damage foci. We show that while PCNA ubiquitination, p21 decrease and H2AX phosphorylation occur soon after stress induction in the absence of prelamin A, accumulation of non-farnesylated prelamin A follows and triggers recruitment of 53BP1 to lamin A/C complexes. Then, the following prelamin A processing steps causing transient accumulation of farnesylated prelamin A and maturation to lamin A reduce lamin A affinity for 53BP1 and favor its release and localization to DNA damage sites. Consistent with these observations, accumulation of prelamin A forms in cells under basal conditions impairs histone H2AX phosphorylation, PCNA ubiquitination and p21 degradation, thus affecting the early stages of stress response. As a whole, our results are consistent with a physiological function of prelamin A modulation during stress response aimed at timely recruitment/release of 53BP1 and other molecules required for DNA damage repair. In this context, it becomes more obvious how farnesylated prelamin A accumulation to toxic levels alters timing of DNA damage signaling and 53BP1 recruitment, thus contributing to cellular senescence and accelerated organismal aging as observed in progeroid laminopathies.
La lamin A è un componente principale della lamina nucleare una componente della parete nucleare. Questa proteina all'interno della parete nucleare contribuisce alla trasduzione del segnale meccanico e alla regolazione dei geni, influenzando così importanti processi cellulari come la progressione del ciclo cellulare, l'entrata in senescenza, la differenziazione cellulare e la risposta allo stress. Il ruolo della lamin A nella risposta allo stress è particolarmente interessante, ma non del tutto chiarito. La lamin A a differenza di altre proteine che compongono la parete del nucleo viene sintetizzata sotto forma di precursone noto come prelamina A. Questa in seguito ad un complesso processo di maturazione che prevede il taglio proteolitico della prelamin A, diviene lamina A. Di particolare interesse è l'esistenza di malattie genetiche rare in cui tale processo non avviene regolarmente ed il precursore si accumula a livello del nucleo cellulare. Fenotipicamente i pazienti presentano un invecchiamento sistemico precoce. Nel nostro lavoro dimostriamo come la prelamin A ed in particolare la sua corretta processazione siano coinvolte nella risposta allo stress ossidativo permettendo il reclutamento tempestivo di proteine essenziali per riparare i danni al DNA causati dai radicali liberi (53BP1 ai foci di danno del DNA). Mostriamo che, mentre l' ubiquitinazione di PCNA, la diminuzione di p21 e la fosforilazione di H2AX avvengono subito dopo lo stimolo di stress in assenza di prelamina A, l'accumulo di prelamina A non farnesilata segue e innesca il reclutamento di 53BP1. I passaggi successivi della trasformazione della prelamina A, che causano l'accumulo transitorio di prelamina A farnesilata e la sua maturazione a lamin A, riducono l'affinità della lamin A per 53BP1 e favoriscono il suo rilascio e la localizzazione ai siti di danno del DNA. In linea con queste osservazioni, l'accumulo di forme di prelamina A nelle cellule in condizioni basali compromette la fosforilazione dell'istone H2AX, l'ubiquitinazione di PCNA e la degradazione di p21, influenzando così le prime fasi della risposta allo stress. Nel complesso, i nostri risultati sono coerenti con una funzione fisiologica della modulazione della prelamina A durante la risposta allo stress, mirata al reclutamento/rilascio tempestivo di 53BP1 e altre molecole necessarie per la riparazione dei danni al DNA. In questo contesto, diventa più chiaro come l'accumulo di prelamina A farnesilata a livelli tossici alteri i tempi del segnale di danno al DNA e il reclutamento di 53BP1, contribuendo così alla senescenza cellulare e all'invecchiamento accelerato dell'organismo, come osservato nelle laminopatie progeroidi.
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La lamin A è un componente principale della lamina nucleare una componente della parete nucleare. Questa proteina all'interno della parete nucleare contribuisce alla trasduzione del segnale meccanico e alla regolazione dei geni, influenzando così importanti processi cellulari come la progressione del ciclo cellulare, l'entrata in senescenza, la differenziazione cellulare e la risposta allo stress. Il ruolo della lamin A nella risposta allo stress è particolarmente interessante, ma non del tutto chiarito. La lamin A a differenza di altre proteine che compongono la parete del nucleo viene sintetizzata sotto forma di precursone noto come prelamina A. Questa in seguito ad un complesso processo di maturazione che prevede il taglio proteolitico della prelamin A, diviene lamina A. Di particolare interesse è l'esistenza di malattie genetiche rare in cui tale processo non avviene regolarmente ed il precursore si accumula a livello del nucleo cellulare. Fenotipicamente i pazienti presentano un invecchiamento sistemico precoce. Nel nostro lavoro dimostriamo come la prelamin A ed in particolare la sua corretta processazione siano coinvolte nella risposta allo stress ossidativo permettendo il reclutamento tempestivo di proteine essenziali per riparare i danni al DNA causati dai radicali liberi (53BP1 ai foci di danno del DNA). Mostriamo che, mentre l' ubiquitinazione di PCNA, la diminuzione di p21 e la fosforilazione di H2AX avvengono subito dopo lo stimolo di stress in assenza di prelamina A, l'accumulo di prelamina A non farnesilata segue e innesca il reclutamento di 53BP1. I passaggi successivi della trasformazione della prelamina A, che causano l'accumulo transitorio di prelamina A farnesilata e la sua maturazione a lamin A, riducono l'affinità della lamin A per 53BP1 e favoriscono il suo rilascio e la localizzazione ai siti di danno del DNA. In linea con queste osservazioni, l'accumulo di forme di prelamina A nelle cellule in condizioni basali compromette la fosforilazione dell'istone H2AX, l'ubiquitinazione di PCNA e la degradazione di p21, influenzando così le prime fasi della risposta allo stress. Nel complesso, i nostri risultati sono coerenti con una funzione fisiologica della modulazione della prelamina A durante la risposta allo stress, mirata al reclutamento/rilascio tempestivo di 53BP1 e altre molecole necessarie per la riparazione dei danni al DNA. In questo contesto, diventa più chiaro come l'accumulo di prelamina A farnesilata a livelli tossici alteri i tempi del segnale di danno al DNA e il reclutamento di 53BP1, contribuendo così alla senescenza cellulare e all'invecchiamento accelerato dell'organismo, come osservato nelle laminopatie progeroidi.
Green, James A.; Gómez, Sandra; Worth, Graham; Santoro, Fabrizio; Improta, Roberto
Solvent Effects on Ultrafast Charge Transfer Population: Insights from the Quantum Dynamics of Guanine‐Cytosine in Chloroform Journal Article
In: Chemistry A European J, vol. 28, no 57, 2022, ISSN: 1521-3765.
Abstract | Links | BibTeX | Tag:
@article{Green2022,
title = {Solvent Effects on Ultrafast Charge Transfer Population: Insights from the Quantum Dynamics of Guanine‐Cytosine in Chloroform},
author = {James A. Green and Sandra Gómez and Graham Worth and Fabrizio Santoro and Roberto Improta},
doi = {10.1002/chem.202201731},
issn = {1521-3765},
year = {2022},
date = {2022-10-12},
urldate = {2022-10-12},
journal = {Chemistry A European J},
volume = {28},
number = {57},
publisher = {Wiley},
abstract = {We study the ultrafast photoactivated dynamics of the hydrogen bonded dimer Guanine‐Cytosine in chloroform solution, focusing on the population of the Guanine→Cytosine charge transfer state (GC‐CT), an important elementary process for the photophysics and photochemistry of nucleic acids. We integrate a quantum dynamics propagation scheme, based on a linear vibronic model parameterized through time dependent density functional theory calculations, with four different solvation models, either implicit or explicit. On average, after 50 fs, 30∼40 % of the bright excited state population has been transferred to GC‐CT. This process is thus fast and effective, especially when transferring from the Guanine bright excited states, in line with the available experimental studies. Independent of the adopted solvation model, the population of GC‐CT is however disfavoured in solution with respect to the gas phase. We show that dynamical solvation effects are responsible for this puzzling result and assess the different chemical‐physical effects modulating the population of CT states on the ultrafast time‐scale. We also propose some simple analyses to predict how solvent can affect the population transfer between bright and CT states, showing that the effect of the solute/solvent electrostatic interactions on the energy of the CT state can provide a rather reliable indication of its possible population.
In questo studio ci siamo concentrati sull’analisi di sequenze contenenti Guanina poiché tale base è quella con il più basso potenziale di ossidazione, quindi la più suscettibile al danno ossidativo indotto da radiazione o da agenti ossidanti. Poiché il danno fotofisico/fotochimico al DNA è un fattore rilevante nei processi di invecchiamento, è importante comprendere a fondo il comportamento delle sequenze nucleotidiche a seguito dell’assorbimento della luce. Qui abbiamo utilizzato una metodologia di calcolo innovativa (parametrizzazione di un modello basata sulla fragment-based diabatisation -FrD) che abbiamo messo a punto per caratterizzare il comportamento fotodinamico di sequenze di DNA e calcolare spettri di assorbimento/emissione e di dicroismo circolare per sistemi multicromoforici come il DNA. Questo approccio è stato applicato allo studio della dinamica fotoattivata ultraveloce della singola coppia GC Watson e Crick, osservando in particolare l’effetto del solvente sulla popolazione degli stati eccitati e sul trasferimento della popolazione tra i diversi stati. },
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
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In questo studio ci siamo concentrati sull’analisi di sequenze contenenti Guanina poiché tale base è quella con il più basso potenziale di ossidazione, quindi la più suscettibile al danno ossidativo indotto da radiazione o da agenti ossidanti. Poiché il danno fotofisico/fotochimico al DNA è un fattore rilevante nei processi di invecchiamento, è importante comprendere a fondo il comportamento delle sequenze nucleotidiche a seguito dell’assorbimento della luce. Qui abbiamo utilizzato una metodologia di calcolo innovativa (parametrizzazione di un modello basata sulla fragment-based diabatisation -FrD) che abbiamo messo a punto per caratterizzare il comportamento fotodinamico di sequenze di DNA e calcolare spettri di assorbimento/emissione e di dicroismo circolare per sistemi multicromoforici come il DNA. Questo approccio è stato applicato allo studio della dinamica fotoattivata ultraveloce della singola coppia GC Watson e Crick, osservando in particolare l’effetto del solvente sulla popolazione degli stati eccitati e sul trasferimento della popolazione tra i diversi stati.
Gabriele, Morena; Vitali, Francesco; Chelucci, Elisa; Chiellini, Carolina
In: Microorganisms, vol. 10, no 9, 2022, ISSN: 2076-2607.
Abstract | Links | BibTeX | Tag:
@article{Gabriele2022,
title = {Characterization of the Cultivable Endophytic Bacterial Community of Seeds and Sprouts of Cannabis sativa L. and Perspectives for the Application as Biostimulants},
author = {Morena Gabriele and Francesco Vitali and Elisa Chelucci and Carolina Chiellini},
doi = {10.3390/microorganisms10091742},
issn = {2076-2607},
year = {2022},
date = {2022-09-00},
urldate = {2022-09-00},
journal = {Microorganisms},
volume = {10},
number = {9},
publisher = {MDPI AG},
abstract = {Endophytes are beneficial microorganisms exerting growth-promoting activities in plants; they are most often located within the plant intercellular spaces and can be found in all plant tissues, including roots, leaves, stems, flowers, and seeds. In this work, we investigated the cultivable bacterial community of the seeds and the two-week sprouts of the Cannabis sativa L. cultivar “Futura 75”. Endophytes were genotypically and phenotypically characterized and were exposed to different concentrations of seed extracts to verify their susceptibility. A bacterial strain among all the isolates was selected for germination tests of C. sativa in different experimental conditions. The results revealed the dominance of Firmicutes (Staphylococcus sp.) among the isolated strains. Two strains were different from the others for indole-3-acetic acid (IAA) production and for their resistance patterns towards abiotic and biotic stresses. The Sphingomonas sp. strain Can_S11 (Alphaproteobacteria) showed a potential ability to increase the nutraceutical features of its sprouts, particularly an increase in the polyphenol content and antioxidant activity. None of the isolated strains were susceptible to the seed extracts, which were previously tested as antimicrobial and antibiofilm agents against human pathogenic bacteria. The results open new perspectives for the study of the endophytes of C. sativa as possible biostimulants.
Gli endofiti sono microrganismi che esercitano attività di promozione della crescita nelle piante; si trovano più frequentemente negli spazi intercellulari delle piante e possono essere presenti in tutti i tessuti vegetali, comprese radici, foglie, steli, fiori e semi. Questo lavoro ha investigato la comunità batterica coltivabile dei semi e dei germogli di due settimane della cultivar di Cannabis sativa L. "Futura 75". Gli endofiti sono stati caratterizzati genotipicamente e fenotipicamente e sono stati esposti a diverse concentrazioni di estratti di semi per verificare la loro suscettibilità. Un ceppo batterico tra tutti gli isolati è stato selezionato per test di germinazione della C. sativa in diverse condizioni sperimentali. I risultati hanno rivelato la predominanza dei Firmicutes (Staphylococcus sp.) tra i ceppi isolati. Due ceppi si sono distinti dagli altri per la produzione di acido indol-3-acetico (IAA) e per i loro pattern di resistenza agli stress abiotici e biotici. Il ceppo Sphingomonas sp. Can_S11 (Alphaproteobacteria) ha mostrato una potenziale capacità di aumentare le proprietà nutraceutiche dei germogli, in particolare polifenoli e attività antiossidante. Nessuno dei ceppi isolati è risultato suscettibile agli estratti di semi. I risultati aprono nuove prospettive per lo studio degli endofiti della C. sativa come possibili biostimolanti. },
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pubstate = {published},
tppubtype = {article}
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Gli endofiti sono microrganismi che esercitano attività di promozione della crescita nelle piante; si trovano più frequentemente negli spazi intercellulari delle piante e possono essere presenti in tutti i tessuti vegetali, comprese radici, foglie, steli, fiori e semi. Questo lavoro ha investigato la comunità batterica coltivabile dei semi e dei germogli di due settimane della cultivar di Cannabis sativa L. "Futura 75". Gli endofiti sono stati caratterizzati genotipicamente e fenotipicamente e sono stati esposti a diverse concentrazioni di estratti di semi per verificare la loro suscettibilità. Un ceppo batterico tra tutti gli isolati è stato selezionato per test di germinazione della C. sativa in diverse condizioni sperimentali. I risultati hanno rivelato la predominanza dei Firmicutes (Staphylococcus sp.) tra i ceppi isolati. Due ceppi si sono distinti dagli altri per la produzione di acido indol-3-acetico (IAA) e per i loro pattern di resistenza agli stress abiotici e biotici. Il ceppo Sphingomonas sp. Can_S11 (Alphaproteobacteria) ha mostrato una potenziale capacità di aumentare le proprietà nutraceutiche dei germogli, in particolare polifenoli e attività antiossidante. Nessuno dei ceppi isolati è risultato suscettibile agli estratti di semi. I risultati aprono nuove prospettive per lo studio degli endofiti della C. sativa come possibili biostimolanti.
Gogliettino, Marta; Arciello, Stefania; Cillo, Fabrizio; Carluccio, Anna Vittoria; Palmieri, Gianna; Apone, Fabio; Ambrosio, Rosa Luisa; Anastasio, Aniello; Gratino, Lorena; Carola, Antonietta; Cocca, Ennio
In: Antioxidants, vol. 11, no 9, 2022, ISSN: 2076-3921.
Abstract | Links | BibTeX | Tag:
@article{Gogliettino2022,
title = {Recombinant Expression of Archaeal Superoxide Dismutases in Plant Cell Cultures: A Sustainable Solution with Potential Application in the Food Industry},
author = {Marta Gogliettino and Stefania Arciello and Fabrizio Cillo and Anna Vittoria Carluccio and Gianna Palmieri and Fabio Apone and Rosa Luisa Ambrosio and Aniello Anastasio and Lorena Gratino and Antonietta Carola and Ennio Cocca},
doi = {10.3390/antiox11091731},
issn = {2076-3921},
year = {2022},
date = {2022-09-00},
urldate = {2022-09-00},
journal = {Antioxidants},
volume = {11},
number = {9},
publisher = {MDPI AG},
abstract = {Superoxide dismutase (SOD) is a fundamental antioxidant enzyme that neutralises superoxide ions, one of the main reactive oxygen species (ROS). Extremophile organisms possess enzymes that offer high stability and catalytic performances under a wide range of conditions, thus representing an exceptional source of biocatalysts useful for industrial processes. In this study, SODs from the thermo-halophilic Aeropyrum pernix (SODAp) and the thermo-acidophilic Saccharolobus solfataricus (SODSs) were heterologously expressed in transgenic tomato cell cultures. Cell extracts enriched with SODAp and SODSs showed a remarkable resistance to salt and low pHs, respectively, together with optimal activity at high temperatures. Moreover, the treatment of tuna fillets with SODAp-extracts induced an extension of the shelf-life of this product without resorting to the use of illicit substances. The results suggested that the recombinant plant extracts enriched with the extremozymes could find potential applications as dietary supplements in the nutrition sector or as additives in the food preservation area, representing a more natural and appealing alternative to chemical preservatives for the market.
In questo lavoro, estratti proteici arricchiti con superossido dismutasi (SOD) provenienti da due organismi estremofili ed espresse eterologamente in linee cellulari di pomodoro, sono stati caratterizzati biochimicamente. I risultati ottenuti hanno suggerito che gli estratti vegetali ricombinanti arricchiti con gli estremozimi potrebbero trovare applicazione come integratori alimentari nel settore della nutrizione o come additivi nell’industria conserviera per contrastare il deterioramento degli alimenti causato dai processi ossidativi, supportando lo sviluppo di tecnologie alimentari sostenibili, ecologiche ed efficienti con un impatto positivo sulla salute umana.},
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tppubtype = {article}
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In questo lavoro, estratti proteici arricchiti con superossido dismutasi (SOD) provenienti da due organismi estremofili ed espresse eterologamente in linee cellulari di pomodoro, sono stati caratterizzati biochimicamente. I risultati ottenuti hanno suggerito che gli estratti vegetali ricombinanti arricchiti con gli estremozimi potrebbero trovare applicazione come integratori alimentari nel settore della nutrizione o come additivi nell’industria conserviera per contrastare il deterioramento degli alimenti causato dai processi ossidativi, supportando lo sviluppo di tecnologie alimentari sostenibili, ecologiche ed efficienti con un impatto positivo sulla salute umana.