An Inner Mitochondrial Membrane Microprotein from the SLC35A4 Upstream ORF Regulates Cellular Metabolism.

Upstream open reading frames (uORFs) are cis-acting elements that can dynamically regulate the translation of downstream ORFs by suppressing downstream translation under basal conditions and, in some cases, increasing downstream translation under stress conditions. Computational and empirical methods have identified uORFs in the 5'-UTRs of approximately half of all mouse and human transcripts, making uORFs one of the largest regulatory elements known. Because the prevailing dogma was that eukaryotic mRNAs produce a single functional protein, the peptides and small proteins, or microproteins, encoded by uORFs were rarely studied. We hypothesized that a uORF in the SLC35A4 mRNA is producing a functional microprotein (SLC35A4-MP) because of its conserved amino acid sequence. Through a series of biochemical and cellular experiments, we find that the 103-amino acid SLC35A4-MP is a single-pass transmembrane inner mitochondrial membrane (IMM) microprotein. The IMM contains the protein machinery crucial for cellular respiration and ATP generation, and loss of function studies with SLC35A4-MP significantly diminish maximal cellular respiration, indicating a vital role for this microprotein in cellular metabolism. The findings add SLC35A4-MP to the growing list of functional microproteins and, more generally, indicate that uORFs that encode conserved microproteins are an untapped reservoir of functional microproteins.

The Integration of Proteogenomics and Ribosome Profiling Circumvents Key Limitations to Increase the Coverage and Confidence of Novel Microproteins.

There has been a dramatic increase in the identification of non-conical translation and a significant expansion of the protein-coding genome and proteome. Among the strategies used to identify novel small ORFs (smORFs), Ribosome profiling (Ribo-Seq) is the gold standard for the annotation of novel coding sequences by reporting on smORF translation. In Ribo-Seq, ribosome-protected footprints (RPFs) that map to multiple sites in the genome are computationally removed since they cannot unambiguously be assigned to a specific genomic location, or to a specific transcript in the case of multiple isoforms. Furthermore, RPFs necessarily result in short (25-34 nucleotides) reads, increasing the chance of ambiguous and multi-mapping alignments, such that smORFs that reside in these regions cannot be identified by Ribo-Seq. Here, we show that the inclusion of proteogenomics to create a Ribosome Profiling and Proteogenomics Pipeline (RP3) bypasses this limitation to identify a group of microprotein-encoding smORFs that are missed by current Ribo-Seq pipelines. Moreover, we show that the microproteins identified by RP3 have different sequence compositions from the ones identified by Ribo-Seq-only pipelines, which can affect proteomics identification. In aggregate, the development of RP3 maximizes the detection and confidence of protein-encoding smORFs and microproteins.

Profiling mouse brown and white adipocytes to identify metabolically relevant small ORFs and functional microproteins.

Microproteins (MPs) are a potentially rich source of uncharacterized metabolic regulators. Here, we use ribosome profiling (Ribo-seq) to curate 3,877 unannotated MP-encoding small ORFs (smORFs) in primary brown, white, and beige mouse adipocytes. Of these, we validated 85 MPs by proteomics, including 33 circulating MPs in mouse plasma. Analyses of MP-encoding mRNAs under different physiological conditions (high-fat diet) revealed that numerous MPs are regulated in adipose tissue in vivo and are co-expressed with established metabolic genes. Furthermore, Ribo-seq provided evidence for the translation of Gm8773, which encodes a secreted MP that is homologous to human and chicken FAM237B. Gm8773 is highly expressed in the arcuate nucleus of the hypothalamus, and intracerebroventricular administration of recombinant mFAM237B showed orexigenic activity in obese mice. Together, these data highlight the value of this adipocyte MP database in identifying MPs with roles in fundamental metabolic and physiological processes such as feeding.

Bacterial Enoyl-Reductases: The Ever-Growing List of Fabs, Their Mechanisms and Inhibition.

Enoyl-ACP reductases (ENRs) are enzymes that catalyze the last step of the elongation cycle during fatty acid synthesis. In recent years, new bacterial ENR types were discovered, some of them with structures and mechanisms that differ from the canonical bacterial FabI enzymes. Here, we briefly review the diversity of structural and catalytic properties of the canonical FabI and the new FabK, FabV, FabL, and novel ENRs identified in a soil metagenome study. We also highlight recent efforts to use the newly discovered Fabs as targets for drug development and consider the complex evolutionary history of this diverse set of bacterial ENRs.

Handling the Hurdles on the Way to Anti-tuberculosis Drug Development.

The global epidemic of tuberculosis (TB) imposes a sustained epidemiologic vigilance and investments in research by governments. Mycobacterium tuberculosis, the main causative agent of TB in human beings, is a very successful pathogen, being the main cause of death in the population among infectious agents. In 2018, ~10 million individuals were contaminated with this bacillus and became ill with TB, and about 1.2 million succumbed to the disease. Most of the success of the M. tuberculosis to linger in the population comes from its ability to persist in an asymptomatic latent state into the host and, in fact, the majority of the individuals are unaware of being contaminated. Even though TB is a treatable disease and is curable in most cases, the treatment is lengthy and laborious. In addition, the rise of resistance to first-line anti-TB drugs elicits a response from TB research groups to discover new chemical entities, preferably with novel mechanisms of action. The pathway to find a new TB drug, however, is arduous and has many barriers that are difficult to overcome. Fortunately, several approaches are available today to be pursued by scientists interested in anti-TB drug development, which goes from massively testing chemical compounds against mycobacteria, to discovering new molecular targets by genetic manipulation. This review presents some difficulties found along the TB drug development process and illustrates different approaches that might be used to try to identify new molecules or targets that are able to impair M. tuberculosis survival.

Incidência de Retinopatia da Prematuridade no Hospital Universitário daUniversidade Federal de Santa Catarina entre 2010 e 2011 / Retinopathy of Prematurity Incidence at The Hospital of the Federal University of Santa Catarina from 2010 to 2011

Objetivo: Determinar a incidência de retinopatia daprematuridade (ROP) no Hospital Universitário (HU) da UniversidadeFederal de Santa Catarina (UFSC) entre 2010 e2011, correlacionando-a com peso ao nascimento, idadegestacional e uso de oxigênio. Métodos: Entre os 1813nascidos vivos no período de abril de 2010 a março de2011 na maternidade do HU da UFSC, foram examinados33 prematuros com peso <1.500g e/ou idade gestacional<32 semanas. O mapeamento de retina foi realizado inicialmenteentre 4 e 6 semanas de vida e repetido a cada 1 a2 semanas. Para análise estatística, considerou-se a retinopatiamais grave que o recém-nascido (RN) apresentou nasua evolução. Os fatores de risco avaliados foram o peso aonascimento, a idade gestacional e o uso de oxigênio. Resultados:A incidência da doença entre o total de RNs foi de0,7%. Entre os recém-nascidos incluídos no protocolo parao exame oftalmológico, 33 sobreviveram durante o estudoe realizaram o acompanhamento corretamente, sendo quedestes 42,4% desenvolveram ROP: 85,71% apresentaramgrau 1 de ROP. Apenas um paciente apresentou estágio 3(7,3%) da doença e um paciente estágio 4 (7,3%), os quaisforam os únicos (14,2%) tratados. Os fatores de risco estudadosmostraram associação com o desenvolvimento dadoença, mostrando significância estatística quando aplicadosao teste Mann-Whitney. Conclusão: A incidência deROP se mostrou semelhante a encontrada em importantesestudos realizados em países desenvolvidos. No entanto,recomendamos um estudo mais abrangente na mesma instituiçãoa fim de complementar este trabalho.

Objectives: Determinate the incidence of Retinopathyof Prematurity (ROP) at The Hospital of the FederalUniversity of Santa Catarina (UFSC) from 2010 to 2011,correlating with the birth weight, gestational age anduse of oxygen. Methods: Among the 1813 born alivebetween April 2010 and March 2011 in the maternityof the UFSC University Hospital, 33 examinations wereconducted on neonates with birth weight <1.500g and/or gestational age <32 weeks. The mapping of the retinawas first conducted between 4th and the 6th weekof life and it was repeated after 1 to 2 weeks. The surveywas conducted according to the Brazilian GuidelinesProposal for ROP. For the purposes of statisticalanalysis, the most serious phase of ROP presented bythe neonate was considered. The risk factors consideredfor the study were the birth weight, gestational ageand use of oxygen. Results: The incidence of ROP was0,7% among all neonates. During the study, 33 babiessurvived and followed up the examinations, and amongthis group 14 children (42,4%) presented ROP: Fromthem 85,7% showed ROP 1. One infant developed thedisease up to stage 3 (7,3%) and one progressed tothe 4th stage (7,3%). These two infants (14,2%) weretreated. The risk factors studied were associated to thedisease development showing significant statistic whenMann ?Whitney test was applied. Conclusion: The incidences of ROP in this study showedresemblance to those found in important studiesrealized in developed countries, but its recommendeda more embracing study in the same institution to complementthis essay.

História da cirurgia da catarata / The history of cataract surgery

RESUMO: A história da cirurgia da catarata, de forma semelhante a outros procedimentos em Medicina, apresenta um curso circular, com repetições de idéias já relatadas e introdução de outras novas. Das ruínas da Babilônia antiga, surgiu a técnica de aspiração do cristalino, que permaneceu por um curto período de tempo. A idéia do deslocamento do cristalino para câmara vítrea veio da Índia e foi utilizada por mais de 3000 anos. Durante este período, foram feitas diversas outras tentativas esporádicas e localizadas para tratamento da catarata. Somente em 1750, o cirurgião francês Jacques Daviel realizou, com sucesso, a primeira extração extracapsular planejada. A idéia de abrir o olho para remover a catarata não foi bem aceita inicialmente, devido às dificuldades técnicas impostas pelo procedimento na época. A técnica intracapsular era mais fácil e, por isso, começou a arrebanhar adeptos por todo o mundo, tornando-se o método de escolha a partir do início do século XX. A partir de 1950, a utilização do microscópio cirúrgico, juntamente com o desenvolvimento da técnica extracapsular, da facoemulsificação e das lentes intra-oculares, nos levaram a uma nova era no tratamento da catarata, um tempo em constante mudança.

Astigmatismo corneano induzido pela cirurgia de translocação macular com a técnica do pregueamento corioescleral interno / Corneal astigmatism induced by macular translocation surgery with chorioscleral infolding

Objetivo: Determinar o astigmatismo corneano induzido pela cirurgia de translocação macular com pregueamento corioescleral interno. Local: Instituto da Visão e Hospital São Geraldo da Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, MG. Materiais e Métodos: Foi determinada a ceratometria pré e pós-operatória de 12 olhos de 12 pacientes submetidos à cirurgia de translocação macular com pregueamento corioescleral interno, no período de julho de 2000 a maio de 2001. Resultados: Houve acentuação do astigmatismo corneano no meridiano do quadrante temporal superior em oito pacientes e redução do astigmatismo em um paciente que apresentava astigmatismo no meridiano do quadrante nasal superior.Em três pacientes não houve indução de astigmatismo corneano. Conclusão: Houve indução de astigmatismo no sentido das suturas esclerais na maioria dos pacientes submetidos à cirurgia da translocação macular com pregueamento corioescleral interno. Entretanto, esse astigmatismo foi de pequena magnitude, não comprometendo a reabilitação visual desses pacientes. Estudos adicionais, entretanto, envolvendo um número maior de pacientes e com período prolongado de seguimento, são necessários para confirmar essa observação.

Termoterapia transpupilar para o tratamento de membrana neovascular sub-retiniana oculta secundária à degeneração macular relacionada à idade - resultados aos três e seis meses / Trasnpupillary thermotherapy of occult choroidal neovascularization associated to age-related macular degeneration - results 3 and 6 months after TTT

Objetivos: Avaliar, prospectivamente, pacientes com membrana neovascular sub-retiniana predominantemente oculta, secundária à Degeneração Macular Relacionada à Idade (DMRI), submetidos a tratamento pela Termoterapia Transpupilar (TTT). Local: Instituto da Visão e Hospital São Geraldo da Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, MG. Pacientes e Métodos: Foram estudados 19 pacientes (20 olhos), apresentando membrana neovascular sub-retiniana predominantemente oculta, secundária à DMRI, que foram submetidos à TTT com o laser de diiodo de comprimento de onda de 810nm. Os resultados anatômicos e funcionais foram avaliados dentro de três e seis meses após o procedimento. Resultados: A análise da retinografia fluoresceínica, três meses após a TTT, mostrou diminuição da exsudação em seis olhos (37.5 por cento), exsudação estável em dois olhos (12,5 por cento) e aumento da exsudação em oito olhos (50 por cento). Seis meses após a TTT, a análise mostrou diminuição da exsudação em dez olhos (55.5 por cento), exsudação estável em um olho (5.5 por cento) e aumento da exsudação em sete olhos (39 por cento). A acuidade visual, três meses pós-TTT, melhorou (duas linhas ou mais) em dois olhos (12.5 por cento), manteve-se (com variação de uma linha) em seis olhos (37.5 por cento) e piorou (duas linhas ou mais) em oito olhos (50 por cento). Os resultados da acuidade visual nos seis meses pós-TTT foram melhora (maior ou igual a duas linhas) em dois olhos (11 por cento), manutenção (incluído melhora ou piora de uma linha) em sete olhos (39 por cento) e piora (maior ou igual a duas linhas) em nove olhos (50 por cento). Conclusão: O tratamento da membrana neovascular sub-retiniana predominantemente oculta, secundária à Degeneração Macular Relacionada à Idade, por meio da termoterapia transpupilar, proporcionou a estabilização ou a melhora da acuidade visual em 50 por cento dos casos dentro do período avaliado. Estudos prospectivos e randomizados, envolvendo uma maior amostra e um maior tempo de seguimento, são necessários para estabelecer-se, com maior segurança, a eficácia desse tratamento a longo prazo.

Estudo histopatológico de membrana limitante interna removida na cirurgia do buraco macular / Histological study of internal limiting membrane removed in macular hole surgery

Objetivos: Descrever uma técnica de vitrectomia via pars plana para tratamento de buraco macular (BM), com remoção da membrana limitante interna (MLI), corada pela indocianina verde (ICV), e mostrar os achados histopatológicos do tecido removido cirurgicamente. Local: Instituto da Visão e Hospital São Geraldo da Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, MG. Materiais e Métodos: Dez pacientes com buraco macular idiopático foram submetidos à cirurgia do buraco macular, com remoção da MLI, corada pela ICV. Foram avaliados os resultados anatômicos, sendo realizado estudo histopatológico. Resultados: Oito pacientes tinham BM grau III ou IV, e dois pacientes tinham BM grau II. Em todos os casos a impregnação com a ICV permitiu a monitorização precisa do peeling da MLI. Os dez pacientes (100 por cento) apresentaram sucesso anatômico com uma única cirurgia. Não foram observadas complicações per-operatórias ou pós-operatórias. O estudo histopatológico foi compatível com MLI. Conclusão: O estudo demonstrou que a ICV é útil para a remoção da MLI. Os achados histopatológicos confirmaram que a MLI foi, de fato, o tecido removido por meio dessa técnica. O procedimento cirúrgico possibilitou o fechamento anatômico do BM em todos os casos operados, sem efeitos colaterais indesejáveis que pudessem ser atribuídos à remoção da MLI, corada pela indocianina verde.

Tratamento de membrana neovascular sub-retiniana secundária à degeneração macular relacionada à idade pela terapia fotodinâmica / Treatment of choroidal neovascularization secondary to age related macular degeneration by photodynamic therapy

Objetivo: Avaliar a terapia fotodinâmica (PTD) no tratamento de membrana neovascular sub-retiniana (MNSR) subfoveal, predominantemente clássica, secundária à Degeneração Macular Relacionada à idade (DMRI), por meio de um estudo prospectivo. Local: Instituto da Visão e Hospital São Geraldo da UFMG, Belo Horizonte, MG. Pacientes e métodos: Trinta pacientes (31 olhos) apresentando MNSR predominantemente clássica, subfoveal, secundária à DMRI, foram submetidos à PDT com verteporfirina e foram avaliados longitudinalmente. Resultados: Três meses após a PDT, a análise de retinografia fluoresceínica mostrou progressão da exsudação em 36 por cento e ausência de exsudação em 7 por cento. A exsudação remanescente foi considerada moderada em 43 por cento e mínima em 14 por cento. A acuidade visual melhorou em 36 por cento, manteve-se nos valores pré-tratamento em 43 por cento, e piorou em 21 por cento. Não foram observados complicações oftalmológicas ou clínicas relacionadas ao tratamento, três meses após sua implementação. Conclusão: A terapia fotodinâmica com verteporfirina parab o tratamento da MNSR secundária à DMRI proporcionou melhora ou manutenção da acuidade visual em 79 por centodos casos, três meses após o tratamento, mostrou-se um tratamento seguro e efetivo.