Toll-like receptors (TLRs) detect microorganisms and protect multicellular organisms from infection. TLRs transduce their signals through MyD88 and the serine/threonine kinase IRAK. The IRAK family consists of two active kinases, IRAK and IRAK-4, and two inactive kinases, IRAK-2 and IRAK-M. IRAK-M expression is restricted to monocytes/macrophages, whereas other IRAKs are ubiquitous. We show here that IRAK-M is induced upon TLR stimulation and negatively regulates TLR signaling. IRAK-M prevented dissociation of IRAK and IRAK-4 from MyD88 and formation of IRAK-TRAF6 complexes. IRAK-M−/− cells exhibited increased cytokine production upon TLR/IL-1 stimulation and bacterial challenge, and IRAK-M−/− mice showed increased inflammatory responses to bacterial infection. Endotoxin tolerance, a protection mechanism against endotoxin shock, was significantly reduced in IRAK-M−/− cells. Thus, IRAK-M regulates TLR signaling and innate immune homeostasis.

The immune system consists of two evolutionarily different but closely related responses, innate immunity and adaptive immunity. Each of these responses has characteristic receptors—Toll-like receptors (TLRs) for innate immunity and antigen-specific receptors for adaptive immunity. Here we show that the caspase recruitment domain (CARD)-containing serine/threonine kinase Rip2 (also known as RICK, CARDIAK, CCK and Ripk2)1,2,3,4 transduces signals from receptors of both immune responses. Rip2 was recruited to TLR2 signalling complexes after ligand stimulation. Moreover, cytokine production in Rip2-deficient cells was reduced on stimulation of TLRs with lipopolysaccharide, peptidoglycan and double-stranded RNA, but not with bacterial DNA, indicating that Rip2 is downstream of TLR2/3/4 but not TLR9. Rip2-deficient cells were also hyporesponsive to signalling through interleukin (IL)-1 and IL-18 receptors, and deficient for signalling through Nod proteins—molecules also implicated in the innate immune response. Furthermore, Rip2-deficient T cells showed severely reduced NF-κB activation, IL-2 production and proliferation on T-cell-receptor (TCR) engagement, and impaired differentiation to T-helper subtype 1 (TH1) cells, indicating that Rip2 is required for optimal TCR signalling and T-cell differentiation. Rip2 is therefore a signal transducer and integrator of signals for both the innate and adaptive immune systems.

Emergence of bacterial resistance is a major issue for all classes of antibiotics; therefore, the identification of new classes is critically needed. Recently we reported the discovery of platensimycin by screening natural product extracts using a target-based whole-cell strategy with antisense silencing technology in concert with cell free biochemical validations. Continued screening efforts led to the discovery of platencin, a novel natural product that is chemically and biologically related but different from platensimycin. Platencin exhibits a broad-spectrum Gram-positive antibacterial activity through inhibition of fatty acid biosynthesis. It does not exhibit cross-resistance to key antibiotic resistant strains tested, including methicillin-resistant Staphylococcus aureus , vancomycin-intermediate S. aureus , and vancomycin-resistant Enterococci . Platencin shows potent in vivo efficacy without any observed toxicity. It targets two essential proteins, β-ketoacyl-[acyl carrier protein (ACP)] synthase II (FabF) and III (FabH) with IC 50 values of 1.95 and 3.91 μg/ml, respectively, whereas platensimycin targets only FabF (IC 50 = 0.13 μg/ml) in S. aureus , emphasizing the fact that more antibiotics with novel structures and new modes of action can be discovered by using this antisense differential sensitivity whole-cell screening paradigm.