Individuals with mutations in XPNPEP3, which encodes a mitochondrial protein, develop a nephronophthisis-like nephropathy.

The autosomal recessive kidney disease nephronophthisis (NPHP) constitutes the most frequent genetic cause of terminal renal failure in the first 3 decades of life. Ten causative genes (NPHP1-NPHP9 and NPHP11), whose products localize to the primary cilia-centrosome complex, support the unifying concept that cystic kidney diseases are "ciliopathies". Using genome-wide homozygosity mapping, we report here what we believe to be a new locus (NPHP-like 1 [NPHPL1]) for an NPHP-like nephropathy. In 2 families with an NPHP-like phenotype, we detected homozygous frameshift and splice-site mutations, respectively, in the X-prolyl aminopeptidase 3 (XPNPEP3) gene. In contrast to all known NPHP proteins, XPNPEP3 localizes to mitochondria of renal cells. However, in vivo analyses also revealed a likely cilia-related function; suppression of zebrafish xpnpep3 phenocopied the developmental phenotypes of ciliopathy morphants, and this effect was rescued by human XPNPEP3 that was devoid of a mitochondrial localization signal. Consistent with a role for XPNPEP3 in ciliary function, several ciliary cystogenic proteins were found to be XPNPEP3 substrates, for which resistance to N-terminal proline cleavage resulted in attenuated protein function in vivo in zebrafish. Our data highlight an emerging link between mitochondria and ciliary dysfunction, and suggest that further understanding the enzymatic activity and substrates of XPNPEP3 will illuminate novel cystogenic pathways.

Discovering subgroups of patients from DNA copy number data using NMF on compacted matrices

In the study of complex genetic diseases, the identification of subgroups of patients sharing similar genetic characteristics represents a challenging task, for example, to improve treatment decision. One type of genetic lesion, frequently investigated in such disorders, is the change of the DNA copy number (CN) at specific genomic traits. Non-negative Matrix Factorization (NMF) is a standard technique to reduce the dimensionality of a data set and to cluster data samples, while keeping its most relevant information in meaningful components. Thus, it can be used to discover subgroups of patients from CN profiles. It is however computationally impractical for very high dimensional data, such as CN microarray data. Deciding the most suitable number of subgroups is also a challenging problem. The aim of this work is to derive a procedure to compact high dimensional data, in order to improve NMF applicability without compromising the quality of the clustering. This is particularly important for analyzing high-resolution microarray data. Many commonly used quality measures, as well as our own measures, are employed to decide the number of subgroups and to assess the quality of the results. Our measures are based on the idea of identifying robust subgroups, inspired by biologically/clinically relevance instead of simply aiming at well-separated clusters. We evaluate our procedure using four real independent data sets. In these data sets, our method was able to find accurate subgroups with individual molecular and clinical features and outperformed the standard NMF in terms of accuracy in the factorization fitness function. Hence, it can be useful for the discovery of subgroups of patients with similar CN profiles in the study of heterogeneous diseases.

Factors influencing success of clinical genome sequencing across a broad spectrum of disorders

To assess factors influencing the success of whole-genome sequencing for mainstream clinical diagnosis, we sequenced 217 individuals from 156 independent cases or families across a broad spectrum of disorders in whom previous screening had identified no pathogenic variants. We quantified the number of candidate variants identified using different strategies for variant calling, filtering, annotation and prioritization. We found that jointly calling variants across samples, filtering against both local and external databases, deploying multiple annotation tools and using familial transmission above biological plausibility contributed to accuracy. Overall, we identified disease-causing variants in 21% of cases, with the proportion increasing to 34% (23/68) for mendelian disorders and 57% (8/14) in family trios. We also discovered 32 potentially clinically actionable variants in 18 genes unrelated to the referral disorder, although only 4 were ultimately considered reportable. Our results demonstrate the value of genome sequencing for routine clinical diagnosis but also highlight many outstanding challenges.

Genotoxicity in humans and indicator species exposed to uranium wastes

Os riscos dos resíduos provenientes da extração do urânio estão associados ao seu conteúdo em metais e radionuclídeos, o que levanta preocupações às autoridades governamentais e à população em geral. As populações humanas e outras espécies animais que vivem em zonas de exploração de urânio poderão estar expostas à radiação através de resíduos e poeiras radioactivase também através de água e alimentos contaminados. A determinação dos riscos deste tipo de contaminantes é feita, principalmente, através da análise química de amostras ambientais, dando-se menos importância à determinação de efeitos biológicos. A determinação de efeitos biológicos causados pela exposição a poluentes, tem-se revelado muito importante para uma avaliação da qualidade ambiental, de modo a providenciar indicações acerca dos efeitos negativos nos seres vivos e também para complementar a informação dada pelas análises químicas de amostras ambientais. Este facto levou ao estabelecimento de biomarcadores, que consistem em respostas biológicas adversas que são específicas de uma exposição a toxinas ambientais, para serem usadas como ferramentas de avaliação da qualidade ambiental. Neste trabalho foram analisadas respostas a nível molecular e celular, em minhocas, ratinhos do campo e humanos, a fim de determinar o risco químico e radiológico dos resíduos provenientes da mina de urânio da Cunha Baixa. Este trabalho teve também como objectivo a clarificação das respostas subjacentes à exposição a metais e radionuclídeos, a fim de permitir o desenvolvimento de potenciais novos biomarcadores moleculares. Durante este trabalho foram efectuados ensaios com minhocas, em que estas foram expostas durante 56 dias a solo contaminado proveniente da mina de urânio da Cunha Baixa, em laboratório e in situ. Durante a exposição foram analisados vários parâmetros, como o crescimento, reprodução, bioacumulação de metais e radionuclídeos, histopatologia, danos no DNA, citotoxicidade e perfil de expressão genética. Para além disso, foram amostrados ratinhos do campo na mina de urânio da Cunha Baixa e numa área de referência para determinação de danos no DNA, níveis de expressão e mutações em genes supressores de tumores e também bioacumulação de metais. Por fim, foram recolhidas amostras de sangue em voluntários saudáveis pertencentes à população da aldeia da Cunha Baixa, para determinação de danos no DNA, imunofenotipagem e quantificação de metais no sangue. Os resultados revelaram que as minhocas assim como os ratinhos do campo foram negativamente afetados pela exposição aos resíduos mineiros em todos os níveis de organização biológica aqui analisados, o que faz destes organismos bons indicadores para a determinação do risco destas áreas contaminadas, evidenciando o potencial risco da exposição a estes contaminantes. Para além disso, o estudo feito à população da Cunha Baixa revelou danos no ADN e diminuição de populações importantes de células imunitárias (nomeadamente linfócitos T e NK), o que poderá resultar da exposição aos resíduos da mina, tornando as pessoas mais susceptíveis ao desenvolvimento de processos de carcinogénese. O presente estudo contribuiu significativamente para a caracterização dos riscos da exposição a resíduos provenientes de minas de urânio abandonadas, evidenciando os seus efeitos negativos a nível molecular e celular, que potencialmente poderão causar instabilidade genómica e aumentar o risco de desenvolvimento de doenças genéticas.

Williams-Beuren syndrome TRIM50 encodes an E3 ubiquitin ligase.

Williams-Beuren syndrome (WBS) is a neurodevelopmental and multisystemic disease that results from hemizygosity of approximately 25 genes mapping to chromosomal region 7q11.23. We report here the preliminary description of eight novel genes mapping within the WBS critical region and/or its syntenic mouse region. Three of these genes, TRIM50, TRIM73 and TRIM74, belong to the TRIpartite motif gene family, members of which were shown to be associated to several human genetic diseases. We describe the preliminary functional characterization of these genes and show that Trim50 encodes an E3 ubiquitin ligase, opening the interesting hypothesis that the ubiquitin-mediated proteasome pathway might be involved in the WBS phenotype.

La discrimination génétique dans l'emploi : une étude des protections offertes par les chartes canadiennes et québécoise

"Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures en vue de l'obtention du grade de maître en droit option Droit des biotechnologies". Ce mémoire a été accepté à l'unanimité et classé parmi les 10% des mémoires de la discipline.

Discrimination génétique lors de la pré-embauche : élaboration d'une politique d'encadrement

"Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures En vue de l'obtention du grade de maîtrise en droit"

Identification des bases génétiques des myopathies à multi-minicores avec ou sans cardiomyopathie

Thèse réalisée en cotutelle avec l'Université Pierre et Marie Curie, Paris 6(UPMC, Paris, France).

Régulation de la kinase Ste20 Slik de Drosophila par phosphorylation de la boucle d'activation

Les kinases constituent une famille majeure de protéines qui régulent divers processus par la phosphorylation de leurs substrats, mais aussi par leur activité non- catalytique. Ce rôle indépendant de l’activité kinase a été observé chez quelques protéines dont des membres de la famille Sterile-20. La kinase Ste20 Slik de Drosophila aide au maintien de l’intégrité des tissus épithéliaux en phosphorylant l’ERM Moesin et peut aussi induire une prolifération cellulaire non-autonome indépendamment de son activité catalytique. La méthode de régulation de ces deux rôles était jusqu’ici inconnue. Nous avons identifié 19 sites de phosphorylation chez Slik par spectrométrie de masse. À l’aide de mutants, nous démontrons que les deux fonctions de Slik sont régulées par la phosphorylation d’au moins 2 résidus conservés de son segment d’activation par un mécanisme d’auto- et/ou trans-phosphorylation. Cette étude amène une meilleure compréhension de la régulation de l’intégrité épithéliale et de la croissance, deux processus clés qui sont souvent déréglés dans le cancer et certaines maladies génétiques.

Web tools for the prioritization of candidate disease genes

Despite increasing sequencing capacity, genetic disease investigation still frequently results in the identification of loci containing multiple candidate disease genes that need to be tested for involvement in the disease. This process can be expedited by prioritizing the candidates prior to testing. Over the last decade, a large number of computational methods and tools have been developed to assist the clinical geneticist in prioritizing candidate disease genes. In this chapter, we give an overview of computational tools that can be used for this purpose, all of which are freely available over the web.

Investigação de hemoglobinopatias em sangue de cordão umbilical de recém-nascidos do Hospital de Base de São José do Rio Preto

As hemoglobinopatias são as doenças genéticas mais freqüentes na população humana. Cerca de 12 a 15% da população é portadora de uma ou mais formas de hemoglobinas anormais, resultando em um grande problema de saúde pública. O diagnóstico neonatal possibilita o tratamento e o aconselhamento genético precoce, incluindo a conscientização dos portadores sobre o risco do nascimento de homozigotos. O objetivo deste trabalho é apresentar os resultados da investigação de hemoglobinopatias em recém-nascidos do Hospital de Base de São José do Rio Preto. O estudo foi realizado em 913 amostras de sangue de cordão umbilical, que foram submetidas a testes eletroforéticos, bioquímicos e citológicos, específicos para análise de hemoglobinas. Foram identificadas 100 (10,95%) amostras com hemoglobinas anormais, das quais 40 (4,38%) com Hb Bart's, sugerindo alfa talassemia, 34 (3,72%) com Hb S, 23 (2,52%) com beta talassemia, duas (0,22%) com Hb C e uma (0,11%) amostra apresentou Hb rápida. A frequência elevada de alterações encontradas evidencia a necessidade da triagem neonatal de hemoglobinopatias que pode resultar em amplos benefícios para os portadores destas patologias e seus familiares.

Interação entre Hb B2 e Hb S

As hemoglobinopatias e talassemias constituem as afecções genéticas mais comuns, apresentando-se, na maioria dos casos, em heterozigose. Diante da diversidade de hemoglobinas variantes encontrada na população brasileira, metodologias específicas e complementares para um diagnóstico laboratorial preciso, capaz de elucidar possíveis interações entre estas variantes genéticas, são necessárias. Este relato de caso descreve a interação entre hemoglobina B2 e a hemoglobina S em um indivíduo do sexo feminino, caucasoide, proveniente da região Sudeste do Brasil, identificada por meio de técnicas eletroforéticas em diferentes pH, cromatografia líquida de alta performance e PCR- RFLP. Visto que a hemoglobina B2 coelui com a hemoglobina S na análise cromatográfica e dificilmente é visualizada em eletroforese pH alcalino, devido à sua baixa concentração, justifica-se a necessidade da associação de testes laboratoriais, inclusive moleculares, na rotina do diagnóstico de hemoglobinas para a correta identificação do perfil de hemoglobinas do indivíduo e real frequência na população brasileira. Rev. Bras. Hematol. Hemoter.

Hemoglobina Köln diagnosticada em programa de triagem neonatal em São José do Rio Preto, SP

Alterações genéticas em que a mutação de aminoácidos nas globinas afeta a estrutura da molécula tornando-a instável são classificadas como hemoglobinas instáveis. Devido à grande diversidade dos pontos de mutações por substituições e deleções de aminoácidos, as formas de instabilização se apresentam muito variadas. A hemoglobina Köln é a variante instável descrita com maior freqüência na literatura e a terceira descoberta no Brasil, as outras são Hb Niterói e Hb Hasharon. Anemia moderada, icterícia e presença de urina escura caracterizam as manifestações clínicas da Hb Köln. em programa de triagem neonatal identificamos uma criança com suspeita de heterozigose para hemoglobina Köln, confirmada por procedimentos eletroforéticos e HPLC. Avaliações por diferentes metodologias laboratoriais e estudo familiar auxiliam no diagnóstico precoce, possibilitando minimizar os sintomas decorrentes da hemoglobina anormal e a realização do aconselhamento genético e educacional destas alterações hereditárias.

Idade masculina: Qualidade do sêmen e fertilidade: Idade masculina X qualidade seminal

The man's age seems to affect reproductive function but to a lower degree compared with the woman's age. In fact, the effect of paternal age on semen quality has been discussed, but the results are contradictory. Considering the differences in the results of studies, this review aimed to analyze the literature regarding the effect of paternal age on semen parameters (volume, concentration, motility and morphology) in sperm DnA damage in assisted reproduction results and genetic diseases.

MODY 2: Mutation identification and molecular ancestry in a Brazilian family

Maturity Onset Diabetes of the Young (MODY) is a heterogeneous group of genetic diseases characterized by a primary defect in insulin secretion and hyperglycemia, non-ketotic disease, monogenic autosomal dominant mode of inheritance, age at onset less than 25. years, and lack of auto-antibodies. It accounts for 2-5% of all cases of non-type 1 diabetes. MODY subtype 2 is caused by mutations in the glucokinase (GCK) gene. In this study, we sequenced the GCK gene of two volunteers with clinical diagnosis for MODY2 and we were able to identify four mutations including one for a premature stop codon (c.76C>T). Based on these results, we have developed a specific PCR-RFLP assay to detect this mutation and tested 122 related volunteers from the same family. This mutation in the GCK gene was detected in 21 additional subjects who also had the clinical features of this genetic disease. In conclusion, we identified new GCK gene mutations in a Brazilian family of Italian descendance, with one due to a premature stop codon located in the second exon of the gene. We also developed a specific assay that is fast, cheap and reliable to detect this mutation. Finally, we built a molecular ancestry model based on our results for the migration of individuals carrying this genetic mutation from Northern Italy to Brazil. © 2012 Elsevier B.V.