Association mapping of candidate genes for drought tolerance in Mediterranean durum wheat landraces

Treball al que se li ha concedit el premi al millor póster del congrés

Genome-wide screen of genes required for caffeine tolerance in fission yeast

Background: An excess of caffeine is cytotoxic to all eukaryotic cell types. We aim to study how cells become tolerant to atoxic dose of this drug, and the relationship between caffeine and oxidative stress pathways.Methodology/Principal Findings: We searched for Schizosaccharomyces pombe mutants with inhibited growth on caffeinecontainingplates. We screened a collection of 2,700 haploid mutant cells, of which 98 were sensitive to caffeine. The genes mutated in these sensitive clones were involved in a number of cellular roles including the H2O2-induced Pap1 and Sty1 stress pathways, the integrity and calcineurin pathways, cell morphology and chromatin remodeling. We have investigated the role of the oxidative stress pathways in sensing and promoting survival to caffeine. The Pap1 and the Sty1 pathways are both required for normal tolerance to caffeine, but only the Sty1 pathway is activated by the drug. Cells lacking Pap1 aresensitive to caffeine due to the decreased expression of the efflux pump Hba2. Indeed, ?hba2 cells are sensitive to caffeine, and constitutive activation of the Pap1 pathway enhances resistance to caffeine in an Hba2-dependent manner. Conclusions/Significance: With our caffeine-sensitive, genome-wide screen of an S. pombe deletion collection, we havedemonstrated the importance of some oxidative stress pathway components on wild-type tolerance to the drug.

Teleost fish larvae adapt to dietary arachidonic acid supply through modulation of the expression of lipid metabolism and stress response genes

Dietary fatty acid supply can affect stress response in fish during early development. Although knowledge on the mechanisms involved in fatty acid regulation of stress tolerance is scarce, it has often been hypothesised that eicosanoid profiles can influence cortisol production. Genomic cortisol actions are mediated by cytosolic receptors which may respond to cellular fatty acid signalling. An experiment was designed to test the effects of feeding gilthead sea-bream larvae with four microdiets, containing graded arachidonic acid (ARA) levels (0·4, 0·8, 1·5 and 3·0 %), on the expression of genes involved in stress response (steroidogenic acute regulatory protein, glucocorticoid receptor and phosphoenolpyruvate carboxykinase), lipid and, particularly, eicosanoid metabolism (hormone-sensitive lipase, PPARα, phospholipase A2, cyclo-oxygenase-2 and 5-lipoxygenase), as determined by real-time quantitative PCR. Fish fatty acid phenotypes reflected dietary fatty acid profiles. Growth performance, survival after acute stress and similar whole-body basal cortisol levels suggested that sea-bream larvae could tolerate a wide range of dietary ARA levels. Transcription of all genes analysed was significantly reduced at dietary ARA levels above 0·4 %. Nonetheless, despite practical suppression of phospholipase A2 transcription, higher leukotriene B4 levels were detected in larvae fed 3·0 % ARA, whereas a similar trend was observed regarding PGE2 production. The present study demonstrates that adaptation to a wide range of dietary ARA levels in gilthead sea-bream larvae involves the modulation of the expression of genes related to eicosanoid synthesis, lipid metabolism and stress response. The roles of ARA, other polyunsaturates and eicosanoids as signals in this process are discussed.

Improving the prediction of the functional impact of cancer mutations by baseline tolerance transformation

High-throughput prioritization of cancer-causing mutations (drivers) is a key challenge of cancer genome projects, due to the number of somatic variants detected in tumors. One important step in this task is to assess the functional impact of tumor somatic mutations. A number of computational methods have been employed for that purpose, although most were originally developed to distinguish disease-related nonsynonymous single nucleotide variants (nsSNVs) from polymorphisms. Our new method, transformed Functional Impact score for Cancer (transFIC), improves the assessment of the functional impact of tumor nsSNVs by taking into account the baseline tolerance of genes to functional variants.

Bioinformática: identificar genes en una interfaz gráfica vía web para la comparación de genomas

Este trabajo desarrolla el proceso de diseño e implementación de una interfaz web que permite la exploración en detalle de las relaciones entre genomas completos. La interfaz permite la comparación simultánea de nueve genomas, representando en cada gráfica las relaciones entre cada par de genomas junto los genes identificados de cada uno de ellos. Es capaz de trabajar con genomas del dominio Eukaryota y se adapta a la capacidad de cómputo de la máquina cliente. La información representada son MUMs (Maximal Unique Matching, secuencia máxima y única encontrada en ambos genomas) y SuperMUMs (agrupación de MUMs mediante Approximate String Matching). Los datos son previamente calculados y accesibles desde un servidor web.

Bioinformática: interfaz web para estudiar el efecto de diferentes condiciones sobre la expresión de los genes

El trabajo realizado se divide en dos bloques bien diferenciados, ambos relacionados con el análisis de microarrays. El primer bloque consiste en agrupar las condiciones muestrales de todos los genes en grupos o clústers. Estas agrupaciones se obtienen al aplicar directamente sobre la microarray los siguientes algoritmos de agrupación: SOM,PAM,SOTA,HC y al aplicar sobre la microarray escalada con PC y MDS los siguientes algoritmos: SOM,PAM,SOTA,HC y K-MEANS. El segundo bloque consiste en realizar una búsqueda de genes basada en los intervalos de confianza de cada clúster de la agrupación activa. Las condiciones de búsqueda ajustadas por el usuario se validan para cada clúster respecto el valor basal 0 y respecto el resto de clústers, para estas validaciones se usan los intervalos de confianza. Estos dos bloques se integran en una aplicación web ya existente, el applet PCOPGene, alojada en el servidor: http://revolutionresearch.uab.es.

Polimorfismos genéticos (en los genes OPRM1, BETA-ARRESTINA2,STAT6 y COMT) y su influencia en la tolerancia al tratamiento con opiáceos mayores en pacientes oncológicos

La morfina es l’opioid majoritàriament utilitzat en dolor oncològic, però existeix elevada variabilitat de resposta. Vam intentar correlacionar aquesta variabilitat amb polimorfismes genètics (Opmr-1, Beta-arrestina2, Stat6 i COMT, relacionats amb mecanismes d’acció opioids). Hem estudiat 29 pacients amb dolor (EVA superior o igual a 6) que van iniciar tractament amb morfina i vam avaluar eficacia i tolerancia a la morfina correlacionant-ho amb els polimorfismos que presentaven. Vam observar que els genotips CC/TC per β-arrestina2 i AA/GA per COMT i Oprm1 es podrien associar a millor resposta i menor toxicitat a la morfina, i els genotips AA/GA per STAT6 s’associaven significativament a menor toxicitat

Genomics of wine yeast: functional analysis of new and variable genes

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a l’Institut National de la Recherche Agronomique, França, entre 2007 i 2009. Saccharomyces cerevisiae ha estat el llevat utilitzat durant mil.lenis en l'elaboració de vins. Tot i així, es té poc coneixement sobre les pressions de selecció que han actuat en la modelització del genoma dels llevats vínics. S’ha seqüenciat el genoma d'una soca vínica comercial, EC1118, obtenint 31 supercontigs que cobreixen el 97% del genoma de la soca de referència, S288c. S’ha trobat que el genoma de la soca vínica es diferencia bàsicament en la possessió de 3 regions úniques que contenen 34 gens implicats en funcions claus per al procés fermentatiu. A banda, s’han dut a terme estudis de filogènia i synteny (ordre dels gens) que mostren que una d'aquestes tres regions és pròxima a una espècie relacionada amb el gènere Saccharomyces, mentre que les altres dos regions tenen un origen no-Saccharomyces. S’ha identificat mitjançant PCR i seqüenciació a Zygosaccharomyces bailii, una espècie contaminant de les fermentacions víniques, com a espècie donadora d'una de les dues regions. Les hibridacions naturals entre soques de diferents espècies dins del grup Saccharomyces sensu stricto ja han estat descrites. El treball és el primer que presenta hibridacions entre espècies Saccharomyces i no-Saccharomyces (Z. bailii, en aquest cas). També s’assenyala que les noves regions es troben freqüent i diferencialment presents entre els clades de S. cerevisiae, trobant-se de manera gairebé exclusiva en el grup de les soques víniques, suggerint que es tracta d'una adquisició recent de transferència gènica. En general, les dades demostren que el genoma de les soques víniques pateix una constant remodelació mitjançant l'adquisició de gens exògens. Els resultats suggereixen que aquests processos estan afavorits per la proximitat ecològica i estan implicats en l'adaptació molecular de les soques víniques a les condicions d'elevada concentració en sucres, poc nitrogen i elevades concentracions en etanol.

Interfaz web para mostrar los genes según las relaciones que mantienen sus expresiones

La investigació entre les relacions dels nivells d’expressió dels gens aporta molta informació sobre els processos biològics i patològics. Mitjançant la tècnica de les microarrays es possibilita la investigació de les relacions d’expressió de milers de gens a la vegada. La finalitat d’aquest projecte es fent ús de l’aplicatiu web PCOPGene-Net, permetre la identificació dels gens per les relacions d’expressió no lineals que tenen amb la resta de gens i permetre també la identificació de les relacions d’expressió no lineals entre els gens d’una microarray.

I. Identification and characterisation of epigenetically altered tumor supressor genes by proteomic and genomic approches / II. Studies of genes regualted by MeCP2 union to its promoter regions by proteomic and genmomic approches

DNA methylation has an important impact on normal cell physiology, thus any defects in this mechanism may be related to the development of various diseases In this project we are interested in identifying epigeneticaliy modified genes, in general controlled by processes related to the DNA methylation, by means of a new strategy combining protomic and genomic analyses. First, the two Dimensional-Difference Gel Electrophoresis (2-DIGE) protein analyses of extracts obtained from HCT-116 wt and double knockout for DNMT1 and DNMT3b (DKO) cells revealed 34 proteins overexpressed in the condition of DNMTs depletion. From five genes with higher transcript lavels in DKO cells, comparing with HCT-116 wt. oniy AKR1B1, UCHLl and VIM are melhylated in HCT-116. As expected. the DNA methvlation 1s lost in DKO cells. The rneth,vl ation of VIM and UCHLl promoters in some cancer samples has already been repaired, thus further studies has been focused on AKRlBI. AKR1B1 expression due lo DNA methyiaton of promoter region seems to occur specilfically in the colon cancer cell Iines. which was confirmed in the DNA rnethylation status and expression analyses. performed on 32 different cancer cell lines (including colon, breast, lymphoma, leukemia, neuroblastoma, glioma and lung cancer cell Iines) as well as normal colon and normal lymphocytes samples. AKRIBI expression after treatments with DNA demethvlating agent (AZA) was rescued in 5 coloncancer cell lines (including genetic regulation of the candidate gene. The methylation status of the rest of the genes identified in proteomic analysis was checked by methylation specific PCR (MSP) experiment and all appeared to be unmethylated. The similar research has been done also bv means of Mecp2-null mouse model For 14 selected candidate genes the analyses of expression leveis, methylation Status and MeCP2 interaction with promoters are currently being performed.

Poliamines en estrès abiòtic i mecanismes moleculars

Les poliamines (PAs) putrescina (Put), espermidina (Spd) i espermina (Spm) són mol•lècules policatiòniques de baix pes molecular, presents en els microorganismes, animals i plantes. Les PAs han estat implicades en diversos processos cel•lulars importants, incloent la resposta de les plantes a l'estrès. No obstant això, el seu mode d'acció està es desconeix. En les plantes, es van acumulant evidències de que les PAs interactuen amb macromolècules i estructures cel•lulars, com ara proteïnes de membrana, i la seva possible participació en transducció de senyals s'ha convertit en una creixent i interessant àrea d'estudi. En aquesta tesi, la possible interacció entre les poliamines i les vies de senyalització de fosfolípids és investigada. Resultats previs, han posat de manifest que alteracions en els nivells endògens de poliamines (PAs), per sobreexpressió gènica o pèrdua de funció de gens de biosíntesi, redueixen o milloren, respectivament, la capacitat de les plantes d'Arabidopsis per tolerar agressions per estrès abiòtic, produint en alguns casos notables alteracions en el desenvolupament. En aquestes plantes amb nivells alterats de PAs s'han detectat canvis importants en l'expressió gènica i s'ha trobat una connexió entre el contingut de PAs ii la biosíntesi / senyalització d'àcid abscísic (ABA). La hipòtesi actual de treball és que aquestes alteracions en l'expressió gènica poden estar mediades, si més no en part, pel catabolisme de PAs, i l’acció directa o indirecta de les espècies reactives d'oxigen (ROS) que se’n deriven.

Antimicrobial peptide genes in Bacillus strains from plant environments

The presence of the antimicrobial peptide (AMP) biosynthetic genes srfAA (surfactin), bacA (bacylisin), fenD (fengycin), bmyB (bacyllomicin), spaS (subtilin), and ituC (iturin) was examined in 184 isolates of Bacillus spp. obtained from plant environments (aerial, rhizosphere, soil) in the Mediterranean land area of Spain. Most strains had between two and four AMP genes whereas strains with five genes were seldom detected and none of the strains had six genes. The most frequent AMP gene markers were srfAA, bacA, bmyB, and fenD, and the most frequent genotypes srfAA-bacA-bmyB and srfAAbacA-bmyB-fenD. The dominance of these particular genes in Bacillus strains associated with plants reinforces the competitive role of surfactin, bacyllomicin, fengycin, and bacilysin in the fitness of strains in natural environments. The use of these AMP gene markers may assist in the selection of putative biological control agents of plant pathogens