GENCODE: producing a reference annotation for ENCODE.

BACKGROUND: The GENCODE consortium was formed to identify and map all protein-coding genes within the ENCODE regions. This was achieved by a combination of initial manual annotation by the HAVANA team, experimental validation by the GENCODE consortium and a refinement of the annotation based on these experimental results. RESULTS: The GENCODE gene features are divided into eight different categories of which only the first two (known and novel coding sequence) are confidently predicted to be protein-coding genes. 5' rapid amplification of cDNA ends (RACE) and RT-PCR were used to experimentally verify the initial annotation. Of the 420 coding loci tested, 229 RACE products have been sequenced. They supported 5' extensions of 30 loci and new splice variants in 50 loci. In addition, 46 loci without evidence for a coding sequence were validated, consisting of 31 novel and 15 putative transcripts. We assessed the comprehensiveness of the GENCODE annotation by attempting to validate all the predicted exon boundaries outside the GENCODE annotation. Out of 1,215 tested in a subset of the ENCODE regions, 14 novel exon pairs were validated, only two of them in intergenic regions. CONCLUSION: In total, 487 loci, of which 434 are coding, have been annotated as part of the GENCODE reference set available from the UCSC browser. Comparison of GENCODE annotation with RefSeq and ENSEMBL show only 40% of GENCODE exons are contained within the two sets, which is a reflection of the high number of alternative splice forms with unique exons annotated. Over 50% of coding loci have been experimentally verified by 5' RACE for EGASP and the GENCODE collaboration is continuing to refine its annotation of 1% human genome with the aid of experimental validation.

Direct comparison of a radioiodinated intact chimeric anti-CEA MAb with its F(ab')2 fragment in nude mice bearing different human colon cancer xenografts.

Tumour localisation and tumour to normal tissue ratios of a chimeric anti-carcinoembryonic antigen (CEA) monoclonal antibody (MAb), in intact form and as an F(ab')2 fragment labelled with 125I and 131I, were compared in groups of nude mice bearing four different colon cancer xenografts, T380, Co112 or LoVo, of human origin, or a rat colon cancer transfected with human CEA cDNA, called '3G7'. For each tumour, three to four mice per time point were analysed 6, 12, 24, 48 and 96 h after MAb injection. In the different tumours, maximal localisation of intact MAb was obtained at 24 to 48 h, and of F(ab')2 fragment 12 to 24 h after injection. Among the different tumours, localisation was highest with colon cancer T380, with 64% of the injected dose per gram (% ID/g) for the intact MAb and 57% for its F(ab')2 fragment, while in the three other tumours, maximal localisation ranged from 14 to 22% ID g-1 for the intact MAb and was about 11% for the F(ab')2. Tumour to normal tissue ratios of intact MAb increased rapidly until 24 h after injection and remained stable or showed only a minor increase thereafter. In contrast, for the F(ab')2 fragment, the tumour to normal tissue ratios increased steadily up to 4 days after injection reaching markedly higher values than those obtained with intact MAb. For the four different xenografts, tumour to blood ratios of F(ab')2 were about 2, 3 and 5 to 16 times higher than those of intact antibodies at 12, 24 and 96 h after injection, respectively.

De novo T cell generation and cell cycle analysis of CD4 and CD8 T cells during HIV-disease

RESUME POUR UN LARGE PUBLIC Parmi les globules blancs, les lymphocytes T 004 jouent un rôle primordial dans la coordination de la réponse immunitaire contre les pathogènes et les lymphocytes T CD8 dans leur élimination. Lors d'une infection par le virus de l'immunodéficience humaine (VIH-1), non seulement les cellules T CD4 sont les principales cibles d'infections, mais aussi elles disparaissent progressivement tout au long de la maladie. Ce phénomène, appelé aussi épuisement des lymphocytes T CD4, est la principale cause provoquant le Syndrome d'Immunodéficience Acquise (SIDA). Malgré de grands efforts de recherche, nous ne sommes toujours pas en mesure de dire si ce phénomène est dû à un défaut dans la production de nouvelles cellules ou à une destruction massive de cellules en circulation. Dans cette étude, nous nous proposions, dans un premier temps, de comparer la production de nouvelles cellules T CD4 et CD8 chez des individus VIH-négatifs et positifs. Les cellules nouvellement produites portent un marqueur commun que l'on appelle TREC et qui est facilement mesurable. En considérant des paramètres cliniques, nous étions en mesure de déterminer le niveau de TRECs de cellules T CD4 et CD8 dans différentes phases de la maladie. De là, nous avons pu déterminer que le niveau de TREC est toujours plus bas dans les cellules T CD8 de patients VIH-positifs comparativement à notre groupe contrôle. Nous avons pu déterminer par une analyse ultérieure que cette différence est due à une forte prolifération de ces cellules chez les patients VIH-positifs, ce qui a pour effet de diluer ce marqueur. En revanche, la production de nouvelles cellules T CD4 chez des patients VIH-positifs est accentuée lors de la phase précoce de la maladie et largement réprimée lors de la phase tardive. Dans un second temps, nous avons effectué une analyse à grande échelle de l'expression de gènes associés à la division cellulaire sur des lymphocytes T CD4 et CD8 d'individus VIH-¬positifs et négatifs, avec comme contrôle des cellules proliférant in vitro. De cette étude, nous avons pu conclure que les cellules T CD8 de patients VIH-positifs étaient en état de prolifération, alors que les lymphocytes T CD4 présentaient des défauts majeurs conduisant à un arrêt de la division cellulaire. Nos résultats montrent que la capacité à produire de nouvelles cellules chez des patients VIH¬positifs reste active longtemps pendant la maladie, mais que l'incapacité des cellules T CD4 à proliférer peut enrayer la reconstitution immunitaire chez ces individus. ABSTRACT The hallmark of HIV-1 infection is the depletion of CD4 T cells. Despite extensive investigation, the mechanisms responsible for the loss of CD4 T cells have been elucidated only partially. In particular, it remains controversial whether CD4 T cell depletion results from a defect in T cell production or from a massive peripheral destruction. In this study, de novo T cell generation has been investigated by measuring T cell receptor rearrangement excision circles (TRECs) on large cohorts of HIV-negative (N=120) and HIV-1 infected (N=298) individuals. Analysis of TREC levels was performed in HIV-infected subjects stratified by the stage of HIV disease based on CD4 T cell counts (early: >500 CD4 T cells/µl; intermediate: <500>200; late: <200) and by age (20 to 60 years, n = 259). Our data show that TREC levels in CD8 T cells were significantly lower in HIV-infected subjects at any stage of disease compared to the control group. In contrast, TREC levels in CD4 T cells were significantly higher in HIV-infected subjects at early stages disease while no significant differences were observed at intermediate stages of the disease and were severely reduced only at late stages of disease. To investigate further the status of cell cycle in peripheral CD4 and CD8 T cells in HIV-1 infections, we determined the pattern of gene expression with the microarray technology. In particular, CD4 and CD8 T cells of HIV-1 infected and HIV-negative subjects were analysed by Cell Cycle cDNA expression array. The patterns of gene expression were compared to in vitro stimulated CD4 and CD8 T cells and this analysis showed that CD8 T cells of HIV-1 infected subjects had a pattern of gene expression very similar to that of in vitro stimulated CD8 T cells thus indicating ongoing cell cycling. In contrast, CD4 T cells of HIV-1 infected subjects displayed a complex pattern of gene expression. In fact, CD4 T cells expressed high levels of genes typically associated with cell activation, but low levels of cell cycle genes. Therefore, these results indicated that activated CD4 T cells of HIV-1 infected subjects were in cell cycle arrest. Taking together these results indicate that thymus function is preserved for long time during HIV- 1 infection and the increase observed in early stage disease may represent a compensatory mechanism to the depletion of CD4 T cells. However, we provide evidence for a cell cycle arrest of peripheral CD4 T cells that may prevent potentially the replenishment of CD4 T cells. RESUME Les mécanismes responsables de la perte des lymphocytes T CD4 lors de l'infection pas VIH n'ont été élucidés que partiellement. Nous ne savons toujours pas si l'épuisement des lymphocytes T CD4 résulte d'un défaut dans la production de cellules ou d'une destruction périphérique massive. Dans cette étude, la production de cellules T a été étudiée en mesurant les cercles d'excision générés lors du réarrangement du récepteur au cellules T (TRECs) chez des individus VIH-négatifs (N=120) et VIH-1 positifs (N=298). L'analyse des niveaux de TREC a été faite chez sujets HIV-infectés en considérant les phases de la maladie sur la base des comptes CD4 (phase précoce: > 500 cellules CD4/µl; intermédiaire: < 500>200; tardive: < 200) et par âge. Nos données démontrent que les niveaux de TRECs des cellules T CD8 étaient significativement plus bas chez les sujets VIH-1 infectés, à tous les stades de la maladie comparativement au groupe contrôle. En revanche, les niveaux de TRECs des cellules T CD4 étaient significativement plus élevés chez les sujets VIH-1 infectés durant la phase précoce de la maladie, tandis qu'aucune différence significative n'était observée durant la phase intermédiaire et étaient très réduits dans la phase tardive. Dans une deuxième partie, nous avons utilisé la technique des biopuces à d'ADN complémentaire pour analyser la régulation du cycle cellulaire chez les lymphocytes T CD4 et CD8 périphériques lors d'une infection au VIH-1. Des profils d'expression ont été déterminés et comparés à ceux de cellules T CD4 et CD8 stimulées in vitro, démontrant que les cellules T CD8 des sujets VIH-positifs avaient un profil d'expression très semblable à celui des cellules stimulées in vitro en prolifération. En revanche, les lymphocytes T CD4 des sujets VIH-1 positifs avaient un profil d'expression de gène plus complexe. En fait, leur profil montrait une sur- expression de gènes associés à une activation cellulaire, mais une sous-expression de ceux induisant une division. Ainsi, ces résultats indiquent que les lymphocytes T CD4 d'individus VIH-positifs présentent des dérégulations qui conduisent à un arrêt du cycle cellulaire. Ces résultats montrent que la fonction thymique est préservée longtemps pendant l'infection au VIH-1 et que l'augmentation de la quantité de TRECs dans la phase précoce de la maladie peut représenter un mécanisme compensatoire à l'épuisement des cellules T CD4. Cependant, nous démontrons aussi un clair dysfonctionnement du cycle cellulaire chez les cellules T CD4 d'individus infectés par VIH-1 ce qui peut enrayer la reconstitution du système immunitaire.

Complementary DNA cloning of complement C8 beta and its sequence homology to C9.

The complete amino acid sequence of mature C8 beta has been derived from the DNA sequence of a cDNA clone identified by expression screening of a human liver cDNA library. Comparison with the amino acid sequence of C9 shows an overall homology with few deletions and insertions. In particular, the cysteine-rich domains and membrane-inserting regions of C9 are well conserved. These findings are discussed in relation to a possible mechanism of membrane attack complex formation.

The diagnostic challenge of progressive pseudorheumatoid dysplasia (PPRD): A review of clinical features, radiographic features, and WISP3 mutations in 63 affected individuals.

Progressive pseudorheumatoid dysplasia (PPRD) is a genetic, non-inflammatory arthropathy caused by recessive loss of function mutations in WISP3 (Wnt1-inducible signaling pathway protein 3; MIM 603400), encoding for a signaling protein. The disease is clinically silent at birth and in infancy. It manifests between the age of 3 and 6 years with joint pain and progressive joint stiffness. Affected children are referred to pediatric rheumatologists and orthopedic surgeons; however, signs of inflammation are absent and anti-inflammatory treatment is of little help. Bony enlargement at the interphalangeal joints progresses leading to camptodactyly. Spine involvement develops in late childhood and adolescence leading to short trunk with thoracolumbar kyphosis. Adult height is usually below the 3rd percentile. Radiographic signs are relatively mild. Platyspondyly develops in late childhood and can be the first clue to the diagnosis. Enlargement of the phalangeal metaphyses develops subtly and is usually recognizable by 10 years. The femoral heads are large and the acetabulum forms a distinct "lip" overriding the femoral head. There is a progressive narrowing of all articular spaces as articular cartilage is lost. Medical management of PPRD remains symptomatic and relies on pain medication. Hip joint replacement surgery in early adulthood is effective in reducing pain and maintaining mobility and can be recommended. Subsequent knee joint replacement is a further option. Mutation analysis of WISP3 allowed the confirmation of the diagnosis in 63 out of 64 typical cases in our series. Intronic mutations in WISP3 leading to splicing aberrations can be detected only in cDNA from fibroblasts and therefore a skin biopsy is indicated when genomic analysis fails to reveal mutations in individuals with otherwise typical signs and symptoms. In spite of the first symptoms appearing in early childhood, the diagnosis of PPRD is most often made only in the second decade and affected children often receive unnecessary anti-inflammatory and immunosuppressive treatments. Increasing awareness of PPRD appears to be essential to allow for a timely diagnosis. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.

Characterization and functional identification of a novel plant extradiol 4,5-dioxygenase involved in betalain pigment biosynthesis in Portulaca Grandiflora

RESUME Les bétalaïnes sont des pigments chromo-alcaloïdes violets et jaunes présents dans les plantes appartenant à l'ordre des Caryophyllales et dans les champignons des genres Amanita et Hygrocybe. Leur courte voie de biosynthèse est élucidée chimiquement depuis de nombreuses années, mais les enzymes impliquées dans cette biosynthèse chez les plantes ne sont toujours pas caractérisées. L'enzyme de la DOPA-dioxygénase d' Amanita muscaria a été identifiée (Girod et Zryd, 1991a), mais de nombreuses tentatives d'isolation d'un homologue chez les plantes ont échoué. Afin d'isoler les gènes spécifiques des bétalaïnes chez les plantes, nous avons construit des banques soustraites d'ADNc à partir d'ARN total de pétales immatures de Portulaca grandiflora (Pg) de génotypes jaunes et blancs, respectivement violets et blancs. Les clones couleur- spécifiques ont été détectés en premier par analyse Northem du RNA de pétales blancs et colorés. Les candidats positifs ont alors été soumis à une analyse de transcription au niveau des tiges colorées, vertes et des feuilles, afin d'établir leur expression spécifique. Deux ARNs messagers complets ont une expression corrélée avec l'accumulation des bétalaïnes dans les tissus. Le premier de ces clones, A.16, code pour une oxydase de l'acyl-Coenzyme A (ACX) putative, mais le domaine de liaison du FAD essentiel pour l'activité d'ACX est absent. Toutes nos tentatives pour démontrer sa fonction ont échoué. Le rôle de cette protéine dans la voie de synthèse des bétalaïnes reste inconnu. Le deuxième de ces clones spécifique aux bétalaïnes, L.6 (isolé par Zaiko, 2000), a été renommé DODA en raison de son homologie avec le domaine LigB (pfam02900) d'une 4,5-dioxygénase extradiol bactérienne. DODA a été identifié in silico comme une dioxygénase extradiol en raison de la conservation stricte, au niveau de sa séquence peptidique, des résidus catalytiques de LigB et de ceux liant le cofacteur fer. Une analyse de transfert Southem a montré que ce gène est unique dans Pg. L'expression transitoire de DODA par transformation biolistique dans des pétales blancs de Pg a produit des taches violettes ou jaunes dans des cellules transformées. Une analyse HPLC de ces taches a démontré leur identité avec les bétalaïnes présentes naturellement dans les pétales violets et jaunes de Pg, confirmant ainsi la complémentation par le gène Pg DODA de l'allèle récessif cc présent dans les pétales blancs de Pg. Des homologues de DODA (DOPA-dioxygénase) ont été identifiés dans de nombreuses espèces de plantes, y compris dans celles sans bétalaïne. L'alignement de ces homologues a permis l'identification d'un motif spécifique aux bétalaïnes à côté d'une histidine catalytique conservée. Ce motif [H-P-(S,A)-(N,D)-x-T-P] remplace le motif [H-N-L-R] conservé dans les plantes sans bétalaïne et le motif [H-N-L-x] présent dans tous les homologues bactériens et archaebactériens. Une modélisation tridimensionnelle préliminaire du site actif de Pg DODA et de son homologue dans la mousse Physcomitrella patens a montré l'importance de ce motif spécifique aux bétalaïnes pour l'accessibilité du substrat au site actif. L'analyse phylogénétique de DODA a confirmé l'évolution séparée de cette protéine chez les plantes à bétalaïnes par comparaison avec celle des plantes sans bétalaïne. Nous avons donc conclu que les bétalaïnes sont apparues par modification de l'affinité pour un substrat d'enzymes similaires à DODA, chez un ancêtre unique des Caryophyllales qui a perdu toute capacité de biosynthèse des anthocyanes. Finalement, Pg DODA n'a aucune similarité avec la protéine DODA d' Amanita muscaria, bien que celle-ci complémente aussi la pigmentation des pétales blancs de Pg. La biosynthèse des bétalaïnes est un exemple remarquable de convergence évolutive biochimique indépendante entre espèces de règnes différents. ABSTRACT Betalains are violet and yellow chromo-alkaloid pigments present in plants belonging to the order Caryophyllales and also in the fungal genera Amanita and Hygrocybe. Their short biosynthetic pathway is chemically well understood since many years, but enzymes involved in the plant pathway are still uncharacterized. The DOPA-dioxygenase from Amanita muscaria was identified (Girod and Zryd, 1991a), but numerous attempts to identify a plant homologue to the corresponding gene, failed. In order to isolate betalain-specific genes in plants, subtractive cDNA libraries were built with total RNA from white and yellow and respectively, violet immature petals from Portulaca grandiflora (Pg) genotypes. Colour-specific clones were first detected by Northern blot analysis using RNA from white and coloured petals. Positive candidates were submitted to further transcription analysis in coloured, green stems and leaves in order to assess their specific expression. Two full-length mRNAs showed a correlated expression with betalain accumulation in tissues. One of them, A.16, encodes a putative acyl-Coenzyme A oxidase (ACX), but missing the FAD binding domain essential for the ACX activity. Thus, all attempts to demonstrate its function failed. The role of this protein in the betalain biosynthesis pathway, if any, is still unknown. The second betalain-specific mRNA, L.6 (isolated by Zaiko, 2000) shows a homology with a LigB domain (pfam02900) from a bacterial extradiol 4,5-dioxygenase. It was then renamed DODA (DOPA-dioxygenase). DODA was identified in silico as a highly conserved extradiol dioxygenase due to the strict conservation of its peptidic sequence with LigB catalytic residues and iron-binding cofactor residues. Southern blot analysis showed that this gene is a single copy-gene in Pg. Transient expression of DODA protein through biolistic transformation of Pg white petals produced violet or yellow spots in individual cells. HPLC analysis of these spots showed an identity with betalain pigments present naturally in yellow and violet Pg petals, thus confirming the complementation of the recessive cc allele present in Pg white petals by Pg DODA gene. DODA homologues were identified in numerous plant species including those without betalain. Alignment of these homologues allowed the identification of a betalain-specific pattern beside a highly conserved catalytic histidine. This [H-P-(S,A)-(N,D)-x-T-P] pattern replaces a [H-N-L-R] pattern strictly conserved in non-betalain plants and a [H-N-L-x] pattern present in all bacterial and archaebacterial homologues. Preliminary three-dimensional modeling of the active site of Pg DODA and its Physcomitrella patens moss homologue revealed the importance of this betalain-specific pattern for the substrate accessibility to the DODA active site. DODA phylogenetic analysis confirmed the separate evolution of this protein in betalain-producing plants. We conclude that betalain pigments appeared in a unique ancestor of the Caryophyllales order in which anthocyanin biosynthetic pathway was impaired, by a modification of enzymes of the DODA family for substrate affinity. The Pg DODA protein has no sequence similarity with Amanita muscaria DODA, despite the fact that they both complement Pg white petals for their pigmentation. Betalain biosynthesis is an interesting example of independent biochemical evolutionary convergence between species from different kingdoms.

CleanEx: a database of heterogeneous gene expression data based on a consistent gene nomenclature and linked to an improved annotation system

Résumé: L'automatisation du séquençage et de l'annotation des génomes, ainsi que l'application à large échelle de méthodes de mesure de l'expression génique, génèrent une quantité phénoménale de données pour des organismes modèles tels que l'homme ou la souris. Dans ce déluge de données, il devient très difficile d'obtenir des informations spécifiques à un organisme ou à un gène, et une telle recherche aboutit fréquemment à des réponses fragmentées, voir incomplètes. La création d'une base de données capable de gérer et d'intégrer aussi bien les données génomiques que les données transcriptomiques peut grandement améliorer la vitesse de recherche ainsi que la qualité des résultats obtenus, en permettant une comparaison directe de mesures d'expression des gènes provenant d'expériences réalisées grâce à des techniques différentes. L'objectif principal de ce projet, appelé CleanEx, est de fournir un accès direct aux données d'expression publiques par le biais de noms de gènes officiels, et de représenter des données d'expression produites selon des protocoles différents de manière à faciliter une analyse générale et une comparaison entre plusieurs jeux de données. Une mise à jour cohérente et régulière de la nomenclature des gènes est assurée en associant chaque expérience d'expression de gène à un identificateur permanent de la séquence-cible, donnant une description physique de la population d'ARN visée par l'expérience. Ces identificateurs sont ensuite associés à intervalles réguliers aux catalogues, en constante évolution, des gènes d'organismes modèles. Cette procédure automatique de traçage se fonde en partie sur des ressources externes d'information génomique, telles que UniGene et RefSeq. La partie centrale de CleanEx consiste en un index de gènes établi de manière hebdomadaire et qui contient les liens à toutes les données publiques d'expression déjà incorporées au système. En outre, la base de données des séquences-cible fournit un lien sur le gène correspondant ainsi qu'un contrôle de qualité de ce lien pour différents types de ressources expérimentales, telles que des clones ou des sondes Affymetrix. Le système de recherche en ligne de CleanEx offre un accès aux entrées individuelles ainsi qu'à des outils d'analyse croisée de jeux de donnnées. Ces outils se sont avérés très efficaces dans le cadre de la comparaison de l'expression de gènes, ainsi que, dans une certaine mesure, dans la détection d'une variation de cette expression liée au phénomène d'épissage alternatif. Les fichiers et les outils de CleanEx sont accessibles en ligne (http://www.cleanex.isb-sib.ch/). Abstract: The automatic genome sequencing and annotation, as well as the large-scale gene expression measurements methods, generate a massive amount of data for model organisms. Searching for genespecific or organism-specific information througout all the different databases has become a very difficult task, and often results in fragmented and unrelated answers. The generation of a database which will federate and integrate genomic and transcriptomic data together will greatly improve the search speed as well as the quality of the results by allowing a direct comparison of expression results obtained by different techniques. The main goal of this project, called the CleanEx database, is thus to provide access to public gene expression data via unique gene names and to represent heterogeneous expression data produced by different technologies in a way that facilitates joint analysis and crossdataset comparisons. A consistent and uptodate gene nomenclature is achieved by associating each single gene expression experiment with a permanent target identifier consisting of a physical description of the targeted RNA population or the hybridization reagent used. These targets are then mapped at regular intervals to the growing and evolving catalogues of genes from model organisms, such as human and mouse. The completely automatic mapping procedure relies partly on external genome information resources such as UniGene and RefSeq. The central part of CleanEx is a weekly built gene index containing crossreferences to all public expression data already incorporated into the system. In addition, the expression target database of CleanEx provides gene mapping and quality control information for various types of experimental resources, such as cDNA clones or Affymetrix probe sets. The Affymetrix mapping files are accessible as text files, for further use in external applications, and as individual entries, via the webbased interfaces . The CleanEx webbased query interfaces offer access to individual entries via text string searches or quantitative expression criteria, as well as crossdataset analysis tools, and crosschip gene comparison. These tools have proven to be very efficient in expression data comparison and even, to a certain extent, in detection of differentially expressed splice variants. The CleanEx flat files and tools are available online at: http://www.cleanex.isbsib. ch/.

A single epidermal stem cell strategy for safe ex vivo gene therapy.

There is a widespread agreement from patient and professional organisations alike that the safety of stem cell therapeutics is of paramount importance, particularly for ex vivo autologous gene therapy. Yet current technology makes it difficult to thoroughly evaluate the behaviour of genetically corrected stem cells before they are transplanted. To address this, we have developed a strategy that permits transplantation of a clonal population of genetically corrected autologous stem cells that meet stringent selection criteria and the principle of precaution. As a proof of concept, we have stably transduced epidermal stem cells (holoclones) obtained from a patient suffering from recessive dystrophic epidermolysis bullosa. Holoclones were infected with self-inactivating retroviruses bearing a COL7A1 cDNA and cloned before the progeny of individual stem cells were characterised using a number of criteria. Clonal analysis revealed a great deal of heterogeneity among transduced stem cells in their capacity to produce functional type VII collagen (COLVII). Selected transduced stem cells transplanted onto immunodeficient mice regenerated a non-blistering epidermis for months and produced a functional COLVII. Safety was assessed by determining the sites of proviral integration, rearrangements and hit genes and by whole-genome sequencing. The progeny of the selected stem cells also had a diploid karyotype, was not tumorigenic and did not disseminate after long-term transplantation onto immunodeficient mice. In conclusion, a clonal strategy is a powerful and efficient means of by-passing the heterogeneity of a transduced stem cell population. It guarantees a safe and homogenous medicinal product, fulfilling the principle of precaution and the requirements of regulatory affairs. Furthermore, a clonal strategy makes it possible to envision exciting gene-editing technologies like zinc finger nucleases, TALENs and homologous recombination for next-generation gene therapy.

Female sterility associated with increased clonal propagation suggests a unique combination of androdioecy and asexual reproduction in populations of Cardamine amara (Brassicaceae).

BACKGROUND AND AIMS: The coexistence of hermaphrodites and female-sterile individuals, or androdioecy, has been documented in only a handful of plants and animals. This study reports its existence in the plant species Cardamine amara (Brassicaceae), in which female-sterile individuals have shorter pistils than seed-producing hermaphrodites. METHODS: Morphological analysis, in situ manual pollination, microsatellite genotyping and differential gene expression analysis using Arabidopsis microarrays were used to delimit variation between female-sterile individuals and hermaphrodites. KEY RESULTS: Female sterility in C. amara appears to be caused by disrupted ovule development. It was associated with a 2.4- to 2.9-fold increase in clonal propagation. This made the pollen number of female-sterile genets more than double that of hermaphrodite genets, which fulfils a condition of co-existence predicted by simple androdioecy theories. When female-sterile individuals were observed in wild androdioecious populations, their ramet frequencies ranged from 5 to 54 %; however, their genet frequencies ranged from 11 to 29 %, which is consistent with the theoretically predicted upper limit of 50 %. CONCLUSIONS: The results suggest that a combination of sexual reproduction and increased asexual proliferation by female-sterile individuals probably explains the invasion and maintenance of female sterility in otherwise hermaphroditic populations. To our knowledge, this is the first report of the coexistence of female sterility and hermaphrodites in the Brassicaceae.

The Human Acid-Sensing Ion Channel ASIC1a: Evidence for a Homotetrameric Assembly State at the Cell Surface.

The chicken acid-sensing ion channel ASIC1 has been crystallized as a homotrimer. We address here the oligomeric state of the functional ASIC1 in situ at the cell surface. The oligomeric states of functional ASIC1a and mutants with additional cysteines introduced in the extracellular pore vestibule were resolved on SDS-PAGE. The functional ASIC1 complexes were stabilized at the cell surface of Xenopus laevis oocytes or CHO cells either using the sulfhydryl crosslinker BMOE, or sodium tetrathionate (NaTT). Under these different crosslinking conditions ASIC1a migrates as four distinct oligomeric states that correspond by mass to multiples of a single ASIC1a subunit. The relative importance of each of the four ASIC1a oligomers was critically dependent on the availability of cysteines in the transmembrane domain for crosslinking, consistent with the presence of ASIC1a homo-oligomers. The expression of ASIC1a monomers, trimeric or tetrameric concatemeric cDNA constructs resulted in functional channels. The resulting ASIC1a complexes are resolved as a predominant tetramer over the other oligomeric forms, after stabilization with BMOE or NaTT and SDS-PAGE/western blot analysis. Our data identify a major ASIC1a homotetramer at the surface membrane of the cell expressing functional ASIC1a channel.

High c-Met expression in stage I-II pancreatic adenocarcinoma: proposal for an immunostaining scoring method and correlation with poor prognosis.

AIMS: c-Met is an emerging biomarker in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC); there is no consensus regarding the immunostaining scoring method for this marker. We aimed to assess the prognostic value of c-Met overexpression in resected PDAC, and to elaborate a robust and reproducible scoring method for c-Met immunostaining in this setting. METHODS AND RESULTS: c-Met immunostaining was graded according to the validated MetMab score, a classic visual scale combining surface and intensity (SI score), or a simplified score (high c-Met: ≥20% of tumour cells with strong membranous staining), in stage I-II PDAC. A computer-assisted classification method (Aperio software) was developed. Clinicopathological parameters were correlated with disease-free survival (DFS) and overall survival(OS). One hundred and forty-nine patients were analysed retrospectively in a two-step process. Thirty-seven samples (whole slides) were analysed as a pre-run test. Reproducibility values were optimal with the simplified score (kappa = 0.773); high c-Met expression (7/37) was associated with shorter DFS [hazard ratio (HR) 3.456, P = 0.0036] and OS (HR 4.257, P = 0.0004). c-Met expression was concordant on whole slides and tissue microarrays in 87.9% of samples, and quantifiable with a specific computer-assisted algorithm. In the whole cohort (n = 131), patients with c-Met(high) tumours (36/131) had significantly shorter DFS (9.3 versus 20.0 months, HR 2.165, P = 0.0005) and OS (18.2 versus 35.0 months, HR 1.832, P = 0.0098) in univariate and multivariate analysis. CONCLUSIONS: Simplified c-Met expression is an independent prognostic marker in stage I-II PDAC that may help to identify patients with a high risk of tumour relapse and poor survival.

Environmental activity of bacteria degrading pollutants

Une des meilleures techniques pour décontaminer l'environnement d'éléments toxiques (comme par exemple le dibenzofuan, DBF et le 4-chlorophenol, 4CP) déposés par l'homme, à bas coûts et sans le perturber considérablement, est sans doute la biorémédiation, et particulièrement la bioaugmentation. Malheureusement, si plusieurs microorganismes ont démontré leur efficacité à dégrader les composés toxiques en conditions de laboratoire, plusieurs tentatives afin de les utiliser dans l'environnement n'ont pas abouti. Ces échecs sont probablement le résultat des pauvres connaissances des réactions de ces mêmes microorganismes dans l'environnement. L'objectif de mon travail a été de mieux comprendre les réponses de ces bactéries au niveau de leurs gènes lorsqu'elles sont introduites ou prospèrent dans des conditions plus proches de la réalité, mais encore suffisamment contrôlées pour pouvoir élucider leur comportement. Le fait de résister à des conditions de sécheresse a été considéré en tant que facteur clé dans la survie des bactéries amenées à être utilisées pour la biorémédiation; cela implique une série de mécanismes utilisés par la cellule pour faire face au stress hydrique. Le chapitre II, par une approche métagénomique, compare les réactions de trois souches prometteuses pour la biorémédiation (Arthrobacter chlorophenolicus A6, Sphingomonas wittichii RW1 and Pseudomonas veronii 1YdBTEX2) vis-à-vis du stress hydrique simulé en conditions de laboratoire. L'objectif ici est de découvrir et de décrire les stratégies de résistance au stress, communes ou spécifiques, employées par les bactéries. Mes résultats montrent que les trois souches ont des sensibilités différentes au stress hydrique. Entre les traits communs trouvés, il y a une diminution de l'expression des gènes flagellaires ainsi qu'une augmentation de l'expression de solutes compatibles, mais qui sont souche-spécifiques. J'ai étudié plus en détail la réponse génomique de RW1 par rapport aux inoculations ainsi que sa croissance dans le sable contaminé et non-stérile (chapitre III), et je les ai comparé à des cultures en milieu liquide. Mes résultats indiquent que RW1 peut résister efficacement et peut croître dans des conditions presque sèches et peut également dégrader le contaminant (DBF, dans le cas présent) si les pré-cultures sont réalisées dans le même type de contaminant. Par contre, notre hypothèse du chapitre II se révèle fausse car le comportement de RW1 est très diffèrent de celui observé dans des conditions avec stress hydrique induit par l'addition de sel ou de PEG. Plus intéressant, les réponses de RW1 en milieu liquide sont très différentes de celles observées dans le sable, révélant ainsi que cette souche peut reconnaître le milieu dans lequel elle se trouve. Les mêmes expériences en sable contaminé, cette fois-ci avec 4CP, ont été réalisées pour A6 (chapitre IV) dans l'espoir de compléter la comparaison entre le stress hydrique et l'adaptation dans le sol. Malheureusement, il n'a pas été possible d'obtenir d'échantillons de bonne qualité pour les hybridations des microarrays afin d'étudier la réponse transcriptionnelle dans les différentes phases de croissance dans le sable (contaminé ou non). Toutefois, j'ai appris qu'Arthrobacter ne peut pas croitre dans les sols hautement contaminés si les conditions du sol sont très sèches, elles ont en effet besoin de suffisamment d'eau pour dégrader des quantités importantes de 4CP. Ces observations dirigent l'attention sur le fait que les études sur l'efficacité de l'inoculation de bactéries doivent être testées dans des conditions le plus proche possible de l'environnement ciblé, tout comme les concentrations optimales pour l'inoculum. Finalement, nous avons étudié le comportement de A6 dans la phytosphère avec deux dégrés d'humidité (chapitre V). A6 ne montre pas de réaction particulière face aux changements d'humidité, et à nouveau, ces réponses ne peuvent être liées aux changements d'expression des gènes observées dans les conditions de stress hydrique simulées. Cette étude a permis d'identifier la présence de composés phénoliques dans les feuilles qui peuvent potentiellement améliorer les propriétés de dégradation ou qui permettent d'effectuer de façon plus rapide la réaction de dégradation des contaminants dans un processus de phytoremédiation par A. chlorophenolicus.

Buried in the Middle but Guilty: Intronic Mutations in the TCIRG1 Gene Cause Human Autosomal Recessive Osteopetrosis.

Autosomal recessive osteopetrosis (ARO) is a rare genetic bone disease with genotypic and phenotypic heterogeneity, sometimes translating into delayed diagnosis and treatment. In particular, cases of intermediate severity often constitute a diagnostic challenge and represent good candidates for exome sequencing. Here, we describe the tortuous path to identification of the molecular defect in two siblings, in which osteopetrosis diagnosed in early childhood followed a milder course, allowing them to reach the adult age in relatively good conditions with no specific therapy. No clearly pathogenic mutation was identified either with standard amplification and resequencing protocols or with exome sequencing analysis. While evaluating the possible impact of a 3'UTR variant on the TCIRG1 expression, we found a novel single nucleotide change buried in the middle of intron 15 of the TCIRG1 gene, about 150 nucleotides away from the closest canonical splice site. By sequencing a number of independent cDNA clones covering exons 14 to 17, we demonstrated that this mutation reduced splicing efficiency but did not completely abrogate the production of the normal transcript. Prompted by this finding, we sequenced the same genomic region in 33 patients from our unresolved ARO cohort and found three additional novel single nucleotide changes in a similar location and with a predicted disruptive effect on splicing, further confirmed in one of them at the transcript level. Overall, we identified an intronic region in TCIRG1 that seems to be particularly prone to splicing mutations, allowing the production of a small amount of protein sufficient to reduce the severity of the phenotype usually associated with TCIRG1 defects. On this basis, we would recommend including TCIRG1 not only in the molecular work-up of severe infantile osteopetrosis but also in intermediate cases and carefully evaluating the possible effects of intronic changes. © 2015 American Society for Bone and Mineral Research.

Functional studies of a germ-line polymorphism at codon 47 within the p53 gene.

A rare germ-line polymorphism in codon 47 of the p53 gene replaces the wild-type proline (CCG) with a serine (TCG). Restriction analysis of 101 human samples revealed the frequency of the rare allele to be 0% (n = 69) in Caucasians and 4.7% (3/64, n = 32) among African-Americans. To investigate the consequence of this amino acid substitution, a cDNA construct (p53 mut47ser) containing the mutation was introduced into a lung adenocarcinoma cell line (Calu-6) that does not express p53. A growth suppression similar to that obtained after introduction of a wild-type p53 cDNA construct was observed, in contrast to the result obtained by introduction of p53 mut143ala. Furthermore, expression of neither p53 mut47ser nor wild-type p53 was tolerated by growing cells. In transient expression assays, both mut47ser and wild-type p53 activated the expression of a reporter gene linked to a p53 binding sequence (PG13-CAT) and inhibited the expression of the luciferase gene under the control of the Rous sarcoma virus promoter (RSVluc). In the same assay, mut143ala did not activate the expression of PG13-CAT and produced only a slight inhibitory effect on RSVluc. These findings indicate that the p53 variant with a serine at codon 47 should be considered as a rare germ-line polymorphism that does not alter the growth-suppression activity of p53.

Inducible nitric oxide synthase-dependent stimulation of PKGI and phosphorylation of VASP in human embryonic kidney cells.

Inducible nitric oxide synthase (iNOS) production of nitric oxide (NO) has been mostly associated with so-called nitrosative stress or interaction with superoxide anion. However, recent investigations have indicated that, as for the other isoenzymes producing NO, guanylyl cyclase (GC) is a very sensitive target of iNOS activity. To further investigate this less explored signaling, the NO-cyclic guanosine 3'-5'-monophosphate (NO-cGMP)-induced vasodilator-stimulated phosphoprotein (VASP) phosphorylation on serine 239 was investigated in human embryonic kidney 293 cells (HEK cells). First, the expression and activity of alpha2 and beta1 NO-sensitive GC subunits was determined by Western blot analysis, reverse transcription-polymerase chain reaction and NO donors administration. Then, the expression of a functional cGMP-dependent protein kinase I (PKGI) was verified by addition of 8-Br-cGMP followed by determination of phosphorylation of VASP on serine 239. Finally, iNOS activation of this signaling pathway was characterized after transfection of HEK cells with human iNOS cDNA. Altogether our data show that iNOS-derived NO activates endogenous NO-sensitive GC and leads to VASP phosphorylation in HEK cells.