Functional analysis of a conserved DNA methyltransferase in caulobacter crescentus

CcrM is a DNA methyltransferase that methylates the adenine in GANTC motifs in the chromo-some of the bacterial model Caulobacter crescentus. The loss of the CcrM homolog is lethal in C. crescentus and in several other species of Alphaproteobacteria. In this research, we used different experimental and bioinformatic approaches to determine why CcrM is so critical to the physiology of C. crescentus. We first showed that CcrM is a resident orphan DNA methyltransferase in non-Rickettsiales Alphaproteobacteria and that its gene is strictly conserved in this clade (with only one ex¬ception among the genomes sequenced so far). In C. crescentus, cells depleted in CcrM in rich medium quickly lose viability and present an elongated phenotype characteristic of an im¬pairment in cell division. Using minimal medium instead of rich medium as selective and main¬tenance substrate, we could generate a AccrM mutant that presents a viability comparable to the wild type strain and only mild morphological defects. On the basis of a transcriptomic ap¬proach, we determined that several genes essential for cell division were downregulated in the AccrM strain in minimal medium. We offered decisive arguments to support that the efficient transcription of two of these genes, ftsZ and mipZ, coding respectively for the Z-ring forming GTPase FtsZ and an inhibitor of FtsZ polymerization needed for the correct positioning of the Z- ring at mid-cell, requires the methylation of an adenine in a conserved GANTC motif located in their core promoter region. We propose a model, according to which the genome of C. crescentus encodes a transcriptional activator that requires a methylated adenine in a GANTC context to bind to DNA and suggest that this transcriptional regulator might be the global cell-cycle regulator GcrA. In addition, combining a classic genetic approach and in vitro evolution experiments, we showed that the mortality and cell division defects of the AccrM strain in rich medium are mainly due to limiting intracellular levels of the FtsZ protein. We also studied the dynamics of GANTC methylation in C. crescentus using the SMRT technol¬ogy developed by Pacific Biosciences. Our findings support the commonly accepted model, accord¬ing to which the methylation state of GANTC motifs varies during the cell cycle of C. crescentus: before the initiation of DNA replication, the GANTC motifs are fully-methylated (methylated on both strands); when the DNA gets replicated, the GANTC motifs become hemi-methylated (methyl¬ated on one strand only) and this occurs at different times during replication for different loci along the chromosome depending on their position relative to the origin of replication; the GANTC mo¬tifs are only remethylated after DNA replication has finished as a consequence of the massive and short-lived expression of CcrM in predivisional cells. About 30 GANTC motifs in the C. crescentus chromosome were found to be undermethylated in most of the bacterial population; these might be protected from CcrM activity by DNA binding proteins and some of them could be involved in methylation-based bistable transcriptional switches. - CcrM est une ADN méthyltransférase qui méthyle les adénines dans le contexte GANTC dans le génome de la bactérie modèle Caulobacter crescentus. La perte de l'homologue de CcrM chez C. crescentus et chez plusieurs autres espèces d'Alphaproteobactéries est létale. Dans le courant de cette recherche, nous tentons de déterminer pourquoi la protéine CcrM est cruciale pour la survie de C. crescentus. Nous démontrons d'abord que CcrM est une adénine méthyltransférase orpheline résidente, dont le gène fait partie du génome minimal partagé par les Alphaprotéobactéries non-Rickettsiales (à une exception près). Lorsqu'une souche de C. crescentus est privée de CcrM, sa viabilité décroît rapi¬dement et ses cellules présentent une morphologie allongée qui suggère que la division cellulaire est inhibée. Nous sommes parvenus à créer une souche AccrM en utilisant un milieu minimum, au lieu du milieu riche classiquement employé, comme milieu de sélection et de maintenance pour la souche. Lorsque nous avons étudié le transcriptome de cette souche de C. crescentus privée de CcrM, nous avons pu constater que plusieurs gènes essentiels pour le bon déroulement de la division cellulaire bactérienne étaient réprimés. En particulier, l'expression adéquate des gènes ftsZ et mipZ - qui codent, respectivement, pour FtsZ, la protéine qui constitue, au milieu de la cellule, un anneau protéique qui initie le processus de division et pour MipZ, un inhibiteur de la polymérisation de FtsZ qui est indispensable pour le bon positionnement de l'anneau FtsZ - est dépendante de la présence d'une adénine méthylée dans un motif GANTC conservé situé dans leur région promotrice. Nous présentons un modèle selon lequel le génome de C. crescentus code pour un facteur de transcription qui exige la présence d'une adénine méthylée dans un contexte GANTC pour s'attacher à l'ADN et nous suggérons qu'il pourrait s'agir du régulateur global du cycle cellulaire GcrA. En outre, nous montrons, en combinant la génétique classique et une approche basée sur l'évolution expérimentale, que la mortalité et l'inhibition de la division cellulaire caractéristiques de la souche àccrMeη milieu riche sont dues à des niveaux excessivement bas de protéine FtsZ. Nous avons aussi étudié la dynamique de la méthylation du chromosome de C. crescentus sur la base de la technologie SMRT développée par Pacific Biosciences. Nous confirmons le modèle communément accepté, qui affirme que l'état de méthylation des motifs GANTC change durant le cycle cellulaire de C. crescentus: les motifs GANTC sont complètement méthylés (méthylés sur les deux brins) avant de début de la réplication de l'ADN; ils deviennent hémi-méthylés (méthylés sur un brin seulement) une fois répliqués, ce qui arrive à différents moments durant la réplication pour différents sites le long du chromosome en fonction de leur position par rapport à l'origine de répli-cation; finalement, les motifs GANTC sont reméthylés après la fin de la réplication du chromosome lorsque la protéine CcrM est massivement, mais très transitoirement, produite. Par ailleurs, nous identifions dans le chromosome de C. crescentus environ 30 motifs GANTC qui restent en perma-nence non-méthylés dans une grande partie de la population bactérienne; ces motifs sont probable-ment protégés de l'action de CcrM par des protéines qui s'attachent à l'ADN et certains d'entre eux pourraient être impliqués dans des mécanismes de régulation générant une transcription bistable.

Host-parasite relationships during a biologic invasion: 75 years postinvasion, cane toads and sympatric Australian frogs retain separate lungworm faunas.

Invasive species may carry with them parasites from their native range, differing from parasite taxa found in the invaded range. Host switching by parasites (either from the invader to native fauna or from native fauna to the invader) may have important consequences for the viability of either type of host (e.g., their survivorship, fecundity, dispersal ability, or geographic distribution). Rhabdias pseudosphaerocephala (Nematoda) is a common parasite of cane toads (Rhinella marina) in the toad's native range (South and Central America) and also in its introduced Australian range. This lungworm can depress host viability and is capable of infecting Australian frogs in laboratory trials. Despite syntopy between toads and frogs for up to 75 yr, our analyses, based on DNA sequence data of lungworms from 80 frogs and 56 toads, collected from 2008 to 2011, did not reveal any cases of host switching in nature: toads and native frogs retain entirely different lungworm faunas. All lungworms in cane toads were the South and Central American species Rhabdias pseudosphaerocephala, whereas Australian frogs contained at least four taxa (mostly undescribed and currently lumped under the name Rhabdias cf. hylae). General patterns of prevalence and intensity, based on the dissection of 1,315 frogs collected between 1989 and 2011 across the toads' Australian range, show that these Australian endemic Rhabdias spp. are widely distributed geographically and across host taxa but are more common in some frog species (especially, large-bodied species) than they are in others.

Modifications neurocomportementales secondaires à la sclérose en plaques [Neurobehavioral changes occurring during multiple sclerosis]

Behavioral changes occurring in patients affected by multiple sclerosis (MSI are often neglected by physicians but are actually part of the clinical spectrum of the disease. In addition, they are known to be responsible for a decline in the quality of life of MS patients. Recently, there has been a growing interest to investigate changes in the emotional experience of MS patients and their decision making, showing that the ability to take advantageous decisions was altered in MS. This paper reviews existing data on this topic.

Gene-flow in a mosaic hybrid zone: is local introgression adaptive?

Genome-wide scans of genetic differentiation between hybridizing taxa can identify genome regions with unusual rates of introgression. Regions of high differentiation might represent barriers to gene flow, while regions of low differentiation might indicate adaptive introgression-the spread of selectively beneficial alleles between reproductively isolated genetic backgrounds. Here we conduct a scan for unusual patterns of differentiation in a mosaic hybrid zone between two mussel species, Mytilus edulis and M. galloprovincialis. One outlying locus, mac-1, showed a characteristic footprint of local introgression, with abnormally high frequency of edulis-derived alleles in a patch of M. galloprovincialis enclosed within the mosaic zone, but low frequencies outside of the zone. Further analysis of DNA sequences showed that almost all of the edulis allelic diversity had introgressed into the M. galloprovincialis background in this patch. We then used a variety of approaches to test the hypothesis that there had been adaptive introgression at mac-1. Simulations and model fitting with maximum-likelihood and approximate Bayesian computation approaches suggested that adaptive introgression could generate a "soft sweep," which was qualitatively consistent with our data. Although the migration rate required was high, it was compatible with the functioning of an effective barrier to gene flow as revealed by demographic inferences. As such, adaptive introgression could explain both the reduced intraspecific differentiation around mac-1 and the high diversity of introgressed alleles, although a localized change in barrier strength may also be invoked. Together, our results emphasize the need to account for the complex history of secondary contacts in interpreting outlier loci.

Infections tardives après stabilisation dynamique de la colonne lombaire par le système Dynesys

Introduction La stabilisation dynamique de la colonne lombaire a été développée comme alternative à la spondylodèse pour les lombalgies chroniques dans l'optique de réduire le risque de dégénération du segment adjacent. Le système de neutralisation dynamique « Dynesys » produit par Zimmer (Suisse) est un des produits les plus populaires. Des études portant sur un suivi à moyen terme ont montré des taux de révision dans près de 30% des patients. Nous avons observé quelques cas d'infections tardives chez nos patients et avons décidé de les passer systématiquement en revue. La bactérie Propionibacterium acnés a été récemment identifiée comme cause d'infections à bas bruit de matériel prothétique. Matériels et méthodes Nous présentons une série consécutive de 50 implantations du système Dynesys. Les patients ont été suivis pendant une durée moyenne de 51 mois (0 - 91). Durant cette période, nous avons identifié 12 complications de type infectieuse et 11 complications de type mécanique nécessitant une ré-opération ou une ablation de matériel dans un collectif de 17 patients. Résultats Les infections de matériel se sont produites après une durée médiane de 52 mois (2-77). Les germes trouvés étaient Propionibacterium acnés dans 7 patients sur 11 (seul η = 4 ou en combinaison η = 3). La présentation clinique associe des douleurs nouvelles ou en augmentation et, à la radiologie conventionnelle, un descellement des vis. Cependant, 73.5% des patients présentent, à des degrés divers, des signes radiologiques de descellements sans avoir de symptômes d'infection. Conclusion Le haut taux d'infections tardives avec des germes peu virulents ainsi que la fréquence des signes de descellements de vis constatés nous amènent à suspecter un défaut d'intégration au niveau de l'interface entre l'os et les vis. Les chirurgiens devraient être attentifs à ces signes et exclure activement une infection chez les patients présentant des douleurs nouvelles (ou en augmentation) en combinaison de signes de descellement radiologiques. Une attitude agressive de révision chirurgicale est recommandée dans ces cas.

The evolution of personality in patients with mild cognitive impairment.

Aims: To describe personality traits and their changes in mild cognitive impairment (MCI) and control subjects. Methods: Sixty-three MCI and 90 control subjects were asked to describe their current personality traits by the Structured Interview for the Five-Factor Model (SIFFM). For each subject, a close relative retrospectively assessed these descriptions both as to the previous and current personality traits, using the Revised NEO Personality Inventory, Form R (NEO-PI-R). Results: Self-assessed MCI subjects reported significantly lower scores in the openness dimension than control subjects [F(1, 150) = 9.84, p = 0.002, &#951;p(2) = 0.06]. In current observer ratings, MCI subjects had higher scores on neuroticism [F(1, 137) = 7.55, p = 0.007, &#951;p(2) = 0.05] and lower ones on extraversion [F(1, 137) = 6.40, p = 0.013, &#951;p(2) = 0.04], openness [F(1, 137) = 9.93, p = 0.002, &#951;p(2) = 0.07], agreeableness [F(1, 137) = 10.18, p = 0.002, &#951;p(2) = 0.07] and conscientiousness [F(1, 137) = 25.96, p < 0.001, &#951;p(2) = 0.16]. Previous personality traits discriminated the groups as previous openness [odds ratio (OR) = 0.97, 95% confidence interval (CI) = 0.95-0.99, p = 0.014] and conscientiousness (OR = 0.96, 95% CI 0.94-0.98, p = 0.001) were negatively related to MCI group membership. In MCI subjects, conscientiousness [F(1, 137) = 19.20, p < 0.001, &#951;p(2) = 0.12] and extraversion [F(1, 137) = 22.27, p < 0.001, &#951;p(2) = 0.14] decreased between previous and current evaluations and neuroticism increased [F(1, 137) = 22.23, p < 0.001, &#951;p(2) = 0.14], whereas no significant change was found in control subjects. Conclusions: MCI subjects undergo significant personality changes. Thus, personality assessment may aid the early detection of dementia. © 2013 S. Karger AG, Basel.