Transcriptome analysis of intraspecific competition in Arabidopsis thaliana reveals organ-specific signatures related to nutrient acquisition and general stress response pathways.

ABSTRACT: BACKGROUND: Plants are sessile and therefore have to perceive and adjust to changes in their environment. The presence of neighbours leads to a competitive situation where resources and space will be limited. Complex adaptive responses to such situation are poorly understood at the molecular level. RESULTS: Using microarrays, we analysed whole-genome expression changes in Arabidopsis thaliana plants subjected to intraspecific competition. The leaf and root transcriptome was strongly altered by competition. Differentially expressed genes were enriched in genes involved in nutrient deficiency (mainly N, P, K), perception of light quality, and responses to abiotic and biotic stresses. Interestingly, performance of the generalist insect Spodoptera littoralis on densely grown plants was significantly reduced, suggesting that plants under competition display enhanced resistance to herbivory. CONCLUSIONS: This study provides a comprehensive list of genes whose expression is affected by intraspecific competition in Arabidopsis. The outcome is a unique response that involves genes related to light, nutrient deficiency, abiotic stress, and defence responses.

Sedimentation of macroscopic rigid knots and its relation to gel electrophoretic mobility of DNA knots.

We address the general question of the extent to which the hydrodynamic behaviour of microscopic freely fluctuating objects can be reproduced by macrosopic rigid objects. In particular, we compare the sedimentation speeds of knotted DNA molecules undergoing gel electrophoresis to the sedimentation speeds of rigid stereolithographic models of ideal knots in both water and silicon oil. We find that the sedimentation speeds grow roughly linearly with the average crossing number of the ideal knot configurations, and that the correlation is stronger within classes of knots. This is consistent with previous observations with DNA knots in gel electrophoresis.

Nutrient-based dietary patterns and the risk of head and neck cancer: a pooled analysis in the International Head and Neck Cancer Epidemiology consortium.

Background The association between dietary patterns and head and neck cancer has rarely been addressed. Patients and methods We used individual-level pooled data from five case-control studies (2452 cases and 5013 controls) participating in the International Head and Neck Cancer Epidemiology consortium. A posteriori dietary patterns were identified through a principal component factor analysis carried out on 24 nutrients derived from study-specific food-frequency questionnaires. Odds ratios (ORs) and corresponding 95% confidence intervals (CIs) were estimated using unconditional logistic regression models on quintiles of factor scores. Results We identified three major dietary patterns named 'animal products and cereals', 'antioxidant vitamins and fiber', and 'fats'. The 'antioxidant vitamins and fiber' pattern was inversely related to oral and pharyngeal cancer (OR = 0.57, 95% CI 0.43-0.76 for the highest versus the lowest score quintile). The 'animal products and cereals' pattern was positively associated with laryngeal cancer (OR = 1.54, 95% CI 1.12-2.11), whereas the 'fats' pattern was inversely associated with oral and pharyngeal cancer (OR = 0.78, 95% CI 0.63-0.97) and positively associated with laryngeal cancer (OR = 1.69, 95% CI 1.22-2.34). Conclusions These findings suggest that diets rich in animal products, cereals, and fats are positively related to laryngeal cancer, and those rich in fruit and vegetables inversely related to oral and pharyngeal cancer.

Beta-adrenergic blockade and intravenous nutrient-induced thermogenesis in lean and obese women.

Continuous respiratory exchange measurements were performed in nine obese and eight lean women for 1 h before, 3 h during, and 1 h after the intravenous administration of a nutrient mixture infused at twice the postabsorptive resting energy expenditure (REE). This experiment was conducted without or with beta-adrenergic blockade (iv propranolol). Propranolol administration did not change the postabsorptive REE [i.e., 1.03 +/- 0.07 before vs. 1.01 +/- 0.02 kcal/min after administration in lean women and 1.16 +/- 0.04 vs. 1.15 +/- 0.03 kcal/min (NS) in obese women]. The mean overall thermogenic response expressed as a percentage of the infused energy was similar in both groups and was not significantly blunted after propranolol infusion [6.9 +/- 0.4 vs. 5.9 +/- 0.6% in the lean women and 7.5 +/- 0.5 vs. 7.1 +/- 0.6% (NS) in the obese women]. During beta-adrenergic blockade the rate of lipid oxidation decreased in the lean group but was unchanged in the obese group and the glycemic response to nutrient administration was significantly higher in both groups than without propranolol. It is concluded that beta-adrenergic blockade has no effect on REE and on intravenous nutrient-induced thermogenesis in both lean and obese women.

Biomechanical concept and clinical outcome of dual mobility cups

La luxation d'une prothèse totale de la hanche est une complication majeure en termes de morbidité pour le patient et des coûts pour le système de santé. Cette complication est retrouvée entre 2 à 3% selon les séries (1-3) pour des prothèses primaires, et beaucoup plus élevée suite à des révisions. Pour remédier à ce problème, des systèmes de prothèses contraintes sont une option, cependant associés à des descellements fréquents entre 10 à 26 % selon les séries (4-6). Ces échecs étant en partie expliqués par une usure rapide des surfaces de frottements due aux fortes contraintes, mais également par les contraintes cupule-os occasionnant des descellements mécaniques (7). Par conséquent, pour augmenter la stabilité, tout en évitant les contraintes sur le couple de frottement, Bousquet développe, en 1976, une prothèse totale de hanche « à double mobilité ». Ce système consiste à combiner deux articulations apparentes, premièrement une tête métallique dans un insert de polyéthylène, articulé lui- même dans la concavité d'une cupule métallique fixée au bassin. En tant que tel, ce système biomécanique réduirait en théorie le risque de luxation. Dès lors, on aperçoit depuis environ 15 ans une augmentation progressive de l'utilisation de ce type d'implants que ce soit comme implant primaire ou secondaire, chez des patients jeunes ou âgés. Cependant, des études in vitro, ont montré que des grandes surfaces de friction sont associées à une augmentation de l'usure du polyéthylène (8). En revanche, les données sur la cinématique et l'usure, in vivo, de ce type d'implant étaient jusqu'alors limitées. Depuis quelques années, un certain nombre d'études cliniques avec un follow up significatif ont été publiées. CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES FUTURES La prothèse totale de hanche à double mobilité, développée par Bousquet dans les années 1970, est un concept novateur dans l'arthroplastie totale de hanche. Depuis sa première conception, de nombreuses améliorations ont été adoptées. Cependant, ses effets à long terme sur la survie de l'implant doivent encore être effectué. Certes, des études ont montré un net effet sur la réduction du taux de luxation des prothèses primaires, lors de révision ou après résection tumorale. Toutefois, compte tenu des données limitées à long terme sur le taux d'usure et le descellement aseptique, il convient d'utiliser ce type d'implant avec prudence, en particulier lors d'arthroplastie primaire chez des patients jeunes.

A high-mobility, low-cost phenotype defines human effector-memory CD8+ T cells.

T cells move randomly ("random-walk"), a characteristic thought to be integral to their function. Using migration assays and time-lapse microscopy, we found that CD8+ T cells lacking the lymph node homing receptors CCR7 and CD62L migrate more efficiently in transwell assays, and that these same cells are characterized by a high frequency of cells exhibiting random crawling activity under culture conditions mimicking the interstitial/extravascular milieu, but not when examined on endothelial cells. To assess the energy efficiency of cells crawling at a high frequency, we measured mRNA expression of genes key to mitochondrial energy metabolism (peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1beta [PGC-1beta], estrogen-related receptor alpha [ERRalpha], cytochrome C, ATP synthase, and the uncoupling proteins [UCPs] UCP-2 and -3), quantified ATP contents, and performed calorimetric analyses. Together these assays indicated a high energy efficiency of the high crawling frequency CD8+ T-cell population, and identified differentially regulated heat production among nonlymphoid versus lymphoid homing CD8+ T cells.

Postnatal β-cell maturation is associated with islet-specific microRNA changes induced by nutrient shifts at weaning.

Glucose-induced insulin secretion is an essential function of pancreatic β-cells that is partially lost in individuals affected by Type 2 diabetes. This unique property of β-cells is acquired through a poorly understood postnatal maturation process involving major modifications in gene expression programs. Here we show that β-cell maturation is associated with changes in microRNA expression induced by the nutritional transition that occurs at weaning. When mimicked in newborn islet cells, modifications in the level of specific microRNAs result in a switch in the expression of metabolic enzymes and cause the acquisition of glucose-induced insulin release. Our data suggest microRNAs have a central role in postnatal β-cell maturation and in the determination of adult functional β-cell mass. A better understanding of the events governing β-cell maturation may help understand why some individuals are predisposed to developing diabetes and could lead to new strategies for the treatment of this common metabolic disease.

High mobility group box 1 protein (HMGB1) : a pathogenic role in preeclampsia

Introduction : la Physiopathologie maternelle de la prééclampsie s'associe typiquement à un état inflammatoire systémique modéré. La protéine "high mobility group box 1" (HMGB-1) est une protéine nucléaire ubiquitaire. En cas de stress cellulaire, elle est relâchée dans le milieu extrace llua li re et peut ainsi exercer son activité pro-inflammatoire. En cas de prééclampsie, le liquide amniotique et le cytoplasme des cellules trophoblastiques contiennent des quantités anormalement élevées de HMGB-1, mais il n'est toujours pas universellement admis que ces concentrations se retrouvent dans le sang maternel. Méthodes : nous avons recruté 32 femmes au troisième trimestre de grossesse, 16 avec et 16 sans prééclampsie. Nous avons également observé 16 femmes non enceintes et en bonne santé, appariées selon l'âge avec les femmes enceintes. Nous avons mesuré la concentration sérique de HMGB-1 chez les femmes enceintes avant, puis 24-48 heures après leur accouchement, en utilisant un kit ELISA commercial. Le même dosage a été réalisé chez les femmes non enceintes, mais à une seule reprise, au moment de leur inclusion dans l'étude. Résultats : le jour de leur inclusion dans l'étude, la concentration médiane [intervalle interquartile] de HMGB-1 chez les femmes enceintes prééclamptiques était de 2.1 ng/ml [1.1 - 3.2], de 1.1 [1.0-1.2] chez les grossesses saines (p < 0.05 vs groupe prééclamptiques) et de 0.6 [0.5 - 0.8] chez les patientes non enceintes (p < 0.01 vs deux autres groupes). Pour les deux groupes de femmes enceintes, les concentrations mesurées en post-partum ne variaient pas significativement de celles mesurées avant l'accouchement. Conclusion : avec ou sans prééclampsie, le troisième triemstre de la grossesse est associé à une élévation des taux circulants de HMGB-1. Cette augmentation est exagérée en cas de prééclampsie. L'origine de ces concentrations élevées reste à déterminer, mais elle semble impliquer d'autres organes que le placenta lui-même.