Life stage differences in mammary gland gene expression profile in non-human primates

Breast cancer (BC) is the most common malignancy of women in the developed world. To better understand its pathogenesis, knowledge of normal breast development is crucial, as BC is the result of disregulation of physiologic processes. The aim of this study was to investigate the impact of reproductive life stages on the transcriptional profile of the mammary gland in a primate model. Comparative transcriptomic analyses were carried out using breast tissues from 28 female cynomolgus macaques (Macaca fascicularis) at the following life stages: prepubertal (n = 5), adolescent (n = 4), adult luteal (n = 5), pregnant (n = 6), lactating (n = 3), and postmenopausal (n = 5). Mammary gland RNA was hybridized to Affymetrix GeneChip(®) Rhesus Macaque Genome Arrays. Differential gene expression was analyzed using ANOVA and cluster analysis. Hierarchical cluster analysis revealed distinct separation of life stage groups. More than 2,225 differentially expressed mRNAs were identified. Gene families or pathways that changed across life stages included those related to estrogen and androgen (ESR1, PGR, TFF1, GREB1, AR, 17HSDB2, 17HSDB7, STS, HSD11B1, AKR1C4), prolactin (PRLR, ELF5, STAT5, CSN1S1), insulin-like growth factor signaling (IGF1, IGFBP1, IGFBP5), extracellular matrix (POSTN, TGFB1, COL5A2, COL12A1, FOXC1, LAMC1, PDGFRA, TGFB2), and differentiation (CD24, CD29, CD44, CD61, ALDH1, BRCA1, FOXA1, POSTN, DICER1, LIG4, KLF4, NOTCH2, RIF1, BMPR1A, TGFB2). Pregnancy and lactation displayed distinct patterns of gene expression. ESR1 and IGF1 were significantly higher in the adolescent compared to the adult animals, whereas differentiation pathways were overrepresented in adult animals and pregnancy-associated life stages. Few individual genes were distinctly different in postmenopausal animals. Our data demonstrate characteristic patterns of gene expression during breast development. Several of the pathways activated during pubertal development have been implicated in cancer development and metastasis, supporting the idea that other developmental markers may have application as biomarkers for BC.

Radiation metabolomics. 5. Identification of urinary biomarkers of ionizing radiation exposure in nonhuman primates by mass spectrometry-based metabolomics

Mass spectrometry-based metabolomics has previously demonstrated utility for identifying biomarkers of ionizing radiation exposure in cellular, mouse and rat in vivo radiation models. To provide a valuable link from small laboratory rodents to humans, γ-radiation-induced urinary biomarkers were investigated using a nonhuman primate total-body-irradiation model. Mass spectrometry-based metabolomics approaches were applied to determine whether biomarkers could be identified, as well as the previously discovered rodent biomarkers of γ radiation. Ultra-performance liquid chromatography-electrospray ionization quadrupole time-of-flight mass spectrometry analysis was carried out on a time course of clean-catch urine samples collected from nonhuman primates (n = 6 per cohort) exposed to sham, 1.0, 3.5, 6.5 or 8.5 Gy doses of (60)Co γ ray (∼0.55 Gy/min) ionizing radiation. By multivariate data analysis, 13 biomarkers of radiation were discovered: N-acetyltaurine, isethionic acid, taurine, xanthine, hypoxanthine, uric acid, creatine, creatinine, tyrosol sulfate, 3-hydroxytyrosol sulfate, tyramine sulfate, N-acetylserotonin sulfate, and adipic acid. N-Acetyltaurine, isethionic acid, and taurine had previously been identified in rats, and taurine and xanthine in mice after ionizing radiation exposure. Mass spectrometry-based metabolomics has thus successfully revealed and verified urinary biomarkers of ionizing radiation exposure in the nonhuman primate for the first time, which indicates possible mechanisms for ionizing radiation injury.

Estimation of male-to-female ratios of mutation rate in primates and rodents

Haldane (1935) developed a method for estimating the male-to-female ratio of mutation rate ($\alpha$) by using sex-linked recessive genetic disease, but in six different studies using hemophilia A data the estimates of $\alpha$ varied from 1.2 to 29.3. Direct genomic sequencing is a better approach, but it is laborious and not readily applicable to non-human organisms. To study the sex ratios of mutation rate in various mammals, I used an indirect method proposed by Miyata et al. (1987). This method takes advantage of the fact that different chromosomes segregate differently between males and females, and uses the ratios of mutation rate in sequences on different chromosomes to estimate the male-to-female ratio of mutation rate. I sequenced the last intron of ZFX and ZFY genes in 6 species of primates and 2 species of rodents; I also sequenced the partial genomic sequence of the Ube1x and Ube1y genes of mice and rats. The purposes of my study in addition to estimation of $\alpha$'s in different mammalian species, are to test the hypothesis that most mutations are replication dependent and to examine the generation-time effect on $\alpha$. The $\alpha$ value estimated from the ZFX and ZFY introns of the six primate specise is ${\sim}$6. This estimate is the same as an earlier estimate using only 4 species of primates, but the 95% confidence interval has been reduced from (2, 84) to (2, 33). The estimate of $\alpha$ in the rodents obtained from Zfx and Zfy introns is ${\sim}$1.9, and that deriving from Ube1x and Ube1y introns is ${\sim}$2. Both estimates have a 95% confidence interval from 1 to 3. These two estimates are very close to each other, but are only one-third of that of the primates, suggesting a generation-time effect on $\alpha$. An $\alpha$ of 6 in primates and 2 in rodents are close to the estimates of the male-to-female ratio of the number of germ-cell divisions per generation in humans and mice, which are 6 and 2, respectively, assuming the generation time in humans is 20 years and that in mice is 5 months. These findings suggest that errors during germ-cell DNA replication are the primary source of mutation and that $\alpha$ decreases with decreasing length of generation time. ^

CHROMOSOMAL MAPPING, LINKAGE RELATIONSHIPS, AND EVOLUTIONARY STUDIES OF THE HUMAN ANONYMOUS DNA CLONE D1S1 (IN SITU HYBRIDIZATION, PRIMATES, GENE MAPPING, AUTOSOMAL DOMINANT RETINITIS PIGMENTOSA, GENE DUPLICATION)

D1S1, an anonymous human DNA clone originally called (lamda)Ch4-H3 or (lamda)H3, was the first single copy mapped to a human chromosome (1p36) by in situ hybridization. The chromosomal assignment has been confirmed in other laboratories by repeating the in situ hybridization but not by another method. In the present study, hybridization to a panel of hamster-human somatic cell hybrids revealed copies of D1S1 on both chromosomes 1 and 3. Subcloning D1S1 showed that the D1S1 clone itself is from chromosome 3, and the sequence detected by in situ hybridization is at least two copies of part of the chromosome 3 copy. This finding demonstrates the importance of verifying gene mapping with two methods and questions the accuracy of in situ hybridization mapping.^ Non-human mammals have only one copy of D1S1, and the non-human primate D1S1 map closely resembles the human chromosome 3 copy. Thus, the human chromosome 1 copies appear to be part of a very recent duplication that occurred after the divergence between humans and the other great apes.^ A moderately informative HindIII D1S1 RFLP was mapped to chromosome 3. This marker and 12 protein markers were applied to a linkage study of autosomal dominant retinitis pigmentosa (ADRP). None of the markers proved linkage, but adding the three families examined to previously published data raises the ADRP:Rh lod score to 1.92 at (THETA) = 0.30. ^

VISUAL MEMORY PROCESSING BY PRIMATES AND AVIANS IN A RELATIONAL TASK

Three rhesus monkeys (Macaca mulatta) and four pigeons (Columba livia) were trained in a visual serial probe recognition (SPR) task. A list of visual stimuli (slides) was presented sequentially to the subjects. Following the list and after a delay interval, a probe stimulus was presented that could be either from the list (Same) or not from the list (Different). The monkeys readily acquired a variable list length SPR task, while pigeons showed acquisition only under constant list length condition. However, monkeys memorized the responses to the probes (absolute strategy) when overtrained with the same lists and probes, while pigeons compared the probe to the list in memory (relational strategy). Performance of the pigeon on 4-items constant list length was disrupted when blocks of trials of different list lengths were imbedded between the 4-items blocks. Serial position curves for recognition at variable probe delays showed better relative performance on the last items of the list at short delays (0-0.5 seconds) and better relative performance on the initial items of the list at long delays (6-10 seconds for the pigeons and 20-30 seconds for the monkeys and a human adolescent). The serial position curves also showed reliable primacy and recency effects at intermediate probe delays. The monkeys showed evidence of using a relational strategy in the variable probe delay task. The results are the first demonstration of relational serial probe recognition performance in an avian and suggest similar underlying dynamic recognition memory mechanisms in primates and avians. ^

The contributions of the hippocampal formation, perirhinal cortex and areas TH/TF to object, spatial and contextual recognition memory in primates

Adult monkeys (Macaca mulatta) with lesions of the hippocampal formation, perirhinal cortex, areas TH/TF, as well as controls were tested on tasks of object, spatial and contextual recognition memory. ^ Using a visual paired-comparison (VPC) task, all experimental groups showed a lack of object recognition relative to controls, although this impairment emerged at 10 sec with perirhinal lesions, 30 sec with areas TH/TF lesions and 60 sec with hippocampal lesions. In contrast, only perirhinal lesions impaired performance on delayed nonmatching-to-sample (DNMS), another task of object recognition memory. All groups were tested on DNMS with distraction (dDNMS) to examine whether the use of active cognitive strategies during the delay period could enable good performance on DNMS in spite of impaired recognition memory (revealed by the VPC task). Distractors affected performance of animals with perirhinal lesions at the 10-sec delay (the only delay in which their DNMS performance was above chance). They did not affect performance of animals with areas TH/TF lesions. Hippocampectomized animals were impaired at the 600-sec delay (the only delay at which prevention of active strategies would likely affect their behavior). ^ While lesions of areas TH/TF impaired spatial location memory and object-in-place memory, hippocampal lesions impaired only object-in-place memory. The pattern of results for perirhinal cortex lesions on the different task conditions indicated that this cortical area is not critical for spatial memory. ^ Finally, all three lesions impaired contextual recognition memory processes. The pattern of impairment appeared to result from the formation of only a global representation of the object and background, and suggests that all three areas are recruited for associating information across sources. ^ These results support the view that (1) the perirhinal cortex maintains storage of information about object and the context in which it is learned for a brief period of time, (2) areas TH/TF maintain information about spatial location and form associations between objects and their spatial relationship (a process that likely requires additional time) and (3) the hippocampal formation mediates associations between objects, their spatial relationship and the general context in which these associations are formed (an integrative function that requires additional time). ^

Propagación de Lecanophora heterophylla : especie nativa con potencial ornamental

En este trabajo se presentan estudios de germinación y propagación in vitro de L. heterophylla, nativa con potencial ornamental. Se evaluó el efecto del momento y lugar de recolección sobre la germinación. Se recolectaron semillas en plena floración y al final de la misma, en dos localidades de la provincia de Mendoza: Gualtallary y Chacras de Coria. Las pruebas de germinación se realizaron en estufa a 20 °C. Las semillas provenientes de Gualtallary germinaron en mayor proporción que las de Chacras de Coria: en ambas localidades la máxima germinación se obtuvo en la recolección de plena floración. Para establecer un protocolo de micropropagación se realizaron dos ensayos de introducción y uno de multiplicación. En la introducción se evaluó el medio de cultivo MS entero o ½ de macronutrientes, en combinación con BA y AIB. En la multiplicación se evaluaron los medios MS ½ o ¼ de macronutrientes con 20 o 40 g.L-1 de sacarosa. No se encontraron diferencias en la sobrevivencia, el BA incrementó significativamente la proliferación de brotes. El mejor medio de multiplicación fue MS ¼ adicionado de 20 g.L-1 de sacarosa.

El rescate de una especie en extinción : documentos musicales del siglo XIX en Mendoza

Fil: Otero de Scolaro, Ana María. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Artes y Diseño

Perspectivas filogenéticas del uso de la mano, asimetría cerebral y capacidad de lecto-escritura

Las respuestas que se generan a partir de cuestionamientos del origen del hombre nos permitirán especular hacia dónde evolucionará como especie. Los grandes saltos evolutivos que diferencian a los primates humanos de los no humanos, se podrían describir entre otras características por una eficiente memoria para el uso de herramientas, la dominancia para el uso de la mano junto al desarrollo de la oposición del pulgar y el lenguaje. Se ha descrito un gen, el HSR que expresa para la dominancia para el uso de la mano derecha, habilidades cognitivas relacionadas con el lenguaje y asimetría cerebral en humanos. Este es un gen imprintado, es decir, que se hereda su expresión según el origen parental y cuya expresión está regulada por factores epigenéticos. Estos factores, modifican la expresión del gen sin afectar la estructura primaria del ADN. Se ha estudiado la expresión fenotípica del gen HSR en una población de niños escolarizados de La Rioja, dividida en dos regiones (Región 1 y Región 2). Los resultados obtenidos, que muestran una alteración de las proporciones fenotípicas del gen en la Región 2, apoyan fuertemente la posibilidad de que un factor ambiental estaría condicionando el epigenotipo del gen HSR. Se piensa que el estudio de estos mecanismos regulatorios en estos genes recientemente adquiridos por la evolución y blanco de funciones también recientemente adquiridas, podría dar información de hacia dónde la evolución del hombre podría proyectarse en el futuro.

Nueva especie de Melampsora sobre Populus deltoides Stoneville 70 en Mendoza, Argentina

En Argentina, al igual que en otros países, las plantaciones de álamo siempre han estado sujetas a peligros fitosanitarios. La roya, causada por Melampsora spp., es una de las enfermedades más serias a nivel mundial. La clasificación de las especies de Melampsora se basa principalmente en las características morfológicas de los estados uredial y telial, y a los hospederos que poseen en su estado aecial y telial. Dada la observación de pústulas con características diferentes a las de Melampsora larici-populina (única especie citada para la provincia de Mendoza), es que el objetivo del presente trabajo fue identificar la especie de Melampsora observada en álamos del clon Stoneville 70, localizados en el distrito de San Carlos, provincia de Mendoza, Argentina. Para ello, fueron tomadas al azar, muestras de hojas sintomáticas, a partir de las cuales se realizó la descripción sintomatológica y posteriormente microscópica, registrándose la morfometría de 100 uredosporas y teliosporas. Las características analizadas concuerdan con aquellas reportadas en la bibliografía para las especies M. larici-tremulae, M. magnusiana, M. pinitorqua y M. rostrupii. Debido a la dificultad que muestran estas especies en ser distinguidas, Wilson y Henderson (1966) adoptan el nombre de M. populnea como especie colectiva. Por ello, se considera oportuno citar a la especie encontrada como M. populnea hasta aclarar con estudios más profundos la identificación definitiva del microorganismo.

Descripción de la cipsela y de la plántula de Grindelia ventanensis (Asteraceae), especie endémica con potencial ornamental

En este trabajo se describen la cipsela y, por primera vez, la plántula de Grindelia ventanensis, un subarbusto con potencial ornamental endémico de las Sierras Australes de la provincia de Buenos Aires. También se presenta la cronología de floración y producción de semillas y se evalúa la relación entre el tamaño de las cipselas y el desarrollo de las plantas jóvenes respecto de la procedencia, cultivada o silvestre, de los propágulos. Las poblaciones cultivadas florecieron y produjeron semillas antes que las silvestres. Las cipselas de poblaciones cultivadas resultaron más pequeñas y las plántulas originadas a partir de ellas mostraron una mayor mortalidad. Las plántulas originadas de cipselas de poblaciones silvestres desplegaron su primera hoja verdadera entre los 7 y 21 días y presentaron una supervivencia a los 35 días de más del 70%. El menor tamaño de las cipselas de plantas cultivadas podría estar relacionado con las condiciones de cultivo o con un efecto fundador. La mayor supervivencia de las plantas germinadas de cipselas mayores resulta un dato de importancia al momento de seleccionar un stock de cultivo.

Estudio de la estructura genética espacial Ramorinoa Girolae (chica), una especie endémica de gran vulnerabilidad

Ramorinoa girolae Speg. (Fabaceae), comúnmente llamada “chica", es un árbol o arbusto xerófito y endémico de Argentina, considerado en peligro de extinción por su restringida distribución geográfica, lento crecimiento y poca resistencia al fuego. Para poder llevar a cabo un plan eficiente de manejo, conservación y restauración ecológica de esta especie es necesario evaluar su variabilidad genética y estructura genética espacial. En este trabajo se estimó la diversidad genética de una población de R. girolae ubicada en el Parque Provincial Ischigualasto, San Juan, y la similitud genética entre pares de individuos. Posteriormente se analizó la estructura genética espacial y su relación con variables morfométricas y ambientales. Se recolectaron 21 muestras biológicas de individuos localizados a lo largo de un cauce seco en la zona conocida como Mina de Cuarzo y su localización geográfica fue georreferenciada. Se obtuvo la altitud aproximada a partir de Google Earth. De los individuos muestreados se observaron variables orfológicas (diámetro basal de cada fuste, número de fustes y altura del árbol) y ambientales (distancia a cauces secos, granulometría del suelo y pendiente del terreno). Para el estudio genético se utilizó la técnica de AFLP, la cual permite generar un gran número de marcadores polimórficos. El análisis estadístico permitió calcular: la correlación entre el diámetro basal y la altura de los árboles, la diversidad genética, la similitud genética entre pares de muestras, las asociaciones entre todas las muestras y los factores que afectan a la estructura genética. El diámetro basal se correlacionó positivamente con la altura de los árboles (R2=0,51 y p=0,0002). No se registró individuos con diámetro basal menor a 10 cm y tampoco menores a 1 m de altura. Se encontró que esta población tiene una alta diversidad genética ya que el Índice de Polimorfismo (Pj) fue del 82,3%, lo cual podría deberse a que dicha población se encuentra en un área protegida sin deforestación. Además, la Diversidad Genética de Nei (He) resultó tener un valor medio (He=0,276) y el Índice de Uniformidad de la población calculado fue muy bajo (Uj=0,49). Los valores de similitud genética entre distintos individuos calculados mediante el coeficiente Dice variaron entre 0,73 y 0,93. Tomando como referencia la similitud genética resultante entre dos muestras obtenidas de los extremos de una misma planta (SG=0,99), se puede concluir que no se encontraron clones entre las muestras analizadas. El análisis clúster permitió identificar 4 grupos diferentes a lo largo del cauce, ordenados espacialmente. El análisis de correlación lineal entre las matrices de distancia genética y las de variables geográficas corroboraron la presencia de estructura genética espacial entre las plantas estudiadas. La incorporación de las variables ecológicas al análisis de correlación no mejoró en mayor medida la explicación de dicha estructura, a excepción de la pendiente, estrechemente relacionada con la altitud. Estos resultados sugieren que hay un importante aporte de variabilidad genética producto de la reproducción sexual en la población estudiada. Cabe remarcar que dicha población es la más numerosa y diversa del Parque Provincial Ischigualasto, lo que enfatiza la importancia de su conservación.

Histological structure of the facial skin in the bald uakari (Cacajao calvus), compared to other non-red Neotropical primates

In social species, such as primates, facial appearances transmit a variety of social signals. Although it is suggested that the intense red colour of the face of the bald uakari monkey might be an indicator of health, this hypothesis still has not been verified. This study describes the histological structure of the skin of the face in the bald uakari, compared with other non-red neotropical primates, to better understand the maintenance of its colour. The facial skin of the bald uakari monkey is characterized by a thinner epidermis, absence of melanin pigments and a high density of vascular capillaries that spread below the epidermis. These vascular capillaries are larger and more tortuous than in other neotropical primates. The skin of the face of the bald uakari monkey allows a direct external assessment of haematological status, suggesting that the colour of the face would be an honest indicator of health, but could also signal sexual or behavioural states.

Migración e invernada de la gaviota sombría(Larus fuscus) en la Península Ibérica. Evolución de la especie en la Comunidad de Madrid. Propuestas de gestión.

El presente trabajo se pretende dar respuesta a algunas de las cuestiones que se plantean con la gaviota sombría (Larus fuscus) durante su estancia en la Península Ibérica y, más concretamente en la Comunidad de Madrid, donde en la actualidad se producen grandes concentraciones invernales que merecen un seguimiento detenido por las posibles implicaciones de gestión que pudieran derivarse de ello. Aspectos tan actuales como el control de las zoonosis en una especie que, actualmente, puede considerarse como periurbana, o el posible efecto que decenas de miles de gaviotas puedan tener sobre la calidad de las aguas de los embalses de agua potable, hacían imprescindible la realización de un estudio exhaustivo sobre la biología de la gaviota sombría en España y en la Comunidad Autónoma de Madrid. De esta forma, será posible establecer las medidas de gestión necesarias para controlar o corregir los problemas que de forma eventual pudieran aparecer con esta especie.