Metabolic regulation of T lymphocytes.

T cell activation leads to dramatic shifts in cell metabolism to protect against pathogens and to orchestrate the action of other immune cells. Quiescent T cells require predominantly ATP-generating processes, whereas proliferating effector T cells require high metabolic flux through growth-promoting pathways. Further, functionally distinct T cell subsets require distinct energetic and biosynthetic pathways to support their specific functional needs. Pathways that control immune cell function and metabolism are intimately linked, and changes in cell metabolism at both the cell and system levels have been shown to enhance or suppress specific T cell functions. As a result of these findings, cell metabolism is now appreciated as a key regulator of T cell function specification and fate. This review discusses the role of cellular metabolism in T cell development, activation, differentiation, and function to highlight the clinical relevance and opportunities for therapeutic interventions that may be used to disrupt immune pathogenesis.

To grow or not to grow: nutritional control of development during Caenorhabditis elegans L1 arrest.

It is widely appreciated that larvae of the nematode Caenorhabditis elegans arrest development by forming dauer larvae in response to multiple unfavorable environmental conditions. C. elegans larvae can also reversibly arrest development earlier, during the first larval stage (L1), in response to starvation. "L1 arrest" (also known as "L1 diapause") occurs without morphological modification but is accompanied by increased stress resistance. Caloric restriction and periodic fasting can extend adult lifespan, and developmental models are critical to understanding how the animal is buffered from fluctuations in nutrient availability, impacting lifespan. L1 arrest provides an opportunity to study nutritional control of development. Given its relevance to aging, diabetes, obesity and cancer, interest in L1 arrest is increasing, and signaling pathways and gene regulatory mechanisms controlling arrest and recovery have been characterized. Insulin-like signaling is a critical regulator, and it is modified by and acts through microRNAs. DAF-18/PTEN, AMP-activated kinase and fatty acid biosynthesis are also involved. The nervous system, epidermis, and intestine contribute systemically to regulation of arrest, but cell-autonomous signaling likely contributes to regulation in the germline. A relatively small number of genes affecting starvation survival during L1 arrest are known, and many of them also affect adult lifespan, reflecting a common genetic basis ripe for exploration. mRNA expression is well characterized during arrest, recovery, and normal L1 development, providing a metazoan model for nutritional control of gene expression. In particular, post-recruitment regulation of RNA polymerase II is under nutritional control, potentially contributing to a rapid and coordinated response to feeding. The phenomenology of L1 arrest will be reviewed, as well as regulation of developmental arrest and starvation survival by various signaling pathways and gene regulatory mechanisms.

miR-7 and miR-214 are specifically expressed during neuroblastoma differentiation, cortical development and embryonic stem cells differentiation, and control neurite outgrowth in vitro

The mammalian nervous system exerts essential control on many physiological processes in the organism and is itself controlled extensively by a variety of genetic regulatory mechanisms. microRNA (miR), an abundant class of small non-coding RNA, are emerging as important post-transcriptional regulators of gene expression in the brain. Increasing evidence indicates that miR regulate both the development and function of the nervous system. Moreover, deficiency in miR function has also been implicated in a number of neurological disorders. Expression profile analysis of miR is necessary to understand their complex role in the regulation of gene expression during the development and differentiation of cells. Here we present a comparative study of miR expression profiles in neuroblastoma, in cortical development, and in neuronal differentiation of embryonic stem (ES) cells. By microarray profiling in combination with real time PCR we show that miR-7 and miR-214 are modulated in neuronal differentiation (as compared to miR-1, -16 and -133a), and control neurite outgrowth in vitro. These findings provide an important step toward further elucidation of miR function and miR-related gene regulatory networks in the mammalian central nervous system. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Mood congruent psychotic symptoms and specific cognitive deficits in carriers of the novel schizophrenia risk variant at MIR-137

Objective: The Schizophrenia Psychiatric Genome-wide Association (GWAS) Consortium recently reported on five novel schizophrenia susceptibility loci. The most significant finding mapped to a micro-RNA, MIR-137, which may be involved in regulating the function of other schizophrenia and bipolar disorder susceptibility genes. Method: We genotyped 821 patients with confirmed DSM-IV diagnoses of schizophrenia, bipolar affective disorder I and schizoaffective disorder for the risk SNP (rs1625579) and investigated the clinical profiles of risk allele carriers using a within-case design. We also assessed neurocognitive performance in a subset of cases (n=399) and controls (n=171). Results: Carriers of the risk allele had lower scores for an OPCRIT-derived positive symptom factor (p=0.04) and lower scores on a lifetime measure of psychosis incongruity (p=0.017). Risk allele carriers also had more cognitive deficits involving episodic memory and attentional control. Conclusion: This is the first evidence that the MIR-137 risk variant may be associated with a specific subgroup of psychosis patients. Although the effect of this single SNP was not clinically relevant, investigation of the impact of carrying multiple risk SNPs in the MIR-137 regulatory network on diagnosis and illness profile may be warranted. © 2012 Elsevier Ireland Ltd.

Molecular basis of Yersinia enterocolitica temperature-dependent resistance to antimicrobial peptides

Antimicrobial peptides (APs) belong to the arsenal of weapons of the innate immune system against infections. In the case of gram-negative bacteria, APs interact with the anionic lipid A moiety of the lipopolysaccharide (LPS). In yersiniae most virulence factors are temperature regulated. Studies from our laboratory demonstrated that Yersinia enterocolitica is more susceptible to polymyxin B, a model AP, when grown at 37°C than at 22°C (J. A. Bengoechea, R. Díaz, and I. Moriyón, Infect. Immun. 64:4891-4899, 1996), and here we have extended this observation to other APs, not structurally related to polymyxin B. Mechanistically, we demonstrate that the lipid A modifications with aminoarabinose and palmitate are downregulated at 37°C and that they contribute to AP resistance together with the LPS O-polysaccharide. Bacterial loads of lipid A mutants in Peyer's patches, liver, and spleen of orogastrically infected mice were lower than those of the wild-type strain at 3 and 7 days postinfection. PhoPQ and PmrAB two-component systems govern the expression of the loci required to modify lipid A with aminoarabinose and palmitate, and their expressions are also temperature regulated. Our findings support the notion that the temperature-dependent regulation of loci controlling lipid A modifications could be explained by H-NS-dependent negative regulation alleviated by RovA. In turn, our data also demonstrate that PhoPQ and PmrAB regulate positively the expression of rovA, the effect of PhoPQ being more important. However, rovA expression reached wild-type levels in the phoPQ pmrAB mutant background, hence indicating the existence of an unknown regulatory network controlling rovA expression in this background.

Large-scale association analysis identifies new risk loci for coronary artery disease

Coronary artery disease (CAD) is the commonest cause of death. Here, we report an association analysis in 63,746 CAD cases and 130,681 controls identifying 15 loci reaching genome-wide significance, taking the number of susceptibility loci for CAD to 46, and a further 104 independent variants (r(2)

Divergent androgen regulation of unfolded protein response pathways drives prostate cancer

The unfolded protein response (UPR) is a homeostatic mechanism to maintain endoplasmic reticulum (ER) function. The UPR is activated by various physiological conditions as well as in disease states, such as cancer. As androgens regulate secretion and development of the normal prostate and drive prostate cancer (PCa) growth, they may affect UPR pathways. Here, we show that the canonical UPR pathways are directly and divergently regulated by androgens in PCa cells, through the androgen receptor (AR), which is critical for PCa survival. AR bound to gene regulatory sites and activated the IRE1α branch, but simultaneously inhibited PERK signaling. Inhibition of the IRE1α arm profoundly reduced PCa cell growth in vitro as well as tumor formation in preclinical models of PCa in vivo. Consistently, AR and UPR gene expression were correlated in human PCa, and spliced XBP-1 expression was significantly upregulated in cancer compared with normal prostate. These data establish a genetic switch orchestrated by AR that divergently regulates the UPR pathways and suggest that targeting IRE1α signaling may have therapeutic utility in PCa.

The ETS family member GABPα modulates androgen receptor signalling and mediates an aggressive phenotype in prostate cancer

In prostate cancer (PC), the androgen receptor (AR) is a key transcription factor at all disease stages, including the advanced stage of castrate-resistant prostate cancer (CRPC). In the present study, we show that GABPα, an ETS factor that is up-regulated in PC, is an AR-interacting transcription factor. Expression of GABPα enables PC cell lines to acquire some of the molecular and cellular characteristics of CRPC tissues as well as more aggressive growth phenotypes. GABPα has a transcriptional role that dissects the overlapping cistromes of the two most common ETS gene fusions in PC: overlapping significantly with ETV1 but not with ERG target genes. GABPα bound predominantly to gene promoters, regulated the expression of one-third of AR target genes and modulated sensitivity to AR antagonists in hormone responsive and castrate resistant PC models. This study supports a critical role for GABPα in CRPC and reveals potential targets for therapeutic intervention.

Small and long non-coding RNAs in cardiac homeostasis and regeneration

Cardiovascular diseases and in particular heart failure are major causes of morbidity and mortality in the Western world. Recently, the notion of promoting cardiac regeneration as a means to replace lost cardiomyocytes in the damaged heart has engendered considerable research interest. These studies envisage the utilization of both endogenous and exogenous cellular populations, which undergo highly specialized cell fate transitions to promote cardiomyocyte replenishment. Such transitions are under the control of regenerative gene regulatory networks, which are enacted by the integrated execution of specific transcriptional programs. In this context, it is emerging that the non-coding portion of the genome is dynamically transcribed generating thousands of regulatory small and long non-coding RNAs, which are central orchestrators of these networks. In this review, we discuss more particularly the biological roles of two classes of regulatory non-coding RNAs, i.e. microRNAs and long non-coding RNAs, with a particular emphasis on their known and putative roles in cardiac homeostasis and regeneration. Indeed, manipulating non-coding RNA-mediated regulatory networks could provide keys to unlock the dormant potential of the mammalian heart to regenerate. This should ultimately improve the effectiveness of current regenerative strategies and discover new avenues for repair. This article is part of a Special Issue entitled: Cardiomyocyte Biology: Cardiac Pathways of Differentiation, Metabolism and Contraction.

Research resource: the dynamic transcriptional profile of sertoli cells during the progression of spermatogenesis.

Sertoli cells (SCs), the only somatic cells within seminiferous tubules, associate intimately with developing germ cells. They not only provide physical and nutritional support but also secrete factors essential to the complex developmental processes of germ cell proliferation and differentiation. The SC transcriptome must therefore adapt rapidly during the different stages of spermatogenesis. We report comprehensive genome-wide expression profiles of pure populations of SCs isolated at 5 distinct stages of the first wave of mouse spermatogenesis, using RNA sequencing technology. We were able to reconstruct about 13 901 high-confidence, nonredundant coding and noncoding transcripts, characterized by complex alternative splicing patterns with more than 45% comprising novel isoforms of known genes. Interestingly, roughly one-fifth (2939) of these genes exhibited a dynamic expression profile reflecting the evolving role of SCs during the progression of spermatogenesis, with stage-specific expression of genes involved in biological processes such as cell cycle regulation, metabolism and energy production, retinoic acid synthesis, and blood-testis barrier biogenesis. Finally, regulatory network analysis identified the transcription factors endothelial PAS domain-containing protein 1 (EPAS1/Hif2α), aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator (ARNT/Hif1β), and signal transducer and activator of transcription 1 (STAT1) as potential master regulators driving the SC transcriptional program. Our results highlight the plastic transcriptional landscape of SCs during the progression of spermatogenesis and provide valuable resources to better understand SC function and spermatogenesis and its related disorders, such as male infertility.

Identification des réseaux transcriptionnnels de résistance aux antifongiques chez Candida albicans

Plusieurs souches cliniques de Candida albicans résistantes aux médicaments antifongiques azolés surexpriment des gènes encodant des effecteurs de la résistance appartenant à deux classes fonctionnelles : i) des transporteurs expulsant les azoles, CDR1, CDR2 et MDR1 et ii) la cible des azoles 14-lanostérol déméthylase encodée par ERG11. La surexpression de ces gènes est due à la sélection de mutations activatrices dans des facteurs de transcription à doigts de zinc de la famille zinc cluster (Zn2Cys6) qui contrôlent leur expression : Tac1p (Transcriptional activator of CDR genes 1) contrôlant l’expression de CDR1 et CDR2, Mrr1p (Multidrug resistance regulator 1), régulant celle de MDR1 et Upc2p (Uptake control 2), contrôlant celle d’ERG11. Un autre effecteur de la résistance clinique aux azoles est PDR16, encodant une transférase de phospholipides, dont la surexpression accompagne souvent celle de CDR1 et CDR2, suggérant que les trois gènes appartiennent au même régulon, potentiellement celui de Tac1p. De plus, la régulation transcriptionnelle du gène MDR1 ne dépend pas seulement de Mrr1p, mais aussi du facteur de transcription de la famille basic-leucine zipper Cap1p (Candida activator protein 1), un régulateur majeur de la réponse au stress oxydatif chez C. albicans qui, lorsque muté, induit une surexpression constitutive de MDR1 conférant la résistance aux azoles. Ces observations suggèrent qu’un réseau de régulation transcriptionnelle complexe contrôle le processus de résistance aux antifongiques azolés chez C. albicans. L’objectif de mon projet au doctorat était d’identifier les cibles transcriptionnelles directes des facteurs de transcription Tac1p, Upc2p et Cap1p, en me servant d’approches génétiques et de génomique fonctionnelle, afin de i) caractériser leur réseau transcriptionnel et les modules transcriptionnels qui sont sous leur contrôle direct, et ii) d’inférer leurs fonctions biologiques et ainsi mieux comprendre leur rôle dans la résistance aux azoles. Dans un premier volet, j’ai démontré, par des expériences de génétique, que Tac1p contrôle non seulement la surexpression de CDR1 et CDR2 mais aussi celle de PDR16. Mes résultats ont identifié une nouvelle mutation activatrice de Tac1p (N972D) et ont révélé la participation d’un autre régulateur dans le contrôle transcriptionnel de CDR1 et PDR16 dont l’identité est encore inconnue. Une combinaison d’expériences de transcriptomique et d’immunoprécipitation de la chromatine couplée à l’hybridation sur des biopuces à ADN (ChIP-chip) m’a permis d’identifier plusieurs gènes dont l’expression est contrôlée in vivo et directement par Tac1p (PDR16, CDR1, CDR2, ERG2, autres), Upc2p (ERG11, ERG2, MDR1, CDR1, autres) et Cap1p (MDR1, GCY1, GLR1, autres). Ces expériences ont révélé qu’Upc2p ne contrôle pas seulement l’expression d’ERG11, mais aussi celle de MDR1 et CDR1. Plusieurs nouvelles propriétés fonctionnelles de ces régulateurs ont été caractérisées, notamment la liaison in vivo de Tac1p aux promoteurs de ses cibles de façon constitutive et indépendamment de son état d’activation, et la liaison de Cap1p non seulement à la région du promoteur de ses cibles, mais aussi celle couvrant le cadre de lecture ouvert et le terminateur transcriptionnel putatif, suggérant une interaction physique avec la machinerie de la transcription. La caractérisation du réseau transcriptionnel a révélé une interaction fonctionnnelle entre ces différents facteurs, notamment Cap1p et Mrr1p, et a permis d’inférer des fonctions biologiques potentielles pour Tac1p (trafic et la mobilisation des lipides, réponse au stress oxydatif et osmotique) et confirmer ou proposer d’autres fonctions pour Upc2p (métabolisme des stérols) et Cap1p (réponse au stress oxydatif, métabolisme des sources d’azote, transport des phospholipides). Mes études suggèrent que la résistance aux antifongiques azolés chez C. albicans est intimement liée au métabolisme des lipides membranaires et à la réponse au stress oxydatif.

Diversité fonctionnelle du facteur de transcription Tbx5 dans le coeur

Le cœur des vertébrés est un organe modulaire qui requiert le " patterning " complexe des champs morphogénétiques cardiogènes et la convergence coordonnée des diverses sous-populations de progéniteurs cardiogéniques. Au moins 7 facteurs de transcription de la famille T-box coopèrent au sein de ces nombreuses sous-populations de progéniteurs cardiogéniques afin de réguler la morphogenèse et l’agencement de multiples structures le long de l’ébauche cardiaque, ce qui explique que les mutations humaines de ces gènes engendrent diverses malformations congénitales cardiaques (MCCs). L’un de ces gènes T-box, Tbx5, dont l’haploinsuffisance génère le syndrome de Holt-Oram (SHO), intervient dans une grande variété de réseaux de régulation géniques (RRGs) qui orchestrent la morphogenèse des oreillettes, du ventricule gauche, de la valve mitrale, des septums inter-auriculaire et inter-ventriculaire, ainsi que du système de conduction cardiaque. La diversité des RRGs impliqués dans la formation de ces structures cardiaques suggère que Tbx5 détient une profusion de fonctions qui ne seront identifiables qu’en répertoriant ses activités moléculaires dans chaque lignée cardiaque examinée isolément. Afin d’aborder cette problématique, une ablation génétique de Tbx5 dans l’endocarde a été réalisée. Cette expérience a démontré le rôle crucial de Tbx5 dans la survie des cellules endocardiques bordant le septum primum et des cardiomyocytes au sein de cette structure embryonnaire qui contribuera à la morphogenèse du septum inter-auriculaire. En outre, cette étude a révélé l’existence d’une communication croisée entre la sous-population de cellules endocardiques Tbx5+ et le myocarde au niveau du septum primum, afin d’assurer la survie des cardiomyocytes, et ultimement de garantir la maturation du septum inter-auriculaire. Nos résultats confirment aussi l’importance de l’interdépendance génétique (Tbx5 et Gata4 ainsi que Tbx5 et Nos3) entre différents loci dans la morphogenèse de la cloison inter-auriculaire, et particulièrement de l’influence que peut avoir l’environnement sur la pénétrance et l’expressivité des communications inter-auriculaires (CIAs) dans le SHO. En outre, puisque les fonctions d’un gène dépendent ordinairement des différents isoformes qu’il peut générer, une deuxième étude a focalisé davantage sur l’aspect transcriptionnel de Tbx5. Cette approche a mené à la découverte de 6 transcrits alternatifs exhibant des fonctions à la fois communes et divergentes. La caractérisation de 2 de ces isoformes a révélé le rôle de l’isoforme long (Tbx5_v1) dans la régulation de la croissance des cardiomyocytes durant la cardiogénèse, tandis que l’isoforme court (Tbx5_v2), préférentiellement exprimé dans le cœur mature, réprime la croissance cellulaire. Il est donc entièrement concevable que les mutations de TBX5 entraînant une troncation de la région C-terminale accroissent la concentration d’une protéine mutée qui, à l’instar de Tbx5_v2, interfère avec la croissance de certaines structures cardiaques. En revanche, la divergence de fonctions de ces isoformes, caractérisée par les disparités de localisation subcellulaire et de d’interaction avec d’autres cofacteurs cardiaques, suggère que les mutations affectant davantage un isoforme favoriseraient l’émergence d’un type particulier de MCC. Finalement, un dernier objectif était d’identifier le ou les mécanisme(s) moléculaire(s) par le(s)quel(s) Tbx5 régule son principal gène cible, Nppa, et d’en extraire les indices qui éclairciraient sa fonction transcriptionnelle. Cet objectif nécessitait dans un premier lieu d’identifier les différents modules cis-régulateurs (MCRs) coordonnant la régulation transcriptionnelle de Nppa et Nppb, deux gènes natriurétiques dont l’organisation en tandem et le profil d’expression durant la cardiogénèse sont conservés dans la majorité des vertébrés. L’approche d’empreinte phylogénétique employée pour scanner le locus Nppb/Nppa a permis d’identifier trois MCRs conservés entre diverses espèces de mammifères, dont un (US3) est spécifique aux euthériens. Cette étude a corroboré que la régulation de l’expression du tandem génique Nppb/Nppa requérait l’activité transcriptionnelle d’enhancers en complément aux promoteurs de Nppa et Nppb. La concordance quasiment parfaite entre les profils d’expression de Tbx5 et de ces deux gènes natriurétiques chez les mammifères, suggère que le gradient d’expression ventriculaire de Tbx5 est interprété par le recrutement de ce facteur au niveau des différents enhancers identifiés. En somme, les études présentées dans cette thèse ont permis de clarifier la profusion de fonctions cardiaques que possède Tbx5. Certaines de ces fonctions émanent de l’épissage alternatif de Tbx5, qui favorise la synthèse d’isoformes dotés de propriétés spécifiques. Les diverses interactions combinatoires entre ces isoformes et d’autres facteurs cardiaques au sein des diverses sous-populations de progéniteurs cardiogènes contribuent à l’émergence de RRGs cardiaques divergents.

La génomique évolutive mitochondriale révèle des échanges génétiques et la ségrégation chez les Gloméromycètes

Les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) sont des organismes microscopiques du sol qui jouent un rôle crucial dans les écosystèmes naturels et que l’on retrouve dans tous les habitats de la planète. Ils vivent en relation symbiotique avec la vaste majorité des plantes terrestres. Ils sont des biotrophes obligatoires, c'est-à-dire qu'ils ne peuvent croître qu'en présence d'une plante hôte. Cette symbiose permet entre autres à la plante d'acquérir des nutriments supplémentaires, en particulier du phosphore et du nitrate. Malgré le fait que cette symbiose apporte des services importants aux écosystèmes, la richesse des espèces, la structure des communautés, ainsi que la diversité fonctionnelle des CMA sont mal connues et l'approfondissement des connaissances dans ces domaines dépend d’outils de diagnostic moléculaire. Cependant, la présence de polymorphisme nucléaire intra-isolat combiné à un manque de données génomiques dans différents groupes phylogénétique de ces champignons complique le développement de marqueurs moléculaires et la détermination de l'affiliation évolutive à hauts niveaux de résolution (c.a.d. entre espèces génétiquement similaires et/ou isolats de la même espèce). . Pour ces raisons, il semble une bonne alternative d’utiliser un système génétique différent en ciblant le génome mitochondrial, qui a été démontré homogène au sein d'un même isolat de CMA. Cependant, étant donné le mode de vie particulier de ces organismes, une meilleure compréhension des processus évolutifs mitochondriaux est nécessaire afin de valoriser l'utilisation de tels marqueurs dans des études de diversité et en génétique des populations. En ce sens, mon projet de doctorat consistait à investiguerétudier: i) les vecteurs de divergences inter-isolats et -espèces génétiquement rapprochéesphylogénétiquement apparentées, ii) la plasticité des génomes mitochondriaux, iii) l'héritabilité mitochondriale et les mécanismes potentiels de ségrégation, ainsi que iv) la diversité mitochondriale intra-isolat in situ. À l'aide de la génomique mitochondriale comparative, en utilisant le séquençage nouvelle génération, on a démontré la présence de variation génétique substantielle inter-isolats et -espèces, engendrées par l'invasion d'éléments mobiles dans les génomes mitochondriaux des CMA, donnant lieu à une évolution moléculaire rapide des régions intergéniques. Cette variation permettait de développer des marqueurs spécifiques à des isolats de la même espèce. Ensuite, à l'aide d'une approche analytique par réseaux de gènes sur des éléments mobiles, on a été en mesure de démontrer des évènements de recombinaisons homologues entre des haplotypes mitochondriaux distincts, menant à des réarrangements génomiques. Cela a permis d'ouvrir les perspectives sur la dynamique mitochondriale et l'hétéroplasmie dans un même isolatsuggère une coexistence de différents haplotypes mitochondriaux dans les populations naturelles et que les cultures monosporales pourraient induirent une sous-estimation de la diversité allélique mitochondriale. Cette apparente contradiction avec l'homogénéité mitochondriale intra-isolat généralement observée, a amené à investiguer étudier les échanges génétiques à l'aide de croisements d'isolats génétiquement distincts. Malgré l'observation de quelques spores filles hétéroplasmiques, l'homoplasmie était le statut par défaut dans toutes les cultures monosporales, avec un biais en faveur de l'un des haplotypes parentaux. Ces résultats suggèrent que la ségrégation opère durant la formation de la spore et/ou le développement de la coloniedu mycélium. De plus, ils supportent la présence d'une machinerie protéique de ségrégation mitochondriale chez les CMAAMF, où l'ensemble des gènes impliqués dans ce mécanisme ont été retrouvé et sont orthologues aux autres champignons. Finalement, on est revenue aux sources avecon a étudié le polymorphisme mitochondrial intra-isolat à l'aide d'une approche conventionnelle de PCR en utilisant une Taq polymérase de haute fidélité, suivie de clonage et de séquençage Sanger, sur deux isolats de R. irregularis. Cela a permis l'observation d'hétéroplasmie in situ, ainsi que la co-expression de variantes de variantes de protéines'ARNm dans une souche in vitro. Les résultats suggèrent que d'autres études basées sur le séquençage nouvelle génération aurait potentiellement ignorée cette variation, offrant ainsi plusieurs nouveaux arguments permettant de considérer les CMA comme des organismes possédant une population de génomes mitochondriaux et nucléaires distincts.

REST: transcriptional and epigenetic regulator

Acquisition and maintenance of cell fate and potential are dependent on the complex interplay of extracellular signaling, gene regulatory networks and epigenetic states. During embryonic development, embryonic stem cells become progressively more restricted along specific lineages, ultimately giving rise to the diversity of cell types in the adult mammalian organism. Recent years have seen major advances in our understanding of the mechanisms that regulate the underlying transcriptional programmes during development. In particular, there has been a significant increase in our knowledge of how epigenetic marks on chromatin can regulate transcription by generating more or less permissive chromatin conformations. This article focuses on how a single transcription factor, repressor element-1 silencing transcription factor, can function as both a transcriptional and epigenetic regulator, controlling diverse aspects of development. We will discuss how the elucidation of repressor element-1 silencing transcription factor function in both normal and disease conditions has provided valuable insights into how the epigenome and transcriptional regulators might cooperatively orchestrate correct development.

Global scale transcriptome analysis of Arabidopsis embryogenesis in vitro

Background Somatic embryogenesis (SE) in plants is a process by which embryos are generated directly from somatic cells, rather than from the fused products of male and female gametes. Despite the detailed expression analysis of several somatic-to-embryonic marker genes, a comprehensive understanding of SE at a molecular level is still lacking. The present study was designed to generate high resolution transcriptome datasets for early SE providing the way for future research to understand the underlying molecular mechanisms that regulate this process. We sequenced Arabidopsis thaliana somatic embryos collected from three distinct developmental time-points (5, 10 and 15 d after in vitro culture) using the Illumina HiSeq 2000 platform. Results This study yielded a total of 426,001,826 sequence reads mapped to 26,520 genes in the A. thaliana reference genome. Analysis of embryonic cultures after 5 and 10 d showed differential expression of 1,195 genes; these included 778 genes that were more highly expressed after 5 d as compared to 10 d. Moreover, 1,718 genes were differentially expressed in embryonic cultures between 10 and 15 d. Our data also showed at least eight different expression patterns during early SE; the majority of genes are transcriptionally more active in embryos after 5 d. Comparison of transcriptomes derived from somatic embryos and leaf tissues revealed that at least 4,951 genes are transcriptionally more active in embryos than in the leaf; increased expression of genes involved in DNA cytosine methylation and histone deacetylation were noted in embryogenic tissues. In silico expression analysis based on microarray data found that approximately 5% of these genes are transcriptionally more active in somatic embryos than in actively dividing callus and non-dividing leaf tissues. Moreover, this identified 49 genes expressed at a higher level in somatic embryos than in other tissues. This included several genes with unknown function, as well as others related to oxidative and osmotic stress, and auxin signalling. Conclusions The transcriptome information provided here will form the foundation for future research on genetic and epigenetic control of plant embryogenesis at a molecular level. In follow-up studies, these data could be used to construct a regulatory network for SE; the genes more highly expressed in somatic embryos than in vegetative tissues can be considered as potential candidates to validate these networks.