Gene duplication and hierarchical modularity in intracellular interaction networks

Networks of interactions evolve in many different domains. They tend to have topological characteristics in common, possibly due to common factors in the way the networks grow and develop. It has been recently suggested that one such common characteristic is the presence of a hierarchically modular organization. In this paper, we describe a new algorithm for the detection and quantification of hierarchical modularity, and demonstrate that the yeast protein-protein interaction network does have a hierarchically modular organization. We further show that such organization is evident in artificial networks produced by computational evolution using a gene duplication operator, but not in those developing via preferential attachment of new nodes to highly connected existing nodes. (C) 2004 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Evidence that interaction between conserved residues in transmembrane helices 2, 3, and 7 are crucial for human VPAC1 receptor activation

The VPAC(1) receptor belongs to family B of G protein-coupled receptors (GPCR-B) and is activated upon binding of the vasoactive intestinal peptide (VIP). Despite the recent determination of the structure of the N terminus of several members of this receptor family, little is known about the structure of the transmembrane (TM) region and about the molecular mechanisms leading to activation. In the present study, we designed a new structural model of the TM domain and combined it with experimental mutagenesis experiments to investigate the interaction network that governs ligand binding and receptor activation. Our results suggest that this network involves the cluster of residues Arg(188) in TM2, Gln(380) in TM7, and Asn(229) in TM3. This cluster is expected to be altered upon VIP binding, because Arg(188) has been shown previously to interact with Asp(3) of VIP. Several point mutations at positions 188, 229, and 380 were experimentally characterized and were shown to severely affect VIP binding and/or VIP-mediated cAMP production. Double mutants built from reciprocal residue exchanges exhibit strong cooperative or anticooperative effects, thereby indicating the spatial proximity of residues Arg(188), Gln(380), and Asn(229). Because these residues are highly conserved in the GPCR-B family, they can moreover be expected to have a general role in mediating function.

A hydrogen-bonded polar network in the core of the glucagon-like peptide-1 receptor is a fulcrum for biased agonism:lessons from class B crystal structuress

The glucagon-like peptide 1 (GLP-1) receptor is a class B G protein-coupled receptor (GPCR) that is a key target for treatments for type II diabetes and obesity. This receptor, like other class B GPCRs, displays biased agonism, though the physiologic significance of this is yet to be elucidated. Previous work has implicated R2.60190 , N3.43240 , Q7.49394 , and H6.52363 as key residues involved in peptide-mediated biased agonism, with R2.60190 , N3.43240 , and Q7.49394 predicted to form a polar interaction network. In this study, we used novel insight gained from recent crystal structures of the transmembrane domains of the glucagon and corticotropin releasing factor 1 (CRF1) receptors to develop improved models of the GLP-1 receptor that predict additional key molecular interactions with these amino acids. We have introduced E6.53364 A, N3.43240 Q, Q7.49493N, and N3.43240 Q/Q7.49 Q/Q7.49493N mutations to probe the role of predicted H-bonding and charge-charge interactions in driving cAMP, calcium, or extracellular signal-regulated kinase (ERK) signaling. A polar interaction between E6.53364 and R2.60190 was predicted to be important for GLP-1- and exendin-4-, but not oxyntomodulin-mediated cAMP formation and also ERK1/2 phosphorylation. In contrast, Q7.49394 , but not R2.60190 /E6.53364 was critical for calcium mobilization for all three peptides. Mutation of N3.43240 and Q7.49394 had differential effects on individual peptides, providing evidence for molecular differences in activation transition. Collectively, this work expands our understanding of peptide-mediated signaling from the GLP-1 receptor and the key role that the central polar network plays in these events.

A targeted association study of immunity genes and networks suggests novel associations with placental malaria infection

A large proportion of the death toll associated with malaria is a consequence of malaria infection during pregnancy, causing up to 200,000 infant deaths annually. We previously published the first extensive genetic association study of placental malaria infection, and here we extend this analysis considerably, investigating genetic variation in over 9,000 SNPs in more than 1,000 genes involved in immunity and inflammation for their involvement in susceptibility to placental malaria infection. We applied a new approach incorporating results from both single gene analysis as well as gene-gene interactionson a protein-protein interaction network. We found suggestive associations of variants in the gene KLRK1 in the single geneanalysis, as well as evidence for associations of multiple members of the IL-7/IL-7R signalling cascade in the combined analysis. To our knowledge, this is the first large-scale genetic study on placental malaria infection to date, opening the door for follow-up studies trying to elucidate the genetic basis of this neglected form of malaria.

Topological comparison of methods for predicting transcriptional cooperativity in yeast

Background: The cooperative interaction between transcription factors has a decisive role in the control of the fate of the eukaryotic cell. Computational approaches for characterizing cooperative transcription factors in yeast, however, are based on different rationales and provide a low overlap between their results. Because the wealth of information contained in protein interaction networks and regulatory networks has proven highly effective in elucidating functional relationships between proteins, we compared different sets of cooperative transcription factor pairs (predicted by four different computational methods) within the frame of those networks. Results: Our results show that the overlap between the sets of cooperative transcription factors predicted by the different methods is low yet significant. Cooperative transcription factors predicted by all methods are closer and more clustered in the protein interaction network than expected by chance. On the other hand, members of a cooperative transcription factor pair neither seemed to regulate each other nor shared similar regulatory inputs, although they do regulate similar groups of target genes. Conclusion: Despite the different definitions of transcriptional cooperativity and the different computational approaches used to characterize cooperativity between transcription factors, the analysis of their roles in the framework of the protein interaction network and the regulatory network indicates a common denominator for the predictions under study. The knowledge of the shared topological properties of cooperative transcription factor pairs in both networks can be useful not only for designing better prediction methods but also for better understanding the complexities of transcriptional control in eukaryotes.

Bioinformatics-driven identification and examination of candidate genes for non-alcoholic fatty liver disease.

ObjectiveCandidate genes for non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) identified by a bioinformatics approach were examined for variant associations to quantitative traits of NAFLD-related phenotypes.Research Design and MethodsBy integrating public database text mining, trans-organism protein-protein interaction transferal, and information on liver protein expression a protein-protein interaction network was constructed and from this a smaller isolated interactome was identified. Five genes from this interactome were selected for genetic analysis. Twenty-one tag single-nucleotide polymorphisms (SNPs) which captured all common variation in these genes were genotyped in 10,196 Danes, and analyzed for association with NAFLD-related quantitative traits, type 2 diabetes (T2D), central obesity, and WHO-defined metabolic syndrome (MetS).Results273 genes were included in the protein-protein interaction analysis and EHHADH, ECHS1, HADHA, HADHB, and ACADL were selected for further examination. A total of 10 nominal statistical significant associations (P<0.05) to quantitative metabolic traits were identified. Also, the case-control study showed associations between variation in the five genes and T2D, central obesity, and MetS, respectively. Bonferroni adjustments for multiple testing negated all associations.ConclusionsUsing a bioinformatics approach we identified five candidate genes for NAFLD. However, we failed to provide evidence of associations with major effects between SNPs in these five genes and NAFLD-related quantitative traits, T2D, central obesity, and MetS.

Role of notch signalling in mammary gland

ÁBSTRACT : Mammary gland is composed of two main epithelial cell types, myoepithelial and luminal. The mechanisms involved in determination and maintenance of them remain poorly understood. Notch signaling is known to regulate cell fate determination in other tissues like skin and nervous system. It was also shown that it can act as tumor suppressor or oncogene depending on the tissue type. The mouse models overexpressing active Notch receptors indicated that Notch signaling is oncogenic in the mammary gland. This observation was followed by some descriptive and functional studies in human breast cancer and it was reported that Notch signaling activity or expression of its components are increased in some of the breast tumor samples compared to normal tissue. However, the physiological role of the Notch signaling and its downstream mechanisms in mammary gland is poorly defined. p63, a member of p53 family, has been implicated in the cell fate determination of keratinocytes. Knockout mouse models revealed that p63 is required for the formation of the mammary anlagen in embryo and its ΔN isoform is expressed exclusively in the myoepithelial layer of the adult breast. In order to understand its function in normal breast epithelial cells, I activated Notch signaling by expression of Notch1 intracellular domain (NICD) in normal primary human breast epithelial cells (HBECs). In this context, NICD reduced growth of HBECs and led to downmodulation of extracellular matrix-receptor interaction network (ECM) components as well as ΔNp63. Expression of ΔNp63 together with NICD partially rescued Notch induced growth reduction, which was correlated with an increase in ECM components. Moreover, silencing ΔNp63 in myoepithelial HBECs reduced growth similar to Notch activation and it led to downregulation of myoepithelial and upregulation of luminal markers. Complementing this observation, forced expression of ONp63 in luminal HBECs induced myoepithelial phenotype and decreased luminal markers. In vivo, by the analysis of a Notch reporter mouse strain, I showed that Notch is activated during puberty specifically at the sites of ductal morphogenesis, terminal end buds. FAGS analysis revealed that it can be detected in two different populations based on CD24 expression (low (lo) or high (high)): at lower levels in CD24lo, which includes stem/progenitor and myoepithelial cells and higher levels in CD24hi, which contains luminal cells. In parallel with in vitro results, the CD24lo mouse mammary epithelial cells displaying Notch activity have lower levels of p63 expression. Furthermore, deletion of RBPjk, the main mediator of Notch signaling, or the overexpression of ΔNp63 inhibited luminal cell lineage in vivo. Another important point revealed by Notch reporter mouse strain is the simultaneous activation of Notch with estrogen signaling during pubertal development. The expression of FOXA1, the mediator of estrogen receptor (ER) transcriptional activity, is correlated with Notch activation in vivo that it is lower in CD24lo than in CD24hi cells. Moreover, FOXA1 is regulated by NICD in vitro supporting the presence of a link between Notch and ER signaling. Taken together, I report that Notch signaling is involved in luminal cell fate determination and its effects are partially mediated through inhibition of ONp63. Besides, ΔNp63 is required for the maintenance and sufficient for the induction of myoepithelial phenotype in HBECs in vitro and is not compatible with luminal lineage in vivo. Based on these results, I propose a model for epithelial cell hierarchy in mammary gland, whereby there are two different types of luminal progenitors, early and late, displaying different levels of Notch activity. Notch signaling contributes to the determination of luminal cell lineage in these two progenitor steps: In "Early Luminal Progenitor" stage, it inhibits myoepithelial fate by decreasing p63 expression, and in "Late Luminal Progenitor" stage, Notch signaling is involved in induction of luminal lineage by acting on ER-FOXA1 axis. It has to be investigated further whether Notch signaling might behave as an oncogene or tumor suppressor depending on which cell type in the epithelial hierarchy it is modulated and which one is more likely to occur in different human breast cancer types. RÉSUMÉ : La glande mammaire est composée de deux types principaux de cellules: les cellules luminales, qui bordent le lumen et les cellules myoépithéliales, qui se trouvent entre la lame basale et les cellules luminales. Les mécanismes intervenant dans leur différenciation et leur maintenance demeurent encore mal compris. La protéine transmembranaire Notch est connue pour déterminer le destin des cellules dans plusieurs types de tissus comme la peau ou le système nerveux. Selon le type de tissu dans lequel se trouve Notch, il agira soit comme un suppresseur de tumeur soit comme un oncogène. A l'aide de modèles de souris surexprimant les récepteurs actifs de Notch, il a été démontré que la voie de signalisation de Notch est oncogénique au niveau de la glande mammaire. Des études descriptives et fonctionnelles dans le cadre du cancer du sein ont permis de mettre en évidence une augmentation de l'activité de Notch ou de l'expression de ces composants dans certains tissus cancéreux. Toutefois, le rôle physiologique de Notch et des mécanismes qu'il active restent méconnus. P63, une protéine membre de la famille p53, est impliquée dans la différenciation des kératinocytes. Le modèle issu de l'étude des souris p63 knockout a révélé que cette protéine est requise pour la formation des primordia mammaires chez l'embryon et que son isoforme ΔNp63 est exclusivement exprimée dans la couche myoépithéliale de la glande mammaire adulte. Dans le but de comprendre les fonctions physiologiques de Notch, je l'ai activé en exprimant le domaine intracellulaire de Notch 1 (NICD) dans des cellules épithéliales primaires de glande mammaire humaine (HBECs). Le NICD a alors réduit la croissance des HBECs et conduit à la régulation négative non seulement de p63 mais également des composants du réseau d'interaction des récepteurs de la matrice extracellulaire (ECM). En exprimant conjointement ΔNp63 et NICD, il est apparu que la réduction de croissance induite par Notch était partiellement compensée, et qu'il y avait également une augmentation des composants ECM. De plus, lorsque ΔNp63 a été inactivé dans les cellules HBECs myoépithéliales, une réduction de croissance cellulaire identique à celle provoquée par l'activation de Notch a pu être mise en évidence, de même qu'une régulation négative des marqueurs myoépithéliaux ainsi qu'une augmentation des marqueurs luminaux. Afin de compléter ces informations, l'expression de ΔNp63 a été forcée dans les HBECs luminales, ce qui a induit un phénotype myoépithélial et une diminution des marqueurs lumineux. In vivo, par l'analyse de souris ayant un gène rapporteur de l'activité de Notch, j'ai démontré que Notch est activé pendant la puberté au niveau des sites de la morphogenèse canalaire, à savoir les bourgeons terminaux. Les analyses par FACS (Fluorescence-activated cell sorting) basées sur l'expression de l'antigène CD24 ont révélé qu'il peut tre détecté dans deux populations différentes : une population qui l'exprime faiblement, qui regroupe les cellules souches/progéniteurs et les cellules myoépithéliales, et une population qui l'exprime fortement qui est composé des cellules luminales. Parallèlement aux résultats in vitro, j'ai mis en évidence un faible niveau d'expression de p63 dans les cellules épithéliales de la glande mammaire de souris, exprimant faiblement l'antigène CD24 et présentant une activité de Notch. De plus, la délétion de RBPjr~, médiateur principal de la signalisation de Notch, ainsi que la surexpression de ΔNp63 in vivo ont inhibé la lignée des cellules luminales. Un autre point important révélé par les souris rapporteur de l'activité de Notch a été l'activation simultanée de Notch et de la signalisation de l'oestrogène pendant le développement pubertaire. L'expression de FOXA1, médiateur de l'activité transcriptionnelle des récepteurs aux oestrogènes (ER), est en corrélation avec l'activation de Notch in vivo, plus basse dans les cellules avec une faible expression de l'antigène CD24 que dans celles avec une forte expression. De plus, FOXA1 est régulé par NICD in vitro confirmant la présence d'un lien entre Notch et la signalisation des ER. En résumé, la signalisation de Notch est impliquée dans la détermination du destin cellulaire des cellules luminales et ses effets sont partiellement modifiés par l'inhibition de ΔNp63. ΔNp63 est requis pour la maintenance et est suffisant pour l'induction du phénotype myoépithéliale dans les HBECs in vitro et ne peut donc pas se trouver dans les cellules luminales in vivo. Basé sur ces résultats, je propose un modèle de hiérarchisation des cellules épithéliales de la glande mammaire, dans lequel sont présents deux types de progéniteurs des cellules luminales exprimant des niveaux différents d'activité de Notch, les progéniteurs lumineux précoces et tardifs. La signalisation de Notch contribue à la différenciation de la lignée cellulaire luminale au niveau de ces deux progéniteurs : dans la forme précoce, il inhibe la différenciation des cellules myoépithéliales en réduisant l'expression de p63 et dans la forme tardive, Notch est impliqué dans l'induction de la lignée luminale en agissant sur l'axe ER-FOXA1. Il serait nécessaire d'investiguer plus loin si le fait que Notch agisse comme oncogène ou suppresseur de tumeur dépend du stade de différenciation de la cellule dans laquelle il est modulé et laquelle de ces deux fonctions il est le plus probable de rencontrer dans les différents types de cancer du sein.

A system-level, molecular evolutionary analysis of mammalian phototransduction

Visual perception is initiated in the photoreceptor cells of the retina via the phototransduction system.This system has shown marked evolution during mammalian divergence in such complex attributes as activation time and recovery time. We have performed a molecular evolutionary analysis of proteins involved in mammalianphototransduction in order to unravel how the action of natural selection has been distributed throughout thesystem to evolve such traits. We found selective pressures to be non-randomly distributed according to both a simple protein classification scheme and a protein-interaction network representation of the signaling pathway. Proteins which are topologically central in the signaling pathway, such as the G proteins, as well as retinoid cycle chaperones and proteins involved in photoreceptor cell-type determination, were found to be more constrained in their evolution. Proteins peripheral to the pathway, such as ion channels and exchangers, as well as the retinoid cycle enzymes, have experienced a relaxation of selective pressures. Furthermore, signals of positive selection were detected in two genes: the short-wave (blue) opsin (OPN1SW) in hominids and the rod-specific Na+/Ca2+,K+ ion exchanger (SLC24A1) in rodents. The functions of the proteins involved in phototransduction and the topology of the interactions between them have imposed non-random constraints on their evolution. Thus, in shaping or conserving system-level phototransduction traits, natural selection has targeted the underlying proteins in a concerted manner.

Tietojohtaminen organisaatioiden yhteensovittamisessa

Yritykset kehittävät toimintaansa yritysjärjestelyillä, joista kuitenkin suuri osa epäonnistuu. Työn tavoitteena oli selvittää, voidaankotietojohtamisen avulla vaikuttaa yritysoston onnistumista edistäviin tekijöihin. Lisäksi työssä kehitetään yritykselle sellainen toimintatapa, jonka avulla se kykenee luomaan, omaksumaan ja jakamaan uutta tietoa nopeasti ja hyödyntämään siten markkinoiden mahdollisuuksia. Työ sisältää sekä teoreettisen että empiirisen osan. Teoreettisessa osassa käsitellään yritysostoprosessia ja siihen vaikuttavia tekijöitä. Lisäksi tarkastellaan uuden tiedon luomista yrityksessä, yrityksen innovatiivisuutta sekä tekijöitä, jotka edistävät tiedon jakamista. Empiirisen osan aineisto on koottu kohdeyrityksestä teemahaastattelun avulla. Tutkimuksessa havaittiin, että yritysoston onnistumistaedistävät tekijät sisältyvät myös tietojohtamisen viitekehykseen. Näin ollen voidaan päätellä, että tietojohtamisen tehostaminen lisää yritysoston onnistumismahdollisuutta. Muutostilanteessa tärkeäksi tekijäksi havaittiin organisaatiokulttuuri. Yhdistettäessä yrityksiä tulee kiinnittää huomiota myös toimivaan vuorovaikutusverkostoon, jotta tiedotus asioista saavuttaa jokaisen työntekijän.

Gene expression profiling analysis of lung adenocarcinoma

The present study screened potential genes related to lung adenocarcinoma, with the aim of further understanding disease pathogenesis. The GSE2514 dataset including 20 lung adenocarcinoma and 19 adjacent normal tissue samples from 10 patients with lung adenocarcinoma aged 45-73 years was downloaded from Gene Expression Omnibus. Differentially expressed genes (DEGs) between the two groups were screened using the t-test. Potential gene functions were predicted using functional and pathway enrichment analysis, and protein-protein interaction (PPI) networks obtained from the STRING database were constructed with Cytoscape. Module analysis of PPI networks was performed through MCODE in Cytoscape. In total, 535 upregulated and 465 downregulated DEGs were identified. These included ATP5D, UQCRC2, UQCR11 and genes encoding nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), which are mainly associated with mitochondrial ATP synthesis coupled electron transport, and which were enriched in the oxidative phosphorylation pathway. Other DEGs were associated with DNA replication (PRIM1, MCM3, and RNASEH2A), cell surface receptor-linked signal transduction and the enzyme-linked receptor protein signaling pathway (MAPK1, STAT3, RAF1, and JAK1), and regulation of the cytoskeleton and phosphatidylinositol signaling system (PIP5K1B, PIP5K1C, and PIP4K2B). Our findings suggest that DEGs encoding subunits of NADH, PRIM1, MCM3, MAPK1, STAT3, RAF1, and JAK1 might be associated with the development of lung adenocarcinoma.

Le site CjEd-8 : l'Archaïque supérieur au Témiscouata

Occupé depuis près de 10 000 ans, le Témiscouata est un lieu clé pour mieux comprendre la préhistoire du Québec, en raison de son emplacement stratégique entre l’Atlantique et la vallée du Saint-Laurent et de la cinquantaine de sites archéologiques connus dans la région. Le site CjEd-8 est le seul site associé à l’Archaïque supérieur (6 000 à 4 000 ans avant aujourd’hui) connu dans la région. Cette recherche palethnographique porte sur l’analyse de la collection lithique du site archéologique CjEd-8. Nos questions de recherche sont les suivantes : quel était le mode de vie et les activités des occupants du site CjEd-8? Quel était leur environnement et comment s’y sont-ils adapté? Comment l’espace était-il utilisé sur le site? Comment ce site se compare-t-il aux autres sites de l’Archaïque supérieur au Québec et dans le nord-est américain? Est-il possible de relier l’occupation du site CjEd-8 à un plus vaste cadre régional ou culturel, comme un réseau d’interaction, par exemple? Nous avons effectué une analyse techno-morphologique individuelle de tous les outils et du débitage de la collection. Nous avons pu constater que tous les stades de réduction lithique (initial, intermédiaire et final) sont présents sur le site CjEd-8. Les matières premières locales sont représentées dans tous ces stades de réduction, bien que les matières premières exotiques soient surtout présentes au sein du stade initial de réduction, davantage que les matières premières locales. Ceci laisse croire que le dégrossissement initial des blocs et galets de matière première locale se faisait ailleurs que sur le site, fort probablement sur les carrières de chert de la région, et que des matières exotiques ont aussi été travaillées sur le site. Des activités de taille ont eu lieu sur les deux zones du site, probablement autour de deux foyers distincts. Les quelques individus présents y sont demeurés très brièvement, semblent avoir effectué un nombre limité d’activités et sont peut-être repassés quelques temps après. L’Archaïque supérieur est caractérisé par une augmentation de la population et par l’intensification des interactions et de l’appartenance régionale. Or, il semblerait que ce soit l’inverse que l’on observe archéologiquement au Témiscouata. L’assemblage de CjEd-8 ne présente aucune ressemblance particulière avec les sites associés à l’Archaïque supérieur au Québec, bien que pour presque tous ces sites, on constate une exploitation importante des matières premières locales (même si ces dernières sont de qualité moyenne), combinée à l’exploitation de matières premières exotiques de sources très éloignées. L’industrie du quartz, importante dans la plupart des sites de l’Archaïque supérieur, se reflète très peu sur CjEd-8. Bien qu’il nous soit impossible d’associer l’occupation du site CjEd-8 à une tradition culturelle précise, cela ne signifie pas que ses occupants n’étaient pas en interaction avec l’une ou l’autre des entités culturelles de la fin de l’Archaïque, que ce soit avec les groupes de la région de Quoddy, de la Gaspésie, de la Vallée du Saint-Laurent, de l’Outaouais, de la Haute Côte nord, du Vermont, de l’État de New York et de l’intérieur du Maine. La question des modes de subsistance des occupants de CjEd-8 n’a pas été soulevée lors de nos analyses. Nous savons toutefois que les occupants du Témiscouata avaient alors accès à une faune riche et diversifiée.

Cartographie du réseau d'interactions protéiques de la machinerie de transcription dans les cellules humaines

Les protéines sont les macromolécules les plus polyvalentes de la cellule. Elles jouent un rôle fondamental dans la majorité des processus biologiques à travers la formation de complexes multi-protéiques. Durant la transcription, une multitude de facteurs sont impliquées dans le contrôle de l’activité des complexes ARN polymérases. Notre laboratoire s’est intéressé au réseau d’interaction de la machinerie de transcription des ARN polymérases nucléaires, dans le but de mieux comprendre leurs mécanismes de régulation. Pour ce faire, une procédure protéomique comprenant la purification de complexes protéiques par affinité couplée à la spectrométrie de masse et à l’analyse bioinformatique a été développée. La méthode de purification TAP (Tandem Affinity Purification) a été adaptée pour permettre la purification de complexes protéiques solubles assemblés in vivo à partir de cellules humaines. L’objectif de mon projet de maîtrise était de purifier le complexe de l’ARN Pol I ainsi que de poursuivre l’expansion du réseau d’interactions protéine-protéine de la machinerie de transcription de l’ARN Pol II humaine. À l’aide des protéines POLR1E, TWISTNB, POLR2E, PFDN4, MBD2, XPA, CAND1 et PDCD5 étiquetées (TAP-tag) exprimées dans des lignées cellulaires ECR-293, plusieurs complexes protéiques solubles ont été purifiés et analysés par spectrométrie de masse. Les interactions protéiques ont été triées et validées bioinformatiquement pour donner en final une liste d’interactions ayant un haut degré de confiance à partir de laquelle des réseaux d’interactions protéine-protéine ont été créés. Le réseau créé au cours de ce projet connecte plusieurs composantes de la machinerie transcriptionnelle tels que les ARN Pol I, II et III, les complexes RPAP3/R2TP/prefoldin-like, TRiC/CCT, Mi-2/NuRD et des facteurs de transcription et de réparation de l’ADN. Ce type d’analyse nous a permis d’identifier et de caractériser de nouveaux régulateurs de la machinerie de transcription de l’ARN Pol I et II et de mieux comprendre son fonctionnement.

Genome wide search for genetic determinants of habitual alcohol, tobacco and coffee use, obesity-related traits, response to mental and physical stress and hemodynamic traits

Les habitudes de consommation de substances psychoactives, le stress, l’obésité et les traits cardiovasculaires associés seraient en partie reliés aux mêmes facteurs génétiques. Afin d’explorer cette hypothèse, nous avons effectué, chez 119 familles multi-générationnelles québécoises de la région du Saguenay-Lac-St-Jean, des études d’association et de liaison pangénomiques pour les composantes génétiques : de la consommation usuelle d’alcool, de tabac et de café, de la réponse au stress physique et psychologique, des traits anthropométriques reliés à l’obésité, ainsi que des mesures du rythme cardiaque (RC) et de la pression artérielle (PA). 58000 SNPs et 437 marqueurs microsatellites ont été utilisés et l’annotation fonctionnelle des gènes candidats identifiés a ensuite été réalisée. Nous avons détecté des corrélations phénotypiques significatives entre les substances psychoactives, le stress, l’obésité et les traits hémodynamiques. Par exemple, les consommateurs d’alcool et de tabac ont montré un RC significativement diminué en réponse au stress psychologique. De plus, les consommateurs de tabac avaient des PA plus basses que les non-consommateurs. Aussi, les hypertendus présentaient des RC et PA systoliques accrus en réponse au stress psychologique et un indice de masse corporelle (IMC) élevé, comparativement aux normotendus. D’autre part, l’utilisation de tabac augmenterait les taux corporels d’épinéphrine, et des niveaux élevés d’épinéphrine ont été associés à des IMC diminués. Ainsi, en accord avec les corrélations inter-phénotypiques, nous avons identifié plusieurs gènes associés/liés à la consommation de substances psychoactives, à la réponse au stress physique et psychologique, aux traits reliés à l’obésité et aux traits hémodynamiques incluant CAMK4, CNTN4, DLG2, DAG1, FHIT, GRID2, ITPR2, NOVA1, NRG3 et PRKCE. Ces gènes codent pour des protéines constituant un réseau d’interactions, impliquées dans la plasticité synaptique, et hautement exprimées dans le cerveau et ses tissus associés. De plus, l’analyse des sentiers de signalisation pour les gènes identifiés (P = 0,03) a révélé une induction de mécanismes de Potentialisation à Long Terme. Les variations des traits étudiés seraient en grande partie liées au sexe et au statut d’hypertension. Pour la consommation de tabac, nous avons noté que le degré et le sens des corrélations avec l’obésité, les traits hémodynamiques et le stress sont spécifiques au sexe et à la pression artérielle. Par exemple, si des variations ont été détectées entre les hommes fumeurs et non-fumeurs (anciens et jamais), aucune différence n’a été observée chez les femmes. Nous avons aussi identifié de nombreux traits reliés à l’obésité dont la corrélation avec la consommation de tabac apparaît essentiellement plus liée à des facteurs génétiques qu’au fait de fumer en lui-même. Pour le sexe et l’hypertension, des différences dans l’héritabilité de nombreux traits ont également été observées. En effet, des analyses génétiques sur des sous-groupes spécifiques ont révélé des gènes additionnels partageant des fonctions synaptiques : CAMK4, CNTN5, DNM3, KCNAB1 (spécifique à l’hypertension), CNTN4, DNM3, FHIT, ITPR1 and NRXN3 (spécifique au sexe). Ces gènes codent pour des protéines interagissant avec les protéines de gènes détectés dans l’analyse générale. De plus, pour les gènes des sous-groupes, les résultats des analyses des sentiers de signalisation et des profils d’expression des gènes ont montré des caractéristiques similaires à celles de l’analyse générale. La convergence substantielle entre les déterminants génétiques des substances psychoactives, du stress, de l’obésité et des traits hémodynamiques soutiennent la notion selon laquelle les variations génétiques des voies de plasticité synaptique constitueraient une interface commune avec les différences génétiques liées au sexe et à l’hypertension. Nous pensons, également, que la plasticité synaptique interviendrait dans de nombreux phénotypes complexes influencés par le mode de vie. En définitive, ces résultats indiquent que des approches basées sur des sous-groupes et des réseaux amélioreraient la compréhension de la nature polygénique des phénotypes complexes, et des processus moléculaires communs qui les définissent.

Les partenaires d'interactions de Cirhin, la protéine portant la mutation responsable de la Cirrhose Amérindienne Infantile (NAIC)

La Cirrhose Amérindienne Infantile (CAI, NAIC) est une forme de cholestase non-syndromique héréditaire à transmission autosomique récessive, décrite uniquement chez les enfants autochtones du Nord-Ouest québécois et issue d’un effet fondateur. La maladie se présente d’abord sous la forme d’une jaunisse néonatale chez un enfant autrement en bonne santé, qui progresse en cirrhose de type biliaire dans l’enfance et dans l’adolescence. Le taux de survie à l’âge adulte est inférieur à 50% et la seule thérapie efficace à ce jour pour les patients avancés dans la maladie demeure la transplantation hépatique. Les recherches antérieures menées par le groupe ont permis d’identifier le locus ainsi que le gène responsable de NAIC, qui encode la protéine nucléolaire Cirhin. Cirhin est exprimée uniquement dans le foie et tous les patients sont homozygotes pour la mutation R565W. La fonction de Cirhin est inconnue, mais les motifs WD40 retrouvés dans sa séquence indiquent qu’elle participerait à des interactions protéine-protéine et serait impliquée dans un mécanisme moléculaire de base. Cirhin interagit avec la protéine nucléaire Cirip, qui a un effet positif important sur la transcription de l’élément activateur HIV-1 LTR et qui a un rôle dans la prolifération cellulaire. L’interaction de Cirhin et Cirip est affectée par la mutation R565W. À l’aide de la technique du double hybride chez la levure, la protéine nucléolaire Nol11 a été identifiée comme étant un partenaire d’interaction de Cirhin. Par son interaction avec MARK3 et c-Myc, Nol11 serait impliquée dans des processus cellulaires tels que le contrôle du cycle cellulaire, la polarité, la croissance cellulaire et possiblement la biogenèse des ribosomes. La portion C-terminale de Nol11 interagirait avec Cirhin, et la mutation R565W abolit cette interaction. Le résidu R565 serait donc important pour la fonctionnalité de Cirhin.

Le village iroquoien de Mailhot-Curran, Saint-Anicet

Ce mémoire porte sur l’étude d’un petit groupe d’Iroquoiens du Saint-Laurent qui habitait la région de Saint-Anicet au cours du Sylvicole supérieur tardif. Nous traitons de l’occupation villageoise de Mailhot-Curran (BgFn-2) et, plus particulièrement, d’une analyse morpho-stylistique de la poterie. En considérant la variabilité culturelle qui caractérise les Iroquoiens du Saint-Laurent, nous replaçons cette communauté à l’intérieur du grand réseau d’interactions auquel participe ce groupe culturel. Notre objectif général est de déterminer l’apparentement stylistique des potières de Mailhot-Curran selon quatre grandes échelles d’interactions sociales, soit locale, régionale, interrégionale et internationale, et de situer le site à l’étude dans le temps. Cette étude permet de proposer que Mailhot-Curran date du XVIe siècle, mais contrairement à l’effervescence ressentie au site Mandeville au cours du même siècle, les potières seraient demeurées assez conservatrices dans la réalisation de leur poterie. De plus, les potières de Mailhot-Curran semblent posséder une identité villageoise relativement forte. Nous avons aussi observé qu’un style régional caractérise les sites de Saint-Anicet. En considérant l’aspect diachronique des sites Mailhot-Curran, Droulers et McDonald, nos résultats supportent l’idée qu’ils forment un ensemble culturel cohérent qui pourrait indiquer une occupation continue de la région par un même groupe. En outre, notre étude démontre que le site Mailhot-Curran appartient à la province occidentale qui inclut les régions de Prescott et de Summerstown en Ontario, les régions de Montréal et de Saint-Anicet au Québec, ainsi que le nord du lac Champlain au sud-est. Par contre, Mailhot-Curran semble se situer plus en périphérie du réseau d’interactions auquel participent les regroupements de Prescott et de Summerstown au nord du lac Saint-François et il parait s’ouvrir sur d’autres régions comme Montréal et le nord du lac Champlain. Par ailleurs, les potières sont ouvertes à certaines influences provenant de la province centrale, leur région voisine à l’est.