Étude sur le biofilm et les mécanismes de résistance à la bacitracine chez Clostridium perfringens

Clostridium perfringens est ubiquitaire dans l’environnement. Ce microorganisme peut être retrouvé dans la flore normale du tractus gastro-intestinal des mammifères et peut également causer une variété d’infections intestinales. Le phénotype de résistance à la bacitracine a déjà été rapporté chez C. perfringens mais les gènes associés n’ont pas été caractérisés. Dans cette étude, 24 des 99 isolats de C. perfringens aviaires testés ont démontré une résistance à la bacitracine. Les analyses ont révélé la présence d’un transporteur ABC ainsi que d’une undécaprénol kinase surproduite. Ces deux mécanismes semblent être codés par l’opéron bcrABDR. En amont et en aval des gènes bcr, un élément IS1216-like a été identifié, celui-ci pouvant jouer un rôle dans la dissémination de la résistance à la bacitracine. Des analyses d’hybridation sur ADN ont révélé que les gènes bcrABDR étaient localisés sur le chromosome. De plus, il a été démontré que les gènes bcr étaient exprimés en présence de bacitracine. Plusieurs études ont associé la tolérance aux antibiotiques et aux désinfectants à la formation de biofilm. Dans la littérature, peu d’informations sont disponibles sur le biofilm de C. perfringens. La majorité des isolats testés dans cette étude ont démontré la formation d’un biofilm. L’analyse de la matrice a démontré que celle-ci contenait des protéines, de l’ADN extracellulaire ainsi que des polysaccharides liés en bêta-1,4. Une meilleure survie des cellules en biofilm a été observée suite à une exposition à de fortes concentrations d’antibiotiques. Une exposition à de faibles doses de certains antibiotiques semblait diminuer le biofilm formé alors que pour d’autres, le biofilm semblait augmenter. Dans la présente étude, la susceptibilité des biofilms de C. perfringens à la désinfection a été également analysée. Les résultats ont démontré que la formation de biofilm protégeait les cellules de l’action du monopersulfate de potassium, des ammoniums quaternaires, du peroxyde d’hydrogène et du glutéraldéhyde. Toutefois, l’hypochlorite de sodium a été démontré comme étant efficace contre le biofilm de C. perfringens. Il a été démontré que les biofilms mixtes de C. perfringens cultivés en présence de Staphylococcus aureus ou d’Escherichia coli étaient plus résistants à la désinfection en comparaison aux biofilms simples de S. aureus ou d’E. coli. Toutefois, le biofilm simple de C. perfringens était plus résistant à la désinfection que les biofilms mixtes. Finalement, les profils de transcription entre les populations planctoniques et en biofilm ont été analysés par séquençage d’ARN. L’analyse transcriptomique du biofilm a identifié 238 gènes différentiellement exprimés entre les deux conditions. Les gènes négativement régulés sont impliqués dans la virulence, la production d’énergie, le métabolisme des sucres ainsi que dans la biosynthèse des acides gras et des acides aminés alors que les gènes induits sont impliqués dans la réponse au stress et au stress oxydatif, dans la biosynthèse d’acides gras et de phospholipides ainsi que dans la virulence. Cette étude décrit pour la première fois la découverte des gènes associés à la résistance à la bacitracine chez C. perfringens. Elle rapporte également de nouvelles données sur la matrice du biofilm, la tolérance aux antibiotiques et aux désinfectants ainsi que sur le transcriptome du biofilm de C. perfringens.

Role of Nuclear Angiotensin-II Receptor Mediated Signalling in Cardiovascular Remodelling

Le remodelage cardiaque est le processus par lequel la structure ou la fonction cardiaque change en réponse à un déséquilibre pathophysiologique tel qu'une maladie cardiaque, un contexte d'arythmie prolongée ou une modification de l'équilibre hormonal. Le système rénine-angiotensine (SRA) est un système hormonal largement étudié et il est impliqué dans de nombreuses activités associées au remodelage cardiovasculaire. L’existence d'un système circulatoire couplé à un système de tissus locaux est une représentation classique, cependant de nouvelles données suggèrent un SRA indépendant et fonctionnellement actif à l'échelle cellulaire. La compréhension de l'activité intracellulaire du SRA pourrait mener à de nouvelles pistes thérapeutiques qui pourraient prévenir un remodelage cardiovasculaire défavorable. L'objectif de cette thèse était d'élucider le rôle du SRA intracellulaire dans les cellules cardiaques. Récemment, les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG), les protéines G et leurs effecteurs ont été détectés sur des membranes intracellulaires, y compris sur la membrane nucléaire, et les concepts de RCPG intracellulaires fonctionnels sont en voie d'être acceptés comme une réalité. Nous avons dès lors fait l'hypothèse que la signalisation du SRA délimitant le noyau était impliquée dans le contrôle de l'expression des gènes cardiaques. Nous avons démontré la présence de récepteurs d'angiotensine de type-1 (AT1R) et de type-2 (AT2R) nucléaires dans les cardiomyocytes ventriculaires adultes et dans une fraction nucléaire purifiée de tissu cardiaque. Des quantités d'Ang II ont été détectées dans du lysat de cardiomyocytes et des microinjections d'Ang-II-FITC ont donné lieu à des liaisons préférentielles aux sites nucléaires. L'analyse transcriptionnelle prouve que la synthèse d'ARN de novo dans des noyaux isolés stimulés à l'Ang-II, et l'expression des ARNm de NF-κB étaient beaucoup plus importants lorsque les noyaux étaient exposés à de l'Ang II par rapport aux cardiomyocytes intacts. La stimulation des AT1R nucléaires a engendré une mobilisation de Ca2+ via les récepteurs de l'inositol trisphosphate (IP3R), et le blocage des IP3R a diminué la réponse transcriptionnelle. Les méthodes disponibles actuellement pour l'étude de la signalisation intracrine sont limitées aux méthodes indirectes. L'un des objectifs de cette thèse était de synthétiser et caractériser des analogues d'Ang-II cellule-perméants afin d’étudier spécifiquement dans les cellules intactes l'activité intracellulaire du SRA. Nous avons synthétisé et caractérisé pharmacologiquement des analogues photosensibles Ang-II encapsulée en incorporant un groupement 4,5-diméthoxy-2-nitrobenzyl (DMNB) photoclivable sur les sites actifs identifiés du peptide. Chacun des trois analogues d'Ang II encapsulée synthétisés et purifiés: [Tyr(DMNB)4]Ang-II, Ang-II-ODMNB et [Tyr(DMNB)4]Ang-II-ODMNB a montré une réduction par un facteur deux ou trois de l'affinité de liaison envers AT1R et AT2R dans les dosages par liaison compétitive et une activité réduite dans la contraction de l'aorte thoracique. La photostimulation de [Tyr(DMNB)4]Ang-II dans des cellules HEK a augmenté la phosphorylation d'ERK1/2 (via AT1R) et la production de cGMP (via AT2R) alors que dans les cardiomyocytes isolés elle générait une augmentation de Ca2+ nucléoplasmique et initiait la synthèse d'ARNr 18S et d'ARNm du NF-κB. Les fibroblastes sont les principaux générateurs de remodelage cardiaque structurel, et les fibroblastes auriculaires sont plus réactifs aux stimuli profibrotiques que les fibroblastes ventriculaires. Nous avons émis l'hypothèse que l’Ang-II intracellulaire et l'activation des AT1R et AT2R nucléaires associés contrôlaient les profils d'expression des gènes des fibroblastes via des systèmes de signalisation distincts et de ce fait jouaient un rôle majeur dans le développement de la fibrose cardiaque. Nous avons remarqué que les fibroblastes auriculaires expriment l’AT1R et l’AT2R nucléaire et l'Ang-II au niveau intracellulaire. L’expression d'AT1R nucléaire a été régulés positivement dans les cas d’insuffisance cardiaque (IC), tandis que l'AT2R nucléaire a été glycosylé post-traductionnellement. La machinerie protéique des protéines G, y compris Gαq/11, Gαi/3, et Gβ, a été observée dans des noyaux isolés de fibroblastes. AT1R et AT2R régulent l'initiation de la transcription du fibroblaste via les voies de transduction de signal d'IP3R et du NO. La photostimulation de [Tyr(DMNB)4]Ang-II dans une culture de fibroblastes auriculaire déclenche la libération de Ca2+ nucléoplasmique, la prolifération, et la synthèse et sécrétion de collagène qui ne sont pas inhibées par les bloqueurs d'AT1R et/ou AT2R extracellulaires.

Functional genomics of the Drosophila melanogaster X chromosome and the role of DWnt5 during development

The collection of X chromosome insertions (PX) lethal lines, which was isolated from a screen for essential genes on the X chromosome, was characterized by means of cloning the insertion sites, mapping the sites within genomic DNA and determination of the associated reporter gene expresssion patterns. The established STS flanking the P element insertion sites were submitted to EMBL nucleotide databases and their in situ data together with the enhancer trap expression patterns have been deposited in the FlyView database. The characterized lines are now available to be used by the scientific community for a detailed analysis of the newly established lethal gene functions. One of the isolated genes on the X chromosome was the Drosophila gene Wnt5 (DWnt5). From two independent screens, one lethal and three homozygous viable alleles were recovered, allowing the identification of two distinct functions for DWnt5 in the fly. Observations on the developing nervous system of mutant embryos suggest that DWnt5 activity affects axon projection pattern. Elevated levels of DWNT5 activity in the midline cells of the central nervous system causes improper establishment and maintenance of the axonal pathways. Our analysis of the expression and mutant phenotype indicates that DWnt5 function in a process needed for proper organization of the nervous system. A second and novel function of DWnt5 is the control of the body size by regulation of the cell number rather than affecting the size of cells. Moreover, experimentally increased DWnt5 levels in a post-mitotic region of the eye imaginal disc causes abnormal cell cycle progression, resulting in additional ommatidia in the adult eye when compared to wild type. The increased cell number and the effects on the cell cycle after exposure to high DWNT5 levels is the result of a failure to downregulate cyclin B and therefore the unsuccessful establishment of a G1 arrest.

Protein-Expressions-Analysen zur Etablierung prädiktiver Biomarker bei der Behandlung fortgeschrittener Tumoren der Mamma und der Prostata

Aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der zielgerichteten Therapie zur Behandlung maligner Erkrankungen erfordern neuartige Verfahren zur Diagnostik und Selektion geeigneter Patienten. So ist das Ziel der vorliegenden Arbeit die Identifizierung neuer Zielmoleküle, die die Vorhersage eines Therapieerfolges mit targeted drugs ermöglichen. Besondere Aufmerksamkeit gilt dem humanisierten monoklonalen Antikörper Trastuzumab (Herceptin), der zur Therapie Her-2 überexprimierender, metastasierter Mammakarzinome eingesetzt wird. Jüngste Erkenntnisse lassen eine Anwendung dieses Medikamentes in der Behandlung des Hormon-unabhängigen Prostatakarzinoms möglich erscheinen. Therapie-beeinflussende Faktoren werden in der dem Rezeptor nachgeschalteten Signaltransduktion oder Veränderungen des Rezeptors selbst vermutet. Mittels Immunhistochemie wurden die Expressions- und Aktivierungsniveaus verschiedener Proteine der Her-2-assoziierten Signaltransduktion ermittelt; insgesamt wurden 37 molekulare Marker untersucht. In Formalin fixierte und in Paraffin eingebettete korrespondierende Normal- und Tumorgewebe von 118 Mammakarzinom-Patientinnen sowie 78 Patienten mit Prostatakarzinom wurden in TMAs zusammengefasst. Die in Zusammenarbeit mit erfahrenen Pathologen ermittelten Ergebnisse dienten u.a. als Grundlage für zweidimensionales, unsupervised hierarchisches clustering. Ergebnis dieser Analysen war für beide untersuchten Tumorentitäten die Möglichkeit einer Subklassifizierung der untersuchten Populationen nach molekularen Eigenschaften. Hierbei zeigten sich jeweils neue Möglichkeiten zur Anwendung zielgerichteter Therapien, deren Effektivität Inhalt weiterführender Studien sein könnte. Zusätzlich wurden an insgesamt 43 Frischgeweben die möglichen Folgen des sog. shedding untersucht. Western Blot-basierte Untersuchungen zeigten hierbei die Möglichkeit der Selektion von Patienten aufgrund falsch-positiver Befunde in der derzeit als Standard geltenden Diagnostik. Zusätzlich konnte durch Vergleich mit einer Herceptin-sensitiven Zelllinie ein möglicher Zusammenhang eines Therapieerfolges mit dem Phosphorylierungs-/ Aktivierungszustand des Rezeptors ermittelt werden. Fehlende klinische Daten zum Verlauf der Erkrankung und Therapie der untersuchten Patienten lassen keine Aussagen über die tatsächliche Relevanz der ermittelten Befunde zu. Dennoch verdeutlichen die erhaltenen Resultate eindrucksvoll die Komplexität der molekularen Vorgänge, die zu einem Krebsgeschehen führen und damit Auswirkungen auf die Wirksamkeit von targeted drugs haben können. Entwicklungen auf dem Gebiet der zielgerichteten Therapie erfordern Verbesserungen auf dem Gebiet der Diagnostik, die die sichere Selektion geeigneter Patienten erlauben. Die Zukunft der personalisierten, zielgerichteten Behandlung von Tumorerkrankungen wird verstärkt von molekularen Markerprofilen hnlich den hier vorgestellten Daten beeinflusst werden.

Analysen der beiden cis-regulierenden Sequenzelemente translational control element (TCE) und cytoplasmic polyadenylation element (CPE) in der Drosophila-Spermatogenese

Ein essentieller Bestandteil in dem Mechanismus der Translationskontrolle sind RNA-Pro­tein-Wechselwirkungen. Solche Interaktionen konnten in Translationssystemen an zwei unabhängigen cis-regulierenden Elementen durch in vitro-Bindungsanalysen mit individu­ellen rekombinanten Proteinen dokumentiert werden. Im Fall des translational control elements (TCE), welches ein konserviertes Sequenz-Ele­ment in der Mst(3)CGP-Genfamilie darstellt, wird eine negative Translationskontrolle durch die Bindung der Proteine CG3213, CG12470, CG1898, dFMR1, Exuperantia und Orb2 an diese Sequenz vermittelt (Stinski, 2011). Neben den in Bindungsstudien positiv getesteten Kandidaten dFMR1 und Orb2 (Stinski, 2011) wurde in der vorliegenden Dis­sertation CG3213 als weiterer direkter Bindungspartner an das TCE dokumentiert. Ein Abgleich der genomweiten Zusammenstellung von Proteininteraktionen in der Datenbank InterologFinder lieferte zwei weitere potentielle Kandidaten: CG34404 und CG3727. Al­lerdings schließen Northern-Analysen und das Proteinexpressionsmuster eine zentrale Rolle in der Drosophila-Spermatogenese für diese nahezu aus. In Kolokalisationsstudien einiger TCE-Komplex-Kandidaten mit CG3213 als Referenz konnten eindeutige Überein­stimmungen der Fluoreszenzmuster mit CG12470 in der postmeiotischen Phase be­schrieben werden, wohingegen mit Orb2 (postmeiotisch) und CG1898 (prämeiotisch) nur eine geringe Kolokalisation erkannt wurde. Punktstrukturen in den Verteilungsmustern sowohl von CG3213 als auch von CG12470 ließen sich nicht mit ER- und mitochondrien­spezifischen Markern korrelieren. Im Anschluss der Meiose konnte eine deutliche Intensitätserhöhung des CG3213-Proteins beobachtet werden, was eventuell durch eine veränderte Translationseffizienz zustande kommen könnte. Exuperantia (Exu) stellt einen bekannten Regulator für eine Reihe von translationskontrollierten mRNAs dar (Wang und Hazelrigg, 1994). Die Quantifizierungen der CG3213-mRNA in exu-mutantem Hintergrund bestätigen, dass auch die Transkript­menge der CG3213-mRNA durch Exu reguliert wird, was die obige Interpretation stützen würde. Für das zweite cis-regulierende Element, das cytoplasmic polyadenylation element (CPE), konnte eine direkte Bindung mit dem CPEB-Homolog in Drosophila (Orb2) gezeigt wer­den, welches auch eine Komponente des mst87F-RNP-Komplexes ist. Ein vermuteter Interaktionspartner dieses CPEBs ist Tob, weshalb die Verteilung beider Proteine in einem Kombinationsstamm verglichen wurde. In dem teilweise übereinstimmenden Fluoreszenz­muster ist Tob an den distalen Spermatidenenden auffallend konzentriert. Das gesamte Tob-Muster jedoch legt eine Verteilung in den Mitochondrien nahe, wie die MitoTracker®-Färbung belegt. Somit wurde erstmals ein Mitglied der Tob/BTG-Genfamilie in der Droso­phila-Spermatogenese mit Mitochondrien in Verbindung gebracht. Die Lokalisierung die­ser Proteine ist bislang unklar, jedoch konnte eine Kernlokalisation trotz der N-terminalen NLS-Sequenz mit Hilfe einer Kernfärbung ausgeschlossen werden.

The amphioxus FoxQ1 gene is expressed in the developing endostyle

The FoxQ1 genes form a distinct group within the Fox (also known as forkhead) gene family. We have isolated a gene from the amphioxus Branchiostoma floridae that encodes a forkhead domain with high identity to FoxQ1 genes in other chordates. Molecular phylogenetic analysis places AmphiFoxQ1 in a robust grouping with vertebrate FoxQ1 genes and with Ciona intestinalis Ci-FoxQ1. This group is separate from that containing AmphiFoxQ2, which instead groups with other invertebrate Fox genes. The expression of AmphiFoxQ1 was analysed by whole mount in situ hybridisation. The results show that AmphiFoxQ1 expression is confined to the developing endoderm, and specifically marks the endostyle and associated peripharyngeal bands of amphioxus larvae. Ci-FoxQ1 is also expressed in the endostyle, highlighting this as a conserved site of FoxQ1 gene expression in basal chordates. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Leafy, terminal flower1 and agamous are functionally conserved but do not regulate terminal flowering and floral determinacy in Impatiens balsamina

In Impatiens balsamina a lack of commitment of the meristem during floral development leads to the continuous requirement for a leaf-derived floral signal. In the absence of this signal the meristem reverts to leaf production. Current models for Arabidopsis state that LEAFY (LFY) is central to the integration of floral signals and regulates flowering partly via interactions with TERMINAL FLOWER1 (TFL1) and AGAMOUS (AG). Here we describe Impatiens homologues of LFY, TFL1 and AG (IbLFY, IbTFL1 and IbAG) that are highly conserved at a sequence level and demonstrate homologous functions when expressed ectopically in transgenic Arabidopsis. We relate the expression patterns of IbTFL1 and IbAG to the control of terminal flowering and floral determinacy in Impatiens. IbTFL1 is involved in controlling the phase of the axillary meristems and is expressed in axillary shoots and axillary meristems which produce inflorescences, but not in axillary flowers. It is not involved in maintaining the terminal meristem in either an inflorescence or indeterminate state. Terminal flowering in Impatiens appears therefore to be controlled by a pathway that uses a different integration system than that regulating the development of axillary flowers and branches. The pattern of ovule production in Impatiens requires the meristem to be maintained after the production of carpels. Consistent with this morphological feature IbAG appears to specify stamen and carpel identity, but is not sufficient to specify meristem determinacy in Impatiens.

FACSGen: a tool to synthesize emotional facial expressions through systematic manipulation of facial action units

To investigate the perception of emotional facial expressions, researchers rely on shared sets of photos or videos, most often generated by actor portrayals. The drawback of such standardized material is a lack of flexibility and controllability, as it does not allow the systematic parametric manipulation of specific features of facial expressions on the one hand, and of more general properties of the facial identity (age, ethnicity, gender) on the other. To remedy this problem, we developed FACSGen: a novel tool that allows the creation of realistic synthetic 3D facial stimuli, both static and dynamic, based on the Facial Action Coding System. FACSGen provides researchers with total control over facial action units, and corresponding informational cues in 3D synthetic faces. We present four studies validating both the software and the general methodology of systematically generating controlled facial expression patterns for stimulus presentation.

Molecular mechanisms of oestrogen action on growth of human breast cancer cells in culture

Growth responses to oestrogen can be reproducibly obtained using a selection of oestrogen-receptor-containing human breast cancer cell lines, and molecular mechanisms have been shown to include modulation to growth factor/receptor/signalling pathways, cell-cycle proteins, apoptosis, differentiation, adhesion, motility and migration. Considerable progress has been made in understanding the molecular basis of oestrogen action on gene expression through the ligand-activated transcription factors human oestrogen receptor α (ERα) and ERβ and the resulting effects on global gene expression patterns, but the full profile of coordination of the alterations, which brings about changes in cell growth through genomic and non-genomic mechanisms remain to be fully elucidated. Oestrogen regulation of cell growth involves a complex cross-talk between oestrogen receptor and growth factor signalling pathways such that inhibition of one pathway may lead to stimulation of another, which may explain the remarkable ability of human breast cancer cells to escape from any mode of imposed growth inhibition be it oestrogen deprivation or administration of antioestrogen. Although studies on cell growth have focused to date on the effects of physiological oestrogens, many hundreds of environmental chemicals with oestrogenic properties have now been measured in the human breast. Whether or not the weight of evidence eventually establishes any causal link of complex mixtures of environmental oestrogenic chemicals with breast cancer, the presence of so many oestrogenic chemicals in the breast must influence resulting oestrogenic responses, and the impact of this additional oestrogenic burden needs to be taken into account in future studies on growth regulation of human breast cancer cells.

Hcp2, a secreted protein of the phytopathogen Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000, is required for competitive fitness against bacteria and yeasts

When analysing the secretome of the plant pathogen Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst) DC3000, we identified hemolysin co-regulated protein (Hcp) as one of the secreted proteins. Hcp is assumed to be an extracellular component of the type VI secretion system (T6SS). Two copies of hcp genes are present in the Pst DC3000 genome, hcp1 (PSPTO_2539) and hcp2 (PSPTO_5435). We studied the expression patterns of hcp genes and tested the fitness of hcp knock-out mutants in host plant colonization and in inter-microbial competition. We found that the hcp2 gene is expressed, most actively at the stationary growth phase, and that the Hcp2 protein is secreted via T6SS and appears in the culture medium as covalently linked dimers. Expression of hcp2 is not induced in planta and it does not contribute to virulence or colonisation in tomato or Arabidopsis plants. Instead, hcp2 is required for survival in competition with enterobacteria and yeasts, and its function is associated with suppression of the growth of these competitors. This is the first report on bacterial T6SS-associated genes functioning in competition against yeast. Our results suggest that the T6SS of P. syringae may play an important role in bacterial fitness, allowing this plant pathogen to survive in conditions where it has to compete with other micro-organisms for resources.

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.

Transcriptomics and proteomics show that selenium affects inflammation, ctoskeleton, and cancer pathways in human rectal biopsies

Epidemiologic studies highlight the potential role of dietary selenium (Se) in colorectal cancer prevention. Our goal was to elucidate whether expression of factors crucial for colorectal homoeostasis is affected by physiologic differences in Se status. Using transcriptomics and proteomics followed by pathway analysis, we identified pathways affected by Se status in rectal biopsies from 22 healthy adults, including 11 controls with optimal status (mean plasma Se = 1.43 μM) and 11 subjects with suboptimal status (mean plasma Se = 0.86 μM). We observed that 254 genes and 26 proteins implicated in cancer (80%), immune function and inflammatory response (40%), cell growth and proliferation (70%), cellular movement, and cell death (50%) were differentially expressed between the 2 groups. Expression of 69 genes, including selenoproteins W1 and K, which are genes involved in cytoskeleton remodelling and transcription factor NFκB signaling, correlated significantly with Se status. Integrating proteomics and transcriptomics datasets revealed reduced inflammatory and immune responses and cytoskeleton remodelling in the suboptimal Se status group. This is the first study combining omics technologies to describe the impact of differences in Se status on colorectal expression patterns, revealing that suboptimal Se status could alter inflammatory signaling and cytoskeleton in human rectal mucosa and so influence cancer risk.

Human Stem Cell Cultures from Cleft Lip/Palate Patients Show Enrichment of Transcripts Involved in Extracellular Matrix Modeling By Comparison to Controls

Nonsyndromic cleft lip and palate (NSCL/P) is a complex disease resulting from failure of fusion of facial primordia, a complex developmental process that includes the epithelial-mesenchymal transition (EMT). Detection of differential gene transcription between NSCL/P patients and control individuals offers an interesting alternative for investigating pathways involved in disease manifestation. Here we compared the transcriptome of 6 dental pulp stem cell (DPSC) cultures from NSCL/P patients and 6 controls. Eighty-seven differentially expressed genes (DEGs) were identified. The most significant putative gene network comprised 13 out of 87 DEGs of which 8 encode extracellular proteins: ACAN, COL4A1, COL4A2, GDF15, IGF2, MMP1, MMP3 and PDGFa. Through clustering analyses we also observed that MMP3, ACAN, COL4A1 and COL4A2 exhibit co-regulated expression. Interestingly, it is known that MMP3 cleavages a wide range of extracellular proteins, including the collagens IV, V, IX, X, proteoglycans, fibronectin and laminin. It is also capable of activating other MMPs. Moreover, MMP3 had previously been associated with NSCL/P. The same general pattern was observed in a further sample, confirming involvement of synchronized gene expression patterns which differed between NSCL/P patients and controls. These results show the robustness of our methodology for the detection of differentially expressed genes using the RankProd method. In conclusion, DPSCs from NSCL/P patients exhibit gene expression signatures involving genes associated with mechanisms of extracellular matrix modeling and palate EMT processes which differ from those observed in controls. This comparative approach should lead to a more rapid identification of gene networks predisposing to this complex malformation syndrome than conventional gene mapping technologies.

L-NAME-treatment alters ectonucleotidase activities in kidney membranes of rats

Aims: To investigate the effect of N omega-Nitro-L-arginine methyl ester CL-NAME) treatment, known to induce a sustained elevation of blood pressure, on ectonucleotidase activities in kidney membranes of rats. Main methods: L-NAME (30 mg/kg/day) was administered to Wistar rats for 14 days in the drinking water. Enzyme activities were determined colorimetrically and their gene expression patterns were analyzed by semi-quantitative RT-PCR. The metabolism of ATP and the accumulation of adenosine were evaluated by HPLC in kidney membranes from control and hypertensive rats. PKC phosphorylation state was investigated by Western blot. Key findings: We observed an increase in systolic blood pressure from 115 +/- 12 mmHg (control group) to 152 18 mmHg (L-NAME-treated group). Furthermore, the hydrolysis of ATP, ADP, AMP, and p-Nph-5`TMP was also increased (17%, 35%, 27%, 20%, respectively) as was the gene expression of NTPDase2, NTPDase3 and NPP3 in kidneys of hypertensive animals. Phospho-PKC was increased in hypertensive rats. Significance: The general increase in ATP hydrolysis and in ecto-5`-nucleotidase activity suggests a rise in renal adenosine levels and in renal autoregulatory responses in order to protect the kidney against the threat presented by hypertension. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Effects of Plasmodium gallinaceum on hemolymph physiology of Aedes aegypti during parasite development

Insect disease vectors show diminished fecundity when infected with Plasmodium. This phenomenon has already been demonstrated in laboratory models such as Aedes aegypti, Anopheles gambiae and Anopheles stephensi. This study demonstrates several changes in physiological processes of A. aegypti occurring upon infection with Plasmodium gallinaceum, such as reduced ecdysteroid levels in hemolymph as well as altered expression patterns for genes involved in vitellogenesis, lipid transport and immune response. Furthermore, we could show that P. gallinaceum infected A. aegypti presented a reduction in reproductive fitness, accompanied by an activated innate immune response and increase in lipophorin expression, with the latter possibly representing a nutritional resource for Plasmodium sporozoites. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.