Comparative modular analysis of gene expression in vertebrate development

The focus of my PhD research was the concept of modularity. In the last 15 years, modularity has become a classic term in different fields of biology. On the conceptual level, a module is a set of interacting elements that remain mostly independent from the elements outside of the module. I used modular analysis techniques to study gene expression evolution in vertebrates. In particular, I identified ``natural'' modules of gene expression in mouse and human, and I showed that expression of organ-specific and system-specific genes tends to be conserved between such distance vertebrates as mammals and fishes. Also with a modular approach, I studied patterns of developmental constraints on transcriptome evolution. I showed that none of the two commonly accepted models of the evolution of embryonic development (``evo-devo'') are exclusively valid. In particular, I found that the conservation of the sequences of regulatory regions is highest during mid-development of zebrafish, and thus it supports the ``hourglass model''. In contrast, events of gene duplication and new gene introduction are most rare in early development, which supports the ``early conservation model''. In addition to the biological insights on transcriptome evolution, I have also discussed in detail the advantages of modular approaches in large-scale data analysis. Moreover, I re-analyzed several studies (published in high-ranking journals), and showed that their conclusions do not hold out under a detailed analysis. This demonstrates that complex analysis of high-throughput data requires a co-operation between biologists, bioinformaticians, and statisticians.

La pierre et l'image : étude monographique de l'église de Saint-Chef-en-Dauphiné

La pierre et l'image. Etude monographique de l'église de Saint-Chef en Dauphiné: L'ancienne abbatiale de Saint-Chef-en-Dauphiné est située dans l'Isère, à 10 km de Bourgoin-Jallieu et à 2 km de l'ancienne voie romaine qui joignait Vienne à Aoste par le col du Petit-Saint-Bernard. L'abbaye dépendait, dès sa fondation, des archevêques de Vienne, dont la cité se trouvait à 70 km plus à l'ouest. Selon le récit de l'archevêque Adon de Vienne, écrit à la fin du IXe siècle, l'abbaye de Saint-Chef aurait été fondée au cours du VIe siècle par saint Theudère sur un territoire appartenant à sa famille, le Val Rupien. D'abord dédié à la Vierge le monastère est placé, dès l'époque carolingienne, sous le double patronage de la Vierge et du saint fondateur, dont les reliques furent déposées dans l'église. Sans doute détruite et abandonnée lors des guerres bosonides qui provoquèrent la ruine de Vienne (882), l'abbaye est restaurée quelques années plus tard par des moines venus de Champagne : en 887 les moines de Montier-en-Der, fuyant leur abbaye menacée par les invasions normandes, trouvent refuge à Saint-Chef. Afin de promouvoir la reconstruction de l'abbaye, l'archevêque Barnoin, soutenu par Louis l'Aveugle, roi de Bourgogne, lui offrent des privilèges d'exemption et plusieurs donations. Signe de la renommée et de la prospérité dont bénéficiait alors le monastère, Hugues, héritier de Louis l'Aveugle, y reçoit son éducation. Vers 925 ou 926, alors que la Champagne est à. nouveau pacifiée, les moines de Montier-en-Der regagnent leur abbaye d'origine après avoir reconstruit, selon les sources, le « petit monastère de Saint-Chef ». L'abbaye dauphinoise n'est pas pour autant abandonnée et reste vraisemblablement en contact avec les moines champenois : en 928, Hugues de Provence fait des donations importantes d l'abbaye qui est alors formellement placée sous la juridiction de l'Eglise de Vienne. En 962, le Viennois est intégré au royaume de Bourgogne puis, en 1032, au domaine impérial. Construction de l'abbaye : Après le départ des moines de Montier-en-Der, l'église dauphinoise a vraisemblablement été reconstruite par saint Thibaud, archevêque de Vienne entre 970 et l'an mil. Ayant peut-être reçu son éducation dans l'abbaye dauphinoise, il est enterré dans l'église qui, selon certaines sources, associe dès lors son patronage à celui du saint fondateur. Elevée en petit appareil irrégulier, la nef actuelle de l'église de Saint-Chef pourrait appartenir à cette phase de construction de l'église. Fils du comte Hugues de Vienne qui possédait d'importants territoires autour de Saint-Chef, Thibaud était aussi lié aux comtes de Troyes et de Champagne : ce sont ces liens qui expliquent la présence répétée de l'archevêque en Champagne et dans la région de Montier-en-Der. Or, à la même époque, l'église champenoise est reconstruite par le célèbre Adson, abbé de 968 à 992. Des ressemblances entre cette construction et celle de Saint-Chef suggèrent la réalisation, au Xe siècle, de deux églises-soeurs. L'église préromane de Montier-en-Der possédait, à. l'ouest, un massif à double étage et l'est, des tours jumelles s'élevant au-dessus des deux chapelles latérales entourant l'abside. Ce plan présente plusieurs points de comparaison avec l'église actuelle de Saint-Chef : on constate en particulier une équivalence au niveau des dimensions (largeur-longueur des nefs et le diamètre de l'abside), un choix identique pour l'emplacement du choeur et des entrées secondaires : à l'extrémité ouest du bas-côté nord et à l'extrémité orientale du bas-côté sud. Ces analogies nous aident à. restituer le plan de Saint-Chef, tel qu'il pouvait apparaître du temps de Thibaud : la partie orientale de l'église, alors élevée en petit appareil irrégulier comme la nef actuelle, était sans doute dépourvue de transept ; à l'image de l'église champenoise, des tours jumelles pouvaient toutefois s'élever au-dessus des deux chapelles orientales. Si notre hypothèse est exacte, le parti architectural adopté à Saint-Chef comme à Montier¬en-Der correspond au plan des églises monastiques réformées au Xe siècle par les abbayes de Fleury et de Gorze (dès 934). Dans ce type d'églises que l'on rencontre essentiellement dans l'ancienne Lotharingie, mais aussi dans une région proche de Saint-Chef, en Savoie, les tours orientales possédaient, à l'étage, des tribunes qui donnaient sur le choeur. La forme caractéristique de ces églises est déterminée par l'observance de coutumes liturgiques communes aux abbayes réformées. Ainsi, la règle établie par la réforme indiquait la nécessité d'espaces surélevés situés à l'est et à l'ouest de l'église : ces espaces avaient pour fonction d'accueillir les choeurs des moines dont les chants alternaient avec ceux des moines réunis au niveau inférieur, devant le sanctuaire. Par la suite, sans doute en raison de nouvelles pratiques liturgiques, la partie orientale de l'église de Saint-Chef, reconstruite en moyen appareil régulier, est augmentée d'un transept à quatre chapelles latérales. Les deux tours, si elles existaient, sont détruites pour être reconstruites aux extrémités du transept, abritant des chapelles hautes qui donnaient sur les bras du transept et le choeur. La vision latérale entre les deux tribunes est alors favorisée par l'alignement des baies des tribunes et des arcades du transept. Grâce à ce système d'ouverture, les choeurs des moines se voyaient et s'entendaient parfaitement. Ce système de tribunes orientales apparaît dans certaines églises normandes du XIe siècle ou dans d'autres églises contemporaines qui semblent s'en inspirer, telles que la cathédrale du Puy ou l'abbatiale de Saint-Sever-sur-l'Adour. L'importance croissante des chants alternés dans les offices semble avoir favorisé l'émergence d'une telle architecture. L'étude du décor sculpté, et notamment des chapiteaux ornant les différentes parties de l'édifice, permet de dater les étapes de transformation de l'abbatiale. L'aménagement des chapelles orientales semble remonter à la première moitié du XIe siècle ; l'installation des piliers soutenant le transept et les deux tours de l'édifice est datable des années 1060-1080. Par la suite, sans doute du temps de Guillaume de la Tour-du-Pin, archevêque de Vienne entre 1165 et 1170, le transept et la croisée sont surélevés et voûtés et des fenêtres viennent ajourer le mur pignon oriental. Les indices de datation tardives, rassemblés au niveau supérieur du transept, ont été utilisés par les spécialistes de l'architecture, tels Raymond Oursel et Guy Barruol, pour dater l'ensemble de l'église du XIIe siècle. Pourtant, dans d'autres études, Otto Demus, Paul Deschamp et Marcel Thiboud dataient les peintures de Saint-Chef de la seconde moitié du XIe siècle, soit un demi-siècle au moins avant la datation proposée pour l'élévation architecturale. Cette contradiction apparente se trouve désormais résolue par la mise en évidence de phases distinctes de construction et de transformations de l'édifice. Les peintures : Le décor peint de l'abbatiale est conservé dans trois chapelles du transept : dans la chapelle Saint-Theudère, à l'extrémité sud du transept, dans la chapelle Saint-Clément, à son autre extrémité, et dans la chapelle haute s'élevant au-dessus de celle-ci. Selon une dédicace peinte derrière l'autel, cette chapelle est dédiée au Christ, aux archanges et à saint Georges martyr. L'analyse stylistique permet de dater les peintures du troisième ou du dernier quart du XIe siècle : leur réalisation semble donc succéder immédiatement à l'élévation du transept et des deux tours que l'on situe, on l'a vu, dans les années 1060-1080. Au cours de cette étude, on a aussi relevé la parenté des peintures avec des oeuvres normandes et espagnoles : ces ressemblances s'affirment par certaines caractéristiques de style, mais aussi par le traitement de l'espace. Par exemple, l'alignement des anges sur la voûte, ou des élus sur le mur ouest de la chapelle haute de Saint-Chef, rappellent certains Beatus du XIe siècle, tels que celui de Saint-Sever antérieur à 1072. Dans la chapelle haute, la hiérarchie céleste est distribuée par catégories autour du Christ, représenté au centre de la voûte ; cette disposition se retrouve à Saint-Michel d'Aiguilhe au Xe siècle, ainsi que dans le premier quart du XIIe siècle à Maderuelo en Catalogne et à Fenouilla en Roussillon. D'autres rapprochements avec des oeuvres ottoniennes et carolingiennes ont aussi été observés, ainsi qu'avec certaines enluminures d'Ingelard, moine à Saint-Germain des Prés entre 1030 et 1060. L'iconographie: Le sens de l'image avait donné lieu à quelques études ponctuelles. Cette thèse a permis, d'une part, la mise en évidence d'un unique programme iconographique auquel participent les peintures des trois chapelles de l'abbatiale et, d'autre part, la découverte des liens entre le choix iconographique de Saint-Chef et certaines sources littéraires. Ces rapports ont par exemple été relevés pour la figure de l'ange conduisant saint Jean à la Jérusalem céleste, sur le voûtain ouest de la chapelle haute. La figure très soignée de l'ange, portant les mêmes vêtements que le Christ peint au centre de la voûte, présente sur son auréole quelques traces sombres qui devaient à l'origine dessiner une croix : ce détail fait de l'ange une figure du Christ, figure qui apparaît dans certaines exégèses apocalyptiques telles que le Commentaire d'Ambroise Autpert au Ville siècle, celui d'Haymon d'Auxerre au IXe siècle ou, au début du XIIe siècle, de Rupert de Deutz. Pour Ambroise Autpert, l'ange guidant saint Jean est une image du Christ amenant l'Eglise terrestre à la Jérusalem céleste, à laquelle elle sera unie à la fin des temps. Les deux figures symboliquement unies par le geste du Christ empoignant la main de saint Jean est une image du corps mystique de Jésus, le corps étant l'Eglise et la tête, le Christ qui enseigne aux fidèles. L'iconographie des peintures de la chapelle haute est centrée autour de l'oeuvre de Rédemption et des moyens pour gagner le salut, la Jérusalem céleste étant le lieu de destination pour les élus. Au centre de la voûte, le Christ présente ses deux bras écartés, en signe d'accueil. Sur le livre ouvert qu'il tient entre les genoux, les mots pax vobis - ego sum renvoient aux paroles prononcées lors de son apparition aux disciples, après sa Résurrection et au terme de son oeuvre de Rédemption. A ses pieds, sur le voûtain oriental, la Vierge en orante, première médiatrice auprès de son Fils, intercède en faveur des humains. Grâce au sacrifice du Christ et à travers la médiation de la Vierge, les hommes peuvent accéder à la Jérusalem céleste : les élus sont ici représentés sur le dernier registre du mur ouest, directement sous la Jérusalem ; un cadre plus sombre y indique symboliquement l'accès à la cité céleste. A l'autre extrémité du voûtain, Adam et Eve sont figurés deux fois autour de l'arbre de la connaissance : chassés du paradis, ils s'éloignent de la cité ; mais une fois accomplie l'oeuvre de Rédemption, ils peuvent à nouveau s'acheminer vers elle. Les peintures de la chapelle inférieure participent elles aussi au projet iconographique de la Rédemption. Sur la voûte de la chapelle, les quatre fleuves paradisiaques entouraient à l'origine une colombe. Selon l'exégèse médiévale, ces fleuves représentent les quatre temps de l'histoire, les vertus ou les quatre évangiles, diffusés aux quatre coins de la terre. Selon une tradition littéraire et iconographique d'origine paléochrétienne, ce sont aussi les eaux paradisiaques qui viennent alimenter les fonts baptismaux : l'association de la colombe, figure du Saint-Esprit et des fleuves du paradis suggère la présence, au centre de la chapelle, des fonts baptismaux. L'image de la colombe se trouve, on l'a vu, dans le prolongement vertical du Christ ressuscité, représenté au centre de la voûte supérieure. Or, selon une tradition qui remonte à Philon et Ambroise de Milan, la source des quatre fleuves, de la Parole divine diffusée par les quatre Evangiles, c'est le Christ. Dans son traité sur le Saint-Esprit, l'évêque de Milan place à la source de l'Esprit saint l'enseignement du Verbe fait homme. Il ajoute que lorsqu'il s'était fait homme, le Saint-Esprit planait au-dessus de lui ; mais depuis la transfiguration de son humanité et sa Résurrection, le Fils de Dieu se tient au-dessus des hommes, à la source du Saint-Esprit : c'est la même logique verticale qui est traduite dans les peintures de Saint-Chef, le Christ ressuscité étant situé au-dessus du Saint-Esprit et des eaux paradisiaques, dans la chapelle haute. Si les grâces divines se diffusent de la source christique aux hommes selon un mouvement descendant, l'image suggère aussi la remontée vers Dieu : en plongeant dans les eaux du baptême, le fidèle initie un parcours qui le ramènera à la source, auprès du Christ. Or, cet ascension ne peut se faire qu'à travers la médiation de l'Eglise : dans la chapelle Saint-Clément, autour de la fenêtre nord, saint Pierre et Paul, princes de l'Eglise, reçoivent la Loi du Christ. Dans la chapelle supérieure, ici aussi autour de la fenêtre septentrionale, deux personnifications déversaient les eaux, sans doute contenues dans un vase, au-dessus d'un prêtre et d'un évêque peints dans les embrasures de la fenêtre : c'est ce dont témoigne une aquarelle du XIXe siècle. Ainsi baignés par l'eau vive de la doctrine, des vertus et des grâces issue de la source divine, les représentants de l'Eglise peuvent eux aussi devenir sources d'enseignement pour les hommes. Ils apparaissent, en tant que transmetteurs de la Parole divine, comme les médiateurs indispensables entre les fidèles et le Christ. C'est par les sacrements et par leur enseignement que les âmes peuvent remonter vers la source divine et jouir de la béatitude. Si l'espace nord est connoté de manière très positive puisqu'il est le lieu de la représentation théophanique et de la Rédemption, les peintures de la chapelle sud renvoient à un sens plus négatif. Sur l'intrados d'arc, des monstres marins sont répartis autour d'un masque barbu aux yeux écarquillés, dont les dents serrées laissent échapper des serpents : ce motif d'origine antique pourrait représenter la source des eaux infernales, dont le « verrou » sera rompu lors du Jugement dernier, à la fin des temps. La peinture située dans la conque absidale est d'ailleurs une allusion au Jugement. On y voit le Christ entouré de deux personnifications en attitude d'intercession, dont Misericordia : elle est, avec Pax, Justifia et Veritas, une des quatre vertus présentes lors du Jugement dernier. Sur le fond de l'absidiole apparaissent des couronnes : elles seront distribuées aux justes en signe de récompense et de vie éternelle. L'allusion au Jugement et à l'enfer est la vision qui s'offre au moine lorsqu'il gagnait l'église en franchissant la porte sud du transept. S'avançant vers le choeur où il rejoignait les stalles, le moine pouvait presque aussitôt, grâce au système ingénieux d'ouvertures que nous avons mentionné plus haut, contempler les peintures situées sur le plafond de la chapelle haute, soit le Christ en attitude d'accueil, les anges et peut-être la Jérusalem céleste ; de là jaillissaient les chants des moines. De façon symbolique, ils se rapprochaient ainsi de leurs modèles, les anges. Dans ce parcours symbolique qui le conduisait de la mer maléfique, représentée dans la chapelle Saint¬Theudère, à Dieu et aux anges, les moines pouvaient compter sur les prières des intercesseurs, de la Vierge, des anges et des saints, tous représentés dans la chapelle haute. A Saint-Chef, l'espace nord peut-être assimilé, pour plusieurs aspects, aux Westwerke carolingiens ou aux galilées clunisiennes. Les massifs occidentaux étaient en effet le lieu de commémoration de l'histoire du salut : sites Westwerke étaient surtout le lieu de la liturgie pascale et abritaient les fonts baptismaux, les galilées clunisiennes étaient réservées à la liturgie des morts, les moines cherchant, par leurs prières, à gagner le salut des défunts. A l'entrée des galilées comme à Saint-Chef, l'image du Christ annonçait le face à face auquel les élus auront droit, à la fin des temps. Elevée au Xe siècle et vraisemblablement transformée dans les années 1060-1080, l'église de Saint-Chef reflète, par son évolution architecturale, celle des pratiques liturgiques ; son programme iconographique, qui unit trois espaces distincts de l'église, traduit d'une manière parfois originale les préoccupations et les aspirations d'une communauté monastique du XIe siècle. On soulignera toutefois que notre compréhension des peintures est limitée par la perte du décor qui, sans doute, ornait l'abside et d'autres parties de l'église ; la disparition de la crypte du choeur nuit aussi à l'appréhension de l'organisation liturgique sur cette partie de l'édifice. Seules des fouilles archéologiques ou la découverte de nouvelles peintures pourront peut-être, à l'avenir, enrichir l'état de nos connaissances.

Copy number variation modifies expression profiles over developmental time

Abstract : A preliminary understanding of the phenotypic effect of copy number variation (CNV) of DNA segments is emerging. These rearrangements were shown to influence, in a somewhat dose-dependent manner, the expression of genes mapping within them. They were also shown to modify the expression of genes located on their Hanks, sometimes at great distance. Here, we demonstrate by monitoring these effects at multiple life stages, that these controls over expression are effective throughout mouse development. Similarly, we observe that the more specific spatial expression patterns of CNV genes are maintained through life. However, 'we find that some brain- expressed genes mapping within CNVS appear to be under compensatory loops only at specific time-points, indicating that the effect of CNVS on these genes is modulated during development. Notably, we also observe that CNV genes are significantly enriched within transcripts that show variable time-course expression between strains. Thus, modifying the copy number of a gene may potentially alter not only its expression level, but its timing of expression as well. Résume : Nous commençons à comprendre les effets phénotypiques liés aux séquences d'ADN qui changent de nombre de copies d'un individu a l'autre. Des travaux précédents ont montré que ces variante de nombre de copies (CNVS) avaient une influence sur l'expression non seulement des gènes se trouvant dans le réarrangement, mais aussi sur ceux se trouvant à une certaine distance. Le présent travail étudie ces effets à différents stades du développement de la souris allant d'un embryon de deux semaines à la souris adulte. Nous avons observé que certains gènes exprimés dans le cerveau semblent soumis à un contrôle plus strict a certaines étapes du développement suggèrent que l'effet des CNVs est modulé différemment au cours de la vie. Notre travail sur trois souches différentes de souris a permis de montrer que les gènes ayant un profil d'expression différent dans le temps entre souches sont enrichis en gènes se trouvant dans des CNVs. Ceci nous amène à penser que les CNVs ont, non seulement une influence sur le niveau d'expression des gènes, mais aussi sur les moments durant lesquels ils seront exprimés. Résumé pour un large public : De nombreuses maladies sont dues soit a un gain (on parle alors de duplication) soit à une perte de matériel génétique (il s'agit dune délétion). Bien que les recherches visant à identifier les mécanismes moléculaires liés à ces réarrangements de notre génome progressent continuellement, la plupart des causes des maladies génétiques restent à élucider. Certaines parties de notre génome sont présentes en un nombre de copies qui diffère d'un individu à l'autre sans pour autant provoquer une ou des maladies. Ces segments d'ADN qui varient en nombre sont appelés Copy Number Variant (CNVs). Ils couvrent environ 12% de notre matériel génétique. Des études menées sur différents modèles animaux ont montré que les CNVs avaient une influence aussi bien sur les gènes qui sont a l'intérieur des CNVs que sur ceux qui sont dans leur voisinage. Ce travail étudie l'effet des CNVs à travers différents stades du développement de la souris. Nous avons démontré que les segments d'ADN qui varient en nombre de copies ont des effets variables selon le stade auxquels ils sont mesurés. Ainsi, les CNVs ont non seulement un impact sur l'expression des gènes présents dans ces régions et dans leur voisinage, mais influencent également leurs profils d'expression au cours du temps.

2014 Transportation Coordination in Iowa

The 2012 Iowa Code section 324A.4, subsection 2, states the Iowa Department of Transportation (DOT) “shall biennially prepare a report to be submitted to the general assembly and the governor prior to December 15 of even-numbered years. The report shall recommend methods to increase transportation coordination and improve the efficiency of federal, state, and local government programs used to finance public transit services and may address other topics as appropriate.” Iowa has long been a leader in transportation coordination, from designated public transit agencies covering all 99 counties with little duplication, to requiring any agency receiving public dollars for the provision of transportation to first coordinate with the local public transit agency before providing the transportation on their own, to the creation of the Iowa Transportation Coordination Council. Coordination allows Iowa to provide much needed transportation services to the citizens of Iowa with the most efficient use of public funds. Coordination has been an important topic in Iowa for many years, but during these times of economic constraint and restraint and Iowa’s changing demographics, coordination of transportation services becomes even more critical.

Gorilla genome structural variation reveals evolutionary parallelisms with chimpanzee

Structural variation has played an important role in the evolutionary restructuring of human and great ape genomes. Recent analyses have suggested that the genomes of chimpanzee and human have been particularly enriched for this form of genetic variation. Here, we set out to assess the extent of structural variation in the gorilla lineage by generating 10-fold genomic sequence coverage from a western lowland gorilla and integrating these data into a physical and cytogenetic framework of structural variation. We discovered and validated over 7665 structural changes within the gorilla lineage, including sequence resolution of inversions, deletions, duplications, and mobile element insertions. A comparison with human and other ape genomes shows that the gorilla genome has been subjected to the highest rate of segmental duplication. We show that both the gorilla and chimpanzee genomes have experienced independent yet convergent patterns of structural mutation that have not occurred in humans, including the formation of subtelomeric heterochromatic caps, the hyperexpansion of segmental duplications, and bursts of retroviral integrations. Our analysis suggests that the chimpanzee and gorilla genomes are structurally more derived than either orangutan or human genomes.

A topological view of the replicon.

The replication of circular DNA faces topological obstacles that need to be overcome to allow the complete duplication and separation of newly replicated molecules. Small bacterial plasmids provide a perfect model system to study the interplay between DNA helicases, polymerases, topoisomerases and the overall architecture of partially replicated molecules. Recent studies have shown that partially replicated circular molecules have an amazing ability to form various types of structures (supercoils, precatenanes, knots and catenanes) that help to accommodate the dynamic interplay between duplex unwinding at the replication fork and DNA unlinking by topoisomerases.

Evolutionary insights on C4 photosynthetic subtypes in grasses from genomics and phylogenetics

In plants, an oligogene family encodes NADP-malic enzymes (NADP-me), which are responsible for various functions and exhibit different kinetics and expression patterns. In particular, a chloroplast isoform of NADP-me plays a key role in one of the three biochemical subtypes of C4 photosynthesis, an adaptation to warm environments that evolved several times independently during angiosperm diversification. By combining genomic and phylogenetic approaches, this study aimed at identifying the molecular mechanisms linked to the recurrent evolutions of C4-specific NADP-me in grasses (Poaceae). Genes encoding NADP-me (nadpme) were retrieved from genomes of model grasses and isolated from a large sample of C3 and C4 grasses. Genomic and phylogenetic analyses showed that 1) the grass nadpme gene family is composed of four main lineages, one of which is expressed in plastids (nadpme-IV), 2) C4-specific NADP-me evolved at least five times independently from nadpme-IV, and 3) some codons driven by positive selection underwent parallel changes during the multiple C4 origins. The C4 NADP-me being expressed in chloroplasts probably constrained its recurrent evolutions from the only plastid nadpme lineage and this common starting point limited the number of evolutionary paths toward a C4 optimized enzyme, resulting in genetic convergence. In light of the history of nadpme genes, an evolutionary scenario of the C4 phenotype using NADP-me is discussed.

Structural variation and its effect on expression.

Structural variation, whether it is caused by copy number variants or present in a balanced form, such as reciprocal translocations and inversions, can have a profound and dramatic effect on the expression of genes mapping within and close to the rearrangement, as well as affecting others genome wide. These effects can be caused by altering the copy number of one or more genes or regulatory elements (dosage effect) or from physical disruption of links between regulatory elements and their associated gene or genes, resulting in perturbation of expression. Similarly, large-scale structural variants can result in genome-wide expression changes by altering the positions that chromosomes occupy within the nucleus, potentially disrupting not only local cis interactions, but also trans interactions that occur throughout the genome. Structural variation is, therefore, a significant factor in the study of gene expression and is discussed here in more detail.

Gestió d'un projecte per optimitzar recursos informàtics

Estudi per verificar la hipòtesis plantejada inicial sobre que moltes empreses implementen nous sistemes integrals i segueixen efectuant tasques rutinàries sense aprofitar aquests nous sistemes, fent duplicitat de tasques i malgastant recursos informàtics.

Regulation of dendritic development by neurotrophic factors

AbstractEstablishment of a functional nervous system occurs through an orchestrated multistep process during embryogenesis. As dendrites are the primary sites of synaptic connections, development of dendritic arborization is essential for the formation of functional neural circuits. Maturation of dendritic arbor occurs through dynamic processes that are regulated by intrinsic genetic factors and external signals, such as environmental stimuli, neuronal activity and growth factors. Among the latter, the neurotrophic factor BDNF is a key regulator of dendritic growth. However, the mechanisms by which BDNF controls dendritic development remain elusive.In this study, we first showed that activation of the MAPK signaling pathway and phosphorylation of the transcription factor CREB are required to mediate the effects of BDNF on dendritic development of cortical neurons. However, phosphorylation of CREB alone is not sufficient to induce dendritic growth in response to BDNF. Thus, by using a mutant form of CREB unable to bind its coactivator CRTC1, we demonstrated that BDNF-induced dendritic elaboration requires the functional interaction between CREB and CRTC1. Consistent with these observations, inhibition of CRTC1 expression by shRNA-mediated knockdown was found to suppress the effects of BDNF on dendritic length and branching of cortical neurons.The nuclear translocation of CRTC1, a step necessary for the interaction between CREB and CRTC1, was shown to result from the activation of NMD A receptors by glutamate, leading to the dephosphorylation of CRTC1 by the protein phosphatase calcineurin. In line with these findings, prevention of CRTC1 nuclear translocation in the absence of glutamate, or by inhibiting NMDA receptors or calcineurin suppressed the promotion of dendritic growth by BDNF.Increasing evidence supports a role for the growth factor HGF in the regulation of dendritic morphology during brain development. Despite these observations, little is known about the cellular mechanisms underlying the effects of HGF on dendritic elaboration of cortical neurons. The second part of this study was aimed at elucidating the cellular processes that mediate the effects of HGF on dendritic differentiation. We found that HGF increases cortical dendritic growth through mechanisms that involve MAPK-dependent phosphorylation of CREB, and interaction of CREB with its coactivator CRTC1. These data indicate that the mechanisms underlying the promotion of dendritic growth by HGF are similar to those that mediate the effects of BDNF, suggesting that the role of CREB and CRTC1 in the regulation of dendritic development may not be limited to HGF and BDNF, but may extend to other neurotrophic factors that control dendritic differentiation.Together, these results identify a previously unrecognized mechanism by which CREB and its coactivator CRTC1 mediate the effects of BDNF and HGF on dendritic growth of cortical neurons. Moreover, these data highlight the important role of the cooperation between BDNF/HGF and glutamate that converges on CREB to stimulate the expression of genes that contribute to the development of dendritic arborization.RésuméL'établissement d'un système nerveux fonctionnel s'accomplit grâce à des mécanismes précis, orchestrés en plusieurs étapes au cours de l'embryogenèse. Les dendrites étant les principaux sites de connexions synaptiques, le développement de l'arborisation dendritique est essentiel à la formation de circuits neuronaux fonctionnels. La maturation de l'arbre dendritique s'effectue grâce à des processus dynamiques qui sont régulés par des facteurs génétiques intrinsèques ainsi que par des facteurs externes tels que les stimuli environnementaux, l'activité neuronale ou les facteurs de croissance. Parmi ces derniers, le facteur neurotrophique BDNF est - connu pour être un régulateur clé de la croissance dendritique. Cependant, les mécanismes par lesquels BDNF contrôle le développement dendritique demeurent mal connus.Au cours de cette étude, nous avons montré dans un premier temps que l'activation de la voie de signalisation de la MAPK et la phosphorylation du facteur de transcription CREB sont nécessaires aux effets du BDNF sur le développement dendritique des neurones corticaux. Toutefois, la phosphorylation de CREB en tant que telle n'est pas sûffisante pour permettre la pousse des dendrites en réponse au BDNF. Ainsi, en utilisant une forme mutée de CREB incapable de se lier à son coactivateur CRTC1, nous avons démontré que l'élaboration des dendrites induite par le BDNF nécessite également une interaction fonctionnelle entre CREB et CRTC1. Ces résultats ont été confirmés par d'autres expériences qui ont montré que l'inhibition de l'expression de CRTC1 par l'intermédiaire de shRNA supprime les effets du BDNF sur la longueur et le branchement dendritique des neurones corticaux.Les résultats obtenus au cours de ce travail montrent également que la translocation nucléaire de CRTC1, qui est une étape nécessaire à l'interaction entre CREB et CRTC1, résulte de l'activation des récepteurs NMDA par le glutamate, entraînant la déphosphorylation de CRTC1 par la protéine phosphatase calcineurine. De plus, le blocage de la translocation nucléaire de CRTC1 en absence de glutamate, ou suite à l'inhibition des récepteurs NMDA ou de la calcineurine, supprime complètement la pousse des dendrites induite par le BDNF.De nombreuses d'évidences indiquent que le facteur de croissance HGF joue également un rôle important dans la régulation de la morphologie dendritique au cours du développement cérébral. Malgré ces observations, peu d'éléments sont connus quant aux mécanismes cellulaires qui sous-tendent les effets du HGF sur la croissance dendritique des neurones corticaux. Le but de la seconde partie de cette étude a eu pour but d'élucider les processus cellulaires responsables des effets du HGF sur la différenciation dendritique des neurones corticaux. Au cours de ces expériences, nous avons pu mettre en évidence que le HGF induit la pousse dendritique par des mécanismes qui impliquent la phosphorylation de CREB par la MAPK, et l'interaction de CREB avec son coactivateur CRTC1. Ces données indiquent que les mécanismes impliqués dans la stimulation de la croissance dendritique par le HGF sont similaires à ceux régulant les effets du BDNF, ce qui suggère que le rôle de CREB et de CRTC1 dans la régulation du développement dendritique n'est vraisemblablement pas limité aux effets du HGF ou du BDNF, mais pourrait s'étendre à d'autres facteurs neurotrophiques qui contrôlent la différenciation dendritique.En conclusion, ces résultats ont permis l'identification d'un nouveau mécanisme par lequel CREB et son coactivateur CRTC1 transmettent les effets du BDNF et du HGF sur la croissance dendritique de neurones corticaux. Ces observations mettent également en évidence le rôle important joué par la coopération entre BDNF/HGF et le glutamate, dans l'activation de CREB ainsi que dans l'expression de gènes qui participent au développement de l'arborisation dendritique des neurones corticaux.

An international university network for online teaching of pathology in Frenchspeaking countries

Introduction: Building online courses is a highly time consuming task for teachers of a single university. Universities working alone create high-quality courses but often cannot cover all pathological fields. Moreover this often leads to duplication of contents among universities, representing a big waste of teacher time and energy. We initiated in 2011 a French university network for building mutualized online teaching pathology cases, and this network has been extended in 2012 to Quebec and Switzerland. Method: Twenty French universities (see & for details), University Laval in Quebec and University of Lausanne in Switzerland are associated to this project. One e-learning Moodle platform (http://moodle.sorbonne-paris-cite.fr/) contains texts with URL pointing toward virtual slides that are decentralized in several universities. Each university has the responsibility of its own slide scanning, slide storage and online display with virtual slide viewers. The Moodle website is hosted by PRES Sorbonne Paris Cité, and financial supports for hardware have been obtained from UNF3S (http://www.unf3s.org/) and from PRES Sorbonne Paris Cité. Financial support for international fellowships has been obtained from CFQCU (http://www.cfqcu.org/). Results: The Moodle interface has been explained to pathology teachers using web-based conferences with screen sharing. The teachers added then contents such as clinical cases, selfevaluations and other media organized in several sections by student levels and pathological fields. Contents can be used as online learning or online preparation of subsequent courses in classrooms. In autumn 2013, one resident from Quebec spent 6 weeks in France and Switzerland and created original contents in inflammatory skin pathology. These contents are currently being validated by senior teachers and will be opened to pathology residents in spring 2014. All contents of the website can be accessed for free. Most contents just require anonymous connection but some specific fields, especially those containing pictures obtained from patients who agreed for a teaching use only, require personal identification of the students. Also, students have to register to access Moodle tests. All contents are written in French but one case has been translated into English to illustrate this communication (http://moodle.sorbonne-pariscite.fr/mod/page/view.php?id=261) (use "login as a guest"). The Moodle test module allows many types of shared questions, making it easy to create personalized tests. Contents that are opened to students have been validated by an editorial committee composed of colleagues from the participating institutions. Conclusions: Future developments include other international fellowships, the next one being scheduled for one French resident from May to October 2014 in Quebec, with a study program centered on lung and breast pathology. It must be kept in mind that these e-learning programs highly depend on teachers' time, not only at these early steps but also later to update the contents. We believe that funding resident fellowships for developing online pathological teaching contents is a win-win situation, highly beneficial for the resident who will improve his knowledge and way of thinking, highly beneficial for the teachers who will less worry about access rights or image formats, and finally highly beneficial for the students who will get courses fully adapted to their practice.

Genetic factors of obesity and eating disorders: Copy number variations (CNV) involving SH2B1

Context : It is now clearly shown that genetic factors in association with environment play a key role in obesity and eating disorders. This project studies the clinical symptoms and molecular abnormalities in patients carrying a strong hereditary predisposition to obesity and eating behavior disorders. We have previously published the association between the 16:29.5-30.1 deletion and a very penetrant form of morbid obesity and macrocephaly. We have also demonstrated the association between the reciprocal 16:29.5-30.1 duplication and underweight and small head circumference. These 2 studies demonstrate that gene dosage of one or several genes in this region regulates BMI as well as brain growth. At present, there are no data pointing towards particular candidate genes. We are currently investigating a second non-overlapping recurrent CNV encompassing SH2B1, upstream of the aforementioned rearrangement. SNPs in this gene have been associated with BMI in GWAS studies and mice models confirmed this association. Bokuchova et al have reported an association between deletions encompassing this gene and severe early onset obesity, as well as insulin resistance. We are currently collecting and analyzing data to fully characterize the phenotype and the transcriptional patterns associated with this rearrangement. Aims : 1. Identify carriers of any CNVs in the greater 16p11.2 region (between 16:28MB and 32MB) in the EGG consortium. 2. Perform association studies between SNPs in the greater 16p11.2 region (16:28-32MB) and anthropometric measures with adjusted "locus-wide significance", to identify or prioritize candidate genes potentially driving the association observed in patients with the CNVs (and thus worthy of further validation and sequencing). 3. Explore associations between GSV genome-wide and brain volume. 4. Explore relationship between brain volumes (whole brain and regional for those who underwent brain MRI), head circumference and BMI. 5. Extrapolate this procedure to other regions covered by the Metabochip. Methods : - Examine and collect clinical informations, as well as molecular informations in these patients. - Analysis of MRI data in children and adults with BMI > 2SD. Compare changes to MRI data obtained in patients with monogenic forms of obesity (data from Lausanne study) and to underweight (BMI<-2SD) individuals from EGG. - Test whether opposite extremes of the phenotypic distribution may be highly informative Expected results : This is a highly focused study, pertaining to approximately 1 0/00 of the human genome. Yet it is clear that if successful, the lessons learned from this study could be extrapolated to other segments of the genome and would need validation and replication by additional studies. Altogether they will contribute to further explore the missing heritability and point to etiologic genes and pathways underlying these important health burdens.

Subtelomeric 6p deletion: clinical and array-CGH characterization in two patients

We report on two patients with de novo subtelomeric terminal deletion of chromosome 6p. Patient 1 is an 8-month-old female born with normal growth parameters, typical facial features of 6pter deletion, bilateral corectopia, and protruding tongue. She has severe developmental delay, profound bilateral neurosensory deafness, poor visual contact, and hypsarrhythmia since the age of 6 months. Patient 2 is a 5-year-old male born with normal growth parameters and unilateral hip dysplasia; he has a characteristic facial phenotype, bilateral embryotoxon, and moderate mental retardation. Further characterization of the deletion, using high-resolution array comparative genomic hybridization (array-CGH; Agilent Human Genome kit 244 K), revealed that Patient 1 has a 8.1 Mb 6pter-6p24.3 deletion associated with a contiguous 5.8 Mb 6p24.3-6p24.1 duplication and Patient 2 a 5.7 Mb 6pter-6p25.1 deletion partially overlapping with that of Patient 1. Complementary FISH and array analysis showed that the inv del dup(6) in Patient 1 originated de novo. Our results demonstrate that simple rearrangements are often more complex than defined by standard techniques. We also discuss genotype-phenotype correlations including previously reported cases of deletion 6p.

Consolidar les arrels (dins el reportatge col·lectiu 'I ara què?')

Visualitzo el camí que ens mena a la independència com un gran arbre.

Le Briançonnais, terrain exotique dans les Alpes ?

New reconstructions of the Western Alps from late Early Jurassic till early Tertiary are proposed. These reconstructions use deep lithospheric data gathered through recent seismic surveys and tomographic studies carried out in the Alps. The present day position, under the Po plain, of the southern limit of the European plate (fig. 1), allows to define the former geometry of the Brianconnais peninsula. The Brianconnais domain is regarded as an exotic terrane formerly belonging to the European margin until Late Jurassic, then transported eastward during the drift of Iberia (fig. 5). Therefore, on a present day Western Alps cross section, a duplication of the European continental margin can be recognized (fig. 10). Stratigraphic and sedimentological data along a zone linking the Pyrenean fracture zone to the Brianconnais, can be related to a rifting event starting in Oxfordian time. This event is responsible for the Late Jurassic till mid-Cretaceous drift of Iberia opening, first the northern Atlantic, then the Gulf of Biscay. Simultaneously, the drift of the Brianconnais will open the Valais ocean and close the Piemontese ocean. The resulting oblique collision zone between the Brianconnais and the Apulian margin generates HP/LT metamorphism starting in Early Cretaceous. The eastward drift of the Brianconnais peninsula will eventually bring it in front of a more northerly segment of the former European margin. The thrusting of the Brianconnais unto that margin takes place in early Tertiary (fig. 9), following the subduction of the Valais ocean. The present nappe pile results not only from continent/continent frontal collision, but also from important lateral displacement of terranes, the most important one being the Brianconnais. The dilemma of `'en echelon'' oceanic domains in the Alps is an outcome of these translations. A solution is found when considering the opening of a Cretaceous Valais ocean across the European margin, running out eastward into the Piemontese ocean, where the drift is taken up along a former transform fault and compensated by subduction under the Apulian margin (fig. 8). In the Western Alps we are then dealing with two oceans, the Piemontese and the Valaisan and a duplicated European margin. In the Eastern Alps the single Piemontese ocean is cut by newly created oceanic crust. All these elements will be incorporated into the Penninic structural domain which does not represent a former unique paleogeographic area, it is a composite accretionary domain squeezed between Europe and Apulia.