839 resultados para next generation sequencing
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L'hypothyroïdie congénitale par dysgénésie thyroïdienne (HCDT, ectopie dans plus de 80 %) a une prévalence de 1 cas sur 4000 naissances vivantes. L’HCDT est la conséquence d'une défaillance de la thyroïde embryonnaire à se différencier, à se maintenir ou à migrer vers sa localisation anatomique (partie antérieure du cou), qui aboutit à une absence totale de la thyroïde (athyréose) ou à une ectopie thyroïdienne (linguale ou sublinguale). Les HCDT sont principalement non-syndromiques (soit 98% des cas sont non-familiale), ont un taux de discordance de 92% chez les jumeaux monozygotes, et ont une prédominance féminine et ethnique (i.e., Caucasienne). La majorité des cas d’HCDT n’a pas de cause connue, mais est associée à un déficit sévère en hormones thyroïdiennes (hypothyroïdie). Des mutations germinales dans les facteurs de transcription liés à la thyroïde (NKX2.1, FOXE1, PAX8, NKX2.5) ont été identifiées dans seulement 3% des patients atteints d’HCDT sporadiques et l’analyse de liaisons exclue ces gènes dans les rares familles multiplex avec HCDT. Nous supposons que le manque de transmission familiale claire d’HCDT peut résulter de la nécessité d’au moins deux « hits » génétiques différents dans des gènes importants pour le développement thyroïdien. Pour répondre au mieux nos questions de recherche, nous avons utilisé deux approches différentes: 1) une approche gène candidat, FOXE1, seul gène impliqué dans l’ectopie dans le modèle murin et 2) une approche en utilisant les techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS) afin de trouver des variants génétiques pouvant expliquer cette pathologie au sein d’une cohorte de patients avec HCDT. Pour la première approche, une étude cas-contrôles a été réalisée sur le promoteur de FOXE1. Il a récemment été découvert qu’une région du promoteur de FOXE1 est différentiellement méthylée au niveau de deux dinucléotides CpG consécutifs, définissant une zone cruciale de contrôle de l’expression de FOXE1. L’analyse d’association basée sur les haplotypes a révélé qu’un haplotype (Hap1: ACCCCCCdel1C) est associé avec le HCDT chez les Caucasiens (p = 5x10-03). Une réduction significative de l’activité luciférase est observée pour Hap1 (réduction de 68%, p<0.001) comparé au promoteur WT de FOXE1. Une réduction de 50% de l’expression de FOXE1 dans une lignée de cellules thyroïdienne humaine est suffisante pour réduire significativement la migration cellulaire (réduction de 55%, p<0.05). Un autre haplotype (Hap2: ACCCCCCC) est observé moins fréquemment chez les Afro-Américain comparés aux Caucasiens (p = 1.7x10-03) et Hap2 diminue l’activité luciférase (réduction de 26%, p<0.001). Deux haplotypes distincts sont trouvés fréquemment dans les contrôles Africains (Black-African descents). Le premier haplotype (Hap3: GTCCCAAC) est fréquent (30.2%) chez les contrôles Afro-Américains comparés aux contrôles Caucasiens (6.3%; p = 2.59 x 10-9) tandis que le second haplotype (Hap4: GTCCGCAC) est trouvé exclusivement chez les contrôles Afro-Américains (9.4%) et est absent chez les contrôles Caucasiens (P = 2.59 x 10-6). Pour la deuxième approche, le séquençage de l’exome de l’ADN leucocytaire entre les jumeaux MZ discordants n’a révélé aucune différence. D'où l'intérêt du projet de séquençage de l’ADN et l’ARN de thyroïdes ectopiques et orthotopiques dans lesquelles de l'expression monoallélique aléatoire dans a été observée, ce qui pourrait expliquer comment une mutation monoallélique peut avoir des conséquences pathogéniques. Finalement, le séquençage de l’exome d’une cohorte de 36 cas atteints d’HCDT a permis d’identifier de nouveaux variants probablement pathogéniques dans les gènes récurrents RYR3, SSPO, IKBKE et TNXB. Ces quatre gènes sont impliqués dans l’adhésion focale (jouant un rôle dans la migration cellulaire), suggérant un rôle direct dans les défauts de migration de la thyroïde. Les essais de migration montrent une forte diminution (au moins 60% à 5h) de la migration des cellules thyroïdiennes infectées par shRNA comparés au shCtrl dans 2 de ces gènes. Des zebrafish KO (-/- et +/-) pour ces nouveaux gènes seront réalisés afin d’évaluer leur impact sur l’embryologie de la thyroïde.
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The Next Generation Sequencing (NGS) allows to sequence the whole genome of an organism, compared to Maxam and Gilbert and Sanger sequencing that only allow to sequence, hardly, a single gene. Removing the separation of DNA fragments by electrophoresis, and the development of techniques that let the parallelization (analysing simultaneously several DNA fragments) have been crucial for the improvements of this process. The new companies in this ambit, Roche and Illumina, bet for different protocols to achieve these goals. Illumina bets for the sequencing by synthesis (SBS), requiring the library preparation and the use of adapters. Likewise, Illumina has replaced Roche because its lower rate of misincorporation, making it ideal for studies of genetic variability, transcriptomic, epigenomic, and metagenomic, in which this study will focus. However, it is noteworthy that the last progress in sequencing is carried out by the third generation sequencing, using nanotechnology to design small sequencers that sequence the whole genome of an organism quickly and inexpensively. Moreover, they provide more reliable data than current systems because they sequence a single molecule, solving the problem of synchronisation. In this way, PacBio and Nanopore allow a great progress in diagnostic and personalized medicine. Metagenomics provide to make a qualitative and quantitative analysis of the various species present in a sample. The main advantage of this technique is the no necessary isolation and growth of the species, allowing the analysis of nonculturable species. The Illumina protocol studies the variable regions of the 16S rRNA gene, which contains variable and not variables regions providing a phylogenetic classification. Therefore, metagenomics is a topic of interest to know the biodiversity of complex ecosystems and to study the microbiome of patients given the high involvement with certain microbial profiles on the condition of certain metabolic diseases.
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Knowing a cell’s transcriptome is a fundamental requisite in order to analyze its response to the environment. Microarrays have supposed a revolution on this field as they are able to yield an overview of gene expression at any environmental condition on a genome-wide scale. This technique consists in the hybridisation of a nucleic acid sample, previously marked, with a probe (which might be made up of cDNA, oligonucleotides or PCR products) anchored to a solid surface (made of glass, plastic, silicon...) giving as a result a dot grid which reveals, after image analysis, which genes are being expressed. Nevertheless, this only can be achieved if information on the species genome has been generated. Different kinds of expression microarrays exist attending to the probe’s nature and the method used in its synthesis. In this poster two of these will be treated: Spotted Microarrays, for which the probe is synthesised prior to its fixation to the array and allow the analysis of two targets simultaneously. They can be easily customized, but lack high reproducibility and sensitivity. Oligonucleotide Microarrays, which are characterized by the direct printing of the probe on the array. In this case the probes consist on, invariably, oligonucleotides that are complementary to a small fraction of the gene it is representing at the microarray. Their application is somewhat restricted. This fact, however, makes them more reproducible. Currently, the approach towards the transcriptome studies from the Next Generation Sequencing technologies offers a large volume of information in a short amount of time needing less previous information on the target organism than that needed by microarrays, but their expensive price limits their use. The versatility of the latter, together with their reduced costs in comparison to other techniques, makes them an interesting resource in applications that may need less complexity.
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Dengue virus (DENV) infections represent a significant concern for public health worldwide, being considered as the most prevalent arthropod-borne virus regarding the number of reported cases. In this study, we report the complete genome sequencing of a DENV serotype 4 isolate, genotype II, obtained in the city of Manaus, directly from the serum sample, applying Ion Torrent sequencing technology. The use of a massive sequencing technology allowed the detection of two variable sites, one in the coding region for the viral envelope protein and the other in the nonstructural 1 coding region within viral populations.
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Dissertação de Mestrado, Engenharia Biológica, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2014
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La présentation d'antigène par les molécules d'histocompatibilité majeure de classe I (CMHI) permet au système immunitaire adaptatif de détecter et éliminer les agents pathogènes intracellulaires et des cellules anormales. La surveillance immunitaire est effectuée par les lymphocytes T CD8 qui interagissent avec le répertoire de peptides associés au CMHI présentés à la surface de toutes cellules nucléées. Les principaux gènes humains de CMHI, HLA-A et HLA-B, sont très polymorphes et par conséquent montrent des différences dans la présentation des antigènes. Nous avons étudié les différences qualitatives et quantitatives dans l'expression et la liaison peptidique de plusieurs allotypes HLA. Utilisant la technique de cytométrie de flux quantitative nous avons établi une hiérarchie d'expression pour les quatre HLA-A, B allotypes enquête. Nos résultats sont compatibles avec une corrélation inverse entre l'expression allotypique et la diversité des peptides bien que d'autres études soient nécessaires pour consolider cette hypothèse. Les origines mondiales du répertoire de peptides associés au CMHI restent une question centrale à la fois fondamentalement et dans la recherche de cibles immunothérapeutiques. Utilisant des techniques protéogénomiques, nous avons identifié et analysé 25,172 peptides CMHI isolées à partir des lymphocytes B de 18 personnes qui exprime collectivement 27 allotypes HLA-A,B. Alors que 58% des gènes ont été la source de 1-64 peptides CMHI par gène, 42% des gènes ne sont pas représentés dans l'immunopeptidome. Dans l'ensemble, l’immunopeptidome présenté par 27 allotypes HLA-A,B ne couvrent que 17% des séquences exomiques exprimées dans les cellules des sujets. Nous avons identifié plusieurs caractéristiques des transcrits et des protéines qui améliorent la production des peptides CMHI. Avec ces données, nous avons construit un modèle de régression logistique qui prédit avec une grande précision si un gène de notre ensemble de données ou à partir d'ensembles de données indépendants génèrerait des peptides CMHI. Nos résultats montrent la sélection préférentielle des peptides CMHI à partir d'un répertoire limité de produits de gènes avec des caractéristiques distinctes. L'idée que le système immunitaire peut surveiller des peptides CMHI couvrant seulement une fraction du génome codant des protéines a des implications profondes dans l'auto-immunité et l'immunologie du cancer.
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Analyzing large-scale gene expression data is a labor-intensive and time-consuming process. To make data analysis easier, we developed a set of pipelines for rapid processing and analysis poplar gene expression data for knowledge discovery. Of all pipelines developed, differentially expressed genes (DEGs) pipeline is the one designed to identify biologically important genes that are differentially expressed in one of multiple time points for conditions. Pathway analysis pipeline was designed to identify the differentially expression metabolic pathways. Protein domain enrichment pipeline can identify the enriched protein domains present in the DEGs. Finally, Gene Ontology (GO) enrichment analysis pipeline was developed to identify the enriched GO terms in the DEGs. Our pipeline tools can analyze both microarray gene data and high-throughput gene data. These two types of data are obtained by two different technologies. A microarray technology is to measure gene expression levels via microarray chips, a collection of microscopic DNA spots attached to a solid (glass) surface, whereas high throughput sequencing, also called as the next-generation sequencing, is a new technology to measure gene expression levels by directly sequencing mRNAs, and obtaining each mRNA’s copy numbers in cells or tissues. We also developed a web portal (http://sys.bio.mtu.edu/) to make all pipelines available to public to facilitate users to analyze their gene expression data. In addition to the analyses mentioned above, it can also perform GO hierarchy analysis, i.e. construct GO trees using a list of GO terms as an input.
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La présentation d'antigène par les molécules d'histocompatibilité majeure de classe I (CMHI) permet au système immunitaire adaptatif de détecter et éliminer les agents pathogènes intracellulaires et des cellules anormales. La surveillance immunitaire est effectuée par les lymphocytes T CD8 qui interagissent avec le répertoire de peptides associés au CMHI présentés à la surface de toutes cellules nucléées. Les principaux gènes humains de CMHI, HLA-A et HLA-B, sont très polymorphes et par conséquent montrent des différences dans la présentation des antigènes. Nous avons étudié les différences qualitatives et quantitatives dans l'expression et la liaison peptidique de plusieurs allotypes HLA. Utilisant la technique de cytométrie de flux quantitative nous avons établi une hiérarchie d'expression pour les quatre HLA-A, B allotypes enquête. Nos résultats sont compatibles avec une corrélation inverse entre l'expression allotypique et la diversité des peptides bien que d'autres études soient nécessaires pour consolider cette hypothèse. Les origines mondiales du répertoire de peptides associés au CMHI restent une question centrale à la fois fondamentalement et dans la recherche de cibles immunothérapeutiques. Utilisant des techniques protéogénomiques, nous avons identifié et analysé 25,172 peptides CMHI isolées à partir des lymphocytes B de 18 personnes qui exprime collectivement 27 allotypes HLA-A,B. Alors que 58% des gènes ont été la source de 1-64 peptides CMHI par gène, 42% des gènes ne sont pas représentés dans l'immunopeptidome. Dans l'ensemble, l’immunopeptidome présenté par 27 allotypes HLA-A,B ne couvrent que 17% des séquences exomiques exprimées dans les cellules des sujets. Nous avons identifié plusieurs caractéristiques des transcrits et des protéines qui améliorent la production des peptides CMHI. Avec ces données, nous avons construit un modèle de régression logistique qui prédit avec une grande précision si un gène de notre ensemble de données ou à partir d'ensembles de données indépendants génèrerait des peptides CMHI. Nos résultats montrent la sélection préférentielle des peptides CMHI à partir d'un répertoire limité de produits de gènes avec des caractéristiques distinctes. L'idée que le système immunitaire peut surveiller des peptides CMHI couvrant seulement une fraction du génome codant des protéines a des implications profondes dans l'auto-immunité et l'immunologie du cancer.
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Résumé : La phase haploïde de la spermatogenèse (spermiogenèse) est caractérisée par une modification importante de la structure de la chromatine et un changement de la topologie de l’ADN du spermatide. Les mécanismes par lesquels ce changement se produit ainsi que les protéines impliquées ne sont pas encore complètement élucidés. Mes travaux ont permis d’établir la présence de cassures bicaténaires transitoires pendant ce remodelage par l’essai des comètes et l’électrophorèse en champ pulsé. En procédant à des immunofluorescences sur coupes de tissus et en utilisant un extrait nucléaire hautement actif, la présence de topoisomérases ainsi que de marqueurs de systèmes de réparation a été confirmée. Les protéines de réparation identifiées font partie de systèmes sujets à l’erreur, donc cette refonte structurale de la chromatine pourrait être génétiquement instable et expliquer le biais paternel observé pour les mutations de novo dans de récentes études impliquant des criblages à haut débit. Une technique permettant l’immunocapture spécifique des cassures bicaténaires a été développée et appliquée sur des spermatides murins représentant différentes étapes de différenciation. Les résultats de séquençage à haut débit ont montré que les cassures bicaténaires (hotspots) de la spermiogenèse se produisent en majorité dans l’ADN intergénique, notamment dans les séquences LINE1, l’ADN satellite et les répétions simples. Les hotspots contiennent aussi des motifs de liaisons des protéines des familles FOX et PRDM, dont les fonctions sont entre autres de lier et remodeler localement la chromatine condensée. Aussi, le motif de liaison de la protéine BRCA1 se trouve enrichi dans les hotspots de cassures bicaténaires. Celle-ci agit entre autres dans la réparation de l’ADN par jonction terminale non-homologue (NHEJ) et dans la réparation des adduits ADN-topoisomérase. De façon remarquable, le motif de reconnaissance de la protéine SPO11, impliquée dans la formation des cassures méiotiques, a été enrichi dans les hotspots, ce qui suggère que la machinerie méiotique serait aussi utilisée pendant la spermiogenèse pour la formation des cassures. Enfin, bien que les hotspots se localisent plutôt dans les séquences intergéniques, les gènes ciblés sont impliqués dans le développement du cerveau et des neurones. Ces résultats sont en accord avec l’origine majoritairement paternelle observée des mutations de novo associées aux troubles du spectre de l’autisme et de la schizophrénie et leur augmentation avec l’âge du père. Puisque les processus du remodelage de la chromatine des spermatides sont conservés dans l’évolution, ces résultats suggèrent que le remodelage de la chromatine de la spermiogenèse représente un mécanisme additionnel contribuant à la formation de mutations de novo, expliquant le biais paternel observé pour certains types de mutations.
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In mono-infected individuals, the HLA-B27 allele is strongly associated with spontaneous clearance of HCV in association with a strong CD8+ response targeted against a single epitope within the HCV RNA-dependent RNA polymerase (NS5B). We studied variation across the whole HCV genome and T cell responses over time in a rare cohort of HLA-B27+ patients with acute HCV and HIV co-infection, the majority of whom progressed to chronicity. We used next generation sequencing to detect changes within and outwith the immuno-dominant HLA-B27 restricted HCV-specific CD8+ T cell epitope NS5B2841-2849 (ARMILMTHF) during evolving progression of early HCV infection. Within the Acute HCV UK cohort, 10 patients carried the HLA B27 allele. Of these, 3/8 patients (37.5%) with HIV infection and 2/2 (100%) without HIV spontaneously cleared HCV (p=0.44). Sequential samples from nine HLA-B27+ patients (2 with monoinfection and 7 with HIV co-infection) were available for analysis (four spontaneous clearers and five evolving progressors). Mutations identified using NGS were assessed using a replicon genotype 1a system to evaluate viral fitness. Multiple mutations within the HLA-B27 restricted NS5B2841-2849 epitope were associated with progression to chroncity whereas patients who cleared the HCV infection spontaneously had no or only one mutation at this site (p=0.03). A triple NS5B2841-2849 mutant observed during progression to chronicity was associated with restored replication when compared to wild-type virus while single or double mutants were significantly associated with impaired replication (p=0.0495). T cell responses measured in these patients using ELISpot and flow cytometry. HLA-B27+ patients had significantly higher IFN-γ responses than patients who were HLA-B27- (p=0.0014). Those who progressed to chronicity had lower IFN-γ responses than those who cleared HCV (p=0.0011). Mono-infected patients had higher IFN-γ responses compared to co-infected patients (p=0.0015). HIV co-infection is associated with a lower likelihood of spontaneous clearance of HCV in HLA B27+ patients and this is associated with impaired T cell function in this group.
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Advances in healthcare over the last 100 years has resulted in an ever increasing elderly population. This presents greater challenges for adequate systemic and oral healthcare delivery. With increasing age there is a natural decline in oral health, leading to the loss of teeth and ultimately for some having to wear denture prosthesis. It is currently estimated that approximately one fifth of the UK and US populations have some form of removable prosthesis. The microbiology of denture induced mucosal inflammation is a pivotal factor to consider in denture care management, similar to many other oral diseases of microbial influence, such as caries, gingivitis and periodontitis. Dentures support the growth of microbial biofilms, structures commonly known as denture plaque. Microbiologically, denture stomatitis (DS) is a disease primarily considered to be of yeast aetiology, with the literature disproportionately focussed on Candida spp. However, the denture surface is capable of carrying up to 1011 microbes per milligram, the majority of which are bacteria. Thus it is apparent that denture plaque is more diverse than we assume. There is a fundamental gap in our understanding of the bacterial composition of denture plaque and the role that they may play in denture related disease such as DS. This is categorised as inflammation of the oral mucosa, a disease affecting around half of all denture wearers. It has been proposed that bacteria and fungi interact on the denture surface and that these polymicrobial interactions lead to synergism and increased DS pathogenesis. Therefore, understanding the denture microbiome composition is the key step to beginning to understand disease pathogenesis, and ultimately help improve treatments and identify novel targets for therapeutic and preventative strategies. A group of 131 patients were included within this study in which they provided samples from their dentures, palatal mucosa, saliva and dental plaque. Microbes residing on the denture surface were quantified using standard Miles and Misra culture technique which investigated the presence of Candida, aerobes and anaerobes. These clinical samples also underwent next generation sequencing using the Miseq Illumina platform to give a more global representation of the microbes present at each of these sites in the oral cavity of these denture wearers. This data was then used to compare the composition and diversity of denture, mucosal and dental plaque between one another, as well as between healthy and diseased individuals. Additional comparisons included denture type and the presence or absence of natural teeth. Furthermore, microbiome data was used to assess differences between patients with varying levels of oral hygiene. The host response to the denture microbiome was investigated by screening the patients saliva for the presence and quantification of a range of antimicrobial peptides that are associated with the oral cavity. Based on the microbiome data an in vitro biofilm model was developed that reflected the composition of denture plaque. These biofilms were then used to assess quantitative and compositional changes over time and in response to denture cleansing treatments. Finally, the systemic implications of denture plaque were assessed by screening denture plaque samples for the presence of nine well known respiratory pathogens using quantitative PCR. The results from this study have shown that the bacterial microbiome composition of denture wearers is not consistent throughout the mouth and varies depending on sample site. Moreover, the presence of natural dentition has a significant impact on the microbiome composition. As for healthy and diseased patients the data suggests that compositional changes responsible for disease progression are occurring at the mucosa, and that dentures may in fact be a reservoir for these microbes. In terms of denture hygiene practices, sleeping with a denture in situ was found to be a common occurrence. Furthermore, significant shifts in denture microbiome composition were found in these individuals when compared to the denture microbiome of those that removed their denture at night. As for the host response, some antimicrobial peptides were found to be significantly reduced in the absence of natural dentition, indicating that the oral immune response is gradually impaired with the loss of teeth. This study also identified potentially serious systemic implications in terms of respiratory infection, as 64.6% of patients carried respiratory pathogens on their denture. In conclusion, this is the first study to provide a detailed understanding of the oral microbiome of denture wearers, and has provided evidence that DS development is more complex than simply a candidal infection. Both fungal and bacterial kingdoms clearly play a role in defining the progression of DS. The biofilm model created in this study demonstrated its potential as a platform to test novel actives. Future use of this model will aid in greater understanding of host: biofilm interactions. Such findings are applicable to oral health and beyond, and may help to identify novel therapeutic targets for the treatment of DS and other biofilm associated diseases.
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2013
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Abstract Presently, Hop stunt viroid(HSVd) and Citrus exocortis viroid (CEVd) are the only viroids reported to infect grapevines (Vitis spp.) in Brazil, among the seven viroid species already reported infecting this host in other countries. All grapevine viroid diseases are graft-transmissible and can induce losses especiallywhenassociatedwithviruses.Theaimofthisworkwas to confirm infection by Grapevine yellow speckle viroid 1(GYSVd-1) in grapevine samples exhibiting yellow speckle symptoms in the leaves and in asymptomatic samples sequenced by next generation sequencing (NGS). The occurrence of this viroid in Brazil was further investigated in a second study. Total RNAs and dsRNAs were extracted from five symptomatic plants and 16 asymptomatic samples, respectively. Specific primers were used for RT-PCR and amplified DNA fragments were cloned and sequenced by the Sanger method. Eleven complete nucleotide sequences of GYSVd-1 isolates (366 ?367 nt) were obtained from NGS and from RT-PCR amplicons. Comparisons showed high identities (95.9 ?100 %) among ten isolates and an identity of 87.2 ?90.4 % with a divergent isolate (RM-BR). Phylogenetic analyses placed GYSVd-1 isolates in four clusters (types 1, 2, 3 and 4). All GYSVd-1 infections were confirmed by conventional RT-PCR and RT-qPCR using specific oligonucleo-tides and a labeled probe. This is the first report and molecular characterization of GYSVd-1 infecting grapevines in Brazil, and our survey indicates that this viroid could be widespread in the major grape producing regions of Brazil. Keywords GYSVd-1 . Incidence . Next generation sequencing. Secondary structure. Vine.
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The Australian screen industries are a leading domestic creative industry sector at a crossroad. New production, distribution and exhibition technologies are challenging traditional models of ‘filmmaking’. For the screen industries to remain competitive they must renovate business models for an emerging marketplace. This paper is a preliminary examination of three key aspects of next generation filmmaking: post-cinema approaches to screen production, emerging production and business models, and issues for policy.