Development and application of sensitive genome-wide platforms to study the genetic and epigenetic (DNA methylation) makeup of gametes and early bovine embryos

Pour ce projet, nous avons développé une plateforme pour l’analyse pangénomique de la méthylation de l’ADN chez le bovin qui est compatible avec des échantillons de petites tailles. Cet outil est utilisé pour étudier les caractéristiques génétiques et épigénétiques (méthylation de l’ADN) des gamètes soumis aux procédures de procréation médicalement assisitée et des embryons précoces. Dans un premier temps, une plateforme d’analyse de biopuces spécifiques pour l’étude de la méthylation de l’ADN chez l’espèce bovine a été développée. Cette plateforme a ensuite été optimisée pour produire des analyses pangénomiques de méthylation de l’ADN fiables et reproductibles à partir d’échantillons de très petites tailles telle que les embryons précoces (≥ 10 ng d’ADN a été utilisé, ce qui correspond à 10 blastocystes en expansion). En outre, cet outil a permis d’évaluer de façon simultanée la méthylation de l’ADN et le transcriptome dans le même échantillon, fournissant ainsi une image complète des profils génétiques et épigénétiques (méthylation de l’ADN). Comme preuve de concept, les profils comparatifs de méthylation de l’ADN spermatique et de blastocystes bovins ont été analysés au niveau de l’ensemble du génome. Dans un deuxième temps, grâce à cette plateforme, les profils globaux de méthylation de l’ADN de taureaux jumeaux monozygotes (MZ) ont été analysés. Malgré qu’ils sont génétiquement identiques, les taureaux jumeaux MZ ont des descendants avec des performances différentes. Par conséquent, l’hypothèse que le profil de méthylation de l’ADN spermatique de taureaux jumeaux MZ est différent a été émise. Dans notre étude, des différences significatives entre les jumeaux MZ au niveau des caractéristiques de la semence ainsi que de la méthylation de l’ADN ont été trouvées, chacune pouvant contribuer à l’obtention de performances divergentes incongrues des filles engendrées par ces jumeaux MZ. Dans la troisième partie de ce projet, la même plateforme a été utilisée pour découvrir les impacts d’une supplémentation à forte concentration en donneur de méthyle universel sur les embryons précoces bovins. La supplémentation avec de grandes quantités d’acide folique (AF) a été largement utilisée et recommandée chez les femmes enceintes pour sa capacité bien établie à prévenir les malformations du tube neural chez les enfants. Cependant, plus récemment, plusieurs études ont rapporté des effets indésirables de l’AF utilisé à des concentrations élevées, non seulement sur le développement de l’embryon, mais aussi chez les adultes. Au niveau cellulaire, l’AF entre dans le métabolisme monocarboné, la seule voie de production de S-adénosyl méthionine (SAM), un donneur universel de groupements méthyles pour une grande variété de biomolécules, y compris l’ADN. Par conséquent, pour résoudre cette controverse, une forte dose de SAM a été utilisée pour traiter des embryons produits in vitro chez le bovin. Ceci a non seulement permis d’influencer le phénotype des embryons précoces, mais aussi d’avoir un impact sur le transcriptome et le méthylome de l’ADN. En somme, le projet en cours a permis le développement d’une plateforme d’analyse de la méthylation de l’ADN à l’échelle du génome entier chez le bovin à coût raisonnable et facile à utiliser qui est compatible avec les embryons précoces. De plus, puisque c’est l’une des premières études de ce genre en biologie de la reproduction bovine, ce projet avait trois objectifs qui a donné plusieurs nouveaux résultats, incluant les profils comparatifs de méthylation de l’ADN au niveau : i) blastocystes versus spermatozoïdes ; ii) semence de taureaux jumeaux MZ et iii) embryons précoces traités à de fortes doses de SAM versus des embryons précoces non traités.

Effects of early childhood development interventions on parental behaviour: evidence from a home-visiting programme in Peru

Las visitas a domicilio tienen por objeto mejorar los resultados del niño, desplazando las habilidades de crianza de los cuidadores para que puedan ofrecer mejores oportunidades de estimulación a sus hijos. A pesar de este objetivo explícito, hay poca evidencia de países en desarrollo con respecto a los efectos del modelo de visitas a domicilio, en la provisión de la estimulación por los cuidadores. También hay una falta de pruebas de los programas de trabajo a gran escala y poca atención a los mecanismos mediante los cuales estas intervenciones afectan al comportamiento de los padres. Este análisis tiene por objeto contribuir a la literatura sobre las intervenciones de dos maneras. Primero, proporciona evidencia causal sobre los efectos de un programa de visitas a domicilio envergadura sobre el comportamiento del cuidador. En segundo lugar, se explora las restricciones que limitan este cambio de comportamiento y ofrece una forma de pensando en sus mecanismos que es consistente con la evidencia. Yo uso el aleatorio grupal diseño del componente de visitas al hogar del programa Cuna Más en Perú para recoger datos de 20 de control y de tratamiento de 20 distritos rurales sobre las prácticas de crianza y las creencias de los cuidadores en cuanto a la importancia de las interacciones entre padres e hijos para el desarrollo infantil.

Traits Of ‘Early Bronze’ Pontic Cultures In The Development Of Lowland And Eastern European Forest Cultural Environments In The Baltic Southern Drainage Basin. An Outline Of The State Of Research

This publication constitutes the fruits of National Science Centre research projects (grant no 2011/01/M/HS3/02142 – 6 articles) and the National Programme for the Development of the Humanities (grant no 0108/NPH3/H12/82/2014 – 3 articles). We would like to acknowledge and at the same time express our sincere gratitude for the generosity shown by the following at the Adam Mickiewicz University in making this publication possible: the Dean of the Department of History, Institute of Pre-history and the Eastern Institute.

The relationship between early and intermediate level spatial vision during typical development and in autism spectrum disorder

Certaines recherches ont investigué le traitement visuel de bas et de plus hauts niveaux chez des personnes neurotypiques et chez des personnes ayant un trouble du spectre de l’autisme (TSA). Cependant, l’interaction développementale entre chacun de ces niveaux du traitement visuel n’est toujours pas bien comprise. La présente thèse a donc deux objectifs principaux. Le premier objectif (Étude 1) est d’évaluer l’interaction développementale entre l’analyse visuelle de bas niveaux et de niveaux intermédiaires à travers différentes périodes développementales (âge scolaire, adolescence et âge adulte). Le second objectif (Étude 2) est d’évaluer la relation fonctionnelle entre le traitement visuel de bas niveaux et de niveaux intermédiaires chez des adolescents et des adultes ayant un TSA. Ces deux objectifs ont été évalué en utilisant les mêmes stimuli et procédures. Plus précisément, la sensibilité de formes circulaires complexes (Formes de Fréquences Radiales ou FFR), définies par de la luminance ou par de la texture, a été mesurée avec une procédure à choix forcés à deux alternatives. Les résultats de la première étude ont illustré que l’information locale des FFR sous-jacents aux processus visuels de niveaux intermédiaires, affecte différemment la sensibilité à travers des périodes développementales distinctes. Plus précisément, lorsque le contour est défini par de la luminance, la performance des enfants est plus faible comparativement à celle des adolescents et des adultes pour les FFR sollicitant la perception globale. Lorsque les FFR sont définies par la texture, la sensibilité des enfants est plus faible comparativement à celle des adolescents et des adultes pour les conditions locales et globales. Par conséquent, le type d’information locale, qui définit les éléments locaux de la forme globale, influence la période à laquelle la sensibilité visuelle atteint un niveau développemental similaire à celle identifiée chez les adultes. Il est possible qu’une faible intégration visuelle entre les mécanismes de bas et de niveaux intermédiaires explique la sensibilité réduite des FFR chez les enfants. Ceci peut être attribué à des connexions descendantes et horizontales immatures ainsi qu’au sous-développement de certaines aires cérébrales du système visuel. Les résultats de la deuxième étude ont démontré que la sensibilité visuelle en autisme est influencée par la manipulation de l’information locale. Plus précisément, en présence de luminance, la sensibilité est seulement affectée pour les conditions sollicitant un traitement local chez les personnes avec un TSA. Cependant, en présence de texture, la sensibilité est réduite pour le traitement visuel global et local. Ces résultats suggèrent que la perception de formes en autisme est reliée à l’efficacité à laquelle les éléments locaux (luminance versus texture) sont traités. Les connexions latérales et ascendantes / descendantes des aires visuelles primaires sont possiblement tributaires d’un déséquilibre entre les signaux excitateurs et inhibiteurs, influençant ainsi l’efficacité à laquelle l’information visuelle de luminance et de texture est traitée en autisme. Ces résultats supportent l’hypothèse selon laquelle les altérations de la perception visuelle de bas niveaux (local) sont à l’origine des atypies de plus hauts niveaux chez les personnes avec un TSA.

Towards intelligent aquaculture. Development of an early Biological Warning System to monitor exposure to contaminants and fish welfare: from artificial vision to systems modelling

161 p.

Maternal history of early adversity and child emotional development : investigating intervening factors

L’objectif de cette thèse était de contribuer à l’avancement des connaissances quant aux circonstances permettant une transmission intergénérationnelle du risque émanant de l’adversité maternelle et aux mécanismes sous-tendant cette transmission, dans quatre articles empiriques. Le premier visait à explorer la relation entre un historique d’adversité maternelle, la sécurité d’attachement mère-enfant et le tempérament de l’enfant. Les mères ont complété une entrevue semi-structurée portant sur leurs représentations d’attachement avec leurs parents, à 6 mois, et ont évalué le tempérament de leur enfant à 2 ans. La sécurité d’attachement fut également évaluée à 2 ans. Les résultats ont démontré que les enfants dont les mères rapportaient des niveaux supérieurs d’adversité présentaient de moins bons niveaux d’activité comportementale, uniquement lorsqu’ils avaient un attachement sécurisant avec leur mère. Ces résultats suggèrent une transmission intergénérationnelle des effets d’un historique d’adversité maternelle sur le tempérament des enfants. Le deuxième article visait à investiguer si le transporteur de sérotonine (5-HTTLPR) module la transmission de risque intergénérationnelle de l’adversité maternelle sur le tempérament des enfants. L’historique d’adversité maternelle fut évalué en combinant deux mesures auto-rapportées. Les mères ont également évalué le tempérament de leur enfant à 18 et à 36 mois. Le génotype des enfants fut extrait à 36 mois. Les résultats ont révélé un effet d’interaction entre l’adversité maternelle et le génotype de l’enfant sur le tempérament, suggérant une transmission intergénérationnelle des effets de l’adversité maternelle sur le fonctionnement émotionnel des enfants. Le troisième article visait à explorer la relation entre les difficultés d’adaptation psychosociale des mères, la sensibilité maternelle et les symptômes intériorisés de leurs enfants. Les mères ont complété plusieurs questionnaires desquels un score composite de difficultés d’adaptation psychosociale fut extrait. La sensibilité maternelle fut observée à 12 mois. Les symptômes intériorisés des enfants furent évalués par les deux parents à 2 et à 3 ans. Les résultats ont démontré qu’une augmentation des difficultés maternelles d’adaptation psychosociale étaient associée à davantage de symptômes intériorisés chez les enfants, mais seulement chez ceux dont les mères étaient moins sensibles. Ces résultats ont été observés par les mères à 2 ans et par les deux parents à 3 ans. Ces résultats suggèrent que les enfants peuvent être différemment affectés par l’adaptation émotionnelle de leur mère tout en mettant l’emphase sur le rôle protecteur de la sensibilité maternelle. Le quatrième article visait à investiguer les rôles médiateurs de la dépression et de la sensibilité maternelle dans la relation entre un historique d’adversité maternelle et le tempérament de l’enfant. L’historique d’adversité maternelle fut évalué en combinant deux mesures auto-rapportées. Les mères ont également rapporté leurs symptômes dépressifs à 6 mois. La sensibilité maternelle fut évaluée de façon concomitante. Les mères ont évalué le tempérament de leur enfant à 36 mois. Les résultats ont révélé une transmission intergénérationnelle des effets d’un historique d’adversité maternelle à la génération suivante suivant une médiation séquentielle passant d’abord par la dépression maternelle et ensuite par la sensibilité maternelle. Finalement, les résultats des quatre articles ont été intégrés dans la conclusion générale.

Skin microbiome before development of atopic dermatitis: Early colonization with commensal staphylococci at 2 months is associated with a lower risk of atopic dermatitis at 1 year

Background: Disease flares of established atopic dermatitis (AD) are generally associated with a low-diversity skin microbiota and Staphylococcus aureus dominance. The temporal transition of the skin microbiome between early infancy and the dysbiosis of established AD is unknown. Methods: We randomly selected 50 children from the Cork Babies After SCOPE: Evaluating the Longitudinal Impact Using Neurological and Nutritional Endpoints (BASELINE) longitudinal birth cohort for microbiome sampling at 3 points in the first 6 months of life at 4 skin sites relevant to AD: the antecubital and popliteal fossae, nasal tip, and cheek. We identified 10 infants with AD and compared them with 10 randomly selected control infants with no AD. We performed bacterial 16S ribosomal RNA sequencing and analysis directly from clinical samples. Results: Bacterial community structures and diversity shifted over time, suggesting that age strongly affects the skin microbiome in infants. Unlike established AD, these patients with infantile AD did not have noticeably dysbiotic communities before or with disease and were not colonized by S aureus. In comparing patients and control subjects, infants who had affected skin at month 12 had statistically significant differences in bacterial communities on the antecubital fossa at month 2 compared with infants who were unaffected at month 12. In particular, commensal staphylococci were significantly less abundant in infants affected at month 12, suggesting that this genus might protect against the later development of AD. Conclusions: This study suggests that 12-month-old infants with AD were not colonized with S aureus before having AD. Additional studies are needed to confirm whether colonization with commensal staphylococci modulates skin immunity and attenuates development of AD.

Early Childhood Education For Sustainable Development in Portugal

This chapter reports on the Portuguese trial of the Environmental Rating Scale for Sustainable Development in Early Childhood (ERS-SDEC) scale which was carried out in the context of the initial training of pre-school teachers at the University of Évora and during their practicum in local pre-schools. The particular context of this trial in initial teacher education provides a particular focus on the professional development of the students, and the cooperating teachers provided by their engagement in a collaborative action-research project that was focused upon Education for Sustainable Development. After providing some Portuguese contextual elements related with ESD, we will report on the trial of the scale in Évora and its results in terms of improving the quality of classroom practices and students and teachers professional development provided by their participation in the project. Finally we will share some reflections on the project, the format and use of the scale and on some critical issues that we learned to be critical in terms of ESD in Early Childhood.

Development of super early genotypes for the dry bean (Phaseolus vulgaris) as affected by nitrogen management.

The super early genotypes (SEG) of dry bean (Phaseolus vulgaris L.) have a shorter life cycle (65-75 days) when compared with the season length of traditional cultivars (90-100 days). Timing of nitrogen top-dressing fertilization could be different because of this reduction in length of the SEG life cycle. This study aimed at characterizing, by using growth analysis and vegetation index, super early genotypes of dry bean development as affected by timing of nitrogen application. Field experiments were conducted in the 2014 and 2015 growing seasons in central Brazil with a randomized block experimental design with split plots scheme and four replicates. The plots comprised the dry bean genotypes (Colibri ? check cultivar, CNFC 15873, CNFC 15874, and CNFC 15875), and subplots comprised applications of N at different timings: 90 kg of N at sowing, 90 kg N at top-dressing; 45 kg of N at sowing plus 45 kg at top-dressing, with urea as the source of N. We also used a control treatment without N application. The CNFC 15874 super early genotype of dry bean had the higher grain yield (2776 kg ha-1) and differed from the CNFC 15873 genotype (2492 kg ha-1). Nitrogen fertilization allowed higher grain yield (2619 kg ha-1, when applied N at sowing, 2605 kg ha-1, when applied N at sowing and at top-dressing, and 2680 kg ha-1, when applied N at top-dressing) than the control, 2360 kg ha-1 (no N fertilization). The time of N fertilization in super early genotype of dry bean did not affect grain yield.

Leaf-, Panel- And Latex-expressed Sequenced Tags From The Rubber Tree (hevea Brasiliensis) Under Cold-stressed And Suboptimal Growing Conditions: The Development Of Gene-targeted Functional Markers For Stress Response.

Hevea brasiliensis is a native species of the Amazon Basin of South America and the primary source of natural rubber worldwide. Due to the occurrence of South American Leaf Blight disease in this area, rubber plantations have been extended to suboptimal regions. Rubber tree breeding is time-consuming and expensive, but molecular markers can serve as a tool for early evaluation, thus reducing time and costs. In this work, we constructed six different cDNA libraries with the aim of developing gene-targeted molecular markers for the rubber tree. A total of 8,263 reads were assembled, generating 5,025 unigenes that were analyzed; 912 expressed sequence tags (ESTs) represented new transcripts, and two sequences were highly up-regulated by cold stress. These unigenes were scanned for microsatellite (SSR) regions and single nucleotide polymorphisms (SNPs). In total, 169 novel EST-SSR markers were developed; 138 loci were polymorphic in the rubber tree, and 98 % presented transferability to six other Hevea species. Locus duplication was observed in H. brasiliensis and other species. Additionally, 43 SNP markers in 13 sequences that showed similarity to proteins involved in stress response, latex biosynthesis and developmental processes were characterized. cDNA libraries are a rich source of SSR and SNP markers and enable the identification of new transcripts. The new markers developed here will be a valuable resource for linkage mapping, QTL identification and other studies in the rubber tree and can also be used to evaluate the genetic variability of other Hevea species, which are valuable assets in rubber tree breeding.

Prospects For Early Investigational Therapies For Sickle Cell Disease.

Sickle cell disease (SCD) is a genetic disorder characterized by the production of abnormal hemoglobin that polymerizes at low oxygen concentrations, causing the erythrocyte to adopt a sickle-shaped morphology. SCD pathophysiology is extremely complex and can lead to numerous clinical complications, including painful vaso-occlusive crises (VOC), end-organ damage, and a shortened lifespan. An impressive number of investigational drugs are currently in early stages of clinical development with prospects for use either as chronic therapies to reduce VOC frequency and end-organ damage in SCD or for use at the time of VOC onset. Many of these agents have been developed using a pathophysiological-based approach to SCD, targeting one or more of the mechanisms that contribute to the disease process. It is plausible that a multi-drug approach to treating the disease will evolve in the coming years, whereby hydroxyurea (HU) (the only drug currently FDA-approved for SCD) is used in combination with drugs that amplify nitric oxide signaling and/or counteract hemolytic effects, platelet activation and inflammation.

Spontaneous puberty in girls with early diagnosis of Turner syndrome

OBJECTIVE: To verify if the frequency of spontaneous pubertal development among girls with Turner syndrome (TS) diagnosed in infancy and childhood is greater than that of patients diagnosed later. SUBJECTS AND METHODS: Thirty three girls aged < 10 years at the time of diagnosis were evaluated regarding pubertal development. The frequency of spontaneous puberty was compared with that of girls aged > 13 years diagnosed at the same service. RESULTS: Sixteen of 32 informative patients had signs of spontaneous puberty, a frequency greater than that of patients diagnosed later. In six patients, there was no progression of puberty; menarche occurred in six, and one became pregnant, but the fetus was a stillborn. Spontaneous puberty was absent in all cases with 45,X karyotype. CONCLUSIONS: The greater prevalence of spontaneous puberty in girls whose diagnosis was not based on pubertal delay suggests that, among those diagnosed later, there is a bias towards patients with hypogonadism. Arq Bras Endocrinol Metab. 2012;56(9):653-7

Effects of a novel calcium aluminate cement on the early events of the progression of osteogenic cell cultures

The present study evaluated the progression of osteogenic cell cultures exposed to a novel calcium aluminate cement (CAC+) in comparison with the gold standard mineral trioxide aggregate (MTA). Cells were enzimatically isolated from newborn rat calvarial bone, plated on glass coverslips containing either CAC+ or a control MTA samples in the center, and grown under standard osteogenic conditions. Over the 10-day culture period, roundening of sample edges was clearly noticed only for MTA group. Although both cements supported osteogenic cell adhesion, spreading, and proliferation, CAC+-exposed cultures showed significantly higher values in terms of total cell number at days 3 and 7, and total protein content and alkaline phosphatase activity at day 10. The present in vitro results indicate that the exposure to CAC+ supports a higher differentiation of osteogenic cells compared with the ones exposed to MTA. Further experimental studies should consider CAC+ as a potential alternative to MTA when the repair of mineralized tissues is one of the desired outcomes in endodontic therapy.

Aerobic and anaerobic metabolism for the zebrafish, Danio rerio, reared under normoxic and hypoxic conditions and exposed to acute hypoxia during development

In order to verify the influence of chronic and acute ambient oxygen levels from egg to adult stage of the zebrafish, in vivo oxygen consumption (MO2), critical tensions of oxygen (Pcrit), heart rate (fH) and total body lactate concentration (Lc) were determined for Danio rerio (Hamilton, 1822) raised at 28 °C under normoxic (7.5 mgO2.L-1 or 80 mm.Hg-1) and hypoxic conditions (4.3 mgO2.L-1) and exposed to acute hypoxia during different developmental stages. Our findings confirmed that very early stages do not respond effectively to ambient acute hypoxia. However, after the stage corresponding to the age of 30 days, D. rerio was able to respond to acute hypoxia through effective physiological mechanisms involving aerobic and anaerobic metabolism. Such responses were more efficient for the fishes reared under hypoxia which showed that D. rerio survival capability increased during acclimation to mild hypoxia. Measurements of body mass and length showed that moderate hypoxia did not affect growth significantly until the fish reached the stage of 60 days. Moreover, a growth delay was verified for the hypoxic-reared animals. Also, the D. rerio eggs-to-larvae survival varied from 87.7 to 62.4% in animals reared under normoxia and mild hypoxia, respectively. However, the surviving animals raised under moderated hypoxia showed a better aptitude to regulate aerobic and anaerobic capacities when exposed to acute hypoxia.

Respiratory infection, exposure to mouse allergen and breastfeeding: role in recurrent wheezing in early life

Background: Environmental factors may influence the development of allergen sensitization and asthma. The aim of this study was to evaluate the role of endotoxin and allergen exposure in early life as a risk factor for recurrent wheezing. Methods: One hundred and four infants from low-income families, at high risk of asthma, were enrolled at birth. Dust samples were collected from the bedding and bedroom floor within 6 months after birth. Recurrent wheezing was defined as 3 or more wheezing episodes in the past year. Endotoxin was determined by Limulus amebocyte lysate assay, and major indoor allergens were quantitated by ELISA in dust extracts. IgE antibodies were measured by ImmunoCAP at 30 months of age. Results: At 30 months, 51 of the 99 infants who completed the study (51.5 per cent) had recurrent wheezing. Respiratory infection was strongly associated with recurrent wheezing (OR 6.67, 95 per cent CI 1.96-22.72), whereas exclusive breastfeeding for at least 1 month was a protective factor (OR 0.09, 95 per cent CI 0.01-0.51). Exposure to high levels of mouse allergen was more frequent among non-recurrent wheezers, approaching significance (OR 0.12, 95 per cent CI 0.01-1.13; p = 0.064). None of the children were sensitized to mouse. Sensitization to mite was found in 26/90 (28.8 per cent) children, with no association with recurrent wheezing. Conclusion: Respiratory infection was strongly associated with recurrent wheezing in the first 30 months of life, in children at high risk of asthma, living in a socially deprived community in Brazil