Epidermolysis bullosa:evidence for linkage to genetic markers on chromosome 1 in a family with the autosomal dominant simplex form

DNA from members of a three-generation pedigree of Irish origin, displaying an autosomal dominant simplex form of epidermolysis bullosa of the epidermolytic, simplex, or Koebner variety (EBS2), was analyzed for linkage with a set of markers derived from the long arm of chromosome 1. Two-point analysis revealed positive lod scores for five of these markers, AT3 (Z = 2.107, theta = 0), APOA2 (Z = 1.939, theta = 0.15), D1S66 (Z = 1.204, theta = 0), D1S13 (Z = 1.026, theta = 0.15), and D1S65 (Z = 0.329, theta = 0.15). Multilocus analysis, incorporating the markers D1S19, D1S16, D1S13, APOA2, D1S66, AT3, and D1S65, resulted in a lod score of 3 maximizing at AT3. These data strongly support previous tentative indications of linkage between EBS2 and genetic markers on the long arm of chromosome 1.

Autosomal dominant retinitis pigmentosa (ADRP):localization of an ADRP gene to the long arm of chromosome 3

Members of a large pedigree of Irish origin presenting with early onset Type I autosomal dominant retinitis pigmentosa (ADRP) have been typed for D3S47 (C17), a polymorphic marker from the long arm of chromosome 3. Significant, tight linkage of ADRP to D3S47, with a lod score of 14.7 maximizing at 0.00 recombination, has been obtained, hence localizing the ADRP gene (RP1) segregating in this pedigree to 3q.

Thin-shell instability in collisionless plasma

Thin-shell instability is one process which can generate entangled structures in astrophysical plasma on collisional (fluid) scales. It is driven by a spatially varying imbalance between the ram pressure of the inflowing upstream plasma and the downstream's thermal pressure at a nonplanar shock. Here we show by means of a particle-in-cell simulation that an analog process can destabilize a thin shell formed by two interpenetrating, unmagnetized, and collisionless plasma clouds. The amplitude of the shell's spatial modulation grows and saturates after about ten inverse proton plasma frequencies, when the shell consists of connected piecewise linear patches.

Using geotechnical and LIDAR spatial monitoring to determine key environmental slope instability thresholds of a Jurassic coastal landslide: Straidkilly Point, Northern Ireland, UK.

The Antrim Coast Road stretching from the seaport of Larne in the East of Northern Ireland to the famous Giant’s Causeway in the North has a well-deserved reputation for being one of the most spectacular roads in Europe (Day, 2006). At various locations along the route, fluid interactions between the problematic geology, Jurassic Lias Clay and Triassic Mudstone overlain by Cretaceous Limestone and Tertiary Basalt, and environmental variables result in frequent instances of slope instability within the vadose zone. During such instances of instability, debris flows and composite mudflows encroach on the carriageway posing a hazard to road users. This paper examines the site investigative, geotechnical and spatial analysis techniques currently being implemented to monitor slope stability for one site at Straidkilly Point, Glenarm, Northern Ireland. An in-depth understanding of the geology was obtained via boreholes, resistivity surveys and laboratory testing. Environmental variables recorded by an on-site weather station were correlated with measured pore water pressure and soil moisture infiltration dynamic data.
Terrestrial LiDAR (TLS) was applied to the slope for the monitoring of failures, with surveys carried out on a bi-monthly basis. TLS monitoring allowed for the generation of Digital Elevation Models (DEMs) of difference, highlighting areas of recent movement, erosion and deposition. Morphology parameters were generated from the DEMs and include slope, curvature and multiple measures of roughness. Changes in the structure of the slope coupled with morphological parameters are characterised and linked to progressive failures from the temporal monitoring. In addition to TLS monitoring, Aerial LiDARi datasets were used for the spatio-morphological characterisation of the slope on a macro scale. Results from the geotechnical and environmental monitoring were compared with spatial data obtained through Terrestrial and Airborne LiDAR, providing a multi-faceted approach to slope stability characterization, which facilitates more informed management of geotechnical risk by the Northern Ireland Roads Service.

The impact of hydrogeology on the instability of a road cutting through a drumlin in the North of Ireland

This paper describes the hydrogeological processes which caused unexpected instability and quick conditions during the excavation of a 25m deep cutting through a drumlin in County Down, Northern Ireland. A conceptual hydrogeological model of the cutting, based on pore pressures monitored during and after the excavation demonstrates how quick conditions at the toe of the cutting caused liquefaction of the till. Stability of the cutting was re-established by draining the highly permeable, weathered Greywacke which underlies the drumlin, through the use of a deep toe drain. In spite of this drainage, the cutting was only marginally stable due to the presence of a low permeability zone in the till above the bedrock which limits the reduction of elevated pore pressures within the upper to mid-depths of the drumlin. The factor of safety has been further improved by the addition of vertical relief drains at the crest and berm of the cutting to relieve the pore-pressures within the upper till by intercepting the weathered bedrock. The paper also highlights the importance of carrying out an adequate site investigation compliant with Eurocode 7 and additional monitoring in excavations in stiff, low permeability till.

Chromosome structure and behaviour in Bursaphelenchus xylophilus (Nematoda: Parasitaphelenchidae) germ cells and early embryo

Chromosome structure and behaviour in both meiosis of the germ cells and mitosis of the embryo from fertilisation to the two-cell stage in Bursaphelenchus xylophilus were examined by DAPI staining and three-dimensional reconstruction of serial-section images from confocal laser-scanning microscopy. By this method, each chromosome’s shape and behaviour were clearly visible in early embryogenesis from fertilisation through the formation and fusion of the male and female pronuclei to the first mitotic division. The male pronucleus was bigger than that of the female, although the oocyte is larger and richer in nutrients than the sperm. From the shape of the separating chromosomes at anaphase, the mitotic chromosomes appeared to be polycentric or holocentric rather than monocentric. Each chromosome was clearly distinguishable in the male and female germ cells, pronuclei of the one-cell stage embryo, and the early embryonic nuclei. The haploid number of chromosomes (N) was six (2n = 12), and all chromosomes appeared similar. The chromosome pair containing the ribosomal RNA-coding site was visualised by fluorescence in situ hybridisation. Unlike the sex determination system in Caenorhabditis elegans (XX in hermaphrodite and XO in male), the system for B. xylophilus may consist of an XX female and an XY male.

Cadmium phytotoxicity and trophic transfer to isopods

O cádmio (Cd) é um metal não essencial e é considerado um poluente prioritário pela comunidade europeia. Este metal atinge o ambiente no decurso de várias actividades antropogénicas e tende a concentrar-se nos solos e sedimentos, onde está potencialmente disponível para as plantas, sendo posteriormente transferido através da cadeia trófica. Neste contexto, o principal objectivo da presente dissertação foi o estudo dos efeitos da assimilação e da acumulação de Cd em plantas e as suas consequências para animais consumidores. Numa primeira fase, foram estudados os principais efeitos fisiológicos e genotóxicos do Cd em plantas. As plantas de alface (Lactuca sativa L.) expostas a Cd apresentaram um decréscimo na eficiência fotossintética, aumento de peroxidação lipídica e alterações significativas na actividade de enzimas de stress oxidativo. Estas alterações culminaram num decréscimo do crescimento da parte aérea no final da exposição. As respostas obtidas pelos parâmetros bioquímicos sugerem que estes poderão ser utilizados como eventuais biomarcadores em testes ecotoxicológicos com Cd em abordagens integrantes em conjunto com parâmetros clássicos. Os efeitos mutagénicos de Cd foram avaliados através da determinação da instabilidade de microsatélites (IM). Não foi observada IM, nem nas folhas nem nas raízes de plantas de alface com 5 semanas de idade expostas a 100 μM Cd durante 14 dias, no entanto observou-se IM em raízes de alface exposta a 10 μM Cd durante 28 dias desde a germinação. A idade da planta e a maior acumulação de Cd nas raízes poderão explicar os resultados obtidos. A clastogenicidade de Cd foi analisada em três espécies vegetais com diferentes capacidades de destoxificação e acumulação de metais através de citometria de fluxo. Foram detectadas alterações significativas nos parâmetros analisados em raízes alface, mas não nas espécies Thlaspi caerulescens J & C Presl e Thlaspi arvense L. Estes resultados sugerem que o stress provocado pelo Cd originou clastogenicidade como consequência da perda de porções de cromossomas, uma vez que o conteúdo de ADN nuclear diminuiu. A transferência trófica através da cadeia alimentar permanece muito pouco estudada em termos ecotoxicológicos. A distribuição subcellular de metais num organismo pode ser utilizada para compreender a transferência trófica de um metal na cadeia alimentar. Como tal, numa última parte é estudado de que modo a distribuição subcellular do Cd em plantas com perfis de acumulação de Cd distintos afecta a biodisponibilidade e transferência trófica de Cd para isópodes. A distribuição de Cd entre as 4 fracções subcelulares obtidas através de centrifugação diferencial revelou a existência de diferenças significativas entre as espécies de plantas. Estes resultados em conjunto com a avaliação directa da eficiência de assimilação (EA) de Cd individual de cada uma das quatro fracções subcelulares das plantas em estudo, resultou em informação de grande relevância para a explicação das diferenças observadas na EA de Cd por parte de isópodes alimentados com folhas de diferentes espécies de plantas. Com base nos resultados obtidos, o Cd ligado a proteínas estáveis à temperatura (e.g. metaloteoninas e fitoquelatinas) é o menos biodisponível, sendo assim o que menos contribuiu para a transferência trófica, enquanto que o Cd ligado a proteínas desnaturadas pela temperatura foi a fracção mais disponível para transferência trófica de Cd ao isópode. Estes resultados realçam a relevância ecológica da distribuição subcelular de Cd em plantas que tem influência directa na tranferência trófica deste metal para os consumidores e ainda o facto de que alterações na distribuição subcelular de Cd em plantas devido a diferentes mecanismos de destoxificação poderá ter um impacto directo na transferência trófica de Cd para o animal consumidor.

Evolution and functional relevance of Ataxin-3 paralogues

O gene ataxin-3 (ATXN3; 14q32.1) codifica uma proteína expressa ubiquamente, envolvida na via ubiquitina-proteassoma e na repressão da transcrição. Grande relevância tem sido dada ao gene ATXN3 após a identificação de uma expansão (CAG)n na sua região codificante, responsável pela ataxia mais comum em todo o mundo, SCA3 ou doença de Machado-Joseph (DMJ). A DMJ é uma doença neurodegenerativa, autossómica dominante, de início tardio. O tamanho do alelo expandido explica apenas uma parte do pleomorfismo da doença, evidenciando a importância do estudo de outros modificadores. Em doenças de poliglutaminas (poliQ), a toxicidade é causada por um ganho de função da proteína expandida; no entanto, a proteína normal parece ser, também, um dos agentes modificadores da patogénese. O gene ATXN3 possui dois parálogos humanos gerados por retrotransposição: ataxin-3 like (ATXN3L) no cromossoma X, e LOC100132280, ainda não caracterizado, no cromossoma 8. Estudos in vitro evidenciaram a capacidade da ATXN3L para clivar cadeias de ubiquitina, sendo o seu domínio proteolítico mais eficiente do que o domínio da ATXN3 parental. O objetivo deste estudo foi explorar a origem e a evolução das retrocópias ATXN3L e LOC100132280 (aqui denominadas ATXN3L1 e ATXN3L2), assim como testar a relevância funcional de ambas através de abordagens evolutivas e funcionais. Deste modo, para estudar a divergência evolutiva dos páralogos do gene ATXN3: 1) analisaram-se as suas filogenias e estimou-se a data de origem dos eventos de retrotransposição; 2) avaliaram-se as pressões seletivas a que têm sido sujeitos os três parálogos, ao longo da evolução dos primatas; e 3) explorou-se a evolução das repetições CAG, localizadas em três contextos genómicos diferentes, provavelmente sujeitos a diferentes pressões seletivas. Finalmente, para o retrogene que conserva uma open reading frame (ORF) intacta, ATXN3L1, analisou-se, in silico, a conservação dos locais e domínios proteicos da putativa proteína. Ademais, para este retrogene, foi estudado o padrão de expressão de mRNA, através da realização de PCR de Transcriptase Reversa, em 16 tecidos humanos. Os resultados obtidos sugerem que dois eventos independentes de retrotransposição estiveram na origem dos retrogenes ATXN3L1 e ATXN3L2, tendo o primeiro ocorrido há cerca de 63 milhões de anos (Ma) e o segundo após a divisão Platirrínios-Catarrínios, há cerca de 35 Ma. Adicionalmente, outras retrocópias foram encontradas em primatas e outros mamíferos, correspondendo, no entanto, a eventos mais recentes e independentes de retrotransposição. A abordagem evolutiva mostrou a existência de algumas constrições selectivas associadas à evolução do gene ATXN3L1, à semelhança do que acontece com ATXN3. Por outro lado, ATXN3L2 adquiriu codões stop prematuros que, muito provavelmente, o tornaram num pseudogene processado. Os resultados da análise de expressão mostraram que o gene ATXN3L1 é transcrito, pelo menos, em testículo humano; no entanto, a optimização final da amplificação específica dos transcriptos ATXN3L1 permitirá confirmar se a expressão se estende a outros tecidos. Relativamente ao mecanismo de mutação inerente à repetição CAG, os dois parálogos mostraram diferentes padrões de evolução: a retrocópia ATXN3L1 é altamente interrompida e pouco polimórfica, enquanto a ATXN3L2 apresenta tratos puros de (CAG)n em algumas espécies e tratos hexanucleotídicos de CGGCAG no homem e no chimpanzé. A recente aquisição da repetição CGGCAG pode ter resultado de uma mutação inicial de CAG para CGG, seguida de instabilidade que proporcionou a expansão dos hexanucleótidos.Estudos futuros poderão ser realizados no sentido de confirmar o padrão de expressão do gene ATXN3L1 e de detetar proteína endógena in vivo. Adicionalmente, a caracterização da proteina ataxina-3 like 1 e dos seus interatores moleculares poderá povidenciar informação acerca da sua relevância no estado normal e patológico.

The downy mildew resistance locus Pp523 is located on chromosome C8 of Brassica oleracea L.

We have previously constructed a genetic map of Brassica oleracea L. containing the Pp523 locus that confers downy mildew resistance to adult plants. In this work, 44 SSR markers of reference for the Brassica C genome chromosomes were added to the map, allowing the nine major linkage groups to be assigned to the nine chromosomes of B. oleracea. Locus Pp523 was located on chromosome C8, and a locus determining flower colour was mapped to chromosome C3. In comparison with the first version of the map, the new map is denser and more compact. The available genomic information on B. oleracea was enriched with the chromosome location of two phenotypic traits and 421 DNA markers (RAPD, ISSR, AFLP, SCAR, BAC-end derived STS, SSR and other PCR markers). Conversely, the genomic information on B. oleracea chromosome C8 is being used as an additional tool for the map-based cloning of Pp523, the first gene for adult plant resistance to downy mildew precisely located to a specific chromosome of this crop species.

Affective Instability, Childhood Trauma and Major Affective Disorders

BACKGROUND: Affective instability (AI), childhood trauma, and mental illness are linked, but evidence in affective disorders is limited, despite both AI and childhood trauma being associated with poorer outcomes. Aims were to compare AI levels in bipolar disorder I (BPI) and II (BPII), and major depressive disorder recurrent (MDDR), and to examine the association of AI and childhood trauma within each diagnostic group. METHODS: AI, measured using the Affective Lability Scale (ALS), was compared between people with DSM-IV BPI (n=923), BPII (n=363) and MDDR (n=207) accounting for confounders and current mood. Regression modelling was used to examine the association between AI and childhood traumas in each diagnostic group. RESULTS: ALS scores in descending order were BPII, BPI, MDDR, and differences between groups were significant (p<0.05). Within the BPI group any childhood abuse (p=0.021), childhood physical abuse (p=0.003) and the death of a close friend in childhood (p=0.002) were significantly associated with higher ALS score but no association was found between childhood trauma and AI in BPII and MDDR. LIMITATIONS: The ALS is a self-report scale and is subject to retrospective recall bias. CONCLUSIONS: AI is an important dimension in bipolar disorder independent of current mood state. There is a strong link between childhood traumatic events and AI levels in BPI and this may be one way in which exposure and disorder are linked. Clinical interventions targeting AI in people who have suffered significant childhood trauma could potentially change the clinical course of bipolar disorder.

Histogram-based DNA analysis for the visualization of chromosome, genome and species information

We describe a novel approach to explore DNA nucleotide sequence data, aiming to produce high-level categorical and structural information about the underlying chromosomes, genomes and species. The article starts by analyzing chromosomal data through histograms using fixed length DNA sequences. After creating the DNA-related histograms, a correlation between pairs of histograms is computed, producing a global correlation matrix. These data are then used as input to several data processing methods for information extraction and tabular/graphical output generation. A set of 18 species is processed and the extensive results reveal that the proposed method is able to generate significant and diversified outputs, in good accordance with current scientific knowledge in domains such as genomics and phylogenetics.