Nitrate metabolism in the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum

Les dinoflagellés sont des eucaryotes unicellulaires retrouvés dans la plupart des écosystèmes aquatiques du globe. Ces organismes amènent une contribution substantielle à la production primaire des océans, soit en tant que membre du phytoplancton, soit en tant que symbiontes des anthozoaires formant les récifs coralliens. Malheureusement, ce rôle écologique majeur est souvent négligé face à la capacité de certaines espèces de dinoflagellés à former des fleurs d'eau, parfois d'étendue et de durée spectaculaires. Ces floraisons d'algues, communément appelées "marées rouges", peuvent avoir de graves conséquences sur les écosystèmes côtiers, sur les industries de la pêche et du tourisme, ainsi que sur la santé humaine. Un des facteurs souvent corrélé avec la formation des fleurs d'eau est une augmentation dans la concentration de nutriments, notamment l’azote et le phosphore. Le nitrate est un des composants principaux retrouvés dans les eaux de ruissellement agricoles, mais également la forme d'azote bioaccessible la plus abondante dans les écosystèmes marins. Ainsi, l'agriculture humaine a contribué à magnifier significativement les problèmes associés aux marées rouges au niveau mondial. Cependant, la pollution ne peut pas expliquer à elle seule la formation et la persistance des fleurs d'eau, qui impliquent plusieurs facteurs biotiques et abiotiques. Il est particulièrement difficile d'évaluer l'importance relative qu'ont les ajouts de nitrate par rapport à ces autres facteurs, parce que le métabolisme du nitrate chez les dinoflagellés est largement méconnu. Le but principal de cette thèse vise à remédier à cette lacune. J'ai choisi Lingulodinium polyedrum comme modèle pour l'étude du métabolisme du nitrate, parce que ce dinoflagellé est facilement cultivable en laboratoire et qu'une étude transcriptomique a récemment fourni une liste de gènes pratiquement complète pour cette espèce. Il est également intéressant que certaines composantes moléculaires de la voie du nitrate chez cet organisme soient sous contrôle circadien. Ainsi, dans ce projet, j'ai utilisé des analyses physiologiques, biochimiques, transcriptomiques et bioinformatiques pour enrichir nos connaissances sur le métabolisme du nitrate des dinoflagellés et nous permettre de mieux apprécier le rôle de l'horloge circadienne dans la régulation de cette importante voie métabolique primaire. Je me suis tout d'abord penché sur les cas particuliers où des floraisons de dinoflagellés sont observées dans des conditions de carence en azote. Cette idée peut sembler contreintuitive, parce que l'ajout de nitrate plutôt que son épuisement dans le milieu est généralement associé aux floraisons d'algues. Cependant, j’ai découvert que lorsque du nitrate était ajouté à des cultures initialement carencées ou enrichies en azote, celles qui s'étaient acclimatées au stress d'azote arrivaient à survivre près de deux mois à haute densité cellulaire, alors que les cellules qui n'étaient pas acclimatées mourraient après deux semaines. En condition de carence d'azote sévère, les cellules arrivaient à survivre un peu plus de deux semaines et ce, en arrêtant leur cycle cellulaire et en diminuant leur activité photosynthétique. L’incapacité pour ces cellules carencées à synthétiser de nouveaux acides aminés dans un contexte où la photosynthèse était toujours active a mené à l’accumulation de carbone réduit sous forme de granules d’amidon et corps lipidiques. Curieusement, ces deux réserves de carbone se trouvaient à des pôles opposés de la cellule, suggérant un rôle fonctionnel à cette polarisation. La deuxième contribution de ma thèse fut d’identifier et de caractériser les premiers transporteurs de nitrate chez les dinoflagellés. J'ai découvert que Lingulodinium ne possédait que très peu de transporteurs comparativement à ce qui est observé chez les plantes et j'ai suggéré que seuls les membres de la famille des transporteurs de nitrate de haute affinité 2 (NRT2) étaient réellement impliqués dans le transport du nitrate. Le principal transporteur chez Lingulodinium était exprimé constitutivement, suggérant que l’acquisition du nitrate chez ce dinoflagellé se fondait majoritairement sur un système constitutif plutôt qu’inductible. Enfin, j'ai démontré que l'acquisition du nitrate chez Lingulodinium était régulée par la lumière et non par l'horloge circadienne, tel qu'il avait été proposé dans une étude antérieure. Finalement, j’ai utilisé une approche RNA-seq pour vérifier si certains transcrits de composantes impliquées dans le métabolisme du nitrate de Lingulodinium étaient sous contrôle circadien. Non seulement ai-je découvert qu’il n’y avait aucune variation journalière dans les niveaux des transcrits impliqués dans le métabolisme du nitrate, j’ai aussi constaté qu’il n’y avait aucune variation journalière pour n’importe quel ARN du transcriptome de Lingulodinium. Cette découverte a démontré que l’horloge de ce dinoflagellé n'avait pas besoin de transcription rythmique pour générer des rythmes physiologiques comme observé chez les autres eukaryotes.

Fossil associations from the middle and upper Eocene strata of the Pamplona Basin and surrounding areas (Navarre, western Pyrenees)

Fossil associations from the middle and upper Eocene (Bartonian and Priabonian) sedimentary succession of the Pamplona Basin are described. This succession was accumulated in the western part of the South Pyrenean peripheral foreland basin and extends from deep-marine turbiditic (Ezkaba Sandstone Formation) to deltaic (Pamplona Marl, Ardanatz Sandstone and Ilundain Marl formations) and marginal marine deposits (Gendulain Formation). The micropalaeontological content is high. It is dominated by foraminifera, and common ostracods and other microfossils are also present. The fossil ichnoasssemblages include at least 23 ichnogenera and 28 ichnospecies indicative of Nereites, Cruziana, Glossifungites and ?Scoyenia-Mermia ichnofacies. Body macrofossils of 78 taxa corresponding to macroforaminifera, sponges, corals, bryozoans, brachiopods, annelids, molluscs, arthropods, echinoderms and vertebrates have been identified. Both the number of ichnotaxa and of species (e. g. bryozoans, molluscs and condrichthyans) may be considerably higher. Body fossil assemblages are comparable to those from the Eocene of the Nord Pyrenean area (Basque Coast), and also to those from the Eocene of the west-central and eastern part of South Pyrenean area (Aragon and Catalonia). At the European scale, the molluscs assemblages seem endemic from the Pyrenean area, although several Tethyan (Italy and Alps) and Northern elements (Paris basin and Normandy) have been recorded. Palaeontological data of studied sedimentary units fit well with the shallowing process that throughout the middle and late Eocene occurs in the area, according to the sedimentological and stratigraphical data.

Legionella pneumophila secretes a mitochondrial carrier protein during infection

The Mitochondrial Carrier Family (MCF) is a signature group of integral membrane proteins that transport metabolites across the mitochondrial inner membrane in eukaryotes. MCF proteins are characterized by six transmembrane segments that assemble to form a highly-selective channel for metabolite transport. We discovered a novel MCF member, termed Legionellanucleotide carrier Protein (LncP), encoded in the genome of Legionella pneumophila, the causative agent of Legionnaire's disease. LncP was secreted via the bacterial Dot/Icm type IV secretion system into macrophages and assembled in the mitochondrial inner membrane. In a yeast cellular system, LncP induced a dominant-negative phenotype that was rescued by deleting an endogenous ATP carrier. Substrate transport studies on purified LncP reconstituted in liposomes revealed that it catalyzes unidirectional transport and exchange of ATP transport across membranes, thereby supporting a role for LncP as an ATP transporter. A hidden Markov model revealed further MCF proteins in the intracellular pathogens, Legionella longbeachae and Neorickettsia sennetsu, thereby challenging the notion that MCF proteins exist exclusively in eukaryotic organisms.

Structure et biogéographie des communautés de pico- et de nanoeurcaryotes pélagiques autour de l'archipel du Svalbard

L’Arctique s’est réchauffé rapidement et il y a urgence d’anticiper les effets que cela pourrait avoir sur les protistes à la base de la chaîne alimentaire. Le phytoplancton de l’Océan Arctique inclut les pico- et nano-eucaryotes (0.45-10 μm diamètre de la cellule) et plusieurs de ceux-ci sont des écotypes retrouvés seulement dans l’Arctique alors que d’autres sont introduits des océans plus méridionaux. Alors que les océans tempérés pénètrent dans l’Arctique, il devient pertinent de savoir si ces communautés microbiennes pourraient être modifiées. L’archipel du Svalbard est une région idéale pour observer la biogéographie des communautés microbiennes sous l’influence de processus polaires et tempérés. Bien qu’ils soient géographiquement proches, les régions côtières entourant le Svalbard sont sujettes à des intrusions alternantes de masses d’eau de l’Arctique et de l’Atlantique en plus des conditions locales. Huit sites ont été échantillonnés en juillet 2013 pour identifier les protistes selon un gradient de profondeur et de masses d’eau autour de l’archipel. En plus des variables océanographiques standards, l’eau a été échantillonnée pour synthétiser des banques d’amplicons ciblant le 18S SSU ARNr et son gène pour ensuite être séquencées à haut débit. Cinq des sites d’étude avaient de faibles concentrations de chlorophylle avec des compositions de communauté post-efflorescence dominée par les dinoflagellés, ciliés, des alvéolés parasites putatifs, chlorophycées et prymnesiophytées. L’intrusion des masses d’eau et les conditions environnementales locales étaient corrélées avec la structure des communautés ; l’origine de la masse d’eau contribuant le plus à la distance phylogénétique des communautés microbiennes. Au sein de trois fjords, de fortes concentrations de chlorophylle sous-entendaient des activités d’efflorescence. Un fjord était dominé par Phaeocystis, un deuxième par un clade arctique identifié comme un Pelagophyceae et un troisième par un assemblage mixte. En général, un signal fort d’écotypes liés à l’Arctique prédominait autour du Svalbard.

Nme Gene Family Evolutionary History Reveals Pre-Metazoan Origins and High Conservation between Humans and the Sea Anemone, Nematostella vectensis

Background: The Nme gene family is involved in multiple physiological and pathological processes such as cellular differentiation, development, metastatic dissemination, and cilia functions. Despite the known importance of Nme genes and their use as clinical markers of tumor aggressiveness, the associated cellular mechanisms remain poorly understood. Over the last 20 years, several non-vertebrate model species have been used to investigate Nme functions. However, the evolutionary history of the family remains poorly understood outside the vertebrate lineage. The aim of the study was thus to elucidate the evolutionary history of the Nme gene family in Metazoans. Methodology/Principal Findings: Using a total of 21 eukaryote species including 14 metazoans, the evolutionary history of Nme genes was reconstructed in the metazoan lineage. We demonstrated that the complexity of the Nme gene family, initially thought to be restricted to chordates, was also shared by the metazoan ancestor. We also provide evidence suggesting that the complexity of the family is mainly a eukaryotic innovation, with the exception of Nme8 that is likely to be a choanoflagellate/metazoan innovation. Highly conserved gene structure, genomic linkage, and protein domains were identified among metazoans, some features being also conserved in eukaryotes. When considering the entire Nme family, the starlet sea anemone is the studied metazoan species exhibiting the most conserved gene and protein sequence features with humans. In addition, we were able to show that most of the proteins known to interact with human NME proteins were also found in starlet sea anemone. Conclusion/Significance: Together, our observations further support the association of Nme genes with key cellular functions that have been conserved throughout metazoan evolution. Future investigations of evolutionarily conserved Nme gene functions using the starlet sea anemone could shed new light on a wide variety of key developmental and cellular processes.

Étude de la réparation des lésions induites par les UVs dans les extrémités chromosomiques de la levure Saccharomyces cerevisiae

Résumé : Les télomères sont des structures nucléoprotéiques spécialisées qui assurent la stabilité du génome en protégeant les extrémités chromosomiques. Afin d’empêcher des activités indésirables, la réparation des dommages à l’ADN doit être convenablement régulée au niveau des télomères. Pourtant, il existe peu d’études de la réparation des dommages induits par les ultraviolets (UVs) dans un contexte télomérique. Le mécanisme de réparation par excision de nucléotides (NER pour « Nucleotide Excision Repair ») permet d’éliminer les photoproduits. La NER est un mécanisme très bien conservé de la levure à l’humain. Elle est divisée en deux sous voies : une réparation globale du génome (GG-NER) et une réparation couplée à la transcription (TC-NER) plus rapide et plus efficace. Dans notre modèle d’étude, la levure Saccharomyces cerevisiae, une forme compactée de la chromatine nommée plus fréquemment « hétérochromatine » a été décrite. Cette structure particulière est présente entre autres, au niveau des régions sous-télomériques des extrémités chromosomiques. La formation de cette chromatine particulière implique quatre protéines nommées Sir (« Silent Information Regulator »). Elle présente différentes marques épigénétiques dont l’effet est de réprimer la transcription. L’accès aux dommages par la machinerie de réparation est-il limité par cette chromatine compacte ? Nous avons donc étudié la réparation des lésions induites par les UVs dans différentes régions associées aux télomères, en absence ou en présence de protéines Sir. Nos données ont démontré une modulation de la NER par la chromatine, dépendante des nucléosomes stabilisés par les Sir, dans les régions sous-télomériques. La NER était moins efficace dans les extrémités chromosomiques que dans les régions plus proches du centromère. Cet effet était dépendant du complexe YKu de la coiffe télomérique, mais pas dépendant des protéines Sir. La transcription télomériques pourrait aider la réparation des photoproduits, par l’intermédiaire de la sous-voie de TC-NER, prévenant ainsi la formation de mutations dans les extrémités chromosomiques. Des ARN non codants nommés TERRA sont produits mais leur rôle n’est pas encore clair. Par nos analyses, nous avons confirmé que la transcription des TERRA faciliterait la NER dans les différentes régions sous-télomériques.

Nitrate metabolism in the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum

Les dinoflagellés sont des eucaryotes unicellulaires retrouvés dans la plupart des écosystèmes aquatiques du globe. Ces organismes amènent une contribution substantielle à la production primaire des océans, soit en tant que membre du phytoplancton, soit en tant que symbiontes des anthozoaires formant les récifs coralliens. Malheureusement, ce rôle écologique majeur est souvent négligé face à la capacité de certaines espèces de dinoflagellés à former des fleurs d'eau, parfois d'étendue et de durée spectaculaires. Ces floraisons d'algues, communément appelées "marées rouges", peuvent avoir de graves conséquences sur les écosystèmes côtiers, sur les industries de la pêche et du tourisme, ainsi que sur la santé humaine. Un des facteurs souvent corrélé avec la formation des fleurs d'eau est une augmentation dans la concentration de nutriments, notamment l’azote et le phosphore. Le nitrate est un des composants principaux retrouvés dans les eaux de ruissellement agricoles, mais également la forme d'azote bioaccessible la plus abondante dans les écosystèmes marins. Ainsi, l'agriculture humaine a contribué à magnifier significativement les problèmes associés aux marées rouges au niveau mondial. Cependant, la pollution ne peut pas expliquer à elle seule la formation et la persistance des fleurs d'eau, qui impliquent plusieurs facteurs biotiques et abiotiques. Il est particulièrement difficile d'évaluer l'importance relative qu'ont les ajouts de nitrate par rapport à ces autres facteurs, parce que le métabolisme du nitrate chez les dinoflagellés est largement méconnu. Le but principal de cette thèse vise à remédier à cette lacune. J'ai choisi Lingulodinium polyedrum comme modèle pour l'étude du métabolisme du nitrate, parce que ce dinoflagellé est facilement cultivable en laboratoire et qu'une étude transcriptomique a récemment fourni une liste de gènes pratiquement complète pour cette espèce. Il est également intéressant que certaines composantes moléculaires de la voie du nitrate chez cet organisme soient sous contrôle circadien. Ainsi, dans ce projet, j'ai utilisé des analyses physiologiques, biochimiques, transcriptomiques et bioinformatiques pour enrichir nos connaissances sur le métabolisme du nitrate des dinoflagellés et nous permettre de mieux apprécier le rôle de l'horloge circadienne dans la régulation de cette importante voie métabolique primaire. Je me suis tout d'abord penché sur les cas particuliers où des floraisons de dinoflagellés sont observées dans des conditions de carence en azote. Cette idée peut sembler contreintuitive, parce que l'ajout de nitrate plutôt que son épuisement dans le milieu est généralement associé aux floraisons d'algues. Cependant, j’ai découvert que lorsque du nitrate était ajouté à des cultures initialement carencées ou enrichies en azote, celles qui s'étaient acclimatées au stress d'azote arrivaient à survivre près de deux mois à haute densité cellulaire, alors que les cellules qui n'étaient pas acclimatées mourraient après deux semaines. En condition de carence d'azote sévère, les cellules arrivaient à survivre un peu plus de deux semaines et ce, en arrêtant leur cycle cellulaire et en diminuant leur activité photosynthétique. L’incapacité pour ces cellules carencées à synthétiser de nouveaux acides aminés dans un contexte où la photosynthèse était toujours active a mené à l’accumulation de carbone réduit sous forme de granules d’amidon et corps lipidiques. Curieusement, ces deux réserves de carbone se trouvaient à des pôles opposés de la cellule, suggérant un rôle fonctionnel à cette polarisation. La deuxième contribution de ma thèse fut d’identifier et de caractériser les premiers transporteurs de nitrate chez les dinoflagellés. J'ai découvert que Lingulodinium ne possédait que très peu de transporteurs comparativement à ce qui est observé chez les plantes et j'ai suggéré que seuls les membres de la famille des transporteurs de nitrate de haute affinité 2 (NRT2) étaient réellement impliqués dans le transport du nitrate. Le principal transporteur chez Lingulodinium était exprimé constitutivement, suggérant que l’acquisition du nitrate chez ce dinoflagellé se fondait majoritairement sur un système constitutif plutôt qu’inductible. Enfin, j'ai démontré que l'acquisition du nitrate chez Lingulodinium était régulée par la lumière et non par l'horloge circadienne, tel qu'il avait été proposé dans une étude antérieure. Finalement, j’ai utilisé une approche RNA-seq pour vérifier si certains transcrits de composantes impliquées dans le métabolisme du nitrate de Lingulodinium étaient sous contrôle circadien. Non seulement ai-je découvert qu’il n’y avait aucune variation journalière dans les niveaux des transcrits impliqués dans le métabolisme du nitrate, j’ai aussi constaté qu’il n’y avait aucune variation journalière pour n’importe quel ARN du transcriptome de Lingulodinium. Cette découverte a démontré que l’horloge de ce dinoflagellé n'avait pas besoin de transcription rythmique pour générer des rythmes physiologiques comme observé chez les autres eukaryotes.

Chronic Polyaromatic Hydrocarbon (PAH) Contamination Is a Marginal Driver for Community Diversity and Prokaryotic Predicted Functioning in Coastal Sediments

Benthic microorganisms are key players in the recycling of organic matter and recalcitrant compounds such as polyaromatic hydrocarbons (PAHs) in coastal sediments. Despite their ecological importance, the response of microbial communities to chronic PAH pollution, one of the major threats to coastal ecosystems, has received very little attention. In one of the largest surveys performed so far on coastal sediments, the diversity and composition of microbial communities inhabiting both chronically contaminated and non-contaminated coastal sediments were investigated using high-throughput sequencing on the 18S and 16S rRNA genes. Prokaryotic alpha-diversity showed significant association with salinity, temperature, and organic carbon content. The effect of particle size distribution was strong on eukaryotic diversity. Similarly to alpha-diversity, beta-diversity patterns were strongly influenced by the environmental filter, while PAHs had no influence on the prokaryotic community structure and a weak impact on the eukaryotic community structure at the continental scale. However, at the regional scale, PAHs became the main driver shaping the structure of bacterial and eukaryotic communities. These patterns were not found for PICRUSt predicted prokaryotic functions, thus indicating some degree of functional redundancy. Eukaryotes presented a greater potential for their use as PAH contamination biomarkers, owing to their stronger response at both regional and continental scales.

Autophagy in photodynamic therapy

Macroautophagy (autophagy) is crucial for cell survival during starvation and plays important roles in human diseases. It is a highly conserved intracellular degradation system in eukaryotes for removal and recycling of cytoplasmic components including damaged proteins and organelles to obtain energy. The relationship between cancer and autophagy has been extensively studied in recent years. In cancer and cancer therapy, autophagy acts as a double-edged sword. Photodynamic therapy (PDT) is a kind of tumor therapy applied with a tumor-localizing photosensitizing agent which is followed by activation with the light of a specific wavelength. How much is autophagy involved in photodynamic therapy? The work in this area is still limited.

Evolutionarily conserved mechanisms of male germline development in flowering plants and animals

Sexual reproduction is the main reproductive strategy of the overwhelming majority of eukaryotes. This suggests that the last eukaryotic common ancestor was able to reproduce sexually. Sexual reproduction reflects the ability to perform meiosis, and ultimately generating gametes, which are cells that carry recombined half sets of the parental genome and are able to fertilize. These functions have been allocated to a highly specialized cell lineage: the germline. Given its significant evolutionary conservation, it is to be expected that the germline programme shares common molecular bases across extremely divergent eukaryotic species. In the present review, we aim to identify the unifying principles of male germline establishment and development by comparing two very disparate kingdoms: plants and animals. We argue that male meiosis defines two temporally regulated gene expression programmes: the first is required for meiotic commitment, and the second is required for the acquisition of fertilizing ability. Small RNA pathways are a further key communality, ultimately ensuring the epigenetic stability of the information conveyed by the male germline.

Transcriptional profiling in Saccharomyces cerevisiae relevant for predicting alachlor mechanisms of toxicity

Alachlor has been a commonly applied herbicide and is a substance of ecotoxicological concern. The present study aims to identify molecular biomarkers in the eukaryotic model Saccharomyces cerevisiae that can be used to predict potential cytotoxic effects of alachlor, while providing new mechanistic clues with possible relevance for experimentally less accessible eukaryotes. It focuses on genome-wide expression profiling in a yeast population in response to two exposure scenarios exerting effects from slight to moderate magnitude at phenotypic level. In particular, 100 and 264 genes, respectively, were found as differentially expressed on a 2-h exposure of yeast cells to the lowest observed effect concentration (110 mg/L) and the 20% inhibitory concentration (200 mg/L) of alachlor, in comparison with cells not exposed to the herbicide. The datasets of alachlor-responsive genes showed functional enrichment in diverse metabolic, transmembrane transport, cell defense, and detoxification categories. In general, the modifications in transcript levels of selected candidate biomarkers, assessed by quantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction, confirmed the microarray data and varied consistently with the growth inhibitory effects of alachlor. Approximately 16% of the proteins encoded by alachlor-differentially expressed genes were found to share significant homology with proteins from ecologically relevant eukaryotic species. The biological relevance of these results is discussed in relation to new insights into the potential adverse effects of alachlor in health of organisms from ecosystems, particularly in worst-case situations such as accidental spills or careless storage, usage, and disposal.

Potential Mechanisms Underlying Response to Effects of the Fungicide Pyrimethanil from Gene Expression Profiling inSaccharomyces cerevisiae

Pyrimethanil is a fungicide mostly applied in vineyards. When misused, residue levels detected in grape must or in the environment may be of concern. The present work aimed to analyze mechanisms underlying response to deleterious effects of pyrimethanil in the eukaryotic model Saccharomyces cerevisiae. Pyrimethanil concentration-dependent effects at phenotypic (inhibition of growth) and transcriptomic levels were examined. For transcriptional profiling, analysis focused on two sublethal exposure conditions that inhibited yeast growth by 20% or 50% compared with control cells not exposed to the fungicide. Gene expression modifications increased with the magnitude of growth inhibition, in numbers and fold-change of differentially expressed genes and in diversity of over-represented functional categories. These included mostly biosynthesis of arginine and sulfur amino acids metabolism, as well as energy conservation, antioxidant response, and multidrug transport. Several pyrimethanil-responsive genes encoded proteins sharing significant homology with proteins from phytopathogenic fungi and ecologically relevant higher eukaryotes.

Centrioles: active players or passengers during mitosis?

No funding agencies or grants indicated in the publication.

Stepwise evolution of the centriole-assembly pathway

The centriole and basal body (CBB) structure nucleates cilia and flagella, and is an essential component of the centrosome, underlying eukaryotic microtubule-based motility, cell division and polarity. In recent years, components of the CBB-assembly machinery have been identified, but little is known about their regulation and evolution. Given the diversity of cellular contexts encountered in eukaryotes, but the remarkable conservation of CBB morphology, we asked whether general mechanistic principles could explain CBB assembly. We analysed the distribution of each component of the human CBB-assembly machinery across eukaryotes as a strategy to generate testable hypotheses. We found an evolutionarily cohesive and ancestral module, which we term UNIMOD and is defined by three components (SAS6, SAS4/CPAP and BLD10/CEP135), that correlates with the occurrence of CBBs. Unexpectedly, other players (SAK/PLK4, SPD2/CEP192 and CP110) emerged in a taxon-specific manner. We report that gene duplication plays an important role in the evolution of CBB components and show that, in the case of BLD10/CEP135, this is a source of tissue specificity in CBB and flagella biogenesis. Moreover, we observe extreme protein divergence amongst CBB components and show experimentally that there is loss of cross-species complementation among SAK/PLK4 family members, suggesting species-specific adaptations in CBB assembly. We propose that the UNIMOD theory explains the conservation of CBB architecture and that taxon- and tissue-specific molecular innovations, gained through emergence, duplication and divergence, play important roles in coordinating CBB biogenesis and function in different cellular contexts.

Insights into the mechanisms of eukaryotic translation gained with ribosome profiling

The development of Ribosome Profiling (RiboSeq) has revolutionized functional genomics. RiboSeq is based on capturing and sequencing of the mRNA fragments enclosed within the translating ribosome and it thereby provides a â snapshotâ of ribosome positions at the transcriptome wide level. Although the method is predominantly used for analysis of differential gene expression and discovery of novel translated ORFs, the RiboSeq data can also be a rich source of information about molecular mechanisms of polypeptide synthesis and translational control. This review will focus on how recent findings made with RiboSeq have revealed important details of the molecular mechanisms of translation in eukaryotes. These include mRNA translation sensitivity to drugs affecting translation initiation and elongation, the roles of upstream ORFs in response to stress, the dynamics of elongation and termination as well as details of intrinsic ribosome behavior on the mRNA after translation termination. As the RiboSeq method is still at a relatively early stage we will also discuss the implications of RiboSeq artifacts on data interpretation.