Array-CGH in patients with a clinical diagnosis of Kabuki syndrome: identification of two cases with terminal 2q37 deletion and no other recurrent rearrangement

Background: Kabuki syndrome (KS) is a multiple congenital anomaly syndrome characterized by specific facial features, mild to moderate mental retardation, postnatal growth delay, skeletal abnormalities, and unusual dermatoglyphic patterns with prominent fingertip pads. A 3.5 Mb duplication at 8p23.1-p22 was once reported as a specific alteration in KS but has not been confirmed in other patients. The molecular basis of KS remains unknown. Methods: We have studied 16 Spanish patients with a clinical diagnosis of KS or KS-like to search for genomic imbalances using genome-wide array technologies. All putative rearrangements were confirmed by FISH, microsatellite markers and/or MLPA assays, which also determined whether the imbalance was de novo or inherited. Results: No duplication at 8p23.1-p22 was observed in our patients. We detected complex rearrangements involving 2q in two patients with Kabuki-like features: 1) a de novo inverted duplication of 11 Mb with a 4.5 Mb terminal deletion, and 2) a de novo 7.2 Mb-terminal deletion in a patient with an additional de novo 0.5 Mb interstitial deletion in 16p. Additional copy number variations (CNV), either inherited or reported in normal controls, were identified and interpreted as polymorphic variants. No specific CNV was significantly increased in the KS group. Conclusion: Our results further confirmed that genomic duplications of 8p23 region are not a common cause of KS and failed to detect other recurrent rearrangement causing this disorder. The detection of two patients with 2q37 deletions suggests that there is a phenotypic overlap between the two conditions, and screening this region in the Kabuki-like patients should be considered.

Identification and quantification techniques in mass spectrometry-based proteomics

Résumé La protéomique basée sur la spectrométrie de masse est l'étude du proteome l'ensemble des protéines exprimées au sein d'une cellule, d'un tissu ou d'un organisme - par cette technique. Les protéines sont coupées à l'aide d'enzymes en plus petits morceaux -les peptides -, et, séparées par différentes techniques. Les différentes fractions contenant quelques centaines de peptides sont ensuite analysées dans un spectromètre de masse. La masse des peptides est enregistrée et chaque peptide est séquentiellement fragmenté pour en obtenir sa séquence. L'information de masse et séquence est ensuite comparée à une base de données de protéines afin d'identifier la protéine d'origine. Dans une première partie, la thèse décrit le développement de méthodes d'identification. Elle montre l'importance de l'enrichissement de protéines comme moyen d'accès à des protéines de moyenne à faible abondance dans le lait humain. Elle utilise des injections répétées pour augmenter la couverture en protéines et la confiance dans l'identification. L'impacte de nouvelle version de base de données sur la liste des protéines identifiées est aussi démontré. De plus, elle utilise avec succès la spectrométrie de masse comme alternative aux anticorps, pour valider la présence de 34 constructions de protéines pathogéniques du staphylocoque doré exprimées dans une souche de lactocoque. Dans une deuxième partie, la thèse décrit le développement de méthodes de quantification. Elle expose de nouvelles approches de marquage des terminus des protéines aux isotopes stables et décrit la première méthode de marquage des groupements carboxyliques au niveau protéine à l'aide de réactifs composé de carbone 13. De plus, une nouvelle méthode, appelée ANIBAL, marquant tous les groupements amines et carboxyliques au niveau de la protéine, est exposée. Summary Mass spectrometry-based proteomics is the study of the proteome -the set of all expressed proteins in a cell, tissue or organism -using mass spectrometry. Proteins are cut into smaller pieces - peptides - using proteolytic enzymes and separated using different separation techniques. The different fractions containing several hundreds of peptides are than analyzed by mass spectrometry. The mass of the peptides entering the instrument are recorded and each peptide is sequentially fragmented to obtain its amino acid sequence. Each peptide sequence with its corresponding mass is then searched against a protein database to identify the protein to which it belongs. This thesis presents new method developments in this field. In a first part, the thesis describes development of identification methods. It shows the importance of protein enrichment methods to gain access to medium-to-low abundant proteins in a human milk sample. It uses repeated injection to increase protein coverage and confidence in identification and demonstrates the impact of new database releases on protein identification lists. In addition, it successfully uses mass spectrometry as an alternative to antibody-based assays to validate the presence of 34 different recombinant constructs of Staphylococcus aureus pathogenic proteins expressed in a Lactococcus lactis strain. In a second part, development of quantification methods is described. It shows new stable isotope labeling approaches based on N- and C-terminus labeling of proteins and describes the first method of labeling of carboxylic groups at the protein level using 13C stable isotopes. In addition, a new quantitative approach called ANIBAL is explained that labels all amino and carboxylic groups at the protein level.

Paper 4: EUROCAT statistical monitoring: identification and investigation of ten year trends of congenital anomalies in Europe.

BACKGROUND: As part of EUROCAT's surveillance of congenital anomalies in Europe, a statistical monitoring system has been developed to detect recent clusters or long-term (10 year) time trends. The purpose of this article is to describe the system for the identification and investigation of 10-year time trends, conceived as a "screening" tool ultimately leading to the identification of trends which may be due to changing teratogenic factors.METHODS: The EUROCAT database consists of all cases of congenital anomalies including livebirths, fetal deaths from 20 weeks gestational age, and terminations of pregnancy for fetal anomaly. Monitoring of 10-year trends is performed for each registry for each of 96 non-independent EUROCAT congenital anomaly subgroups, while Pan-Europe analysis combines data from all registries. The monitoring results are reviewed, prioritized according to a prioritization strategy, and communicated to registries for investigation. Twenty-one registries covering over 4 million births, from 1999 to 2008, were included in monitoring in 2010.CONCLUSIONS: Significant increasing trends were detected for abdominal wall anomalies, gastroschisis, hypospadias, Trisomy 18 and renal dysplasia in the Pan-Europe analysis while 68 increasing trends were identified in individual registries. A decreasing trend was detected in over one-third of anomaly subgroups in the Pan-Europe analysis, and 16.9% of individual registry tests. Registry preliminary investigations indicated that many trends are due to changes in data quality, ascertainment, screening, or diagnostic methods. Some trends are inevitably chance phenomena related to multiple testing, while others seem to represent real and continuing change needing further investigation and response by regional/national public health authorities.

Molecular evolution of the Drosophila olfactory system

The olfactory system is an attractive model to study the genetic mechanisms underlying evolution of the nervous system. This sensory system mediates the detection and behavioural responses to an enormous diversity of volatile chemicals in the environment and displays rapid evolution, as species acquire, modify and discard olfactory receptors and circuits to adapt to new olfactory stimuli. Drosophilids provide an attractive model to study these processes. The availability of 12 sequenced genomes of Drosophila species occupying diverse ecological niches provides a rich resource for genomic analyses. Moreover, one of these species, Drosophila melanogaster, is amenable to a powerful combination of genetic and electrophysiological analyses. D. melanogaster has two distinct families of olfactory receptors to detect odours, the well-characterised Odorant Receptors (ORs) and the recently identified lonotropic Receptors (IRs). In my thesis, I have provided new insights into the genetic mechanisms underlying olfactory system evolution through three distinct, but interrelated projects. First, I performed a comparative genomic analysis of the IR repertoire in 12 sequenced Drosophila species, which has revealed that the olfactory IRs are highly conserved across species. By contrast, a large fraction of IRs that are not expressed in the olfactory system - and which may be gustatory receptors - are much more variable in sequence and gene copy number. Second, to identify ligands for IR expressing olfactory sensory neurons, I have performed an electrophysiological screen in D. melanogaster using a panel of over 160 odours. I found that the IRs respond to a number of amines, aldehydes and acids, contrasting with the chemical specificity of the OR repertoire, which is mainly tuned to esters, alcohols and ketones. Finally, the identification of ligands for IRs in this species allowed me to investigate in detail the molecular and functional evolution of a tandem array of IRs, IR75a/IR75b/IR75c, in D. sechellia. This species is endemic to the Seychelles archipelago and highly specialised to breed on the fruits of Morinda citrifolia, which is repulsive and toxic for other Drosophila species. These studies led me to discover that receptor loss, changes in receptor specificity and changes in receptor expression have likely played an important role during the evolution of these IRs in D. sechellia. These changes may explain, in part, the unique chemical ecology of this species. - Le système olfactif est un excellent modèle pour étudier les mécanismes génétiques impliqués dans l'étude de l'évolution du système nerveux. Ce système sensoriel permet la détection de nombreux composés volatils présents dans l'environnement et est à la base des réponses comportementales. Il est propre à chaque espèce et évolue rapidement en modifiant ou en éliminant des récepteurs et leurs circuits olfactifs correspondants pour s'adapter à de nouvelles odeurs. Pour étudier le système olfactif et son évolution, nous avons décidé d'utiliser la drosophile comme modèle. Le séquençage complet de 12 souches de drosophiles habitant différentes niches écologiques permet une analyse génomique conséquente. De plus, l'une de ces espèces Drosophila melanogaster permet la combinaison d'analyses génétiques et électrophysiologiques. En effet, D. melanogaster possède 2 familles distinctes de récepteurs olfactifs qui permettent la détection d'odeurs: les récepteurs olfactifs (ORs) étant les mieux caractérisés et les récepteurs ionotropiques (IRs), plus récemment identifiés. Au cours de ma thèse, j'ai apporté des nouvelles connaissances qui m'ont permis de mieux comprendre les mécanismes génétiques à la base de l'évolution du système olfactif au travers de trois projets différents, mais interdépendants. Premièrement, j'ai réalisé une analyse génomique comparative de l'ensemble des IRs dans les 12 souches de drosophiles séquencées jusqu'à présent. Ceci a montré que les récepteurs olfactifs IRs sont hautement conservés parmi l'ensemble de ces espèces. Au contraire, une grande partie des IRs qui ne sont pas exprimés dans le système olfactif, et qui semblent être des récepteurs gustatifs, sont beaucoup plus variables dans leur séquence et dans le nombre de copie de gènes. Deuxièmement, pour identifier les ligands des récepteurs IRs exprimés par les neurones sensoriels olfactifs, j'ai réalisé une étude électrophysiologique chez D. melanogaster e η testant l'effet de plus de 160 composés chimiques sur les IRs. J'ai trouvé que les IRs répondent à un nombre d'amines, d'aldéhydes et d'acides, contrairement aux récepteurs olfactifs ORs qui eux répondent principalement aux esthers, alcools et cétones. Finalement, l'identification de ligands pour les IRs dans ces espèces m'a permis d'étudier en détail l'évolution fonctionnelle et moléculaire des IR75a/IR75b/IR75c dans D. sechellia. Cette espèce est endémique de l'archipel des Seychelles et se nourrit spécifiquement du fruit Morinda citrifolia qui est répulsif et toxique pour d'autres souches de drosophiles. Ces études m'ont poussé à découvrir que, la perte de IR75a, le changement dans la spécificité de IR75b ainsi que le changement dans l'expression de IR75c ont probablement joué un rôle important dans l'évolution des IRs chez D. sechellia. Ces changements peuvent expliquer, en partie, l'écologie chimique propre à cette espèce. Résumé français large public Le système olfactif permet aux animaux de détecter des milliers de molécules odorantes, les aidant ainsi à trouver de la nourriture, à distinguer si elle est fraîche ou avariée, à trouver des partenaires sexuels, ainsi qu'à éviter les prédateurs. Selon l'environnement et le mode de vie des espèces, le système olfactif doit détecter des odeurs très diverses ; en effet, un moustique qui recherche du sang humain pour se nourrir doit détecter des odeurs bien différentes d'une abeille qui recherche des fleurs. Dans ma thèse, j'ai essayé de comprendre comment les systèmes olfactifs d'une espèce évoluent pour s'adapter aux exigences induites par son environnement. Un très bon modèle pour étudier cela est la drosophile dont les différentes espèces se nichent dans des habitats très divers. Pour ce faire, j'ai étudié les récepteurs olfactifs de différentes espèces de la drosophile. Ces récepteurs sont des protéines qui se lient à des odeurs spécifiques. Lorsqu'ils se lient, ils activent un neurone qui envoie un signal électrique au cerveau. Ce signal est ensuite traité par ce dernier qui indique à la mouche si l'odeur est attractive ou répulsive. J'ai identifié les récepteurs olfactifs de plusieurs espèces de drosophile et étudié s'il y avait des différences entre elles. La plupart des récepteurs sont similaires entre les espèces, cependant dans l'une d'entre elles, certains récepteurs sont différents. Ce fait est particulièrement intéressant car cette espèce de drosophile se nourrit de fruits que les autres espèces n'apprécient pas. Comme nous ne savons pas quels récepteurs se lient à quelles odeurs, j'ai testé un grand nombre de composants odorants. Ceci m'a permis de constater que, effectivement, certains changements produits dans ces récepteurs expliquent pourquoi cette espèce aime particulièrement ces fruits. En outre, mes résultats contribuent à mieux comprendre les changements génétiques qui sont impliqués dans l'évolution du système olfactif.

How to screen for problematic cannabis use in population surveys: an evaluation of the Cannabis Use Disorders Identification Test (CUDIT) in a Swiss sample of adolescents and young adults.

BACKGROUND/AIMS: Cannabis use is a growing challenge for public health, calling for adequate instruments to identify problematic consumption patterns. The Cannabis Use Disorders Identification Test (CUDIT) is a 10-item questionnaire used for screening cannabis abuse and dependency. The present study evaluated that screening instrument. METHODS: In a representative population sample of 5,025 Swiss adolescents and young adults, 593 current cannabis users replied to the CUDIT. Internal consistency was examined by means of Cronbach's alpha and confirmatory factor analysis. In addition, the CUDIT was compared to accepted concepts of problematic cannabis use (e.g. using cannabis and driving). ROC analyses were used to test the CUDIT's discriminative ability and to determine an appropriate cut-off. RESULTS: Two items ('injuries' and 'hours being stoned') had loadings below 0.5 on the unidimensional construct and correlated lower than 0.4 with the total CUDIT score. All concepts of problematic cannabis use were related to CUDIT scores. An ideal cut-off between six and eight points was found. CONCLUSIONS: Although the CUDIT seems to be a promising instrument to identify problematic cannabis use, there is a need to revise some of its items.

Identification and removal of low-complexity sites in allele-specific analysis of ChIP-seq data.

MOTIVATION: High-throughput sequencing technologies enable the genome-wide analysis of the impact of genetic variation on molecular phenotypes at unprecedented resolution. However, although powerful, these technologies can also introduce unexpected artifacts. Results: We investigated the impact of library amplification bias on the identification of allele-specific (AS) molecular events from high-throughput sequencing data derived from chromatin immunoprecipitation assays (ChIP-seq). Putative AS DNA binding activity for RNA polymerase II was determined using ChIP-seq data derived from lymphoblastoid cell lines of two parent-daughter trios. We found that, at high-sequencing depth, many significant AS binding sites suffered from an amplification bias, as evidenced by a larger number of clonal reads representing one of the two alleles. To alleviate this bias, we devised an amplification bias detection strategy, which filters out sites with low read complexity and sites featuring a significant excess of clonal reads. This method will be useful for AS analyses involving ChIP-seq and other functional sequencing assays.

Simultaneous identification of multiple mammalian species from mixed forensic samples based on mtDNA control region length polymorphism

Molecular species identification in mixed or contaminated biological material has always been problematic. We developed a simple and accurate method for mammal DNA identification in mixtures, based on interspecific mitochondrial DNA control region length polymorphism. Contrary to other published methods dealing with species mixtures, our protocol requires a single universal primer pair and amplification step, and is not based on a pre-defined panel of species. This protocol has been routinely employed by our laboratory for species identification in dozens of human and animal forensic caseworks. Six representative forensic caseworks involving the specific identification of mixed animal samples are reported in this paper, in order to demonstrate the applicability and usefulness of the method.

B2B Integration in Global Supply Chains: An Identification of Technical Integration Scenarios

The competitiveness of businesses is increasingly dependent on their electronic networks with customers, suppliers, and partners. While the strategic and operational impact of external integration and IOS adoption has been extensively studied, much less attention has been paid to the organizational and technical design of electronic relationships. The objective of our longitudinal research project is the development of a framework for understanding and explaining B2B integration. Drawing on existing literature and empirical cases we present a reference model (a classification scheme for B2B Integration). The reference model comprises technical, organizational, and institutional levels to reflect the multiple facets of B2B integration. In this paper we onvestigate the current state of electronic collaboration in global supply chains focussing on the technical view. Using an indepth case analysis we identify five integration scenarios. In the subsequent confirmatory phase of the research we analyse 112 real-world company cases to validate these five integration scenarios. Our research advances and deepens existing studies by developing a B2B reference model, which reflects the current state of practice and is independent of specific implementation technologies. In the next stage of the research the emerging reference model will be extended to create an assessment model for analysing the maturity level of a given company in a specific supply chain.