Evidence for Alteration of EZH2, BMI1, and KDM6A and Epigenetic Reprogramming in Human Papillomavirus Type 16 E6/E7-Expressing Keratinocytes

A number of epigenetic alterations occur in both the virus and host cellular genomes during human papillomavirus (HPV)-associated carcinogenesis, and investigations of such alterations, including changes in chromatin proteins and histone modifications, have the potential to lead to therapeutic epigenetic reversion. We report here that transformed HPV16 E6/E7-expressing primary human foreskin keratinocytes (HFKs) (E6/E7 cells) demonstrate increased expression of the PRC2 methyltransferase EZH2 at both the mRNA and protein levels but do not exhibit the expected increase in trimethylated H3K27 (H3K27me3) compared to normal keratinocytes. In contrast, these cells show a reduction in global H3K27me3 levels in vitro, as well as upregulation of the KDM6A demethylase. We further show for the first time that transformation with the HPV16 E6 and E7 oncogenes also results in an increase in phosphorylated EZH2 serine 21 (P-EZH2-Ser21), mediated by active Akt, and in a downregulation of the PRC1 protein BMI1 in these cells. High-grade squamous cervical intraepithelial lesions also showed a loss of H3K27me3 in the presence of increased expression of EZH2. Correlating with the loss of H3K27me3, E6/E7 cells exhibited derepression of specific EZH2-, KMD6A-, and BMI1-targeted HOX genes. These results suggest that the observed reduction in H3K27me3 may be due to a combination of reduced activities/levels of specific polycomb proteins and increases in demethylases. The dysregulation of multiple chromatin proteins resulting in the loss of global H3K27me3 and the transcriptional reprogramming in HPV16 E6/E7-infected cells could provide an epigenetic signature associated with risk and/or progression of HPV16-associated cancers, as well as the potential for epigenetic reversion in the future.

HOXA/PBX3 knockdown impairs growth and sensitizes cytogenetically normal acute myeloid leukemia cells to chemotherapy

The cytogenetically normal subtype of acute myeloid leukemia (CN-AML) is associated with Intermediate risk which complicates therapeutic options. Lower overall HOX/TALE expression appears to correlate with more favorable prognosis/better response to treatment in some leukemias and solid cancer. The functional significance of the associated gene expression and response to chemotherapy is not known. Three independent microarray datasets obtained from large patient cohorts along with quantitative PCR validation was used to identify a four gene HOXA/TALE signature capable of prognostic stratification. Biochemical analysis was used to identify interactions between the four encoded proteins and targeted knockdown used to examine the functional importance of sustained expression of the signature in leukemia maintenance and response to chemotherapy. An eleven HOXA/TALE code identified in an Intermediate risk (n=315) compared to a Favourable group of patients (n=105) was reduced to a four gene signature of HOXA6, HOXA9, PBX3 and MEIS1 by iterative analysis of independent platforms. This signature maintained the Favorable/Intermediate risk partition and where applicable, correlated with overall survival in CN-AML. We further show that cell growth and function is dependent on maintained levels of these core genes and that direct targeting of HOXA/PBX3 sensitizes CN-AML cells to standard chemotherapy. Together the data support a key role for HOXA/TALE in CN-AML and demonstrate that targeting of clinically significant HOXA/PBX3 elements may provide therapeutic benefit to these patients.

RNAi screen identifies Jarid1b as a major regulator of mouse HSC activity

Histone methylation is a dynamic and reversible process proposed to directly impact on stem cell fate. The Jumonji (JmjC) domain-containing family of demethylases comprises 27 members which can demethylate mono-, di- and tri-methylated lysine residues of histone (or non-histone) targets. To evaluate their role in regulation of hematopoietic stem cell (HSC) behaviour we performed a RNAi-based screen and found that demethylases JARID1B (H3K4) and JHDM1F (H3K9) play opposing roles in regulation of HSC activity. Decrease in Jarid1b levels correlated with an in vitro expansion of HSC with preserved long term in vivo lympho-myeloid differentiation potential. Jarid1b knockdown was associated with an increase in expression levels of 5’ Hoxa cluster genes and CxCl5 , and reduced levels of Pu.1, Egr1 and Cav1. shRNA against Jhdmlf, in contrast, impaired hematopoietic reconstitution of bone marrow cells. Together, our studies identified Jarid1b as a negative, and Jhdmlf as a positive regulator of HSC activity.

POU2F1 activity regulates HOXD10 and HOXD11 promoting a proliferative and invasive phenotype in head and neck cancer

HOX genes are master regulators of organ morphogenesis and cell differentiation during embryonic development, and continue to be expressed throughout post-natal life. To test the hypothesis that HOX genes are dysregulated in head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) we defined their expression profile, and investigated the function, transcriptional regulation and clinical relevance of a subset of highly expressed HOXD genes. Two HOXD genes, D10 and D11, showed strikingly high levels in HNSCC cell lines, patient tumor samples and publicly available datasets. Knockdown of HOXD10 in HNSCC cells caused decreased proliferation and invasion, whereas knockdown of HOXD11 reduced only invasion. POU2F1 consensus sequences were identified in the 5' DNA of HOXD10 and D11. Knockdown of POU2F1 significantly reduced expression of HOXD10 and D11 and inhibited HNSCC proliferation. Luciferase reporter constructs of the HOXD10 and D11 promoters confirmed that POU2F1 consensus binding sites are required for optimal promoter activity. Utilizing patient tumor samples a significant association was found between immunohistochemical staining of HOXD10 and both the overall and the disease-specific survival, adding further support that HOXD10 is dysregulated in head and neck cancer. Additional studies are now warranted to fully evaluate HOXD10 as a prognostic tool in head and neck cancers.

c-Met inhibition in a HOXA9/Meis1 model of CN-AML

BACKGROUND: Hematopoiesis is a paradigm for developmental processes, hierarchically organized, with stem cells at its origin. Hematopoietic stem cells (HSCs) replenish progenitor and precursor cells of multiple lineages, which normally differentiate into short-lived mature circulating cells. Hematopoiesis has provided insight into the molecular basis of tissue homeostasis and malignancy. Malignant hematopoiesis, in particular acute myeloid leukemia (AML), results from impaired development or differentiation of HSCs and progenitors. Co-overexpression of HOX and TALE genes, particularly the HOXA cluster and MEIS1, is associated with AML. Clinically relevant models of AML are required to advance drug development for an aging patient cohort.

RESULTS: Molecular analysis identified altered gene, microRNA, and protein expression in HOXA9/Meis1 leukemic bone marrow compared to normal controls. A candidate drug screen identified the c-Met inhibitor SU11274 for further analysis. Altered cell cycle status, apoptosis, differentiation, and impaired colony formation were shown for SU11274 in AML cell lines and primary leukemic bone marrow.

CONCLUSIONS: The clonal HOXA9/Meis1 AML model is amenable to drug screening analysis. The data presented indicate that human AML cells respond in a similar manner to the HOXA9/Meis1 cells, indicating pre-clinical relevance of the mouse model.

Role of the homeodomain transcription factor Hoxa13 in embryonic development and formation of extra-embryonic structures

La famille des gènes Hox code pour des facteurs de transcription connus pour leur contribution essentielle à l’élaboration de l’architecture du corps et ce, au sein de tout le règne animal. Au cours de l’évolution chez les vertébrés, les gènes Hox ont été redéfinis pour générer toute une variété de nouveaux tissus/organes. Souvent, cette diversification s’est effectuée via des changements quant au contrôle transcriptionnel des gènes Hox. Chez les mammifères, la fonction de Hoxa13 n’est pas restreinte qu’à l’embryon même, mais s’avère également essentielle pour le développement de la vascularisation fœtale au sein du labyrinthe placentaire, suggérant ainsi que sa fonction au sein de cette structure aurait accompagné l’émergence des espèces placentaires. Au chapitre 2, nous mettons en lumière le recrutement de deux autres gènes Hoxa, soient Hoxa10 et Hoxa11, au compartiment extra-embryonnaire. Nous démontrons que l’expression de Hoxa10, Hoxa11 et Hoxa13 est requise au sein de l’allantoïde, précurseur du cordon ombilical et du système vasculaire fœtal au sein du labyrinthe placentaire. De façon intéressante, nous avons découvert que l’expression des gènes Hoxa10-13 dans l’allantoïde n’est pas restreinte qu’aux mammifères placentaires, mais est également présente chez un vertébré non-placentaire, indiquant que le recrutement des ces gènes dans l’allantoïde précède fort probablement l’émergence des espèces placentaires. Nous avons généré des réarrangements génétiques et utilisé des essais transgéniques pour étudier les mécanismes régulant l’expression des gènes Hoxa dans l’allantoïde. Nous avons identifié un fragment intergénique de 50 kb capable d’induire l’expression d’un gène rapporteur dans l’allantoïde. Cependant, nous avons trouvé que le mécanisme de régulation contrôlant l’expression du gène Hoxa au sein du compartiment extra-embryonnaire est fort complexe et repose sur plus qu’un seul élément cis-régulateur. Au chapitre 3, nous avons utilisé la cartographie génétique du destin cellulaire pour évaluer la contribution globale des cellules exprimant Hoxa13 aux différentes structures embryonnaires. Plus particulièrement, nous avons examiné plus en détail l’analyse de la cartographie du destin cellulaire de Hoxa13 dans les pattes antérieures en développement. Nous avons pu déterminer que, dans le squelette du membre, tous les éléments squelettiques de l’autopode (main), à l’exception de quelques cellules dans les éléments carpiens les plus proximaux, proviennent des cellules exprimant Hoxa13. En contraste, nous avons découvert que, au sein du compartiment musculaire, les cellules exprimant Hoxa13 et leurs descendantes (Hoxa13lin+) s’étendent à des domaines plus proximaux du membre, où ils contribuent à générer la plupart des masses musculaires de l’avant-bras et, en partie, du triceps. De façon intéressante, nous avons découvert que les cellules exprimant Hoxa13 et leurs descendantes ne sont pas distribuées uniformément parmi les différents muscles. Au sein d’une même masse musculaire, les fibres avec une contribution Hoxa13lin+ différente peuvent être identifiées et les fibres avec une contribution semblable sont souvent regroupées ensemble. Ce résultat évoque la possibilité que Hoxa13 soit impliqué dans la mise en place de caractéristiques spécifiques des groupes musculaires, ou la mise en place de connections nerf-muscle. Prises dans leur ensemble, les données ici présentées permettent de mieux comprendre le rôle de Hoxa13 au sein des compartiments embryonnaires et extra-embryonnaires. Par ailleurs, nos résultats seront d’une importance primordiale pour soutenir les futures études visant à expliquer les mécanismes transcriptionnels soutenant la régulation des gènes Hoxa dans les tissus extra-embryonnaires.

Identification de facteurs nucléaires modifiant l'activité des cellules souches hématopoïétiques

Les cellules souches hématopoïétiques (CSH) sont rares, mais indispensables pour soutenir la production des cellules matures du sang, un tissu en constant renouvellement. Deux caractéristiques principales les définissent; la propriété d’auto-renouvellement (AR), ou la capacité de préserver leur identité cellulaire suivant une division, et la multipotence, ce potentiel de différentiation leur permettant de générer toutes les lignée hématopoïétiques. De par leurs attributs, les CSH sont utilisée en thérapie cellulaire dans le domaine de la transplantation. Une organisation tissulaire hiérarchique est aussi préservée dans la leucémie, ou cancer du sang, une masse tumorale hétérogène devant être maintenue par une fraction de cellules au potentiel prolifératif illimité, les cellules souches leucémiques (CSL). Les travaux présentés dans ce manuscrit visent à explorer les bases moléculaires de l’AR, encore mal définies. Certains membres de la famille des facteurs de transcription à homéodomaine HOX sont impliqués dans la régulation de l’hématopoïèse normale, et leur dérégulation peut contribuer à la transformation leucémique. En particulier, la surexpression du gène Hoxb4 dans les CSH influence leur destin cellulaire, favorisant des divisions d’auto-renouvellement et leur expansion en culture et in vivo. En général, les CSH s’épuisent rapidement lorsque maintenue hors de leur niche ex vivo. Différents facteurs interagissent avec les HOX et modulent leur liaison à l’ADN, dont la famille des protéines TALE (Three Amino acid Loop Extension), comme MEIS1 et PBX1. En utilisant une stratégie de surexpression combinée de Hoxb4 et d’un anti-sens de Pbx1 dans les CSH, générant ainsi des cellules Hoxb4hiPbx1lo, il est possible de majorer encore d’avantage leur potentiel d’AR et leur expansion in vitro. Les CSH Hoxb4hiPbx1lo demeurent fonctionnellement intactes malgré une modulation extrême de leur destin cellulaire en culture. Les niveaux d’expressions de facteurs nucléaires, seules ou en combinaison, peuvent donc s’avérer des déterminants majeurs du destin des CSH. Afin d’identifier d’autres facteurs nucléaires potentiellement impliqués dans le processus d’AR des CSH, une stratégie permettant d’évaluer simultanément plusieurs gènes candidats a été élaborée. Les progrès réalisés en termes de purification des CSH et de leur culture en micro-puits ont facilité la mise au point d’un crible en RNAi (interférence de l’ARN), mesurant l’impact fonctionnel d’une diminution des niveaux de transcrits d’un gène cible sur l’activité des CSH. Les candidats sélectionnés pour cette étude font partie du grand groupe des modificateurs de la chromatine, plus précisément la famille des histones déméthylases (HDM) contenant un domaine catalytique Jumonji. Ce choix repose sur la fonction régulatrice de plusieurs membres de complexes méthyl-transférases sur l’AR des CSH, dont l’histone méthyl-transférases MLL (Mixed Lineage Leukemia). Cette stratégie a aussi été utilisée dans le laboratoire pour étudier le rôle de facteurs d’asymétrie sur le destin des CSH, en collaboration. Ces études ont permis d’identifier à la fois des régulateurs positifs et négatifs de l’activité des CSH. Entre autre, une diminution de l’expression du gène codant pour JARID1B, une HDM de la lysine 4 de l’histone H3 (H3K4), augmente l’activité des CSH et s’accompagne d’une activation des gènes Hox. En conclusion, divers déterminants nucléaires, dont les facteurs de transcription et les modificateurs de la chromatine peuvent influencer le destin des CSH. Les mécanismes sous-jacents et l’identification d’autres modulateurs de l’AR demeurent des voies à explorer, pouvant contribuer éventuellement aux stratégies d’expansion des CSH ex vivo, et l’identification de cibles thérapeutiques contre les CSL. Mots-clés : cellules souches hématopoïétiques, Hoxb4, Pbx1, auto-renouvellement, histone déméthylases, RNAi

Effet de la surexpression du gène Hoxb4 sur la prolifération homéostatique des cellules T mémoires

Les cellules T mémoires (Tm) protègent l’organisme contre les réinfections de pathogènes qu’il a déjà combattu. Les Tm possèdent plusieurs propriétés en commun avec les cellules souches hématopoïétiques (CSH), notamment la capacité de se différencier, de s’auto-renouveler et de maintenir une population relativement constante au sein de l’organisme via des mécanismes homéostatiques. Il a été démontré que Hoxb4, un membre de la famille des facteurs de transcription Hox, était capable d’induire l’expansion des CSH in vivo et in vitro de façon rapide. Au vu de ces parallèles, nous avons posé l’hypothèse que la surexpression de Hoxb4 pourrait induire l’expansion de populations de Tm. Nous avons analysé les populations de Tm et lymphocytes T naïfs (Tn) dans les organes lymphoïdes de souris transgéniques surexprimant Hoxb4 et les avons comparées à des souris de type sauvage (wt). Alors que la fréquence des cellules T matures Hoxb4 diminuait avec l’âge, leur phénotype ainsi que leur viabilité demeuraient inchangés. Ensuite, nous avons procédé à des transplantations en compétition de Tm (CD4+CD44hi) Hoxb4 et wt chez des hôtes dépourvus de lymphocytes T (CD3-/-) dans le but d’évaluer leur contribution à la reconstitution du compartiment T après 2 mois. Au final, les Tm wt avait contribué un peu plus que les Tm Hoxb4 à la reconstitution (~60%). Des analyses fonctionnelles et phénotypiques ont montré que les Tm Hoxb4 possédaient une fonctionnalité normale, mais se distinguaient des Tm wt par la présence d’une faible population qui présentait un phénotype « mémoire central » (Tcm), conférant habituellement une longévité accrue. Les cellules des ganglions lymphatiques totaux des hôtes furent transplantées de façon sérielle chez trois générations de nouveaux hôtes. Le phénotype Tcm observés chez les Tm Hoxb4 était récapitulé chez les hôtes secondaires uniquement. Les ratios sont demeurés en faveur des Tm wt lors des deux transplantations suivantes, mais les Tm Hoxb4 ont commencé à montrer un avantage compétitif chez certains hôtes quaternaires. Une transplantation en compétition à court terme de Tm Hoxb4 et wt marqués avec un marqueur cytoplasmique ont démontré la présence chez les Tm Hoxb4 seulement d’une faible population CD62Lhi proliférant lentement. Ainsi, l’expansion préférentielle de Tcm CD4 par le biais d’une sélection ou d’une différenciation induite par la surexpression de Hoxb4 pourrait potentiellement leur permettre de maintenir un état de quiescence leur permettant de persister plus longtemps suite à des transplantations sérielles.

La collaboration entre l'oncogène E2A-PBX1 et Hoxa9 lors de l'induction de B-ALL implique l'activation de Flt3

La protéine de fusion E2A-PBX1 induit une leucémie lymphoblastique aigüe des cellules B pédiatrique chez l’humain. E2A-PBX1 possède de puissantes propriétés de trans-activation et peut se lier à l’ADN ainsi qu’aux protéines homéotiques (HOX) via des domaines conservés dans sa portion PBX1, ce qui suggère qu’une dérégulation des gènes cibles de HOX/PBX1 contribue à la leucémogénèse. Précédemment, Bijl et al. (2008) ont démontré que certains gènes Hox collaborent de manière oncogénique avec E2A-PBX1, et que ces interactions sont cellules-spécifiques et varient en fonction du gène Hox impliqué. Une mutagénèse d’insertion provirale suggère et supporte la collaboration des gènes Hoxa et E2A-PBX1 lors de la leucémogénèse des cellules B. La présence de ces interactions dans les cellules B et leur implication dans l’induction des B-ALL est pertinente pour la compréhension de la maladie humaine, et reste encore mal comprise. Notre étude démontre qu’Hoxa9 confère un avantage prolifératif aux cellules B E2A-PBX1. Des expériences de transplantation à l’aide de cellules B E2A-PBX1/Hoxa9 positives isolées de chimères de moelle osseuse démontrent qu’Hoxa9 collabore avec E2A-PBX1 en contribuant à la transformation oncogénique des cellules, et qu’Hoxa9 seul n’induit aucune transformation. Une analyse par Q-RT-PCR nous a permis de démontrer une forte inhibition de gènes spécifiques aux cellules B dans les leucémies co-exprimant Hoxa9 et E2A-PBX1, en plus d’une activation de Flt3, suggérant une inhibition de la différenciation des cellules B accompagnée d’une augmentation de la prolifération. De plus, la surexpression de Hoxa9 dans des cellules leucémiques de souris transgéniques E2A-PBX1, confère aussi un avantage prolifératif aux cellules in vitro, qui semblent être influencé par une augmentation de l’expression de Flt3 et Pdgfδ. En conclusion, nous démontrons pour la première fois à l’aide d’un modèle murin qu’Hoxa9 collabore avec E2A-PBX1 lors de la transformation oncogénique des cellules B et que la signalisation via Flt3 est impliquée, ce qui est potentiellement pertinent pour la maladie humaine.

Caractérisation du rôle et des mécanismes d’action des gènes Hoxa dans l’hématopoïèse adulte

Chez les humains, un large pourcentage de leucémies myéloïdes et lymphoïdes exprime des gènes Homéobox (Hox) de façon aberrante, principalement ceux du groupe des gènes Hoxa. Cette dérégulation de l’expression des gènes Hox peut provenir directement des translocations impliquant des gènes Hox ou indirectement par d’autres protéines ayant un potentiel oncogénique. De plus, plusieurs études indiquent que les gènes Hox jouent un rôle essentiel dans l'initiation de diverses leucémies. Comprendre le fonctionnement des gènes Hox dans l'hématopoïèse normale est donc une condition préalable pour élucider leurs fonctions dans les leucémies, ce qui pourrait éventuellement conduire à l’élaboration de nouveaux traitements contre cette maladie. Plusieurs études ont tenté d’élucider les rôles exacts des gènes Hox dans l'hématopoïèse via l’utilisation de souris mutantes pour un seul gène Hox. Or, en raison du phénomène de redondance fonctionnelle chez cette famille de gènes, ces études ont été peu concluantes. Il a été précédemment démontré que dans une population de cellules enrichies en cellules souches hématopoïétiques (CSH), les gènes du cluster Hoxa sont plus exprimés que les gènes Hox des autres clusters. Aussi, il a été établi que les gènes du cluster Hoxb sont non essentiels à l’hématopoïèse définitive puisque les CSH mutantes pour les gènes Hoxb1-9 conservent leur potentiel de reconstitution à long terme. En nous basant sur ces données, nous avons émis l'hypothèse suivante : les gènes Hoxa sont essentiels pour l'hématopoïèse normale adulte. Pour tester notre hypothèse, nous avons choisi d’utiliser un modèle de souris comportant une délétion pour l’ensemble des gènes Hoxa. Dans le cadre de cette recherche, nous avons démontré que les CSH, les progéniteurs primitifs et les progéniteurs des cellules B sont particulièrement sensibles au niveau d'expression des gènes Hoxa. Plus particulièrement, une baisse de la survie et une différenciation prématurée semblent être à l’origine de la perte des CSH Hoxa-/- dans la moelle osseuse. L’analyse du profil transcriptionnel des CSH par séquençage de l'ARN a révélé que les gènes Hoxa sont capables de réguler un vaste réseau de gènes impliqués dans divers processus biologiques. En effet, les gènes Hoxa régulent l’expression de plusieurs gènes codant pour des récepteurs de cytokine. De plus, les gènes Hoxa influencent l’expression de gènes jouant une fonction dans l’architecture de la niche hématopoïétique. L’expression de plusieurs molécules d’adhésion est aussi modulée par les gènes Hoxa, ce qui peut affecter la relation des CSH avec la niche hématopoïétique. L’ensemble de ces résultats démontre que les gènes Hoxa sont d'importants régulateurs de l'hématopoïèse adulte puisqu’ils sont nécessaires au maintien des CSH et des progéniteurs grâce à leurs effets sur plusieurs processus biologiques comme l'apoptose, le cycle cellulaire et les interactions avec la niche.

Étude des mécanismes moléculaires impliquant l'homéoprotéine MEIS1 dans le développement de leucémies myéloïdes aigües

Les leucémies myéloïdes aigües résultent d’un dérèglement du processus de l’hématopoïèse et regroupent des maladies hétérogènes qui présentent des profils cliniques et génétiques variés. La compréhension des processus cellulaires responsables de l’initiation et du maintien de ces cancers permettrait de développer des outils thérapeutiques efficaces et ciblés. Au cours des dernières années, une quantité croissante d’anomalies génétiques reliées au développement de leucémies ont été corrélées à une expression anormale des gènes HOX et de leurs cofacteurs MEIS et PBX. Des modèles expérimentaux murins ont confirmé le rôle direct joué par ces protéines dans le développement de leucémies. En effet, la protéine MEIS1 collabore avec HOXA9 dans la leucémogenèse et requiert pour ce faire trois domaines distincts. Deux de ces domaines sont conservés chez PREP1, un membre de la même classe d’homéoprotéine que MEIS1. En utilisant une approche de gain-de-fonction, j’ai confirmé l’importance du rôle joué par le domaine C-terminal de MEIS1 dans l’accélération des leucémies induites par HOXA9. J’ai également montré que l’activité de ce domaine était corrélée avec une signature transcriptionnelle associée à la prolifération cellulaire. J’ai ensuite réalisé un criblage à haut débit afin d’identifier des antagonistes de l’interaction MEIS-PBX, également essentielle à l’accélération des leucémies HOX. À cette fin, j’ai développé un essai de transfert d’énergie de résonance de bioluminescence (BRET) permettant de détecter la dimérisation MEIS-PBX dans les cellules vivantes. Plus de 115 000 composés chimiques ont été testés et suite à une confirmation par un essai orthogonal, une vingtaine de molécules ont été identifiées comme inhibiteurs potentiels. Ces composés pourront être rapidement testés sur la prolifération de cellules leucémiques primaires dans un contexte d’étude préclinique. Finalement, deux approches protéomiques complémentaires ont permis d’identifier des partenaires potentiels de MEIS1 et PREP1. La catégorisation fonctionnelle de ces candidats suggère un nouveau rôle pour ces homéoprotéines dans l’épissage de l’ARN et dans la reconnaissance de l’ADN méthylé.

Multilevel multitrait-multimethod model: application to the measurement of egocentered social networks

Our goal in this paper is to assess reliability and validity of egocentered network data using multilevel analysis (Muthen, 1989, Hox, 1993) under the multitrait-multimethod approach. The confirmatory factor analysis model for multitrait-multimethod data (Werts & Linn, 1970; Andrews, 1984) is used for our analyses. In this study we reanalyse a part of data of another study (Kogovšek et al., 2002) done on a representative sample of the inhabitants of Ljubljana. The traits used in our article are the name interpreters. We consider egocentered network data as hierarchical; therefore a multilevel analysis is required. We use Muthen's partial maximum likelihood approach, called pseudobalanced solution (Muthen, 1989, 1990, 1994) which produces estimations close to maximum likelihood for large ego sample sizes (Hox & Mass, 2001). Several analyses will be done in order to compare this multilevel analysis to classic methods of analysis such as the ones made in Kogovšek et al. (2002), who analysed the data only at group (ego) level considering averages of all alters within the ego. We show that some of the results obtained by classic methods are biased and that multilevel analysis provides more detailed information that much enriches the interpretation of reliability and validity of hierarchical data. Within and between-ego reliabilities and validities and other related quality measures are defined, computed and interpreted

Amphioxus molecular biology: insights into vertebrate evolution and developmental mechanisms

The cephalochordate amphioxus is the best available proxy for the last common invertebrate ancestor of the vertebrates. During the last decade, the developmental genetics of amphioxus have been extensively examined for insights into the evolutionary origin and early evolution of the vertebrates. Comparisons between expression domains of homologous genes in amphioxus and vertebrates have strengthened proposed homologies between specific body parts. Molecular genetic studies have also highlighted parallels in the developmental mechanisms of amphioxus and vertebrates. In both groups, a similar nested pattern of Hox gene expression is involved in rostrocaudal patterning of the neural tube, and homologous genes also appear to be involved in dorsoventral neural patterning. Studies of amphioxus molecular biology have also hinted that the protochordate ancestor of the vertebrates included cell populations that modified their developmental genetic pathways during early vertebrate evolution to yield definitive neural crest and neurogenic placodes. We also discuss how the application of expressed sequence tag and gene-mapping approaches to amphioxus have combined with developmental studies to advance our understanding of chordate genome evolution. We conclude by considering the potential offered by the sequencing of the amphioxus genome, which was completed in late 2004.

Chromosomal mapping of ANTP class homeobox genes in amphioxus: piecing together ancestral genomes

Homeobox genes encode DNA-binding proteins, many of which are implicated in the control of embryonic development. Evolutionarily, most homeobox genes fall into two related clades: the ANTP and the PRD classes. Some genes in ANTP class, notably Hox, ParaHox, and NK genes, have an intriguing arrangement into physical clusters. To investigate the evolutionary history of these gene clusters, we examined homeobox gene chromosomal locations in the cephalochordate amphioxus, Branchiostoma floridae. We deduce that 22 amphioxus ANTP class homeobox genes localize in just three chromosomes. One contains the Hox cluster plus AmphiEn, AmphiMnx, and AmphiDll. The ParaHox cluster resides in another chromosome, whereas a third chromosome contains the NK type homeobox genes, including AmphiMsx and ArnphiTlx. By comparative analysis we infer that clustering of ANTP class homeobox genes evolved just once, during a series of extensive cis-duplication events of genes early in animal evolution. A trans-duplication event occurred later to yield the Hox and ParaHox gene clusters on different chromosomes. The results obtained have implications for understanding the origin of homeobox gene clustering, the diversification of the ANTP class of homeobox genes, and the evolution of animal genomes.

Dispersal of NK homeobox gene clusters in amphioxus and humans

The Drosophila melanogaster genome has six physically clustered NK-related homeobox genes in just 180 kb. Here we show that the NK homeobox gene cluster was an ancient feature of bilaterian animal genomes, but has been secondarily split in chordate ancestry. The NK homeobox gene clusters of amphioxus and vertebrates are each split and dispersed at two equivalent intergenic positions. From the ancestral NK gene cluster, only the Tlx-Lbx and NK3-NK4 linkages have been retained in chordates. This evolutionary pattern is in marked contrast to the Hox and ParaHox gene clusters, which are compact in amphioxus and vertebrates, but have been disrupted in Drosophila.