Freeze-Dried Strawberries Lower Serum Cholesterol and Lipid Peroxidation in Adults with Abdominal Adiposity and Elevated Serum Lipids

Dietary flavonoid intake, especially berry flavonoids, has been associated with reduced risks of cardiovascular disease (CVD) in large prospective cohorts. Few clinical studies have examined the effects of dietary berries on CVD risk factors. We examined the hypothesis that freeze-dried strawberries (FDS) improve lipid and lipoprotein profiles and lower biomarkers of inflammation and lipid oxidation in adults with abdominal adiposity and elevated serum lipids. In a randomized dose-response controlled trial, 60 volunteers [5 men and 55 women; aged 49 ± 10 y; BMI: 36 ± 5 kg/m2 (means ± SDs)] were assigned to consume 1 of the following 4 beverages for 12 wk: 1) low-dose FDS (LD-FDS; 25 g/d); 2) low-dose control (LD-C); 3) high-dose FDS (HD-FDS; 50 g/d); and 4) high-dose control (HD-C). Control beverages were matched for calories and total fiber. Blood draws, anthropometrics, blood pressure, and dietary data were collected at screening (0 wk) and after 12-wk intervention. Dose-response analyses revealed significantly greater decreases in serum total and LDL cholesterol and nuclear magnetic resonance (NMR)–derived small LDL particle concentration in HD-FDS [33 ± 6 mg/dL, 28 ± 7 mg/dL, and 301 ± 78 nmol/L, respectively (means ± SEMs)] vs. LD-FDS (−3 ± 11 mg/dL, −3 ± 9 mg/dL, and −28 ± 124 nmol/L, respectively) over 12 wk (0–12 wk; all P < 0.05). Compared with controls, only the decreases in total and LDL cholesterol in HD-FDS remained significant vs. HD-C (0.7 ± 12 and 1.4 ± 9 mg/dL, respectively) over 12 wk (0–12 wk; all P < 0.05). Both doses of strawberries showed a similar decrease in serum malondialdehyde at 12 wk (LD-FDS: 1.3 ± 0.2 μmol/L; HD-FDS: 1.2 ± 0.1 μmol/L) vs. controls (LD-C: 2.1 ± 0.2 μmol/L; HD-C: 2.3 ± 0.2 μmol/L) (P < 0.05). In general, strawberry intervention did not affect any measures of adiposity, blood pressure, glycemia, and serum concentrations of HDL cholesterol and triglycerides, C-reactive protein, and adhesion molecules. Thus, HD-FDS exerted greater effects in lowering serum total and LDL cholesterol and NMR-derived small LDL particles vs. LD-FDS in the 12-wk study. These findings warrant additional investigation in larger trials. This trial was registered at clinicaltrials.gov as NCT01883401.

Rapid quantification of microRNAs in plasma using a fast real time PCR system

The ability to rapidly detect circulating small RNAs, in particular microRNAs (miRNAs), would further increase their already established potential as biomarkers in a range of conditions. One rate-limiting factor is the time taken to perform quantitative real time PCR amplification. We therefore evaluated the ability of a novel thermal cycler to perform this step in less than 10 minutes. Quantitative PCR was performed on an xxpress® thermal cycler (BJS Biotechnologies, Perivale, UK), which employs a resistive heating system and forced air cooling to achieve thermal ramp rates of 10 °C/s, and a conventional peltier-controlled LightCycler 480 system (Roche, Basel, Switzerland) ramping at 4.8 °C/s. The threshold cycle (Ct) for detection of 18S rDNA from a standard genomic DNA sample was significantly more variable across the block (F-test, p=2.4x10-25) for the xxpress (20.01±0.47SD) than the LightCycler (19.87±0.04SD). RNA was extracted from human plasma, reverse transcribed and a panel of miRNAs amplified and detected using SYBR green (Kapa Biosystems, Wilmington, Ma, USA). The sensitivity of both systems was broadly comparable and both detected a panel of miRNAs reliably and indicated similar relative abundances. The xxpress thermal cycler facilitates rapid qPCR detection of small RNAs and brings point-of care diagnostics based upon circulating miRNAs a step closer to reality.

MicroRNAs as modulators of water deficit responses in Medicago truncatula

Dissertação para a obtenção do grau de doutor em Biologia pelo Instituto de Tecnologia Química e Biológica. Universidade Nova de Lisboa

Purification of mitochondrial RNase P in A. nidulans

Résumé La ribonucléase P (RNase P) est une ribonucléoprotéine omniprésente dans tous les règnes du vivant, elle est responsable de la maturation en 5’ des précurseurs des ARNs de transfert (ARNts) et quelques autres petits ARNs. L’enzyme est composée d'une sous unité catalytique d'ARN (ARN-P) et d'une ou de plusieurs protéines selon les espèces. Chez les eucaryotes, l’activité de la RNase P cytoplasmique est distincte de celles des organelles (mitochondrie et chloroplaste). Chez la plupart des espèces, les ARN-P sont constituées de plusieurs éléments structuraux secondaires critiques conservés au cours de l’évolution. En revanche, au niveau de la structure, une réduction forte été observé dans la plupart des mtARN-Ps. Le nombre de protéines composant la RNase P est extrêmement variable : une chez les bactéries, environ quatre chez les archéobactéries, et dix chez la forme cytoplasmique des eucaryotes. Cet aspect est peu connu pour les formes mitochondriales. Dans la plupart des cas, l’identification de la mtRNase P est le résultat de longues procédures de purification comprenant plusieurs étapes dans le but de réduire au minimum le nombre de protéines requises pour l’activité (exemple de la levure et A. nidulans). Cela mène régulièrement à la perte de l’activité et de l’intégrité des complexes ribonucléo-protéiques natifs. Dans ce travail, par l’utilisation de la technique de BN-PAGE, nous avons développé une procédure d’enrichissement de l’activité RNase P mitochondriale native, donnant un rendement raisonnable. Les fractions enrichies capables de cette activité enzymatique ont été analysées par LC/MS/MS et les résultats montrent que l’holoenzyme de la RNase P de chacune des fractions contient un nombre de protéines beaucoup plus grand que ce qui était connue. Nous suggérons une liste de protéines (principalement hypothétiques) qui accompagnent l’activité de la RNase P. IV De plus, la question de la localisation de la mtRNase P de A. nidulans a été étudiée, selon nos résultats, la majorité de la mtRNase P est attachée á la membrane interne de la mitochondrie. Sa solubilisation se fait par l’utilisation de différents types de détergent. Ces derniers permettent l’obtention d’un spectre de complexes de la RNase P de différentes tailles.

Conception de miARN artificiels basée sur la caractérisation de la boucle de régulation miR-20/E2F

La biologie moléculaire et, plus spécifiquement, la régulation de l’expression génique ont été révolutionnées par la découverte des microARN (miARN). Ces petits ARN d’une vingtaine de nucléotides sont impliqués dans la majorité des processus cellulaires et leur expression est dérégulée dans plusieurs maladies, comme le cancer. Un miARN reconnaît ses cibles principalement par son noyau, ce qui lui permet de réguler simultanément la traduction de centaines d’ARN messagers. Nos travaux ont montré l’existence d’une boucle de rétro-activation négative, entre deux miARN du polycistron miR-17-92 et trois facteurs de transcription de la famille E2F. E2F1, 2 et 3 induisent la transcription de miR-20 et miR-17 qui par la suite inhibent leur traduction. Nos résultats suggèrent l’implication de cette boucle dans la résistance à l’apoptose induite par E2F1 dans les cellules du cancer de la prostate, ce qui expliquerait en partie le potentiel oncogénique du polycistron miR-17-92. L’étude de ce motif de régulation nous a donc permis de réaliser le potentiel incroyable qu’ont les miARN à inhiber la traduction de plusieurs gènes. Basé sur les règles de reconnaissance des miARN, nous avons développé et validé MultiTar. Cet outil bioinformatique permet de trouver la séquence d’un miARN artificiel ayant le potentiel d’inhiber la traduction de gènes d’intérêts choisis par l’utilisateur. Afin de valider MultiTar, nous avons généré des multitargets pouvant inhiber l’expression des trois E2F, ce qui nous a permis de comparer leur efficacité à celle de miR-20. Nos miARN artificiels ont la capacité d’inhiber la traduction des E2F et de neutraliser leur fonction redondante de la progression du cycle cellulaire de façon similaire ou supérieur à miR-20. La fonctionnalité de notre programme, ouvre la voie à une stratégie flexible pouvant cibler le caractère multigénique de différents processus cellulaires ou maladies complexes, tel que le cancer. L’utilisation de miARN artificiels pourrait donc représenter une alternative intéressante aux stratégies déjà existantes, qui sont limitées à inhiber des cibles uniques. En plus d’élucider un réseau de régulation complexe impliquant les miARN, nous avons pu tirer profit de leur potentiel d’inhibition par la conception de miARN artificiels.

La RNase P mitochondriale chez Neurospora crassa

Résumé La Ribonucléase P (RNase P) est une enzyme principalement reconnue pour sa participation à la maturation en 5’des ARN de transfert (ARNt). Cependant, d’autres substrats sont reconnus par l’enzyme. En général, la RNase P est composée d’une sous-unité ARN (le P-ARN, codé par le gène rnpB) qui porte le centre actif de l’enzyme et d’une ou de plusieurs sous-unités protéiques (la P-protéine). Les P-ARN chez toutes les bactéries, la majorité des archéobactéries et dans le génome nucléaire de la plupart des eucaryotes, possèdent généralement une structure secondaire très conservée qui inclut le noyau (P1-P4); l’hélice P4 constitue le site catalytique de l’enzyme et l’hélice P1 apparie les extrémités du P-ARN en stabilisant sa structure globale. Les P-ARN mitochondriaux sont souvent moins conservés et difficiles à découvrir. Dans certains cas, les seules régions de structure primaire qui restent conservées sont celles qui définissent le P4 et le P1. Pour la détection des gènes rnpB, un outil de recherche bioinformatique, basé sur la séquence et le profil de structure secondaire, a été développé dans le laboratoire. Cet outil permet le dépistage de toutes les séquences eucaryotes (nucléaires et mitochondriales) du gène avec une très grande confiance (basée sur une valeur statistique, E-value). Chez les champignons, plusieurs ascomycètes encodent un gène rnpB dans leur génome mitochondrial y compris tous les membres du genre d’Aspergillus. Cependant, chez les espèces voisines, Neurospora crassa, Podospora anserina et Sordaria macrospora, une version mitochondriale de ce gène n’existe pas. Au lieu de cela, elles contiennent deux copies nucléaires du gène, légèrement différentes en taille et en contenu nucléotidique. Mon projet a été établi dans le but d’éclaircir l’évolution de la RNase P mitochondriale (mtRNase P) chez ces trois espèces voisines d’Aspergillus. En ce qui concerne les résultats, des modèles de structures secondaires pour les transcrits de ces gènes ont été construits en se basant sur la structure consensus universelle de la sous-unité ARN de la RNase P. Pour les trois espèces, par la comparaison de ces modèles, nous avons établi que les deux copies nucléaires du gène rnpB sont assez distinctes en séquence et en structure pour pouvoir y penser à une spécialisation de fonction de la RNase P. Chez N. crassa, les deux P-ARN sont modifiés probablement par une coiffe et les extrémités 5’, 3’ sont conformes à nos modèles, ayant un P1 allongé. Encore chez N. crassa, nous avons constaté que les deux copies sont transcrites au même niveau dans le cytoplasme et que la plus petite et la plus stable d’entre elles (Nc1) se retrouve dans l’extrait matriciel mitochondrial. Lors du suivi du P-ARN dans diverses sous-fractions provenant de la matrice mitochondriale soluble, Nc1 est associée avec l’activité de la RNase P. La caractérisation du complexe protéique, isolé à partir de la fraction active sur un gel non dénaturant, révèle qu’il contient au moins 87 protéines, 73 d’entre elles ayant déjà une localisation mitochondriale connue. Comme chez la levure, les protéines de ce complexe sont impliquées dans plusieurs fonctions cellulaires comme le processing de l’ADN/ARN, le métabolisme, dans la traduction et d’autres (par exemple : la protéolyse et le repliement des protéines, ainsi que la maintenance du génome mitochondrial). Pour trois protéines, leur fonction est non déterminée.

Caractérisation de l’interaction entre la protéine Lin28 et le précurseur du microARN let-7g

La régulation de l’expression des gènes est ce qui permet à nos cellules de s’adapter à leur environnement, de combattre les infections ou, plus généralement, de produire la quantité exacte de protéine nécessaire pour répondre à un besoin spécifique. Parmi les joueurs les plus importants dans cette régulation de l’expression des gènes on retrouve les microARN (miARN). Ces petits ARN de 22 nucléotides sont présents chez la majorité des espèces multicellulaires et sont responsables du contrôle direct de plus de 30% des gènes exprimant des protéines chez les vertébrés. La famille de miARN lethal-7 (let-7) est composée de miARN parmi les plus connus et ayant des fonctions cruciales pour la cellule. La régulation du niveau des miARN let-7 est essentielle au bon développement cellulaire. La biogenèse de ces miARN, du transcrit primaire jusqu’à leur forme mature, est régulée principalement par Lin28, une protéine pluripotente très conservée. Cette protéine est composée d’un domaine cold shock (CSD) et de deux domaines de liaison au zinc. C’est grâce à ces domaines de liaison à l’ARN que Lin28 peut lier et inhiber la maturation des miARN let-7. L’objectif de cette thèse est de caractériser l’interaction entre Lin28 et le microARN précurseur let-7g afin de mieux comprendre le rôle de cette protéine dans l’inhibition de la biogenèse du miARN. À l’aide de techniques biochimiques et biophysiques, nous avons d’abord défini les principaux déterminants de l’interaction entre Lin28 et la boucle terminale du miARN précurseur let-7g (TL-let-7g). Nous avons conclu que le domaine C-terminal de Lin28, composé d’un motif riche en lysines et arginines ainsi que de deux motifs de liaison au zinc, permet à la protéine de lier spécifiquement et avec haute affinité un renflement riche en guanine conservé chez les précurseurs de la famille let-7. Aussi, parce que la séquence et la spécificité de liaison à l’ARN de ce domaine C-terminal sont semblables à celles de la protéine NCp7 du VIH, nous avons défini ce dernier comme le domaine NCp7-like de Lin28. Par la suite, nous avons caractérisé la multimérisation de trois protéines Lin28 sur la boucle terminale de pre-let-7g. Ceci a permis de réconcilier d’apparentes contradictions retrouvées dans la littérature actuelle concernant les sites de liaison de Lin28 lors de sa liaison aux miARN précurseurs. Nous avons identifié trois sites de liaison à haute affinité sur TL-let-7g qui sont liés dans un ordre précis par trois protéines Lin28. Lors de la formation du complexe multimérique, le CSD permet une déstabilisation de l’ARN, ce qui rend accessible plusieurs sites de liaison. Le domaine NCp7-like permet plutôt un assemblage ordonné de la protéine et facilite la liaison initiale de cette dernière. Ces nouveaux résultats rendent possible la mise au point d’un nouveau modèle de l’interaction entre Lin28 et le miARN précurseur let-7g. En conclusion, les études réalisées dans cette thèse apportent une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation post-transcriptionnelle d’une importante famille de miARN et permettront de guider les futures études dans le domaine de recherche en pleine effervescence qu’est celui de la biogenèse des miARN.

Plant U13 orthologues and orphan snoRNAs identified by RNomics of RNA from Arabidopsis nucleoli

Small nucleolar RNAs (snoRNAs) and small Cajal body-specific RNAs (scaRNAs) are non-coding RNAs whose main function in eukaryotes is to guide the modification of nucleotides in ribosomal and spliceosomal small nuclear RNAs, respectively. Full-length sequences of Arabidopsis snoRNAs and scaRNAs have been obtained from cDNA libraries of capped and uncapped small RNAs using RNA from isolated nucleoli from Arabidopsis cell cultures. We have identified 31 novel snoRNA genes (9 box C/D and 22 box H/ACA) and 15 new variants of previously described snoRNAs. Three related capped snoRNAs with a distinct gene organization and structure were identified as orthologues of animal U13snoRNAs. In addition, eight of the novel genes had no complementarity to rRNAs or snRNAs and are therefore putative orphan snoRNAs potentially reflecting wider functions for these RNAs. The nucleolar localization of a number of the snoRNAs and the localization to nuclear bodies of two putative scaRNAs was confirmed by in situ hybridization. The majority of the novel snoRNA genes were found in new gene clusters or as part of previously described clusters. These results expand the repertoire of Arabidopsis snoRNAs to 188 snoRNA genes with 294 gene variants.

Fur controls iron homeostasis and oxidative stress defense in the oligotrophic alpha-proteobacterium Caulobacter crescentus

In most bacteria, the ferric uptake regulator (Fur) is a global regulator that controls iron homeostasis and other cellular processes, such as oxidative stress defense. In this work, we apply a combination of bioinformatics, in vitro and in vivo assays to identify the Caulobacter crescentus Fur regulon. A C. crescentus fur deletion mutant showed a slow growth phenotype, and was hypersensitive to H(2)O(2) and organic peroxide. Using a position weight matrix approach, several predicted Fur-binding sites were detected in the genome of C. crescentus, located in regulatory regions of genes not only involved in iron uptake and usage but also in other functions. Selected Fur-binding sites were validated using electrophoretic mobility shift assay and DNAse I footprinting analysis. Gene expression assays revealed that genes involved in iron uptake were repressed by iron-Fur and induced under conditions of iron limitation, whereas genes encoding iron-using proteins were activated by Fur under conditions of iron sufficiency. Furthermore, several genes that are regulated via small RNAs in other bacteria were found to be directly regulated by Fur in C. crescentus. In conclusion, Fur functions as an activator and as a repressor, integrating iron metabolism and oxidative stress response in C. crescentus.

Transformation von Osteospermum ecklonis mit Konstrukten zur Induktion von Virusresistenz und Blühverfrühung

Für die Etablierung einer Transformationsmethode züchterisch relevanter Sorten von Osteospermum ecklonis (Kapmargerite) wurde zunächst ein geeignetes Protokoll für die Regeneration adventiver Sprosse aus vegetativem Gewebe entwickelt. Anschließend wurden Transformationen von Markergenen durch Kokultur mit Agrobacterium tumefaciens durchgeführt. Hierzu wurden Konstrukte verwendet, die das Gen für ß-D-Glucuronidase (GUS) enthielten und deren Expression in transgenen Pflanzen histochemisch nachgewiesen werden konnte. Kanamycinresistenz erwies sich als geeigneter Selektionsmarker für die Transformation. Es konnten von verschiedenen O. ecklonis Sorten GUS-transgene, nicht-chimäre Pflanzen regeneriert werden.Zur Erzeugung transgener Pflanzen mit dem Ziel der Resistenz gegen LMV (lettuce mosaic potyvirus, Salat Mosaik Virus) wurden drei Konstrukte verwendet. Das erste enthält die kodierende Sequenz der Virusproteine VPg, Pro und 6K2. Durch PCR-Mutation wurde die Proteinase-Schnittstelle zwischen 6K2 und VPg zerstört, sowie Start- und Stopcodon eingeführt. Die anderen LMV-abgeleiteten Konstrukte enthalten nicht translatierbare Fragmente des coat protein Gens in sense und antisense Orientierung.Außerdem wurde O. ecklonis noch mit dem Gen des mutmaßlichen Transkriptionsfaktor SPL3 aus Arabidopsis thaliana unter der Kontrolle eines konstitutiven Promotors transformiert. SPL3 ist an der Regulierung der Blüteninduktion in A. thaliana beteiligt.Regenerierte O. ecklonis wurden durch PCR mit konstruktspezifischen Primern auf Anwesenheit des Transgens und Kontamination durch A. tumefaciens überprüft.

RNA interference in mammalian cell systems

In the last decade, few areas of biology have been transformed as thoroughly as RNA molecular biology. Without any doubt, one of the most significant advances has been the discovery of small (20-30 nucleotide) noncoding RNAs that regulate genes and genomes. The effects of small RNAs on gene expression and control are generally inhibitory, and the corresponding regulatory mechanisms are therefore collectively subsumed under the heading of RNA silencing and/or RNA interference. Two primary categories of these small RNAs - short interfering RNAs (siRNAs) and microRNAs (miRNAs) - act in both somatic and germline lineages of eukaryotic species to regulate endogenous genes and to defend the genome from invasive nucleic acids. Recent advances have revealed unexpected diversity in their biogenesis pathways and the regulatory mechanisms that they access. Our understanding of siRNA and miRNA-based regulation has direct implications for fundamental biology as well as disease aetiology and treatment as it is discussed in this review on 'new techniques in molecular biology'.

MicroRNA-140 is expressed in differentiated human articular chondrocytes and modulates interleukin-1 responses

OBJECTIVE: MicroRNA (miRNA) are a class of noncoding small RNAs that act as negative regulators of gene expression. MiRNA exhibit tissue-specific expression patterns, and changes in their expression may contribute to pathogenesis. The objectives of this study were to identify miRNA expressed in articular chondrocytes, to determine changes in osteoarthritic (OA) cartilage, and to address the function of miRNA-140 (miR-140). METHODS: To identify miRNA specifically expressed in chondrocytes, we performed gene expression profiling using miRNA microarrays and quantitative polymerase chain reaction with human articular chondrocytes compared with human mesenchymal stem cells (MSCs). The expression pattern of miR-140 was monitored during chondrogenic differentiation of human MSCs in pellet cultures and in human articular cartilage from normal and OA knee joints. We tested the effects of interleukin-1beta (IL-1beta) on miR-140 expression. Double-stranded miR-140 (ds-miR-140) was transfected into chondrocytes to analyze changes in the expression of genes associated with OA. RESULTS: Microarray analysis showed that miR-140 had the largest difference in expression between chondrocytes and MSCs. During chondrogenesis, miR-140 expression in MSC cultures increased in parallel with the expression of SOX9 and COL2A1. Normal human articular cartilage expressed miR-140, and this expression was significantly reduced in OA tissue. In vitro treatment of chondrocytes with IL-1beta suppressed miR-140 expression. Transfection of chondrocytes with ds-miR-140 down-regulated IL-1beta-induced ADAMTS5 expression and rescued the IL-1beta-dependent repression of AGGRECAN gene expression. CONCLUSION: This study shows that miR-140 has a chondrocyte differentiation-related expression pattern. The reduction in miR-140 expression in OA cartilage and in response to IL-1beta may contribute to the abnormal gene expression pattern characteristic of OA.

Paramecium tetraurelia chromatin assembly factor-1-like protein PtCAF-1 is involved in RNA-mediated control of DNA elimination

Genome-wide DNA remodelling in the ciliate Paramecium is ensured by RNA-mediated trans-nuclear crosstalk between the germline and the somatic genomes during sexual development. The rearrangements include elimination of transposable elements, minisatellites and tens of thousands non-coding elements called internally eliminated sequences (IESs). The trans-nuclear genome comparison process employs a distinct class of germline small RNAs (scnRNAs) that are compared against the parental somatic genome to select the germline-specific subset of scnRNAs that subsequently target DNA elimination in the progeny genome. Only a handful of proteins involved in this process have been identified so far and the mechanism of DNA targeting is unknown. Here we describe chromatin assembly factor-1-like protein (PtCAF-1), which we show is required for the survival of sexual progeny and localizes first in the parental and later in the newly developing macronucleus. Gene silencing shows that PtCAF-1 is required for the elimination of transposable elements and a subset of IESs. PTCAF-1 depletion also impairs the selection of germline-specific scnRNAs during development. We identify specific histone modifications appearing during Paramecium development which are strongly reduced in PTCAF-1 depleted cells. Our results demonstrate the importance of PtCAF-1 for the epigenetic trans-nuclear cross-talk mechanism.

Identification and characterisation of ncRNAs in dormant bacteria

Recent years have led to increasing interest and appreciation of the possible importance of single cell heterogeneity in various biological processes. One of the examples of phenotypic heterogeneity in bacterial populations is antibiotic tolerant persister cells. Such an antibiotic tolerance phenotype is of considerable clinical relevance since dormant bacteria can re-establish infections rapidly after the antibiotic treatment has been terminated. Up to now mechanisms for establishing the persistence phenomenon in bacteria have remained largely enigmatic. Persisters are cells considered to be in a dormant state with down regulated gene expression. Only recently small regulatory RNAs (sRNAs) have been appreciated as important regulators of gene expression in response to environmental stimuli and several theoretical studies have suggested a possible involvement of sRNAs in the mechanisms of regulated heterogeneity in bacteria. We have experimentally addressed this potential link between sRNAs and persistence/dormancy in E. coli as an example of heterogeneity. Beside classical sRNAs we are focusing also on sRNAs directly associating with and possibly regulating the ribosome, the central enzyme of gene expression. The persister and dormant cell specific sRNA profile is studied by the comparative analysis of sRNA profile changes of the whole bacterial population after antibiotic killing. From RNA-Seq data ~ 25 000 potentially stable RNA fragments were identified and initial analysis predicted ~300 of them to be dormant/persister cell specific. After further evaluation the most prominent dormant/persister cell specific sRNAs are functionally characterized and their potential role in the persistence/dormancy will be evaluated by applying genetic, molecular and biochemical tools. The potential results of this project will provide a better understanding on the molecular mechanism of bacterial persistence/dormancy and on the role of ribosome-bound sRNA molecules in fine-tuning gene expression.

RNA-Guided Genome Editing

Ciliates have evolved highly complex and intricately controlled pathways to ensure the precise and complete removal of all genomic sequences not required for vegetative growth. At the same time, they retain a reference copy of all their genetic information for future generations. This chapter describes how different ciliates use RNA-mediated DNA comparison processes to form new somatic nuclei from germline nuclei. While these processes vary in their precise mechanisms, they all use RNA to target genomic DNA sequences—either for retention or elimination. They also all consist of more than one individual pathway acting cooperatively—the two subsets of small RNAs in Paramecium and the guide RNAs and Piwi-interacting RNAs in Oxytricha—to ensure a strong belt-and-braces approach to consistent and precise somatic nucleus development. Nonetheless, this genome comparison approach to somatic nucleus development provides an elegant method for trans-generational environmental adaptation. Conceptually, it is easy to imagine how somatic changes that occur during vegetative growth could be transferred to meiotic offspring, while an unaltered germline genome is retained. Further research in this area will have far-reaching implications for the trans-generational adaptation of more distantly related eukaryotes, such as humans.