Molecular characterization of 39 de novo sSMC: contribution to prognosis and genetic counselling, a prospective study.

Small supernumerary marker chromosomes (sSMCs) are structurally abnormal chromosomes that cannot be characterized by karyotype. In many prenatal cases of de novo sSMC, the outcome of pregnancy is difficult to predict because the euchromatin content is unclear. This study aimed to determine the presence or absence of euchromatin material of 39 de novo prenatally ascertained sSMC by array-comparative genomic hybridization (array-CGH) or single nucleotide polymorphism (SNP) array. Cases were prospectively ascertained from the study of 65,000 prenatal samples [0.060%; 95% confidence interval (CI), 0.042-0.082]. Array-CGH showed that 22 markers were derived from non-acrocentric markers (56.4%) and 7 from acrocentic markers (18%). The 10 additional cases remained unidentified (25.6%), but 7 of 10 could be further identified using fluorescence in situ hybridization; 69% of de novo sSMC contained euchromatin material, 95.4% of which for non-acrocentric markers. Some sSMC containing euchromatin had a normal phenotype (31% for non-acrocentric and 75% for acrocentric markers). Statistical differences between normal and abnormal phenotypes were shown for the size of the euchromatin material (more or less than 1 Mb, p = 0.0006) and number of genes (more or less than 10, p = 0.0009). This study is the largest to date and shows the utility of array-CGH or SNP array in the detection and characterization of de novo sSMC in a prenatal context.

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Although it has long been known that genetic factors play a major role in shaping the electroencephalogram (EEG), progress on identifying the underlying genes has, until recently, been limited. Using quantitative trait loci (QTL) analyses several genomic loci affecting the sleep EEG could be mapped in the mouse. For three of these QTLs the responsible genes were identified leading to the implication of novel signaling pathways affecting EEG traits. Moreover, the insight that in the mouse the sleep-wake dependent dynamics in the expression of EEG slow waves during sleep is under strong genetic control has paved the way for candidate gene studies in humans investigating the contribution of specific polymorphism to the trait-like inter-individual differences in the susceptibility to sleep loss. Candidate gene studies in the mouse were also instrumental in establishing an alternative, noncircadian function for clock genes in the homeostatic regulation of sleep and modulating rhythmic EEG activity of thalamocortical origin. Future efforts should combine system genetics approaches in the mouse and genome-wide association studies in humans to facilitate uncovering the molecular pathways that shape brain activity.

A miR-34a-SIRT6 axis in the squamous cell differentiation network.

Squamous cell carcinomas (SCCs) are highly heterogeneous tumours, resulting from deranged expression of genes involved in squamous cell differentiation. Here we report that microRNA-34a (miR-34a) functions as a novel node in the squamous cell differentiation network, with SIRT6 as a critical target. miR-34a expression increases with keratinocyte differentiation, while it is suppressed in skin and oral SCCs, SCC cell lines, and aberrantly differentiating primary human keratinocytes (HKCs). Expression of this miRNA is restored in SCC cells, in parallel with differentiation, by reversion of genomic DNA methylation or wild-type p53 expression. In normal HKCs, the pro-differentiation effects of increased p53 activity or UVB exposure are miR-34a-dependent, and increased miR-34a levels are sufficient to induce differentiation of these cells both in vitro and in vivo. SIRT6, a sirtuin family member not previously connected with miR-34a function, is a direct target of this miRNA in HKCs, and SIRT6 down-modulation is sufficient to reproduce the miR-34a pro-differentiation effects. The findings are of likely biological significance, as SIRT6 is oppositely expressed to miR-34a in normal keratinocytes and keratinocyte-derived tumours.

Retroviral Integration Site Selection

The stable insertion of a copy of their genome into the host cell genome is an essential step of the life cycle of retroviruses. The site of viral DNA integration, mediated by the viral-encoded integrase enzyme, has important consequences for both the virus and the host cell. The analysis of retroviral integration site distribution was facilitated by the availability of the human genome sequence, revealing the non-random feature of integration site selection and identifying different favored and disfavored genomic locations for individual retroviruses. This review will summarize the current knowledge about retroviral differences in their integration site preferences as well as the mechanisms involved in this process.

Novel microsatellite loci for Sebaea aurea (Gentianaceae) and cross-amplification in related species.

Premise of the study: Microsatellite loci were developed in Sebaea aurea (Gentianaceae) to investigate the functional role of diplostigmaty (i.e., the presence of additional stigmas along the style). Methods and Results: One hundred seventy-four and 180 microsatellite loci were isolated through 454 shotgun sequencing of genomic and microsatellite-enriched DNA libraries, respectively. Sixteen polymorphic microsatellite loci were characterized, and 12 of them were selected to genotype individuals from two populations. Microsatellite amplification was conducted in two multiplex groups, each containing six microsatellite loci. Cross-species amplification was tested in seven other species of Sebaea. The 12 novel microsatellite loci amplified only in the two most closely related species to S. aurea (i.e., S. ambigua and S. minutiflora) and were also polymorphic in these two species. Conclusions: These results demonstrate the usefulness of this set of newly developed microsatellite loci to investigate the mating system and population genetic structure in S. aurea and related species.

Disseminació, integració i visualització de dades biològiques

La recent revolució en les tècniques de generació de dades genòmiques ha portat a una situació de creixement exponencial de la quantitat de dades generades i fa més necessari que mai el treball en la optimització de la gestió i maneig d'aquesta informació. En aquest treball s'han atacat tres vessants del problema: la disseminació de la informació, la integració de dades de diverses fonts i finalment la seva visualització. Basant-nos en el Sistema d'Anotacions Distribuides, DAS, hem creat un aplicatiu per a la creació automatitzada de noves fonts de dades en format estandaritzat i accessible programàticament a partir de fitxers de dades simples. Aquest progrtamari, easyDAS, està en funcionament a l'Institut Europeu de Bioinformàtica. Aquest sistema facilita i encoratja la compartició i disseminació de dades genòmiques en formats usables. jsDAS és una llibreria client de DAS que permet incorporar dades DAS en qualsevol aplicatiu web de manera senzilla i ràpida. Aprofitant els avantatges que ofereix DAS és capaç d'integrar dades de múltiples fonts de manera coherent i robusta. GenExp és el prototip de navegador genòmic basat en web altament interactiu i que facilita l'exploració dels genomes en temps real. És capaç d'integrar dades de quansevol font DAS i crear-ne una representació en client usant els últims avenços en tecnologies web.

Analyse fonctionnelle et moléculaire d'un nouveau gène (VIT32) impliqué dans le mécanisme d'action de la vasopressine

Résumé Les mécanismes de régulation de la réabsorption fine du sodium dans la partie distale (tube distal et tube collecteur) du néphron ont un rôle essentiel dans le maintien de l'homéostasie de la composition ionique et du volume des fluides extracellulaires. Ces mécanismes permettent le maintien de la pression sanguine. Dans la cellule principale du tube collecteur cortical (CCD), le taux de réabsorption de sodium dépend essentiellement de l'activité du canal épithélial à sodium (ENaC) à la membrane apicale et de la pompe sodium-potassium-adénosine-triphosphatase (Na+-K±ATPase) à la membrane basolatérale. L'activité de ces deux molécules de transport est en partie régulée par des hormones dont l'aldostérone, la vasopressine et l'insuline. Dans les cellules principales de CCD, la vasopressine régule le transport de sodium en deux étapes : une étape précoce dite « non-génomique » et une étape tardive dite « génotnique ». Durant l'étape précoce, la vasopressine régule l'expression de gènes, dont certains peuvent être impliqués dans le transport de sodium, comme ENaC et la Na+ -K+ATP ase. Le but de mon travail a été d'étudier l'implication d'une protéine appelée VIP32 (vasopressin induced protein : VIP) dans le transport de sodium. L'expression de VIP32 est augmentée par la vasopressine dans les cellules principales de CCD. Dans l'ovocyte de Xenopus laevis utilisé comme système d'expression hétérologue, nous avons montré que l'expression de VIP32 provoque la maturation méiotique de l'ovocyte par l'activation de la voie des MAPK (mitogen-activated protein kinase : MAPK) et du facteur de promotion méiotique (MPF). La co-expression d'ENaC et de VIP32 diminue l'activité d'ENaC de façon sélective, par l'activation de la voie des MAPK, sans affecter l'expression du canal à la surface membranaire. Nous avons également montré que la régulation de l'activité d'ENaC par la voie des MAPK est dépendante du mécanisme de régulation d'ENaC lié à un motif du canal appelé PY. Ce motif est impliqué dans le contrôle de la probabilité d'ouverture ainsi que l'expression à la surface membranaire d'ENaC. Dans les cellules principales, VIP32 par l'activation de la voie des MAPK peut être impliqué dans la régulation négative du transport transépithélial qui a lieu après plusieurs heures de traitement à la vasopressine. Le tube collecteur de reins normaux présente un taux basal significatif d'activité de la voie MAPK MEK1/2-ERK1/2. Dans la lignée mpkCCDc14 de cellules principales de CCD de souris, que nous avons utilisé pour cette partie du travail, nous avons montré la présence d'un taux basal d'activité d'ERK1/2 (pERK1/2). L'aldostérone et la vasopressine, connus pour stimuler le courant sodique transépithélial dans le CCD, ne changeaient pas le taux basal de pERK1/2. Le transport de sodium transépithélial basal, ou stimulé par l'aldostérone ou la vasopressine est diminué par l'effet de PD98059, un inhibiteur de MEK1/2 qui diminue parallèlement le taux de pERK1/2. Nous avons également montré dans des cellules non stimulées, ou stimulées par de l'aldostérone ou de la vasopressine, que l'activité de la Na+-K+ ATPase, mais pas celle d'ENaC est inhibée par des traitements avec différents inhibiteurs de MEK1/2. Par un marquage de la Na±-K+ATPase à la surface membranaire nous avons montré que la voie d'ERK1/2 contrôle l'activité intrinsèque de la Na+-K+ ATPase, plutôt que son expression à la surface membranaire. Ces données ont montré que l'activité de la Na+-K+ATPase et le transport transépithélial de sodium sont contrôlés par l'activité basal et constitutive de la voie d'ERK1/2. Summary The regulation of sodium reabsorption in the distal nephron (distal tubule and cortical collecting duct) in the kidney plays an essential role in the control of extracellular fluids composition and volume, and thereby blood pressure. In the principal cell of the collecting duct (CCD), the level of sodium reabsorption mainlly depends on the activity of both epithlial sodium channel (ENaC) and sodium-potassium-adenosine-triphosphatase (Na+-K+ATPase). The activity of these two transporters is regulated by hormones especially aldosterone, vasopressin and insuline.In the principal cell of the CCD, vasopressin regulates sodium transport via a short-term effect and a late genomic effect. During the genomic effect vasopressin activates a complex network of vasopressin-dependent genes involved in the regulation of sodium transport as ENaC and Na+-K+ATPase. We were interested in the role of a recently identified vasopressin induced protein (VIP32) and its implication in the regulation of sodium transport in principal cell of the CCD. The Xenopus oocyte expression system revealed two functions : expressed alone VIP32 rapidly induces oocyte meiotic maturation through the activation of the mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway and the meiotic promoting factor and when co-expressed with ENaC, V1P32 selectively dowrn-egulates channel activity, but not channel cell surface expression. We have shown that the ENaC downregulation mediated by the activation of the MAPK pathway is related to the PY motif of ENaC. This motif is implicated in ENaC cell surface expression and open probability regulation. In the kidney principal cell, VIP32 through the activation of MAPK pathway may be involved in the downregulation of transepithelial sodium transport observed within a few hours after vasopressin treatment. The collecting duct of normal kidney exhibits significant activity of the MEK1/2-ERK1/2 MAPK pathway. Using in vitro cultured mpkCCDc14 principal cells we have shown a significant basal level of ERK1/2 activity (pERK1/2). Aldosterone and vasopressin, known to upregulate sodium reabsorption in CCDs, did not change ERK1/2 activity. Basal and aldosterone- or vasopressin-stimulated sodium transport were downregulated by the MEK1/2 inhibitor PD98059 in parallel with a decrease in pERK1/2 in vitro. The activity of Na+-K+ATPase but not that of ENaC was inhibited by MEK1/2 inhibitors in both, unstimulated and aldosterone- or vasopressin-stimulated CCDs in vitro. Cell surface labelling showed that intrinsic activity rather than cell surface expression of Na+-K+ATPase was controlled by pERK1/2. Our data demonstrate that basal constitutive activity of ERK1/2 pathway controls Na+-K+ATPase activity and transepithelial sodium transport in the principal cell. Résumé tout public Les mécanismes de régulation de la réabsorption fine du sodium dans la partie distale du néphron (l'unité fonctionnelle du rein) ont un rôle essentiel dans le maintien de l'homéostasie de la composition et du volume des fluides extracellulaires. Ces mécanismes permettent de maintenir une pression sanguine effective. Dans les cellules principales du tube collecteur, une région spécifique du néphron distal, le transport de sodium dépend essentiellement de l'activité de deux transporteurs de sodium : le canal épithélial à sodium (ENaC) et la pompe sodium-potassium-adénosine-triphosphatase (Na+-K+ATPase). Afin de répondre aux besoins de l'organisme, l'activité de ces deux molécules de transport est en partie régulée par des hormones dont l'aldostérone, la vasopressine et l'insuline. Dans les cellules principales du tube collecteur, la vasopressine régule le transport de sodium en deux étapes : une étape rapide et une étape lente dite « génomique ». Durant l'étape lente, la vasopressine régule l'expression de gènes pouvant être impliqués dans le transport de sodium, dont notamment ceux d'ENaC et de la Na+-K+ATPase. Parmi les gènes dont l'expression est augmentée par la vasopressine, celui de VIP32 (vasopressin induced protein : VIP) fait l'objet de cette étude. Le but de mon travail a été d'étudier, dans un système d'expression hétérologue (l'ovocyte de Xenopus leavis), l'implication de VIP32 dans le transport de sodium. Nous avons montré que VIP32 est capable d'activer un mécanisme moléculaire en cascade appelé MAPK (mitogen-activated protein kinase : MAPK) et est aussi capable de diminuer l'activité d'ENaC. Parallèlement, dans une lignée de cellules principales de tube collecteur les mpkCCDc14, nous avons montré que le taux basal d'activité de la cascade MAPK est capable de réguler l'activité de la Na+-K+ATPase, tandis qu'il n'influence pas l'activité d'ENaC.