Avaliação da capacidade de renovação do epitélio do mesêntero e seus efeitos no potencial reprodutivo de fêmeas adultas de Ceraeochrysa claveri (Neuroptera: Chrysopidae) alimentadas durante a fase larval com óleo de nim (azadirachta indica A. JUSS)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desenvolvimento pós-embrionário de duas espécies de piolho-de-cobra (Diplopoda; Polydesmida; Pyrgodesmidae) do Pantanal mato-grossense

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influência da via mTOR no processo de remodelação cardíaca induzida pelo ácido retinóico

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Desenvolvimento pós-embrionário de duas espécies de piolho-de-cobra (Diplopoda; Polydesmida; Pyrgodesmidae) do Pantanal mato-grossense

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influência da via mTOR no processo de remodelação cardíaca induzida pelo ácido retinóico

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Die Prozessierung des humanen Amyloid-Vorläuferproteins im Verlauf der replikativen Seneszenz

Die Alterung stellt den größten Risikofaktor für die Entwicklung der Alzheimer Krankheit dar, wobei die biochemische Basis dieser Korrelation bisher nicht bekannt ist. Ein möglicherweise zentraler Mechanismus der Alzheimer Pathologie wird durch die Prozessierung von APP repräsentiert, die in der Synthese von Aβ resultiert. Der Einfluss zellulärer Alterung auf die Biochemie der APP-Prozessierung ist bislang weitestgehend ungeklärt. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass die Prozessierung von endogenem APP im Verlauf der Zellalterung humaner Fibroblasten progressiv verringert wird. Die Bildung der intrazellulären APP-Spaltfragmente (C99, C83 und AICD) nahm mit zunehmender Lebensspanne ab und war gleichfalls mit einer reduzierten Synthese von extrazellulären APP-Fragmenten (sAPP, sAPPα) verbunden. Weiterhin wurde nachgewiesen, dass die Reifung von APP in seneszenten Zellen selektiv reduziert war, und dass dies durch altersabhängig erhöhte zelluläre Cholesterolspiegel vermittelt wurde. Von den APP-prozessierenden Sekretasen waren die Proteinspiegel von Presenilin-1 und Nicastrin, beides Komponenten der γ-Sekretase, im Verlauf der Zellalterung graduell verringert. Dies hatte einen progressiven Rückgang der enzymatischen Aktivität der γ-Sekretase zur Folge, wodurch die Prozessierung von APP unmittelbar reduziert wurde. Die Proteinspiegel von ADAM10, einer α-Sekretase, sowie der β-Sekretase, BACE, wiesen keine Altersregulation auf, aber interessanterweise wurde eine erhöhte enzymatische Aktivität der β-Sekretase in seneszenten Zellen nachgewiesen. Die γ-Sekretase sowie BACE sind in Lipid Rafts lokalisiert, geordneten Membransubdomänen, die hohe Cholesterol- und Caveolin-1-Spiegel aufweisen. Obwohl das Gesamtniveau dieser strukturellen Komponenten von Lipid Rafts in seneszenten Zellen erhöht war, war die Assoziation beider Moleküle mit Lipid Rafts reduziert und sie akkumulierten in speziellen Organellen, die höchstwahrscheinlich Lipidkörper darstellen. Somit wurde gezeigt, dass Lipid Rafts im Zuge der Zellalterung disintegrieren beziehungsweise in ihrem Gesamtspiegel reduziert waren. Diese altersabhängige Membranmodifikation war mit einer veränderten Verteilung von Presenilin-1 und BACE zwischen der Lipid Raft und der Nicht Raft Fraktion der Membran verbunden, die möglicherweise das Potential dieser Enzyme zur Prozessierung von APP reduzierte. In einem zweiten Teil der Arbeit wurden transgene C. elegans konstruiert, die humanes APP exprimieren, das C-terminal an GFP gekoppelt war. Diese Würmer wiesen eine reduzierte Fertilität, Eilegedefekte und eine verzögerte post-embryonale Entwicklung auf, die möglicherweise auf eine Transgen-vermittelte Neurodegeneration zurückgeführt werden können. Durch erste Untersuchungen der Prozessierung des Transgens konnten Spaltfragmente nachgewiesen werden, die potentiell auf eine spezifische Spaltung von APP durch die endogenen Sekretasen schließen lassen. Somit werden die Prozessierung sowie die Reifung von APP durch die altersabhängige Modifikationen zellulärer Biochemie nachhaltig beeinflusst. Zukünftige Studien sollen zeigen, ob sich diese zellulären Zusammenhänge in den Gesamtorganismus C. elegans übertragen lassen. Des Weiteren sollen die altersabhängigen zellulären Veränderungen, insbesondere des Cholesterol-Metabolismus und der Sekretaseaktivitäten, weitergehend analysiert werden, um zusätzliche Erkenntnisse über altersassoziierte Regulationen möglicher therapeutischer Ziele der Alzheimer Erkrankung zu gewinnen.

Researches on the insect metamorphosis ...

"From Transactions of the Royal Society of South Australia, vol. xlvi., 1922."

Preimplantation development and expression of Hsp-70 and Bax genes in bovine blastocysts derived from oocytes matured in alpha-MEM supplemented with growth factors and synthetic macromolecules

In vitro culture conditions affect both the maternal and embryonic expression of genes and is likely to alter both oocyte and embryo developmental competence. The search for better and less variable culture conditions simulating those in vivo has led to the development of defined culture media, with lower impact on the molecular reprogramming of oocytes and embryos. We evaluated embryo development and relative abundance (RA) of Hsp-70 and Bax transcripts in bovine blastocysts produced from oocytes matured in a chemically defined IVM system with synthetic polymers. Immature cumulus oocyte complexes (COCs) were matured for 22-24 h in alpha-MEM supplemented with IGF-1, insulin, 0.1% polyvinyl alcohol (PVA), or 0.1% polyvinylpyrrolidone (PVP), but without FSH or LH. The control group consisted of COCs matured it, TCM plus FSH and 10% estrous cow serum. After fertilization. presumptive zygotes were co-cultured with cumulus cells until 224 h post-insemination. Total RNA was isolated from embryo pools, reverse transcribed into cDNA, and subjected to transcript analysis by real-time PCR. Cleavage rate was higher (P < 0.05) for the control group (68.3%) than for the PVA (54.4%) and PVP-40 (58.3%) groups. Nevertheless. there was no difference among the PVA, PVP-40 and control groups in blastocyst or hatching rates. similarly, no difference in relative abundance of Hsp-70 and Bax transcripts was detected in comparison to the control group. We inferred that bovine oocytes can be matured in serum- and gonadotrophin-free medium supplemented with PVA or PVP, enriched with IGF-I and insulin, without altering post-cleavage development and relative abundance of some genes associated with stress and apoptosis. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Predation of Biomphalaria glabrata during the development of Belostoma anurum (Hemiptera, Belostomatidae)

Belostoma anurum was reared under laboratory conditions. Specimens were exposed to semi-natural conditions of photo period. The mortality rate was 26.3% during the post embryonic period (38.6 ± 0.7 days). During this time the average predation of Biomphalaria glabrata was of 99.0 ± 9.4 snails. The mean increment ratio of length and dry weight per instar was of 1.4 ± 0.1 and 2.8 ± 0.5, respectively. The predation by B. anurum adults can be divided into two different periods: phase I (4.8 ± 1.4 snails/day) and phase II (1.8 ± 0.5 snails/day). The higher predation in phase I suggested the sexual maturation of the belostomatid.

Role of Notch signaling on the differentiation of early lymphoid progenitors cells: a view throughout the development of the embryonic chicken thymus and spleen

Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina

SOURCE, FATE AND FUNCTION OF EARLY GLIAL CELLS EXPRESSING NKX2.1 IN MOUSE EMBRYONIC BRAINS

The brain tissue is made of neuronal and glial cells generated in the germinal layer bordering the ventricles. These cells divide, differentiate and migrate following specific pathways. The specification of GABAergic interneurons and glutamatergic neurons has been broadly studied but little is known about the origin, the fate and the function of early glial cells in the embryonic telencephalon. It has been commonly accepted since long that the glial cells and more particularly the astrocytes were generated after neurogenesis from the dorsal telencephalon. However, our work shows that, unlike what was previously thought, numerous glial cells (astroglia and polydendrocytes) are generated during neurogenesis in the early embryonic stages from E14.5 to E16.5, and originate from the ventral Nkx2.1-expressing precursors instead. NK2 homeobox 1 (Nkx2.1) is a member of the NK2 family of homeodomaincontaining transcription factors. The specification of the MGE precursors requires the expression of the Nkx2.1 homeobox gene. Moreover, Nkx2.1 is previously known to regulate the specification of GABAergic interneurons and early oligodendrocytes in the ventral telencephalon. Here, in my thesis work, I have discovered that, in addition, Nkx2.1 also regulates astroglia and polydendrocytes differentiation. The use of Nkx2.1 antibody and Nkx2.1 riboprobe have revealed the presence of numerous Nkx2.1-positive cells that express astroglial markers (like GLAST and GFAP) in the entire embryonic brain. Thus, to selectively fate map MGE-derived GABAergic interneurons and glia, we crossed Nkx2.1-Cre mice, Glast-Cre ERT+/- inducible mice and NG2-Cre mice with the Cre reporter Rosa26-lox-STOP-lox-YFP (Rosa26-YFP) mice. The precise origin of Nkx2.1-positive astroglia has been directly ascertained by combining glial immunostaining and focal electroporation of the pCAG-GS-EGFP plasmids into the subpallial domains of organotypic slices, as well as, by using in vitro neurosphere experiments and in utero electroporation of the pCAG-GS-tomato plasmid into the ventral pallium of E14.5 Nkx2.1-Cre+/Rosa-YFP+/- embryos. We have, thus, confirmed that the three germinal regions of the ventral telencephalon i.e. the MGE, the AEP/POA and the triangular septal nucleus are able to generate early astroglial cells. Moreover, immunohistochemistry for several astroglial cells and polydendrocyte markers, both in the Nkx2.1-/- and control embryos and in the neurospheres, has revealed a severe loss of both glial cell types in the Nkx2.1 mutants. We found that the loss of glia corresponded to a decrease of Nkx2.1-derived precursor division capacity and glial differentiation. There was a drastic decrease of BrdU+ dividing cells labeled for Nkx2.1 in the MGE*, the POA* and the septal nucleus* of Nkx2.1 mutants. In addition, we noticed that while some remaining Nkx2.1+ precursors still succeeded to give rise to post-mitotic neurons in vitro and in vivo in the Nkx2.1-/-, they completely lost the capacity to differentiate in astrocytes. Altogether, these observations indicate for the first time that the transcription factor Nkx2.1 regulates the proliferation and differentiation of precursors in three subpallial domains that generate early embryonic astroglia and polydendrocytes. Furthermore, in order to investigate the potential function of these early Nkx2.1- derived glia, we have performed multiple immunohistochemical stainings on Nkx2.1-/- and wild-type animals, and Nkx2.1-Cre mice that were crossed to Rosa-DTA+/- mice in which the highly toxic diphtheria toxin aided to selectively deplete a majority of the Nkx2.1-derived cells. Interestingly, in these two mutants, we observed a drastic and significant loss of GFAP+, GLAST+, NG2+ and S100ß+ astroglial cells at the telencephalic midline and in the medial cortical areas. This cells loss could be directly correlated with severe axonal guidance defects observed in the corpus callosum (CC), the hippocampal commissure (HIC), the fornix (F) and the anterior commissure (AC). Axonal guidance is a key step allowing neurons to form specific connections and to become organized in a functional network. The contribution of guidepost cells inside the CC and the AC in mediating the growth of commissural axons have until now been attributed to specialized midline guidepost astroglia. Previous published results in our group have unravelled that, during embryonic development, the CC is populated in addition to astroglia by numerous glutamatergic and GABAergic guidepost neurons that are essential for the correct midline crossing of callosal axons. Therefore, the relative contribution of individual neuronal or glial populations towards the guidance of commissural axons remains largely to be investigated to understand guidance mechanisms further. Thus, we crossed Nkx2.1-Cre mice with NSE-DTA+/- mice that express the diphtheria toxin only in neurons and allowed us to selectively deplete Nkx2.1-derived GABAergic neurons. Interestingly, in the Nkx2.1-/- mice, the CC midline was totally disorganized and the callosal axons partly lost their orientation, whereas in the Nkx2.1Cre+/Rosa-DTA+/- and the Nkx2.1Cre+/NSE-DTA+/- mice, the axonal organization of the CC was not affected. In the three types of mice, hippocampal axons of the fornix were not properly fasciculated and formed disoriented bundles through the septum. Additionally, the AC formation was completely absent in Nkx2.1-/- mice and the AC was divided into two/three separate paths in the Nkx2.1Cre+/Rosa-DTA+/- mice that project in wrong territories. On the other hand, the AC didn't form or was reduced to a relatively narrower tract in the Nkx2.1Cre+/NSE-DTA+/- mice as compared to wild-type AC. These results clearly indicate that midline Nkx2.1-derived cells play a major role in commissural axons pathfinding and that both Nkx2.1-derived guidepost neurons and glia are necessary elements for the correct development of these commissures. Furthermore, during our investigations on Nkx2.1-/- and Nkx2.1Cre+/Rosa-DTA+/- mice, we noticed similar and severe defects in the erythrocytes distribution and the blood vessels network morphology in the embryonic brain of both mutants. As the Cre-mediated recombination was never observed to occur in the blood vessels of Nkx2.1-Cre mice, we inferred that the vessels defects observed were due to the loss of Nkx2.1-derived cells and not to the cells autonomous effects of Nkx2.1 in regulating endothelial cell precursors. Thereafter, the respective contribution of individual Nkx2.1-regulated neuronal or glial populations in the blood vessels network building were studied with the use of transgenic mice strains. Indeed, the use of Nkx2.1Cre+/NSE-DTA+/- mice indicated that the Nkx2.1-derived neurons were not implicated in this process. Finally, to discriminate between the two Nkx2.1-derived glial cell populations, the GLAST+ astroglia and the NG2+ polydendrocytes, an NG2-Cre mouse strain crossed to the Rosa-DTA+/- mice was used. In that mutant, the blood vessel network and the erythrocytes distribution were similarly affected as observed in Nkx2.1Cre+/Rosa-DTA+/- animals. Therefore, this result indicates that most probably, the NG2+ polydendrocytes are involved in helping to build the vessels network in the brain. Taken altogether, these observations show that during brain development, Nkx2.1- derived embryonic glial cells act as guidepost cells on the guidance of axons as well as forming vessels. Both Nkx2.1-regulated guidepost GABAergic neurons and glia collaborate to guide growing commissural axons, while polydendrocytes are implicated in regulating brain angiogenesis. - Le tissu cérébral est composé de cellules neuronales et gliales générées dans les couches germinales qui bordent les ventricules. Ces cellules se divisent, se différencient et migrent selon des voies particulières. La spécification des interneurones GABAergiques et des neurones glutamatergiques a été largement étudiée, par contre, l'origine, le destin et la fonction des cellules gliales précoces du télencéphale embryonnaire restent peu élucidées. Depuis longtemps, il était communément accepté que les cellules gliales, et plus particulièrement les astrocytes, sont générés après la neurogénèse à partir du télencéphale dorsal. Toutefois, notre travail montre que de nombreuses cellules gliales sont générées à partir de précurseurs ventraux qui expriment le gène Nkx2.1, entre E14.5 et E16.5, c'est-à dire,à des stades embryonnaires très précoces. Le gène NK2 homéobox 1 (Nkx2.1) appartient à une famille de facteurs de transcription appelée NK2. Il s'agit de protéines qui contiennent un homéo-domaine. La spécification des précurseurs de la MGE requiert l'expression du gène homéobox Nkx2.1. De plus, la fonction du gène Nkx2.1 dans la régulation de la spécification des interneurones GABAergiques et des oligodendrocytes dans le télencéphale ventral était déjà connue. Au cours de mon travail de thèse, j'ai également mis en évidence que, Nkx2.1 régule aussi les étapes de prolifération et de différenciation de divers sous-types de cellules gliales soit de type astrocytes ou bien polydendrocytes. L'utilisation d'un anticorps contre la protéine Nkx2.1 ainsi qu'une sonde à ribonucléotides contre l'ARN messager du gène Nkx2.1 ont révélé la présence de nombreuses cellules positives pour Nkx2.1 qui exprimaient des marqueurs astrocytaires (comme GLAST et GFAP) dans le télencéphale embryonnaire. Afin de déterminer de manière sélective le sort des interneurones GABAergiques, des polydendrocytes et des astrocytes dérivés de la MGE, nous avons croisé soit des souris Nkx2.1-Cre, des souris Glast-Cre ERT+/- inductibles ou bien des souris NG2-Cre avec des souris Rosa26-lox-STOP-lox-YFP (Rosa26-YFP) Cre rapportrices. L'origine précise des astroglies positives pour Nkx2.1 a été directement établie en combinant une coloration immunologique pour les glies et une électroporation focale d'un plasmide pCAG-GS-EGFP dans les domaines subpalliaux de tranches organotypiques, puis également, par des cultures de neurosphères in vitro et des expériences d'électroporation in utero d'un plasmide pCAG-GS-tomato dans le pallium ventral d'embryons Nkx2.1-Cre+/Rosa- YFP+/- au stade E14.5. Nous avons donc confirmé que les trois régions germinales du télencéphale ventral, c'est-à-dire, la MGE, l'AEP/POA et le noyau triangulaire septal sont capables de générer des cellules astrogliales. D'autre part, l'immunohistochimie pour plusieurs marqueurs d'astrocytes ou de polydendrocytes, dans les embryons Nkx2.1-/- et contrôles ainsi que dans les neurosphères, a révélé une sévère perte de ces deux types gliaux chez les mutants. Nous avons trouvé que la perte de glies correspondait à une diminution de la capacité de division des précurseurs dérivés de Nkx2.1, ainsi que l'incapacité de ces précurseurs de se différencier en cellules gliales. Nous avons en effet observé une diminution importante des cellules BrdU+ en division exprimant Nkx2.1dans la MGE*, la POA* et le noyau septal* des mutants pour Nkx2.1. D'autre part, nous avons pu mettre en évidence aussi bien in vitro, qu'in vivo, que certains précurseurs Nkx2.1+ chez le mutant gardent la capacité à se différencier en neurones tandis qu'ils perdent celle de se différencier en cellules gliales. Prises dans leur ensemble, ces observations indiquent pour la première fois que le facteur de transcription Nkx2.1 régule les étapes de prolifération et de différentiation des précurseurs des trois domaines subpalliaux qui génèrent les astroglies et polydendrocytes embryonnaires précoces. Par la suite, dans le but de comprendre la fonction potentielle de ces glies précoces, nous avons procédé à de multiples colorations immunohistochimiques sur des animaux Nkx2.1-/- et sauvages, ainsi que sur des souris Nkx2.1-Cre croisées à des souris Rosa-DTA+/- dans lesquelles la toxine diphthérique hautement toxique a permis de supprimer sélectivement la majorité des cellules dérivées de Nkx2.1. De manière intéressante, nous avons observé dans ces deux mutants, une perte drastique et significative de cellules astrogliales GFAP+, GLAST+ et polydendrocytaires NG2+ et S100ß+ dans le télencéphale, à la midline et dans les aires corticales médianes. Ces pertes ont pu être directement corrélées avec des défauts de guidage axonal observés dans le corps calleux (CC), la commissure hippocampique (HIC), le fornix (F) et la commissure antérieure (AC). Le guidage axonal est une étape clé permettant aux neurones de former des connections spécifiques et de s'organiser dans un réseau fonctionnel. La contribution des cellules « guidepost » dans le CC et dans la AC comme médiateurs de la croissance des axones commissuraux à jusqu'à aujourd'hui été attribuée spécifiquement à des astroglies « guidepost » de la midline. Des résultats publiés précédemment dans notre groupe, ont permis de montrer que, pendant le développement embryonnaire, le CC est peuplé en plus de la glie par de nombreux neurones « guidepost » glutamatergiques et GABAergiques qui sont essentiels pour le croisement correct des axones callosaux à la midline. Ainsi, la contribution relative des populations individuelles neuronales ou gliales pour le guidage des axones commissuraux demande à être approfondie afin de mieux comprendre les mécanismes de guidage. A ces fins, nous avons croisé des souris Nkx2.1-Cre avec des souris NSE-DTA+/- qui expriment la toxine diphthérique uniquement dans les neurones et ainsi, nous avons pu sélectivement supprimer les neurones dérivés de domaines Nkx2.1+. Dans les souris Nkx2.1-/-,nous avons découvert que le CC était désorganisé avec des axones callosaux perdant partiellement leur orientation, alors que dans les souris Nkx2.1Cre+/Rosa-DTA+/- et Nkx2.1Cre+/NSE-DTA+/-, l'organisation axonale n'était pas affectée. De plus, les faisceaux hippocampiques du fornix étaient défasciculés dans les trois types de mutants. Par ailleurs, la formation de la commissure antérieure (AC) était complètement absente dans les souris Nkx2.1-/- d'une part, et d'autre part, celle-ci était divisée en deux à trois voies séparées dans les souris Nkx2.1Cre+/Rosa-DTA+/-. Finalement, la AC était soit absente, soit réduite de manière ne former plus qu'un faisceau relativement plus étroit dans les souris Nkx2.1Cre+/NSE-DTA+/- en comparaison avec la AC sauvage. Ces derniers résultats indiquent clairement que les cellules dérivées de Nkx2.1 à la midline, jouent un rôle majeur dans le guidage des axones commissuraux et que, autant les neurones, que les astrocytes « guidepost » dérivés de Nkx2.1, sont des éléments nécessaires au développement correct de ces commissures. En outre, lors de nos investigations sur les souris Nkx2.1-/- et Nkx2.1Cre+/Rosa-DTA+/-, nous avons remarqués des défauts sévères et similaires dans la distribution des erythrocytes et dans la morphologie du réseau de vaisseaux sanguins dans le cerveau embryonnaire des deux mutants précités. Puisque nous n'avons jamais observé de recombinaison de la Cre recombinase dans les vaisseaux sanguins des souris Nkx2.1Cre, nous en avons déduit que les défauts de vaisseaux observés étaient dus à la perte de cellules dérivées de Nkx2.1. Il existerait donc en plus de la fonction cellulaire autonome de Nkx2.1 reconnue pour régulée directement la spécification des cellules endothéliales, une fonction indirecte de Nkx2.1. Afin de déterminer la contribution respective des populations individuelles neuronales ou gliales régulées par Nkx2.1 dans la construction du réseau de vaisseaux sanguins, nous avons utilisé diverses lignées de souris transgéniques. L'utilisation de souris Nkx2.1Cre+/NSE-DTA+/- a indiqué que les neurones dérivés de Nkx2.1 n'étaient pas impliqués dans ce processus. Finalement, afin de discriminer entre les deux populations de cellules gliales dérivées de Nkx2.1, les astroglies et les polydendrocytes, nous avons croisé une lignée de souris NG2-Cre avec des souris Rosa-DTA+/-. Dans ce dernier mutant, le réseau de vaisseaux sanguins du cortex ainsi que la distribution des erythrocytes étaient affectés de la même manière que dans le cortex des souris Nkx2.1Cre+/Rosa-DTA+/-. Par conséquent, ce résultat indique que très probablement, les polydendrocytes NG2+ sont impliqués dans la mise en place du réseau de vaisseaux dans le cerveau. Prises dans leur ensemble, ces observations montrent que durant le développement embryonnaire du cerveau, des sous-populations de glies régulées par Nkx2.1 jouent un rôle de cellules « guidepost » dans le guidage des axones, ainsi que des vaisseaux. Les polydendrocytes sont impliquées dans la régulation de l'angiogenèse tandis que, autant les neurones GABAergiques que les astrocytes collaborent dans le guidage des axones commissuraux en croissance.

PPARβ Interprets a Chromatin Signature of Pluripotency to Promote Embryonic Differentiation at Gastrulation.

Epigenetic post-transcriptional modifications of histone tails are thought to help in coordinating gene expression during development. An epigenetic signature is set in pluripotent cells and interpreted later at the onset of differentiation. In pluripotent cells, epigenetic marks normally associated with active genes (H3K4me3) and with silent genes (H3K27me3) atypically co-occupy chromatin regions surrounding the promoters of important developmental genes. However, it is unclear how these epigenetic marks are recognized when cell differentiation starts and what precise role they play. Here, we report the essential role of the nuclear receptor peroxisome proliferator-activated receptor β (PPARβ, NR1C2) in Xenopus laevis early development. By combining loss-of-function approaches, large throughput transcript expression analysis by the mean of RNA-seq and intensive chromatin immunoprecipitation experiments, we unveil an important cooperation between epigenetic marks and PPARβ. During Xenopus laevis gastrulation PPARβ recognizes H3K27me3 marks that have been deposited earlier at the pluripotent stage to activate early differentiation genes. Thus, PPARβis the first identified transcription factor that interprets an epigenetic signature of pluripotency, in vivo, during embryonic development. This work paves the way for a better mechanistic understanding of how the activation of hundreds of genes is coordinated during early development.

Compensatory embryonic response to allele-specific inactivation of the murine X-linked gene Hcfc1.

Early in female mammalian embryonic development, cells randomly inactivate one of the two X chromosomes to achieve overall equal inactivation of parental X-linked alleles. Hcfc1 is a highly conserved X-linked mouse gene that encodes HCF-1 - a transcriptional co-regulator implicated in cell proliferation in tissue culture cells. By generating a Cre-recombinase inducible Hcfc1 knock-out (Hcfc1(lox)) allele in mice, we have probed the role of HCF-1 in actively proliferating embryonic cells and in cell-cycle re-entry of resting differentiated adult cells using a liver regeneration model. HCF-1 function is required for both extraembryonic and embryonic development. In heterozygous Hcfc1(lox/+) female embryos, however, embryonic epiblast-specific Cre-induced Hcfc1 deletion (creating an Hcfc1(epiKO) allele) around E5.5 is well tolerated; it leads to a mixture of HCF-1-positive and -negative epiblast cells owing to random X-chromosome inactivation of the wild-type or Hcfc1(epiKO) mutant allele. At E6.5 and E7.5, both HCF-1-positive and -negative epiblast cells proliferate, but gradually by E8.5, HCF-1-negative cells disappear owing to cell-cycle exit and apoptosis. Although generating a temporary developmental retardation, the loss of HCF-1-negative cells is tolerated, leading to viable heterozygous offspring with 100% skewed inactivation of the X-linked Hcfc1(epiKO) allele. In resting adult liver cells, the requirement for HCF-1 in cell proliferation was more evident as hepatocytes lacking HCF-1 fail to re-enter the cell cycle and thus to proliferate during liver regeneration. The survival of the heterozygous Hcfc1(epiKO/+) female embryos, even with half the cells genetically compromised, illustrates the developmental plasticity of the post-implantation mouse embryo - in this instance, permitting survival of females heterozygous for an X-linked embryonic lethal allele.

The miR-17-92 cluster regulates FOG-2 expression and inhibits proliferation of mouse embryonic cardiomyocytes

MicroRNAs (miRNAs) have gradually been recognized as regulators of embryonic development; however, relatively few miRNAs have been identified that regulate cardiac development. A series of recent papers have established an essential role for the miRNA-17-92 (miR-17-92) cluster of miRNAs in the development of the heart. Previous research has shown that the Friend of Gata-2 (FOG-2) is critical for cardiac development. To investigate the possibility that the miR-17-92 cluster regulates FOG-2 expression and inhibits proliferation in mouse embryonic cardiomyocytes we initially used bioinformatics to analyze 3’ untranslated regions (3’UTR) of FOG-2 to predict the potential of miR-17-92 to target it. We used luciferase assays to demonstrate that miR-17-5p and miR-20a of miR-17-92 interact with the predicted target sites in the 3’UTR of FOG-2. Furthermore, RT-PCR and Western blot were used to demonstrate the post-transcriptional regulation of FOG-2 by miR-17-92 in embryonic cardiomyocytes from E12.5-day pregnant C57BL/6J mice. Finally, EdU cell assays together with the FOG-2 rescue strategy were employed to evaluate the effect of proliferation on embryonic cardiomyocytes. We first found that the miR-17-5p and miR-20a of miR-17-92 directly target the 3’UTR of FOG-2 and post-transcriptionally repress the expression of FOG-2. Moreover, our findings demonstrated that over-expression of miR-17-92 may inhibit cell proliferation via post-transcriptional repression of FOG-2 in embryonic cardiomyocytes. These results indicate that the miR-17-92 cluster regulates the expression of FOG-2 protein and suggest that the miR-17-92 cluster might play an important role in heart development.

Lymph heart in chick - somitic origin, development and embryonic oedema

The lymph heart is a sac-like structure on either side of avian tail. In some adult birds, it empties the lymph from the copulatory organ; however, during embryonic development, it is thought to circulate extra-embryonic lymph. Very little is known about the origin, innervation and the cellular changes it undergoes during development. Using immunohistochemistry and gene expression profiling we show that the musculature of the lymph heart is initially composed solely of striated skeletal muscle but later develops an additional layer composed of smooth myofibroblasts. Chick-quail fate-mapping demonstrates that the lymph heart originates from the hypaxial compartments of somites 34-41. The embryonic lymph heart is transiently innervated by somatic motoneurons with no autonomic input. In comparison to body muscles, the lymph heart has different sensitivity to neuromuscular junction blockers (sensitive only to decamethonium). Furthermore, its abundant bungarotoxin-positive acetylcholinesterase receptors are unique as they completely lack specific acetylcholinesterase activity. Several lines of evidence suggest that the lymph heart may possess an intrinsic pacing mechanism. Finally, we assessed the function of the lymph heart during embryogenesis and demonstrate that it is responsible for preventing embryonic oedema in birds, a role previously thought to be played by body skeletal muscle contractions.