The scaffold protein IB1/JIP-1 controls the activation of JNK in rat stressed urothelium.

The c-Jun N-terminal kinase (JNK) is critical for cell survival, differentiation, apoptosis and tumorigenesis. This signalling pathway requires the presence of the scaffold protein Islet-Brain1/c-Jun N-terminal kinase interacting protein-1 (IB1/JIP-1). Immunolabeling and in situ hybridisation of bladder sections showed that IB1/JIP-1 is expressed in urothelial cells. The functional role of IB1/JIP-1 in the urothelium was therefore studied in vivo in a model of complete rat bladder outlet obstruction. This parietal stress, which is due to urine retention, reduced the content of IB1/JIP-1 in urothelial cells and consequently induced a drastic increase in JNK activity and AP-1 binding activity. Using a viral gene transfer approach, the stress-induced activation of JNK was prevented by overexpressing IB1/JIP-1. Conversely, the JNK activity was increased in urothelial cells where the IB1/JIP-1 content was experimentally reduced using an antisense RNA strategy. Furthermore, JNK activation was found to be increased in non-stressed urothelial cells of heterozygous mice carrying a selective disruption of the IB1/JIP-1 gene. These data established that mechanical stress in urothelial cells in vivo induces a robust JNK activation as a consequence of regulated expression of the scaffold protein IB1/JIP-1. This result highlights a critical role for that scaffold protein in the homeostasis of the urothelium and unravels a new potential target to regulate the JNK pathway in this tissue.

The peroxisome proliferator-activated receptor alpha regulates amino acid metabolism.

The peroxisome proliferator-activated receptor alpha is a ligand-activated transcription factor that plays an important role in the regulation of lipid homeostasis. PPARalpha mediates the effects of fibrates, which are potent hypolipidemic drugs, on gene expression. To better understand the biological effects of fibrates and PPARalpha, we searched for genes regulated by PPARalpha using oligonucleotide microarray and subtractive hybridization. By comparing liver RNA from wild-type and PPARalpha null mice, it was found that PPARalpha decreases the mRNA expression of enzymes involved in the metabolism of amino acids. Further analysis by Northern blot revealed that PPARalpha influences the expression of several genes involved in trans- and deamination of amino acids, and urea synthesis. Direct activation of PPARalpha using the synthetic PPARalpha ligand WY14643 decreased mRNA levels of these genes, suggesting that PPARalpha is directly implicated in the regulation of their expression. Consistent with these data, plasma urea concentrations are modulated by PPARalpha in vivo. It is concluded that in addition to oxidation of fatty acids, PPARalpha also regulates metabolism of amino acids in liver, indicating that PPARalpha is a key controller of intermediary metabolism during fasting.

Type I signal peptidase from Leishmania is a target of the immune response in human cutaneous and visceral leishmaniasis.

The gene encoding type I signal peptidase (Lmjsp) has been cloned from Leishmania major. Lmjsp encodes a protein of 180 amino residues with a predicted molecular mass of 20.5 kDa. Comparison of the protein sequence with those of known type I signal peptidases indicates homology in five conserved domains A-E which are known to be important, or essential, for catalytic activity. Southern blot hybridisation analysis indicates that there is a single copy of the Lmjsp gene. A recombinant SPase protein and a synthetic peptide of the L. major signal peptidase were used to examine the presence of specific antibodies in sera from either recovered or active individuals of both cutaneous and visceral leishmaniasis. This evaluation demonstrated that sera from cutaneous and visceral forms of leishmaniasis are highly reactive to both the recombinant and synthetic signal peptidase antigens. Therefore, the Leishmania signal peptidase, albeit localised intracellularly, is a significant target of the Leishmania specific immune response and highlights its potential use for serodiagnosis of cutaneous and visceral leishmaniasis.

A species delimitation approach in the Trochulus sericeus/hispidus complex reveals two cryptic species within a sharp contact zone.

BACKGROUND: Mitochondrial DNA sequencing increasingly results in the recognition of genetically divergent, but morphologically cryptic lineages. Species delimitation approaches that rely on multiple lines of evidence in areas of co-occurrence are particularly powerful to infer their specific status. We investigated the species boundaries of two cryptic lineages of the land snail genus Trochulus in a contact zone, using mitochondrial and nuclear DNA marker as well as shell morphometrics. RESULTS: Both mitochondrial lineages have a distinct geographical distribution with a small zone of co-occurrence. In the same area, we detected two nuclear genotype clusters, each being highly significantly associated to one mitochondrial lineage. This association however had exceptions: a small number of individuals in the contact zone showed intermediate genotypes (4%) or cytonuclear disequilibrium (12%). Both mitochondrial lineage and nuclear cluster were statistically significant predictors for the shell shape indicating morphological divergence. Nevertheless, the lineage morphospaces largely overlapped (low posterior classification success rate of 69% and 78%, respectively): the two lineages are truly cryptic. CONCLUSION: The integrative approach using multiple lines of evidence supported the hypothesis that the investigated Trochulus lineages are reproductively isolated species. In the small contact area, however, the lineages hybridise to a limited extent. This detection of a hybrid zone adds an instance to the rare reported cases of hybridisation in land snails.

Treatment and detection of ALK-rearranged NSCLC.

The recent approval of crizotinib for the treatment of anaplastic lymphoma kinase (ALK)-rearranged advanced non-small cell lung cancer (NSCLC) in the US and other countries has provoked intense interest in ALK rearrangements as oncogenic drivers, and promises to revolutionise the way in which NSCLC is diagnosed and treated. Here, we review clinical data to date for the use of crizotinib to treat patients with advanced, ALK-positive NSCLC and consider issues surrounding the detection of ALK-positivity including the use of fluorescence in situ hybridisation and the other potential techniques available, and their suitability for ALK screening. We also discuss the emergence of resistance to crizotinib therapy and the range of other ALK inhibitors currently in development.

Proximal 11p deletion syndrome (P11pDS): additional evaluation of the clinical and molecular aspects.

The combination of multiple exostoses (EXT) and enlarged parietal foramina (foramina parietalia permagna, FPP) represent the main features of the proximal 11p deletion syndrome (P11pDS), a contiguous gene syndrome (MIM 601224) caused by an interstitial deletion on the short arm of chromosome 11. Here we present clinical aspects of two new P11pDS patients and the clinical follow-up of one patient reported in the original paper describing this syndrome. Recognised clinical signs include EXT, FPP, mental retardation, facial asymmetry, asymmetric calcification of coronary sutures, defective vision (severe myopia, nystagmus, strabismus), skeletal anomalies (small hands and feet, tapering fingers), heart defect, and anal stenosis. In addition fluorescence in situ hybridisation and molecular analysis were performed to gain further insight in potential candidate genes involved in P11pDS.

Comparative genomics of epidemic versus sporadic Staphylococcus aureus strains does not reveal molecular markers for epidemicity.

Staphylococcus aureus, especially when it is methicillin resistant, has been recognised as a major cause of nosocomial and community-acquired infections. It has also been shown that certain strains were able to cause clonal epidemics whereas others showed a more incidental occurrence. On the basis of this behavioural distinction, a genetic feature underlying this difference in epidemicity can be assumed. Understanding the difference will not only contribute to the development of markers for the identification of epidemic strains but will also shed light on the evolution of clones. Genomes of strains from two independent collections (n=18 and n=10 strains) were analysed. Both collections were composed of carefully selected, genetically diverse strains with clinically well-defined epidemic and sporadic behaviour. Comparative genome hybridisation (CGH) was performed using an Agilent array for one collection (up to 11 probes per open reading frame - ORF), and an Affymetrix array for the other (up to 30 probes per ORF). Presence and absence information of probe homologues and ORFs was taken for analysis of molecular variance (AMOVA) at the strain and behaviour levels. Not a single probe showed 100% concordant differences between epidemic and sporadic strains. Moreover, probe differences between groups were always smaller than those within groups. This was also true, when the analysis was focussed on presence versus absence of ORF's or when probe information was transformed into allelic profiles. These findings present strong evidence against the presence or absence of a single common specific genetic factor differentiating epidemic from sporadic S. aureus clones.

Characterization of spontaneous gacS and gacA regulatory mutants of Pseudomonas fluorescens biocontrol strain CHAO.

In Pseudomonasfluorescens strain CHAO, the response regulator gene gacA controls expression of extracellular enzymes and antifungal secondary metabolites, which are important for this strain's biocontrol activity in the plant rhizosphere. Two Tn5 insertion mutants of strain CHA0 that had the same pleiotropic phenotype as gacA mutants were complemented by the gacS sensor kinase gene of P. syringae pv. syringae as well as that of P. fluorescens strain Pf-5, indicating that both transposon insertions had occurred in the gacS gene of strain CHA0. This conclusion was supported by Southern hybridisation using a gacS probe from strain Pf-5. Overexpression of the wild-type gacA gene partially compensated for the gacS mutation, however, the overexpressed gacA gene was not stably maintained, suggesting that this is deleterious to the bacterium. Strain CHA0 grown to stationary phase in nutrient-rich liquid media for several days accumulated spontaneous pleiotropic mutants to levels representing 1.25% of the population; all mutants lacked key antifungal metabolites and extracellular protease. Half of 44 spontaneous mutants tested were complemented by gacS, the other half were restored by gacA. Independent point and deletion mutations arose at different sites in the gacA gene. In competition experiments with mixtures of the wild type and a gacA mutant incubated in nutrient-rich broth, the mutant population temporarily increased as the wild type decreased. In conclusion, loss of gacA function can confer a selective advantage on strain CHA0 under laboratory conditions.

Two high throughput technologies to detect segmental aneuploidies identify new Williams-Beuren syndrome patients with atypical deletions.

OBJECTIVE: To develop and compare two new technologies for diagnosing a contiguous gene syndrome, the Williams-Beuren syndrome (WBS). METHODS: The first proposed method, named paralogous sequence quantification (PSQ), is based on the use of paralogous sequences located on different chromosomes and quantification of specific mismatches present at these loci using pyrosequencing technology. The second exploits quantitative real time polymerase chain reaction (QPCR) to assess the relative quantity of an analysed locus. RESULTS: A correct and unambiguous diagnosis was obtained for 100% of the analysed samples with either technique (n = 165 and n = 155, respectively). These methods allowed the identification of two patients with atypical deletions in a cohort of 182 WBS patients. Both patients presented with mild facial anomalies, mild mental retardation with impaired visuospatial cognition, supravalvar aortic stenosis, and normal growth indices. These observations are consistent with the involvement of GTF2IRD1 or GTF2I in some of the WBS facial features. CONCLUSIONS: Both PSQ and QPCR are robust, easy to interpret, and simple to set up. They represent a competitive alternative for the diagnosis of segmental aneuploidies in clinical laboratories. They have advantages over fluorescence in situ hybridisation or microsatellites/SNP genotyping for detecting short segmental aneuploidies as the former is costly and labour intensive while the latter depends on the informativeness of the polymorphisms.

Plastid genome characterisation in Brassica and Brassicaceae using a new set of nine SSRs.

We report a new set of nine primer pairs specifically developed for amplification of Brassica plastid SSR markers. The wide utility of these markers is demonstrated for haplotype identification and detection of polymorphism in B. napus, B. nigra, B. oleracea, B. rapa and in related genera Arabidopsis, Camelina, Raphanus and Sinapis. Eleven gene regions (ndhB-rps7 spacer, rbcL-accD spacer, rpl16 intron, rps16 intron, atpB-rbcL spacer, trnE-trnT spacer, trnL intron, trnL-trnF spacer, trnM-atpE spacer, trnR-rpoC2 spacer, ycf3-psaA spacer) were sequenced from a range of Brassica and related genera for SSR detection and primer design. Other sequences were obtained from GenBank/EMBL. Eight out of nine selected SSR loci showed polymorphism when amplified using the new primers and a combined analysis detected variation within and between Brassica species, with the number of alleles detected per locus ranging from 5 (loci MF-6, MF-1) to 11 (locus MF-7). The combined SSR data were used in a neighbour-joining analysis (SMM, D (DM) distances) to group the samples based on the presence and absence of alleles. The analysis was generally able to separate plastid types into taxon-specific groups. Multi-allelic haplotypes were plotted onto the neighbour joining tree. A total number of 28 haplotypes were detected and these differentiated 22 of the 41 accessions screened from all other accessions. None of these haplotypes was shared by more than one species and some were not characteristic of their predicted type. We interpret our results with respect to taxon differentiation, hybridisation and introgression patterns relating to the 'Triangle of U'.

Naudan freemartinismin osoittaminen veren valkosoluista Y-kromosomispesifisellä in situ -hybridisaatiolla

Summary: Diagnosis of freemartinism in cattle by Y chromosome specific in situ hybridisation of blood leukocytes

Differential gene expression, induced by salicylic acid and Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici infection, in tomato

The objective of this work was to determine the transcript profile of tomato plants (Lycopersicon esculentum Mill.), during Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici infection and after foliar application of salicylic acid. The suppression subtractive hybridization (SSH) technique was used to generate a cDNA library enriched for transcripts differentially expressed. A total of 307 clones was identified in two subtractive libraries, which allowed the isolation of several defense-related genes that play roles in different mechanisms of plant resistance to phytopathogens. Genes with unknown roles were also isolated from the two libraries, which indicates the possibility of identifying new genes not yet reported in studies of stress/defense response. The SSH technique is effective for identification of resistance genes activated by salicylic acid and F. oxysporum f. sp. lycopersici infection. Not only the application of this technique enables a cost effective isolation of differentially expressed sequences, but also it allows the identification of novel sequences in tomato from a relative small number of sequences.

La spéciation écologique racontée au travers de l'étude de l'évolution des poissons-clowns et de quelques autres

Ecological speciation and its hallmark, adaptive radiation is a process from which most of the current biodiversity derives. As ecological opportunity allows species to colonise unoccupied niches, natural selection drives adaptive phenotypical change. In this thesis, I begin by describing how this evolutionary process acted on the evolution of the clownfishes. During its infancy, this iconic group of coral reef fishes developed a mutualism with sea anemone species. I show how this event triggered the evolutionary radiation of the group, generating species that now inhabit diverse habitats of the coral reefs. Following the appearance of the mutualism, the diversification of the clownfish was catalysed by hybridisation events which shuffled genes, allowing hybrids to reach new fitness optima. While the clownfishes appeared in the region of the coral triangle, a lineage colonised the eastern shores of Africa. I reconstructed the geographic history of the group and showed that this event lead to the rapid appearance of new species, replicating the evolutionary patterns of the original radiation. To better grasp the mechanisms of ecological speciation, I conducted analyses at the population level and identified similar evolutionary patterns than found at the clade level. I discuss how such result suggests a continuity bridging micro- and macroevolution, which so far only been theorised. In parallel to this study case, I question whether biotic and abiotic interactions can promote or restrain ecological speciation. Indeed, I show how the ecological setting of species can drastically impact on their diversification dynamics. Moreover, tradeoffs can occur between specialisation made on different ecological axes allowing species cohabitation. Overall, I show in this work that regardless of the few simple rules that explain the mechanism of ecological speciation, the unavoidable interactions with the ever changing ecological context lead diversification events to give always a different outcome. It is thus primordial to account for the ecological settings of species when discussing their evolutionary dynamics. LA SPÉCIATION ÉCOLOGIQUE RACONTÉE AU TRAVERS DE L'ÉTUDE DE L'ÉVOLUTION DES POISSONS-CLOWNS ET DE QUELQUES AUTRES Le phénomène de spéciation écologique est à l'origine de la majeure partie de la biodiversité que l'on rencontre aujourd'hui. Au fil des opportunités qu'elles rencontrent, les espèces colonisent l'espace écologique laissant la sélection naturelle forger leur phénotype moyen. Malgré l'omniprésence de ce phénomène dans la nature, beaucoup de questions qui lui sont relatives restent à élucider. C'est afin de mieux comprendre ce mécanisme que j'étudie les poissons-clowns, célèbres habitants des récifs coralliens. Dans ce travail, je démontré que le développement du comportement mutualiste liant les poissons-clowns aux anémones de mer fut l'événement qui déclencha leur diversification. Suite à ce premier événement, j'illustre comment l'hybridation entre lignées primordiales a remodelé la diversité génétique du groupe et catalysé leur radiation évolutive. Je poursuis en reconstruisant l'expansion géographique des poissons-clowns au cours du temps depuis le triangle de corail, leur lieu d'origine, jusqu'aux côtes d'Afrique de l'Ouest. Afin d'affiner ces analyses générales sur le groupe, je continue en étudiant plus finement des populations d'une seule espèce de poisson-clown. Cette fine résolution me permet de comprendre plus précisément quels sont les facteurs écologiques qui permettent aux poissons-clowns de se différencier. Les résultats de ces analyses suggèrent qu'il est important de comprendre les liens entre le contexte écologique et la diversification des espèces. J'étudie cette question dans la seconde partie de ce travail en montrant que l'hétérogénéité du paysage ou les liens entretenus avec un partenaire mutualiste influencent fortement la dynamique évolutive des espèces. Finalement, j'illustre les compromis que chaque espèce réalise en se spécialisant ou non dans ses interactions avec l'environnent. Plus généralement, je souligne dans ce travail l'influence du contexte écologique sur le résultat de la spéciation écologique. Ce sont ces interactions entre les organismes et leur environnent qui sont à l'origine de l'incroyable diversité de la vie. Il est donc primordial de les prendre en compte lors de l'étude de l'évolution des espèces.

The Paleozoic magmatic history of the Maggia and Sambuco nappes, Lower Penninic, Central Lepontine Alps

Résumé : Les corps magmatiques sont des indicateurs essentiels dans toute reconstitution paléogéographique et/ou géodynamique d'un cycle orogénique, en particulier en contexte polycyclique, où la plupart des autres indices ont été oblitérés. Ils sont aisément datables et leurs caractéristiques géochimiques permettent de contraindre leur contexte tectonique de mise en place. Cette approche a été appliquée aux socles pré-mésozoïques des nappes penniques inférieures de Sambuco et de la Maggia, dans les Alpes centrales lepontines. Plusieurs événements magmatiques ont été identifiés dans le socle de Sambuco et datés par la méthode U-Pb sur zircon couplée à la technique LA-ICPMS. La suite calco-alcaline mafique rubanée de Scheggia est datée du Cambrien inférieur à 540-530 Ma ; le métagranite alumineux oeillé de Sasso Nero a un âge de 480-470 Ma, tout comme bien d'autres «older orthogneisses» des socles alpins. Il contient des zircons hérités d'âge panafricain à 630-610 Ma, indicateur d'une affiliation gondwanienne de ces terrains. Le pluton calco-alcalin du Matorello est daté à environ 300-310 Ma, et les filons lamprophyriques qu'il abrite à 300 Ma. La granodiorite de Cocco et le leucogranite de Ruscada, tous deux intrudés dans le socle de la nappe adjacente de la Maggia, ont des âges similaires à celui du Matorello. Ceci ajouté aux similitudes magmatiques observées entre Cocco et Matorello suggère une proximité paléogéographique des deux nappes au Permien-Carbonifère. Or ces dernières sont actuellement considérées appartenir à deux domaines paléogéographiques mésozoïques distincts : helvétique pour Sambuco et briançonnais pour Maggia, séparés par un bassin océanique. Si tel fut le cas, aucun mouvement décrochant ne doit avoir décalé les marges continentales de l'océan, retrouvées en parfaite coïncidence lors de sa fermeture. Le Matorello est un pluton recristallisé en faciès amphibolite et plissé par cinq phases successives de déformation non-coaxiales, qui ont conduit à son renversement complet, attesté par des indicateurs de paléogravité. Il préserve de spectaculaires phénomènes de coexistence liquide de magmas (essaims d'enclaves et Bills composites). Ce pluton était originellement tabulaire, construit par l'accumulation de multiples injections de magma en feuillets d'épaisseur métrique à décamétrique. Suivant le rythme de mise en place, les injections successives ont rapidement cristallisé avec des contours nets et bien définis (Bills composites) ou se sont mélangées avec les précédentes pour former une couche non consolidée de plusieurs dizaines de mètres d'épaisseur (granodiorite principale). Les injections individuelles sont délimitées par de subtils contrastes en granulométrie, proportions modales ou ségrégation de minéraux (schlieren), ou par des phénomènes d'érosion le long des surfaces de contact. Deux couches métriques à contour sinueux consistent en une accumulation compacte d'enclaves mafiques arrondies dans une matrice granodioritique fine. Le granoclassement des enclaves, la présence de figures de charge et de phénomènes érosifs en base de couche, ainsi que des schlieren de biotite entrecroisés évoquent l'injection de coulées de magma chargé d'enclaves et de faible viscosité en régime hydrodynamique turbulent dans un encaissant granodioritique encore largement liquide. La nature hybride des roches implique une chambre magmatique sous-jacente, en cours de différenciation et périodiquement réalimentée. Les magmas sont des liquides mafiques dérivés du manteau et des liquides anatectiques d'origine crustale, comme l'indique la gamme mesurée des rapports isotopiques initiaux du Sr (0.704 à 0.709) et des valeurs epsilon Nd (-2.1 à -4.7). Ces données montrent également que la contribution crustale est dominante, en accord avec les isotopes du plomb. Les phénomènes d'hybridation ont vraisemblablement eu lieu en base de croûte et dans la chambre magmatique sous-jacente au laccolite du Matorello. Les indicateurs de paléogravité du Matorello contribuent accessoirement à la compréhension de l'architecture actuelle de la nappe de Sambuco. Des plis isoclinaux à surface axiale verticale peuvent être mis en évidence par le contact entre les faciès dioritique et granodioritique. L'antiforme dont le Matorello forme le coeur est un synclinal, ce qui le positionne dans le Flanc inverse du grand pli couché que forme la nappe de Sambuco. Par ailleurs, des blocs de gneiss retrouvés dans le wildflysch sommital de la couverture de la nappe d'Antigorio ont été affiliés dans cette étude au pluton du Matorello. Ceci implique que le front de la nappe de Sambuco chevauchait déjà la partie est du bassin d'Antigorio au moment de sa fermeture. Par conséquent, ce n'est qu'en position externe que la nappe du Lebendun chevauche directement la nappe d'Antigorio. Abstract Magmatic bodies are important markers in paleo-geographic or geodynamic reconstructions of orogenic cycles, even more so in the case of polycyclic events where many of the other markers have been overwritten or destroyed. Plutons are relatively easy to date and their geochemical properties help constrain the tectonic context in which they were emplaced. This study focuses on the pre-mesozoic basement in the Sambuco and Maggia lower Penninic nappes located in the central Lepontine domain of the Alps. A number of magmatic events have been identified in the Sambuco basement. These events were dated using LA-ICPMS U/Pb on zircon grains. The mafic calc-alkaline banded Scheggia suite is dated as lower Cambrian, 540-530 Ma. The Al-rich Sasso-Nero lenticular gneiss is 480-470 Ma old (similarly to many older orfhogneisses of the Alpine basement) and contains 630-610 Ma old pan-African inherited zircons that illustrate the Gondwanian origin of these terranes.The calc-alkaline Matorello pluton is dated as 310-300 Ma whereas the lamprophyric bodies it contains are of 300 Ma. The Cocco granodiorite and the Ruscada leucogranite both intrude the basement of the adjacent Maggia nappe and are of similar ages to the Matorello. The ages as well as the geochemical similarities between the Cocco, Rucada and Matorello plutons suggest their paleo-geographic proximity at the Permian-Carboniferous boundary. However, these nappes are currently considered as belonging to two different Mesozoic paleo-geographic domains. Indeed, the Sambuco is considered as Helvetic whereas the Maggia is said to be Briançonnais, both separated by an oceanic basin. If this is the case, then it is essential that nostrike-slip movement has misaligned both continental margins since these coincide perfectly now that the oceanic domain closed. The Matorello pluton was originally a tabular intrusion, built up by the accumulation of multiple, several meter-thick, subhorizontal sheet-like injections of magma. Depending on their emplacement rate, the successive magma injections either solidified rapidly with sharp and rather well-defined boundaries (like the composite sills) or mingled with previous injections generating a thick molten layer up to several tens to hundred meters thick, like in the main granodioritic facies. These coalesced injections are hardly distinguishable, however subtle contrasts in granulometry, mineral modal proportions or mineral sorting (cross-bedded biotite-rich schlieren), as well as erosional features and/or crystal entrapment along contact surfaces allow to distinguish between the different injections. Two exceptional meter-thick layers display sinuous boundaries with the host granodiorite and consist of a densely packed accumulation of mafic enclaves in a granodioritic matrix. Gravitational sorting of the enclaves with load cast features at the base of the layers and sinuous biotite schlieren point to injection of low viscosity turbulent composite magma flows in the still largely molten granodiorite host. The hybrid nature of these rocks implies the existence of á periodically replenished and differentiated underlying magma chamber. Magmas are mafic liquids derived from the mantle and anatectic liquids of crustal origin, as shown by the (87Sr/86Sr), and epsilon Nd values (0.704-0.709 and -2.1 to -4.7 respectively. These data show that the crustal contribution is important, as confirmed by the Pb isotopes. The hybridisation processes seem to have occurred in the lower crust in magma chambers underlying the Matorello laccolith. The paleo-gravity markers in the Matorello help understand the architecture of the Sambuco nappe. Isoclinal folds with a vertical axial plane can be seen at the contact between dioritic and granodioritic facies. The antiform structure of which the Matorello is the heart is in fact a syncline. This places it in the inverse flanc of the large recumbent fold that constitutes the Sambuco nappe. The gneiss blocs found in the summital wildflysh cover of the Antigorio nappe have been linked to the Matorello pluton. This means that the front of the Sambuco nappe already overlapped the Antigorio basin when it closed. This implies that the Lebendun nappe can only overlap the Antigorio nappe in it's external position. Résumé grand public La chaîne alpine est la conséquence de la collision tertiaire entre deux masses continentales, l'Europe au nord et la péninsule apulienne africaine au sud, originellement séparées par l'océan mésozoïque téthysien. Cette collision a fermé un espace large de plusieurs centaines de km avec pour résultat l'écaillage de la croûte terrestre en unités tectoniques de dimensions variables, qui se sont empilées, imbriquées, éventuellement replissées en nappes de géométrie complexe. Cet amoncellement de 40 km d'épaisseur a vu sa température et sa pression lithostatique internes augmenter jusqu'à des valeurs de l'ordre de 680 °C et 6000 bars, induisant une recristallisation métamorphique des roches. L'un des objectifs de la géologie alpine est de reconstituer la géographie de la région aux temps mésozoïques de l'océan téthysien, en d'autres termes, de replacer chacune des unités tectoniques identifiées au sein de l'empilement alpin dans sa position originelle. Le défi est de taille et peut être comparé à celui de la reconstitution d'un vaste puzzle, dont certaines pièces seraient endommagées au niveau de leur contour ou leurs couleurs (métamorphisme), dissimulées par d'autres (enfouissement), voire tombées de la table de jeu (subduction, échappement latéral). Plusieurs approches ont été mises en oeuvre au cours du siècle écoulé. On citera en particulier la stratigraphie, la tectonique et le paléomagnétisme. Dans ce travail, nous avons essentiellement utilisé des techniques de datation isotopique absolue des roches (U/Pb sur zircon) qui, sur la base des connaissances acquises par l'ensemble des autres disciplines géologiques, nous ont permis de mieux contraindre ta paléogéographie mésozoïque du domaine «pennique inférieur » des Alpes centrales lépontines. Et au-delà? Nous savons tous que la disposition des continents à la surface de la Terre évolue constamment. Il est donc tentant d'essayer de remonter plus loin encore dans le temps et de reconstituer la physionomie de la marge sud européenne, tout au moins certains éléments de son histoire, au cours de l'ère paléozoïque. Les traces de ces événements très anciens sont naturellement ténues et dans ce contexte, les techniques de datation mentionnées ci-dessus deviennent les outils les plus performants. Ainsi, des datations u/Pb sur zircon nous ont permis de recenser plusieurs intrusions magmatiques, attribuées à quatre événements orogéniques anté-alpins. Des âges néoprotérozoïques (630-610 millions d'années ou Ma), cambrien inférieur (540-530 Ma), ordovicien inférieur (480-470 Ma) et carbonifère supérieur-permien inférieur (310-285 Ma) ont été obtenus dans le socle de la nappe de Sambuco. Des âges similaires à 300 Ma ont été obtenus dans la nappe voisine de la Maggia, qui permettent de relier ces deux unités. Aujourd'hui côte à côte, ces deux nappes devaient également se trouver proches l'une de l'autre il y a 300 Ma, lors de l'extension post-varisque. Les structures magmatiques spectaculaires préservées dans le pluton du Matorello (300 Ma) contraignent la géométrie actuelle de la nappe de Sambuco dans laquelle l'intrusion s'est mise en place. La forme originelle du pluton, aujourd'hui retourné et replissé plusieurs fois, s'avère être tabulaire, faite d'intrusions de faible épaisseur (1-300 m) s'étalant en forme de disque (30m à 2 km de diamètre). Les injections successives de magma se sont accumulées sous un toit dioritique précoce; elles sont issues, par le refais de fractures, d'une chambre magmatique plus profonde, périodiquement réalimentée par des magmas calco-alcalins d'origine mantellique contaminés parla croûte continentale profonde (εNd = -2.1 à -4.7). Des accumulations d'enclaves magmatiques arrondies et granoclassées dans des paléo-chenaux à fond érosif témoignent de conditions de mise en place hydrodynamiques à haute énergie. Ces enclaves sont emmenées de la chambre magmatique sous-jacente à la faveur d'épisodes de fracturation hydraulique liés à l'injection de magmas matelliques chauds dans des liquides différenciés riches en eau. Cette hypothèse est étayée par l'existence de filons composites. Une paléohorizontale a pu être déduite au sein du pluton, indiquant que cette partie de la nappe de Sambuco est verticalisée et isoclinalement replissée par la déformation alpine. Finalement, des blocs érodés du socle Sambuco ont été retrouvés dans le wildflysch sommital de la couverture sédimentaire mésozoïque de la nappe d'Antigorio sous-jacente. Ceci suggère que les blocs ont été fournis parle front de la nappe de Sambuco en train de chevaucher sur la nappe d'Antigorio au moment de la fermeture du bassin sédimentaire de cette dernière.

Characterization and functional identification of a novel plant extradiol 4,5-dioxygenase involved in betalain pigment biosynthesis in Portulaca Grandiflora

RESUME Les bétalaïnes sont des pigments chromo-alcaloïdes violets et jaunes présents dans les plantes appartenant à l'ordre des Caryophyllales et dans les champignons des genres Amanita et Hygrocybe. Leur courte voie de biosynthèse est élucidée chimiquement depuis de nombreuses années, mais les enzymes impliquées dans cette biosynthèse chez les plantes ne sont toujours pas caractérisées. L'enzyme de la DOPA-dioxygénase d' Amanita muscaria a été identifiée (Girod et Zryd, 1991a), mais de nombreuses tentatives d'isolation d'un homologue chez les plantes ont échoué. Afin d'isoler les gènes spécifiques des bétalaïnes chez les plantes, nous avons construit des banques soustraites d'ADNc à partir d'ARN total de pétales immatures de Portulaca grandiflora (Pg) de génotypes jaunes et blancs, respectivement violets et blancs. Les clones couleur- spécifiques ont été détectés en premier par analyse Northem du RNA de pétales blancs et colorés. Les candidats positifs ont alors été soumis à une analyse de transcription au niveau des tiges colorées, vertes et des feuilles, afin d'établir leur expression spécifique. Deux ARNs messagers complets ont une expression corrélée avec l'accumulation des bétalaïnes dans les tissus. Le premier de ces clones, A.16, code pour une oxydase de l'acyl-Coenzyme A (ACX) putative, mais le domaine de liaison du FAD essentiel pour l'activité d'ACX est absent. Toutes nos tentatives pour démontrer sa fonction ont échoué. Le rôle de cette protéine dans la voie de synthèse des bétalaïnes reste inconnu. Le deuxième de ces clones spécifique aux bétalaïnes, L.6 (isolé par Zaiko, 2000), a été renommé DODA en raison de son homologie avec le domaine LigB (pfam02900) d'une 4,5-dioxygénase extradiol bactérienne. DODA a été identifié in silico comme une dioxygénase extradiol en raison de la conservation stricte, au niveau de sa séquence peptidique, des résidus catalytiques de LigB et de ceux liant le cofacteur fer. Une analyse de transfert Southem a montré que ce gène est unique dans Pg. L'expression transitoire de DODA par transformation biolistique dans des pétales blancs de Pg a produit des taches violettes ou jaunes dans des cellules transformées. Une analyse HPLC de ces taches a démontré leur identité avec les bétalaïnes présentes naturellement dans les pétales violets et jaunes de Pg, confirmant ainsi la complémentation par le gène Pg DODA de l'allèle récessif cc présent dans les pétales blancs de Pg. Des homologues de DODA (DOPA-dioxygénase) ont été identifiés dans de nombreuses espèces de plantes, y compris dans celles sans bétalaïne. L'alignement de ces homologues a permis l'identification d'un motif spécifique aux bétalaïnes à côté d'une histidine catalytique conservée. Ce motif [H-P-(S,A)-(N,D)-x-T-P] remplace le motif [H-N-L-R] conservé dans les plantes sans bétalaïne et le motif [H-N-L-x] présent dans tous les homologues bactériens et archaebactériens. Une modélisation tridimensionnelle préliminaire du site actif de Pg DODA et de son homologue dans la mousse Physcomitrella patens a montré l'importance de ce motif spécifique aux bétalaïnes pour l'accessibilité du substrat au site actif. L'analyse phylogénétique de DODA a confirmé l'évolution séparée de cette protéine chez les plantes à bétalaïnes par comparaison avec celle des plantes sans bétalaïne. Nous avons donc conclu que les bétalaïnes sont apparues par modification de l'affinité pour un substrat d'enzymes similaires à DODA, chez un ancêtre unique des Caryophyllales qui a perdu toute capacité de biosynthèse des anthocyanes. Finalement, Pg DODA n'a aucune similarité avec la protéine DODA d' Amanita muscaria, bien que celle-ci complémente aussi la pigmentation des pétales blancs de Pg. La biosynthèse des bétalaïnes est un exemple remarquable de convergence évolutive biochimique indépendante entre espèces de règnes différents. ABSTRACT Betalains are violet and yellow chromo-alkaloid pigments present in plants belonging to the order Caryophyllales and also in the fungal genera Amanita and Hygrocybe. Their short biosynthetic pathway is chemically well understood since many years, but enzymes involved in the plant pathway are still uncharacterized. The DOPA-dioxygenase from Amanita muscaria was identified (Girod and Zryd, 1991a), but numerous attempts to identify a plant homologue to the corresponding gene, failed. In order to isolate betalain-specific genes in plants, subtractive cDNA libraries were built with total RNA from white and yellow and respectively, violet immature petals from Portulaca grandiflora (Pg) genotypes. Colour-specific clones were first detected by Northern blot analysis using RNA from white and coloured petals. Positive candidates were submitted to further transcription analysis in coloured, green stems and leaves in order to assess their specific expression. Two full-length mRNAs showed a correlated expression with betalain accumulation in tissues. One of them, A.16, encodes a putative acyl-Coenzyme A oxidase (ACX), but missing the FAD binding domain essential for the ACX activity. Thus, all attempts to demonstrate its function failed. The role of this protein in the betalain biosynthesis pathway, if any, is still unknown. The second betalain-specific mRNA, L.6 (isolated by Zaiko, 2000) shows a homology with a LigB domain (pfam02900) from a bacterial extradiol 4,5-dioxygenase. It was then renamed DODA (DOPA-dioxygenase). DODA was identified in silico as a highly conserved extradiol dioxygenase due to the strict conservation of its peptidic sequence with LigB catalytic residues and iron-binding cofactor residues. Southern blot analysis showed that this gene is a single copy-gene in Pg. Transient expression of DODA protein through biolistic transformation of Pg white petals produced violet or yellow spots in individual cells. HPLC analysis of these spots showed an identity with betalain pigments present naturally in yellow and violet Pg petals, thus confirming the complementation of the recessive cc allele present in Pg white petals by Pg DODA gene. DODA homologues were identified in numerous plant species including those without betalain. Alignment of these homologues allowed the identification of a betalain-specific pattern beside a highly conserved catalytic histidine. This [H-P-(S,A)-(N,D)-x-T-P] pattern replaces a [H-N-L-R] pattern strictly conserved in non-betalain plants and a [H-N-L-x] pattern present in all bacterial and archaebacterial homologues. Preliminary three-dimensional modeling of the active site of Pg DODA and its Physcomitrella patens moss homologue revealed the importance of this betalain-specific pattern for the substrate accessibility to the DODA active site. DODA phylogenetic analysis confirmed the separate evolution of this protein in betalain-producing plants. We conclude that betalain pigments appeared in a unique ancestor of the Caryophyllales order in which anthocyanin biosynthetic pathway was impaired, by a modification of enzymes of the DODA family for substrate affinity. The Pg DODA protein has no sequence similarity with Amanita muscaria DODA, despite the fact that they both complement Pg white petals for their pigmentation. Betalain biosynthesis is an interesting example of independent biochemical evolutionary convergence between species from different kingdoms.