Study of cox1 trans-splicing in Diplonema papillatum mitochondria

Diplonema papillatum est un organisme unicellulaire qui vit dans l’océan. Son génome mitochondrial possède une caractéristique spéciale: tous les gènes sont brisés en de multiples fragments qui s’appellent modules. Chaque module est codé par un chromosome différent. L’expression d’un gène exige des épissages-en-trans qui assemblent un ARN messager complet à partir de tous les modules du gène. Nous avons précédemment montré que le gène cox1 est encodé dans neuf modules avec six Us non encodés entre le module 4 et le module 5 de l’ARN messager mature [1]. Nous n’avons identifié aucune séquence consensus connue de site d’épissage près des modules. Nous spéculons qu’un ARN guide (gRNA) a dirigé l’épissage-en-trans du gène cox1 par un mécanisme qui est semblable à l’édition d’ARN par l’insertion/la suppression des Us chez les kinétoplastides, le groupe sœur des diplonémides. Nous avons trouvé que les six Us sont ajoutés au bout 3’ de l’ARN d’une façon semblable à ceux ajoutés par le TUTase lors de l’édition de l’insertion des Us chez les kinétoplastides. Nous avons construit des profils de gRNA de l’épissage-en-trans avec les expressions régulières basé sur notre connaissance des gRNAs dans l’édition d’ARN chez les kinétoplastides. Selon la complémentarité partielle entre le gRNA et les deux modules adjacents, nous avons généré des amorces pour RT-PCR visant à détecter des séquences qui sont assorties à un des profils de gRNA. Une expérience pilote in vitro n’a pas permis de reconstituer l’épissage-en-trans des modules 3, 4, et 5, suggérant que nous devons améliorer nos techniques.

Structure et expression des gènes mitochondriaux de Diplonema papillatum

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Structure et expression des gènes mitochondriaux de Diplonema papillatum

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Processus post-transcriptionnels inédits dans la mitochondrie des diplonémides

Notre laboratoire a récemment découvert un mode d’expression des gènes mitochondriaux inédit chez le protozoaire biflagellé Diplonema papillatum. Outre son ADNmt formé de centaines de chromosomes circulaires, ses gènes sont fragmentés. Le gène cox1 qui code pour la sous unité I de la cytochrome oxydase est formé de neuf modules portés par autant de chromosomes. L’ARNm de cox1 est obtenu par épissage en trans et il est également édité par insertion de six uridines entre deux modules. Notre projet de recherche a porté sur une étude globale des processus post-transcriptionnels du génome mitochondrial de diplonémides. Nous avons caractérisé la fragmentation de cox1 chez trois autres espèces appartenant aux deux genres du groupe de diplonémides à savoir : Diplonema ambulator, Diplonema sp. 2 et Rhynchopus euleeides. Le gène cox1 est fragmenté en neuf modules chez tous ces diplonémides mais les modules sont portés par des chromosomes de taille et de séquences différentes d’une espèce à l’autre. L’étude des différentes espèces a aussi montrée que l’édition par insertion de six uridines entre deux modules de l’ARNm de cox1 est commune aux diplonémides. Ainsi, la fragmentation des gènes et l’édition des ARN sont des caractères communs aux diplonémides. Une analyse des transcrits mitochondriaux de D. papillatum a permis de découvrir quatre autres gènes mitochondriaux édités, dont un code pour un ARN ribosomique. Donc, l'édition ne se limite pas aux ARNm. De plus, nous avons montré qu’il n’y a pas de motifs d’introns de groupe I, de groupe II, de type ARNt ou d’introns impliqués dans le splicéosome et pouvant être à l’origine de l’épissage des modules de cox1. Aucune complémentarité significative de séquence n’existe entre les régions flanquantes de deux modules voisins, ni de résidus conservés au sein d’une espèce ou à travers les espèces. Nous avons donc conclu que l’épissage en trans de cox1 chez les diplonémides fait intervenir un nouveau mécanisme impliquant des facteurs trans plutôt que cis. L’épissage et l’édition de cox1 sont dirigés probablement par des ARN guides, mais il est également possible que les facteurs trans soient des molécules protéiques ou d’ADN. Nous avons élucidé les processus de maturation des transcrits mitochondriaux de D. papillatum. Tous les transcrits subissent trois étapes coordonnées et précises, notamment la maturation des deux extrémités, l’épissage, la polyadénylation du module 3’ et dans certains cas l’édition. La maturation des extrémités 5’ et 3’ se fait parallèlement à l’épissage et donne lieu à trois types d’intermédiaires. Ainsi, un transcrit primaire avec une extrémité libre peut se lier à son voisin. Cet épissage se fait apparemment sans prioriser un certain ordre temporel alors que dans le cas des transcrits édités, l’édition précède l`épissage. Ces études donnant une vue globale de la maturation des transcrits mitochondriaux ouvrent la voie à des analyses fonctionnelles sur l’épissage et l’édition chez D. papillatum. Elles sont le fondement pour finalement élucider les mécanismes moléculaires de ces deux processus post-transcriptionnels de régulation dans ce système intriguant.

Quaternary and Paleogene calcareous nannofossils of ODP Leg 115

The occurrences of ten datum events for the Quaternary and top Pliocene nannofossils are identified at nine Leg 115 sites. A quantitative investigation of Paleogene nannofossils in 470 samples selected from 11 holes at 9 sites yielded 197 taxa, including one new species and 10 unidentified taxa that are likely to be new species. Regional differences in the timing of some biostratigraphically important events are recognized, and a set of datum events useful for biostratigra- phy in the tropical Indian Ocean is presented. Biogeographical differences are minor for Paleogene cores from the tropical sites (Sites 707-716); however, the Quaternary and late early Oligocene floras observed at the two subtropical sites (Sites 705 and 706) differ significantly from the corresponding floras of the tropical sites. Bathymetrically controlled dissolution is recognized by the reduction of species diversity in the Paleogene flora. Selective dissolution of nannofossils is also evidenced by the percentage reduction of three holococcolith taxa, Lanternithus minutus, Zygrhablithus bijugatus, and Holococcolith type A as well as by the increase of Coccolithus pelagicusand Cribrocentrum reticulatumin the deeper sites.

Cretaceous and Paleogene calcareous nannofossils from ODP Leg 123

Two of five holes drilled at two separate sites during Leg 123 of the Ocean Drilling Program intersected thick and relatively complete sections of Upper Cretaceous-Paleogene nannofossiliferous sediments. Although dominated by turbidite deposition in the upper part, Hole 765C contains a thick and relatively complete Albian-Oligocene section, including a particularly thick Aptian interval, with abundant and fairly well-preserved nannofossils. Several unconformities are confidently interpreted in this section that span much of the Santonian, late Campanian, Maestrichtian, late Eocene, and early Oligocene. Hole 766A contains a thick and relatively complete Albian-lower Eocene section having generally abundant and well-preserved nannofossils. Several unconformities also have been identified in this section that span much of the Coniacian, early Campanian, Maestrichtian, and late Eocene through early Pliocene. The chronostratigraphic position and length of all these unconformities may have considerable significance for reconstructing the sedimentary history and for interpreting the paleoceanography of this region. A particularly thick section of upper Paleocene-lower Eocene sediments, including a complete record across the Paleocene/Eocene boundary, also was cored in Hole 766A that contains abundant and diverse nannofossil assemblages. Although assemblages from this section were correlated successfully using a standard low-latitude zonation, difficulties were encountered that reduced biostratigraphic resolution. Several lines of evidence suggest a mid-latitude position for Site 766 during this time, including (1) high assemblage diversity characteristic of mid-latitude zones of upwelling and (2) absence of certain ecologically controlled markers found only in low latitudes.

Oligocene-Miocene calcareous nannofossils in ODP Leg 149 holes

During Ocean Drilling Program (ODP) Leg 149, five sites were drilled on the Iberia Abyssal Plain in the northeastern Atlantic Ocean. Both Mesozoic and Cenozoic sediments were recovered. Oligocene to Miocene sediments were cored at deepwater Sites 897, 898, 899, and 900. Except for a few intervals, occurrences of generally abundant and well-preserved calcareous nannofossils suggest that the deposition of the turbidite-type sediments occurred above the calcite compensation depth (CCD). One major unconformity in the middle late Miocene is present. Detailed quantitative analyses of calcareous nannofossils are used to determine the changes occurring among the nannoflora in relation to sea-level variation. A succession of 89 biohorizons from the early Oligocene to the late Miocene are defined by combining the biostratigraphic results of the four sites studied in the Iberia Abyssal Plain. One new genus and eight new species are described: Camuralithus, Camuralithus pelliculatus, Ericsonia detecta, Helicosphaera limasera, Sphenolithus akropodus, Sphenolithus aubryae, Sphenolithus cometa, Reticulofenestra circus, and Syracosphaera lamina. Two new variations and seven new combinations are also introduced.

Calcareous nannofossil abundance and datums of ODP Holes 171B-1051A and 171B-1052A

During Ocean Drilling Program Leg 171B, a thick sequence of lower to middle Eocene sediments was recovered from Sites 1051 and 1052 at Blake Nose in the North Atlantic Ocean. Calcareous nannofossils are moderately well preserved in the upper to middle Eocene sediments but are moderate to poorly preserved in the lower Eocene sediments. Calcareous nannofossils are diverse throughout the recovered sequence, which extends from nannofossil Zone CP8 to Subzone CP15a. The nannofossil biostratigraphy of these sites indicates the presence of a hiatus in Subzone CP12a in the middle Eocene, in which the major nannofossil assemblage changes dramatically from Toweius to reticulofenestrid; however, no major change in the nannoflora was observed across the Eocene/Paleocene boundary. Coccolith size evolution patterns were recognized. Coccolithus, Reticulofenestra, and Cribrocentrum specimens may suggest a trend of increasing size upward through the sedimentary sequence, but Dictyococcites does not show a similar simple trend. Most traditional zonal markers are present. The reworking of Discoaster sublodoensis and overgrowth of Tribrachiatus in the lower Eocene makes zonal subdivision of this part of the sequence difficult. For this reason, tentative nannofossil zonation is given for the lower Eocene.