Next generation sequencing identifies novel CACNA1A gene mutations in Episodic Ataxia type 2

Episodic Ataxia type 2 (EA2) is a rare autosomal dominantly inherited neurological disorder characterized by recurrent disabling imbalance, vertigo and episodes of ataxia lasting minutes to hours. EA2 is caused most often by loss of function mutations of the calcium channel gene CACNA1A. In addition to EA2, mutations in CACNA1A are responsible for two other allelic disorders: familial hemiplegic migraine type1 (FHM1) and spinocerebellar ataxia type 6 (SCA6). Herein, we have utilised Next Generation Sequencing (NGS) to screen the coding sequence, exon-intron boundaries and UTRs of five genes where mutation is known to produce symptoms related to EA2, including CACNA1A. We performed this screening in a group of 31 unrelated patients with EA2 symptoms. Both novel and known mutations were detected through NGS technology, and confirmed through Sanger sequencing. Genetic testing showed in total 15 mutation bearing patients (48%), of which 9 were novel mutations (6 missense and 3 small frameshift deletion mutations) and six known mutations (4 missense and 2 nonsense).These results demonstrate the efficiency of our NGS-panel for detecting known and novel mutations for EA2 in the CACNA1A gene, also identifying a novel missense mutation in ATP1A2 which is not a normal target for EA2 screening.

Investigation de l'implication des neurones GABAergiques exprimant la parvalbumine dans les déficits cognitifs associés aux délétions du gène Cacna1a.

Les mutations du gène CACNA1A, encodant la sous-unité α du canal calcique voltage-dépendant CaV2.1, causent l’ataxie épisodique de type 2 (EA2) chez l’humain. Nous avons investigué une cohorte de 16 patients de quatre familles canadiennes-françaises porteurs de mutations induisant une perte de fonction du gène CACNA1A. Outre une ataxie épisodique et un risque élevé d’épilepsie, la majorité de ces patients présentait des symptômes neurocognitifs incluant de l’inattention, des troubles d’apprentissage et une rigidité cognitive. Nous avons récemment démontré qu’une délétion sélective de Cacna1a dans les interneurones (INs) GABAergiques corticaux induit une dysfonction synaptique des IN exprimant la parvalbumine (PV) et suffit à induire une épilepsie généralisée. Cependant, les mécanismes sous-tendant l’atteinte cognitive associée aux délétions du gène CACNA1A sont inconnus. Nous postulons que la perte sélective d’inhibition périsomatique corticale résultant de la dysfonction synaptique des IN PV contribue aux déficits cognitifs associés aux délétions de Cacna1a. Afin d’investiguer cette hypothèse, nous avons généré une lignée de souris mutantes portant une délétion hétérozygote conditionnelle de Cacna1a restreinte aux populations neuronales exprimant la PV (PVcre; Cacna1ac/+). En couplant optogénétique et électrophysiologie, nous avons démontré que cette mutation affecte significativement l’inhibition des cellules pyramidales du cortex orbitofrontal par les IN PV. Nous avons de plus démontré que les mutants PVcre; Cacna1ac/+ présentent des troubles d’impulsivité et de rigidité cognitive dans différents paradigmes comportementaux. En conclusion, nos travaux suggèrent qu’une haploinsuffisance de Cacna1a engendre des déficits cognitifs et comportementaux en partie imputables à une dysfonction de l’inhibition périsomatique au niveau des circuits orbitofrontaux.

Paleoambiente da formação mosquito e a implantação do sistema desértico úmido da formação corda, jurássico superior, Centro-Oeste da Bacia do Parnaíba

O Mesozóico foi marcado por mudanças geológicas significativas, decorrentes de soerguimentos resultante da orogenia Gonduanide, que possibilitou a implantação de sistemas desérticos concomitantemente com expressivos eventos magmáticos. Na Bacia do Parnaíba, Nordeste do Brasil, estes eventos estão registrados nas unidades siliciclásticas do Triássico, os arenitos da Formação Sambaíba, representadas pelos derrames basálticos e arenitos fluviais e eólicos subordinados da Formação Mosquito e pelos arenitos flúvio-eólicos da Formação Corda. O estudo de fácies e estratigráfico realizado em afloramentos e testemunhos de sondagem na região entre Formosa da Serra Negra e Montes Altos, Estado do Maranhão, possibilitou reconstituir o paleoambiente do topo da Formação Mosquito e da Formação Corda, e inferir condições paleoclimáticas para a porção centro-oeste da Bacia do Parnaíba durante o Jurássico. Foram identificadas vinte fácies sedimentares agrupadas em cinco associações de fácies (AF) representativas de uma planície vulcânica com depósitos fluviais esporádicos e arenitos eólicos subordinados (AF1-Formação Mosquito), sucedida pela instalação de um sistema desértico úmido (AF2-AF5; Formação Corda). A planície vulcânica (AF1) constitui derrames basálticos intercalados com arenitos finos a grossos (arenitos intertrap) compostos por grãos arredondados a subangulosos de quartzo, feldspatos e fragmentos de vidro vulcânico. Os arenitos apresentam estratificações plano-paralela e cruzada de baixo ângulo, preenchendo geometria de canal ou em corpos tabulares. Depósitos de canal fluvial entrelaçado (AF2) consistem em conglomerados polimíticos, com grânulos e seixos subarredondados a angulosos de basalto, e arenitos grossos com estratificação cruzada acanalada e acamamento maciço. Os lençóis arenosos (AF3) foram divididos em dois elementos arquiteturais (EA), o primeiro (EA1) consistem em arenitos finos a muitos com geometria tabular e estruturas de deformação, o segundo (EA2) é composto por arenito fino a grosso com estratificação cruzada acanalada e laminação cruzada cavalgante, gutter cast de pequeno porte. O campo de dunas (AF4) foi subdividido em dois conjuntos de fácies (C), o primeiro (CI) é caracterizado por arenitos com estratificações cruzadas tabular e tangencial de pequeno a médio porte, estratificação planoparalela e laminação cruzada cavalgante transladante subcrítica. O segundo (CII) consiste de arenitos finos a médios, moderadamente selecionados, laminação ondulada e estruturas de adesão e gretas de contração com rip-up clast, curled mud flakes, forma ciclos de raseamento centimétricos, com topo marcado por horizontes mosqueados, ricos em óxido/hidróxido de ferro, bioturbações e gretas de contração, interpretados como depósitos de interdunas úmidas. Os lobos de suspensão (AF5) consistem em arenitos finos intercalados com pelitos e arenito/pelito com estratificação cruzada complexa. A abundância de esmectita na AF4 aponta para condições de clima semiárido. No Jurássico, a região centro-oeste da Bacia do Parnaíba, foi submetida a movimentos distensivos com recorrência de derrames básicos advindos de fissuras na crosta. Durante os intervalos de aquiescência sedimentos de rios efêmeros preenchiam depressões ou espraiavam-se na planície vulcânica. O final da atividade magmática foi sucedido pela implantação do desérto Corda com campo de dunas e canais fluviais efêmeros (wadi) que retrabalharam parte da planície vulcânica e esporadicamente invadiam os lençóis arenosos. Comparado aos ergs do Permo-Triássico (Formação Sambaíba), o deserto Jurássico da Formação Corda foi mais úmido e menos extenso precedendo os sistemas fluviais e costeiros de clima mais ameno do Cretáceo da Bacia do Parnaíba.

Temperature, water level and bathymetry of thermokarst lakes in the continuous permafrost zone of northern Siberia - Lena River Delta, Siberia

Thermokarst lakes are typical features of the northern permafrost ecosystems, and play an important role in the thermal exchange between atmosphere and subsurface. The objective of this study is to describe the main thermal processes of the lakes and to quantify the heat exchange with the underlying sediments. The thermal regimes of five lakes located within the continuous permafrost zone of northern Siberia (Lena River Delta) were investigated using hourly water temperature and water level records covering a 3-year period (2009-2012), together with bathymetric survey data. The lakes included thermokarst lakes located on Holocene river terraces that may be connected to Lena River water during spring flooding, and a thermokarst lake located on deposits of the Pleistocene Ice Complex. Lakes were covered by ice up to 2 m thick that persisted for more than 7 months of the year, from October until about mid-June. Lake-bottom temperatures increased at the start of the ice-covered period due to upward-directed heat flux from the underlying thawed sediment. Prior to ice break-up, solar radiation effectively warmed the water beneath the ice cover and induced convective mixing. Ice break-up started at the beginning of June and lasted until the middle or end of June. Mixing occurred within the entire water column from the start of ice break-up and continued during the ice-free periods, as confirmed by the Wedderburn numbers, a quantitative measure of the balance between wind mixing and stratification that is important for describing the biogeochemical cycles of lakes. The lake thermal regime was modeled numerically using the FLake model. The model demonstrated good agreement with observations with regard to the mean lake temperature, with a good reproduction of the summer stratification during the ice-free period, but poor agreement during the ice-covered period. Modeled sensitivity to lake depth demonstrated that lakes in this climatic zone with mean depths > 5 m develop continuous stratification in summer for at least 1 month. The modeled vertical heat flux across the bottom sediment tends towards an annual mean of zero, with maximum downward fluxes of about 5 W/m**2 in summer and with heat released back into the water column at a rate of less than 1 W/m**2 during the ice-covered period. The lakes are shown to be efficient heat absorbers and effectively distribute the heat through mixing. Monthly bottom water temperatures during the ice-free period range up to 15 °C and are therefore higher than the associated monthly air or ground temperatures in the surrounding frozen permafrost landscape. The investigated lakes remain unfrozen at depth, with mean annual lake-bottom temperatures of between 2.7 and 4 °C.

Monitoramento sazonal da atividade antioxidante das folhas de Erythroxylum suberosum A.St.-Hil. : correlação com o teor de hiperosídeo e isoquercitrina

Dissertação (mestrado em Ciências Farmacêuticas)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas, 2015.