Clinical and molecular phenotype of Aicardi-Goutières syndrome

Aicardi-Goutières syndrome (AGS) is a genetic encephalopathy whose clinical features mimic those of acquired in utero viral infection. AGS exhibits locus heterogeneity, with mutations identified in genes encoding the 3′→5′ exonuclease TREX1 and the three subunits of the RNASEH2 endonuclease complex. To define the molecular spectrum of AGS, we performed mutation screening in patients, from 127 pedigrees, with a clinical diagnosis of the disease. Biallelic mutations in TREX1, RNASEH2A, RNASEH2B, and RNASEH2C were observed in 31, 3, 47, and 18 families, respectively. In five families, we identified an RNASEH2A or RNASEH2B mutation on one allele only. In one child, the disease occurred because of a de novo heterozygous TREX1 mutation. In 22 families, no mutations were found. Null mutations were common in TREX1, although a specific missense mutation was observed frequently in patients from northern Europe. Almost all mutations in RNASEH2A, RNASEH2B, and RNASEH2C were missense. We identified an RNASEH2C founder mutation in 13 Pakistani families. We also collected clinical data from 123 mutation-positive patients. Two clinical presentations could be delineated: an early-onset neonatal form, highly reminiscent of congenital infection seen particularly with TREX1 mutations, and a later-onset presentation, sometimes occurring after several months of normal development and occasionally associated with remarkably preserved neurological function, most frequently due to RNASEH2B mutations. Mortality was correlated with genotype; 34.3% of patients with TREX1, RNASEH2A, and RNASEH2C mutations versus 8.0% RNASEH2B mutation-positive patients were known to have died (P = .001). Our analysis defines the phenotypic spectrum of AGS and suggests a coherent mutation-screening strategy in this heterogeneous disorder. Additionally, our data indicate that at least one further AGS-causing gene remains to be identified. © 2007 by The American Society of Human Genetics. All rights reserved.

激波管壁AlO自由基B~2∑~+-X~2∑~+和C~2∏_r-X~2∑~+带系辐射光谱的研究

爆轰驱动过程中产生的高温高压气流对铝质膜片、激波管壁产生烧蚀和冲刷作用,以致激波管壁、端盖上附有氧化铝等杂质,而高温下AlO自由基在气体分子的高速碰撞下被激发并产生强烈的辐射,从而干扰了高温气体辐射光谱的分析。用爆轰驱动加热技术将空气加热到4 000~7 000 K,利用多通道光学分析仪对AlO自由基辐射光谱进行分析,实验发现在460~530 nm波长范围内有多支辐射非常强烈的AlO自由基B2Σ+-X2Σ+(T00=20 689 cm-1)带系辐射谱带,且每支谱带都由多个带头组成,带头间隔约为2 nm,带头处于高频位置并向低频方向伸延。通过实验与理论计算相结合,重点分析了AlO自由基B2Σ+-X2Σ+带系辐射光谱的结构特征。AlO自由基C2Πr-X2Σ+(T00=33 047 cm-1)带系辐射光谱处于270~335 nm波长范围内,其辐射强度相对于B2Σ+-X2Σ+带系较弱,并且与OH基A2Σ+-X2Π(T00=32 682 cm-1)带系辐射光谱互相干扰而难以分辨,对该波段高温空气的辐射光谱分析产生不利的影响。

Molecular Tuning of Rhodopsins for High Visual Sensitivity in Different Light Environments : Variation in Absorbance Spectrum and Opsin Sequence within and between Species

Visual pigments of different animal species must have evolved at some stage to match the prevailing light environments, since all visual functions depend on their ability to absorb available photons and transduce the event into a reliable neural signal. There is a large literature on correlation between the light environment and spectral sensitivity between different fish species. However, little work has been done on evolutionary adaptation between separated populations within species. More generally, little is known about the rate of evolutionary adaptation to changing spectral environments. The objective of this thesis is to illuminate the constraints under which the evolutionary tuning of visual pigments works as evident in: scope, tempo, available molecular routes, and signal/noise trade-offs. Aquatic environments offer Nature s own laboratories for research on visual pigment properties, as naturally occurring light environments offer an enormous range of variation in both spectral composition and intensity. The present thesis focuses on the visual pigments that serve dim-light vision in two groups of model species, teleost fishes and mysid crustaceans. The geographical emphasis is in the brackish Baltic Sea area with its well-known postglacial isolation history and its aquatic fauna of both marine and fresh-water origin. The absorbance spectrum of the (single) dim-light visual pigment were recorded by microspectrophotometry (MSP) in single rods of 26 fish species and single rhabdoms of 8 opossum shrimp populations of the genus Mysis inhabiting marine, brackish or freshwater environments. Additionally, spectral sensitivity was determined from six Mysis populations by electroretinogram (ERG) recording. The rod opsin gene was sequenced in individuals of four allopatric populations of the sand goby (Pomatoschistus minutus). Rod opsins of two other goby species were investigated as outgroups for comparison. Rod absorbance spectra of the Baltic subspecies or populations of the primarily marine species herring (Clupea harengus membras), sand goby (P. minutus), and flounder (Platichthys flesus) were long-wavelength-shifted compared to their marine populations. The spectral shifts are consistent with adaptation for improved quantum catch (QC) as well as improved signal-to-noise ratio (SNR) of vision in the Baltic light environment. Since the chromophore of the pigment was pure A1 in all cases, this has apparently been achieved by evolutionary tuning of the opsin visual pigment. By contrast, no opsin-based differences were evident between lake and sea populations of species of fresh-water origin, which can tune their pigment by varying chromophore ratios. A more detailed analysis of differences in absorbance spectra and opsin sequence between and within populations was conducted using the sand goby as model species. Four allopatric populations from the Baltic Sea (B), Swedish west coast (S), English Channel (E), and Adriatic Sea (A) were examined. Rod absorbance spectra, characterized by the wavelength of maximum absorbance (λmax), differed between populations and correlated with differences in the spectral light transmission of the respective water bodies. The greatest λmax shift as well as the greatest opsin sequence difference was between the Baltic and the Adriatic populations. The significant within-population variation of the Baltic λmax values (506-511 nm) was analyzed on the level of individuals and was shown to correlate well with opsin sequence substitutions. The sequences of individuals with λmax at shorter wavelengths were identical to that of the Swedish population, whereas those with λmax at longer wavelengths additionally had substitution F261F/Y in the sixth transmembrane helix of the protein. This substitution (Y261) was also present in the Baltic common gobies and is known to redshift spectra. The tuning mechanism of the long-wavelength type Baltic sand gobies is assumed to be the co-expression of F261 and Y261 in all rods to produce ≈ 5 nm redshift. The polymorphism of the Baltic sand goby population possibly indicates ambiguous selection pressures in the Baltic Sea. The visual pigments of all lake populations of the opossum shrimp (Mysis relicta) were red-shifted by 25 nm compared with all Baltic Sea populations. This is calculated to confer a significant advantage in both QC and SNR in many humus-rich lakes with reddish water. Since only A2 chromophore was present, the differences obviously reflect evolutionary tuning of the visual protein, the opsin. The changes have occurred within the ca. 9000 years that the lakes have been isolated from the Sea after the most recent glaciation. At present, it seems that the mechanism explaining the spectral differences between lake and sea populations is not an amino acid substitution at any other conventional tuning site, but the mechanism is yet to be found.

Molecular Validation of the Schizophrenia Spectrum

Background: Early descriptive work and controlled family and adoption studies support the hypothesis that a range of personality and nonschizophrenic psychotic disorders aggregate in families of schizophrenic probands. Can we validate, using molecular polygene scores from genome-wide association studies (GWAS), this schizophrenia spectrum? Methods: The predictive value of polygenic findings reported by the Psychiatric GWAS Consortium (PGC) was applied to 4 groups of relatives from the Irish Study of High-Density Schizophrenia Families (ISHDSF; N = s) differing on their assignment within the schizophrenia spectrum. Genome-wide single nucleotide polymorphism data for affected and unaffected relatives were used to construct per-individual polygene risk scores based on the PGC stage-I results. We compared mean polygene scores in the ISHDSF with mean scores in ethnically matched population controls (N = 929). Results: The schizophrenia polygene score differed significantly across diagnostic categories and was highest in those with narrow schizophrenia spectrum, lowest in those with no psychiatric illness, and in-between in those classified in the intermediate, broad, and very broad schizophrenia spectrum. Relatives of all of these groups of affected subjects, including those with no diagnosis, had schizophrenia polygene scores significantly higher than the control sample. Conclusions: In the relatives of high-density families, the observed pattern of enrichment of molecular indices of schizophrenia risk suggests an underlying, continuous liability distribution and validates, using aggregate common risk alleles, a genetic basis for the schizophrenia spectrum disorders. In addition, as predicted by genetic theory, nonpsychotic members of multiply-affected schizophrenia families are significantly enriched for replicated, polygenic risk variants compared with the general population.

Nonlinear spectrum effect on the coherent control of molecular systems

This work demonstrates that the detuning of the fs-laser spectrum from the two-photon absorption band of organic materials can be used to reach further control of the two-photon absorption by pulse spectral phase manipulation. We investigate the coherent control of the two-photon absorption in imidazole-thiophene core compounds presenting distinct two-photon absorption spectra. The coherent control, performed using pulse phase shaping and genetic algorithm, exhibited different growth rates for each sample. Such distinct trends were explained by calculating the two-photon absorption probability considering the intrapulse interference mechanism, taking into account the two-photon absorption spectrum of the samples. Our results indicate that tuning the relative position between the nonlinear absorption and the pulse spectrum can be used as a novel strategy to optimize the two-photon absorption in broadband molecular systems. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Molecular epidemiology and extended-spectrum β-lactamases production of klebsiella pneumoniae isolated from three dairy herds

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

Molecular epidemiology of extended-spectrum-beta-lactamase-producing Klebsiella pneumoniae over a 10 year period in Calgary, Canada

A study was designed to investigate the molecular epidemiology of extended-spectrum -lactamase (ESBL)-producing Klebsiella pneumoniae isolated in a centralized region over a 10 year period (200009). Molecular characterization was done using isoelectric focusing, PCR and sequencing for bla(CTX-M), bla(TEM) and bla(SHV) genes and plasmid-mediated quinolone resistance determinants. Genetic relatedness was determined with PFGE using XbaI and multilocus sequencing typing. A total of 89 patients with incident infections were identified; the majority presented with hospital-onset urinary tract infections. The absolute number of ESBL-producing isolates remained very low until 2003, increased slightly in 2004, remained stable until 2008 and then in 2009 there was an abrupt increase in the numbers of ESBL producers identified. The majority of K. pneumoniae produced CTX-M-14 and -15, and have replaced SHV-12-producing isolates since 2005. We identified four different major sequence types (STs) among 32 of isolates (i.e. ST17, ST20, and the new ST573 and ST575) and provided insight into their clinical and molecular characteristics. The ST isolates were more likely to produce community-onset infections, were associated with bla(CTX-M) and emerged during the latter part of the study period. ST17 produced CTX-M-15 and SHV-12, and was more likely to be positive for qnrB; ST20 produced CTX-M-14 and was positive for qnrS. The multiresistant ST575 that produced CTX-M-15 appeared in 2009. Our study highlights the importance of molecular epidemiology in providing insight into the emergence, characteristics and distribution of STs among ESBL-producing K. pneumoniae.

Molecular characterization of extended-spectrum cephalosporin-resistance in Escherichia coli in pigs on-farm and from clinical cases throughout Quebec, Canada during 16 years

Le développement de la multirésistance chez Escherichia coli est un problème important en médecine animale et humaine. En outre, l’émergence et la diffusion des déterminants de résistance aux céphalosporines à larges spectres de troisième génération (ESCs) parmi les isolats, incluant des céphalosporines essentielles en médecine humaine (ex. ceftriaxone et ceftiofur), est un problème majeur de santé publique. Cette thèse visait trois objectifs. D’abord étudier la dynamique de la résistance aux antimicrobiens (AMR) ainsi que la virulence et les profils génétiques de la AMR des E. coli isolées de porcs recevant une nourriture post-sevrage supplémentée avec de la chlortétracycline et de la pénicilline G, et, accessoirement, évaluer les effets d'additifs alimentaires sur cette dynamique en prenant pour exemple d'étude un minéral argileux, la clinoptilolite, étant donné son possible lien avec le gène blaCMY-2 qui confère la résistance au ceftiofur. L'objectif suivant était d'investiguer les mécanismes menant à une augmentation de la prévalence du gène blaCMY-2 chez les porcs qui reçoivent de la nourriture médicamentée et qui n'ont pas été exposés au ceftiofur Ici encore,nous avons examiné les effets d’un supplément alimentaire avec un minéral argileux sur ce phénomène. Enfin, notre dernier objectif était d’étudier, dans le temps, les génotypes des isolats cliniques d'E. coli résistant au ceftiofur, isolés de porcs malades au Québec à partir du moment où la résistance au ceftiofur a été rapportée, soit de 1997 jusqu'à 2012. Dans l'étude initiale, la prévalence de la résistance à 10 agents antimicrobiens, incluant le ceftiofur, s’accroît avec le temps chez les E.coli isolées de porcelets sevrés. Une augmentation tardive de la fréquence du gène blaCMY-2, encodant pour la résistance au ceftiofur, et la présence des gènes de virulence iucD et tsh a été observée chez les isolats. La nourriture supplémentée avec de la clinoptilolite a été associée à une augmentation rapide mais, par la suite, à une diminution de la fréquence des gènes blaCMY-2 dans les isolats. En parallèle, une augmentation tardive dans la fréquence des gènes blaCMY-2 et des gènes de virulence iucD et tsh a été observée dans les isolats des porcs contrôles, étant significativement plus élevé que dans les porcs ayant reçu l'additif au jour 28. La diversité, au sein des E. coli positives pour blaCMY-2 , a été observée au regard des profils AMR. Certaines lignées clonales d'E.coli sont devenues prédominantes avec le temps. La lignée clonale du phylotype A prédominait dans le groupe supplémenté, alors que les lignées clonales du phylotype B1, qui possèdent souvent le gène de virulence iucD associé aux ExPEC, prédominaient dans le groupe contrôle. Les plasmides d'incompatibilité (Inc) des groupes, I1, A/C, et ColE, porteurs de blaCMY-2, ont été observés dans les transformants. Parmi les souches cliniques d'E.coli ESC-résistantes, isolées de porcs malades au Québec de 1997 à 2012, blaCMY-2 était le gène codant pour une β-lactamase le plus fréquemment détecté; suivi par blaTEM et blaCTX-M,. De plus, les analyses clonales montrent une grande diversité génétique. Par contre, des isolats d'E. coli avec des profils PFGE identiques ont été retrouvés dans de multiples fermes la même année mais aussi dans des années différentes. La résistance à la gentamicine, kanamycine, chloramphenicol, et la fréquence de blaTEM et de IncA/C diminuent significativement au cour de la période étudiée, alors que la fréquence de IncI1 et de la multirésistance à sept catégories d'agents antimicrobiens augmente significativement avec le temps. L'émergence d'isolats d'E. coli positifs pour blaCTX-M, une β-lactamase à large spectre et produisant des ESBL, a été observée en 2011 et 2012 à partir de lignées clonales distinctes et chez de nombreuses fermes. Ces résultats, mis ensemble, apportent des précisions sur la dissémination de la résistance au ceftiofur dans les E. coli isolées de porcs. Au sein des échantillons prélevés chez les porcs sevrés recevant l'alimentation médicamentée sur une ferme, et pour laquelle une augmentation de la résistance au ceftiofur a été observée, les données révèlent que les souches d'E. coli positives pour blaCMY-2 et résistantes aux ESCs appartenaient à plusieurs lignées clonales différentes arborant divers profils AMR. Le gène blaCMY-2 se répand à la fois horizontalement et clonalement chez ces E. coli. L'ajout de clinoptilotite à la nourriture et le temps après le sevrage influencent la clonalité et la prévalence du gène blaCMY-2 dans les E. coli. Durant les 16 années d'étude, plusieurs lignées clonales différentes ont été observées parmi les souches d'E. coli résistantes au ceftiofur isolées de porc malades de fermes québécoises, bien qu’aucune lignée n'était persistante ou prédominante pendant l'étude. Les résultats suggèrent aussi que le gène blaCMY-2 s'est répandu à la fois horizontalement et clonalement au sein des fermes. De plus, blaCMY-2 est le gène majeur des β-lactamases chez ces isolats. À partir de 2011, nous rapportons l'émergence du gène blaCTX-M dans des lignées génétiques distinctes.

Molecular characterization of extended-spectrum cephalosporin-resistance in Escherichia coli in pigs on-farm and from clinical cases throughout Quebec, Canada during 16 years

Le développement de la multirésistance chez Escherichia coli est un problème important en médecine animale et humaine. En outre, l’émergence et la diffusion des déterminants de résistance aux céphalosporines à larges spectres de troisième génération (ESCs) parmi les isolats, incluant des céphalosporines essentielles en médecine humaine (ex. ceftriaxone et ceftiofur), est un problème majeur de santé publique. Cette thèse visait trois objectifs. D’abord étudier la dynamique de la résistance aux antimicrobiens (AMR) ainsi que la virulence et les profils génétiques de la AMR des E. coli isolées de porcs recevant une nourriture post-sevrage supplémentée avec de la chlortétracycline et de la pénicilline G, et, accessoirement, évaluer les effets d'additifs alimentaires sur cette dynamique en prenant pour exemple d'étude un minéral argileux, la clinoptilolite, étant donné son possible lien avec le gène blaCMY-2 qui confère la résistance au ceftiofur. L'objectif suivant était d'investiguer les mécanismes menant à une augmentation de la prévalence du gène blaCMY-2 chez les porcs qui reçoivent de la nourriture médicamentée et qui n'ont pas été exposés au ceftiofur Ici encore,nous avons examiné les effets d’un supplément alimentaire avec un minéral argileux sur ce phénomène. Enfin, notre dernier objectif était d’étudier, dans le temps, les génotypes des isolats cliniques d'E. coli résistant au ceftiofur, isolés de porcs malades au Québec à partir du moment où la résistance au ceftiofur a été rapportée, soit de 1997 jusqu'à 2012. Dans l'étude initiale, la prévalence de la résistance à 10 agents antimicrobiens, incluant le ceftiofur, s’accroît avec le temps chez les E.coli isolées de porcelets sevrés. Une augmentation tardive de la fréquence du gène blaCMY-2, encodant pour la résistance au ceftiofur, et la présence des gènes de virulence iucD et tsh a été observée chez les isolats. La nourriture supplémentée avec de la clinoptilolite a été associée à une augmentation rapide mais, par la suite, à une diminution de la fréquence des gènes blaCMY-2 dans les isolats. En parallèle, une augmentation tardive dans la fréquence des gènes blaCMY-2 et des gènes de virulence iucD et tsh a été observée dans les isolats des porcs contrôles, étant significativement plus élevé que dans les porcs ayant reçu l'additif au jour 28. La diversité, au sein des E. coli positives pour blaCMY-2 , a été observée au regard des profils AMR. Certaines lignées clonales d'E.coli sont devenues prédominantes avec le temps. La lignée clonale du phylotype A prédominait dans le groupe supplémenté, alors que les lignées clonales du phylotype B1, qui possèdent souvent le gène de virulence iucD associé aux ExPEC, prédominaient dans le groupe contrôle. Les plasmides d'incompatibilité (Inc) des groupes, I1, A/C, et ColE, porteurs de blaCMY-2, ont été observés dans les transformants. Parmi les souches cliniques d'E.coli ESC-résistantes, isolées de porcs malades au Québec de 1997 à 2012, blaCMY-2 était le gène codant pour une β-lactamase le plus fréquemment détecté; suivi par blaTEM et blaCTX-M,. De plus, les analyses clonales montrent une grande diversité génétique. Par contre, des isolats d'E. coli avec des profils PFGE identiques ont été retrouvés dans de multiples fermes la même année mais aussi dans des années différentes. La résistance à la gentamicine, kanamycine, chloramphenicol, et la fréquence de blaTEM et de IncA/C diminuent significativement au cour de la période étudiée, alors que la fréquence de IncI1 et de la multirésistance à sept catégories d'agents antimicrobiens augmente significativement avec le temps. L'émergence d'isolats d'E. coli positifs pour blaCTX-M, une β-lactamase à large spectre et produisant des ESBL, a été observée en 2011 et 2012 à partir de lignées clonales distinctes et chez de nombreuses fermes. Ces résultats, mis ensemble, apportent des précisions sur la dissémination de la résistance au ceftiofur dans les E. coli isolées de porcs. Au sein des échantillons prélevés chez les porcs sevrés recevant l'alimentation médicamentée sur une ferme, et pour laquelle une augmentation de la résistance au ceftiofur a été observée, les données révèlent que les souches d'E. coli positives pour blaCMY-2 et résistantes aux ESCs appartenaient à plusieurs lignées clonales différentes arborant divers profils AMR. Le gène blaCMY-2 se répand à la fois horizontalement et clonalement chez ces E. coli. L'ajout de clinoptilotite à la nourriture et le temps après le sevrage influencent la clonalité et la prévalence du gène blaCMY-2 dans les E. coli. Durant les 16 années d'étude, plusieurs lignées clonales différentes ont été observées parmi les souches d'E. coli résistantes au ceftiofur isolées de porc malades de fermes québécoises, bien qu’aucune lignée n'était persistante ou prédominante pendant l'étude. Les résultats suggèrent aussi que le gène blaCMY-2 s'est répandu à la fois horizontalement et clonalement au sein des fermes. De plus, blaCMY-2 est le gène majeur des β-lactamases chez ces isolats. À partir de 2011, nous rapportons l'émergence du gène blaCTX-M dans des lignées génétiques distinctes.

Towards a single crystal Raman spectrum of kaolinite at 77 K

The Raman spectra at 77 K of the hydroxyl stretching of kaolinite were obtained along the three axes perpendicular to the crystal faces. Raman bands were observed at 3616, 3658 and 3677 cm−1 together with a distinct band observed at 3691 cm−1 and a broad profile between 3695 and 3715 cm−1. The band at 3616 cm−1 is assigned to the inner hydroxyl. The bands at 3658 and 3677 cm−1 are attributed to the out-of-phase vibrations of the inner surface hydroxyls. The Raman spectra of the in-phase vibrations of the inner-surface hydroxyl-stretching region are described in terms of transverse and longitudinal optic splitting. The band at 3691 cm−1 is assigned to the transverse optic and the broad profile to the longitudinal optic mode. This splitting remained even at liquid nitrogen temperature. The transverse optic vibration may be curve resolved into two or three bands, which are attributed to different types of hydroxyl groups in the kaolinite.

Molecular classification of cutaneous malignant melanoma by gene expression profiling

The most common human cancers are malignant neoplasms of the skin. Incidence of cutaneous melanoma is rising especially steeply, with minimal progress in non-surgical treatment of advanced disease. Despite significant effort to identify independent predictors of melanoma outcome, no accepted histopathological, molecular or immunohistochemical marker defines subsets of this neoplasm. Accordingly, though melanoma is thought to present with different 'taxonomic' forms, these are considered part of a continuous spectrum rather than discrete entities. Here we report the discovery of a subset of melanomas identified by mathematical analysis of gene expression in a series of samples. Remarkably, many genes underlying the classification of this subset are differentially regulated in invasive melanomas that form primitive tubular networks in vitro, a feature of some highly aggressive metastatic melanomas. Global transcript analysis can identify unrecognized subtypes of cutaneous melanoma and predict experimentally verifiable phenotypic characteristics that may be of importance to disease progression.