Le motif d’empaquetage le long du sillon: une nouvelle entité structurale récurrente dans les ARN ribosomiques

La plupart des molécules d’ARN doivent se replier en structure tertiaire complexe afin d’accomplir leurs fonctions biologiques. Cependant, les déterminants d’une chaîne de polynucléotides qui sont nécessaires à son repliement et à ses interactions avec d’autres éléments sont essentiellement inconnus. L’établissement des relations structure-fonction dans les grandes molécules d’ARN passe inévitablement par l’analyse de chaque élément de leur structure de façon individuelle et en contexte avec d’autres éléments. À l’image d’une construction d’immeuble, une structure d’ARN est composée d’unités répétitives assemblées de façon spécifique. Les motifs récurrents d’ARN sont des arrangements de nucléotides retrouvés à différents endroits d’une structure tertiaire et possèdent des conformations identiques ou très similaires. Ainsi, une des étapes nécessaires à la compréhension de la structure et de la fonction des molécules d’ARN consiste à identifier de façon systématique les motifs récurrents et d’en effectuer une analyse comparative afin d’établir la séquence consensus. L’analyse de tous les cas d’empaquetage de doubles hélices dans la structure du ribosome a permis l’identification d’un nouvel arrangement nommé motif d’empaquetage le long du sillon (AGPM) (along-groove packing motif). Ce motif est retrouvé à 14 endroits dans la structure du ribosome de même qu’entre l’ARN ribosomique 23S et les molécules d’ARN de transfert liées aux sites ribosomaux P et E. Le motif se forme par l’empaquetage de deux doubles hélices via leur sillon mineur. Le squelette sucre-phosphate d’une hélice voyage le long du sillon mineur de l’autre hélice et vice versa. Dans chacune des hélices, la région de contact comprend quatre paires de bases. L’empaquetage le plus serré est retrouvé au centre de l’arrangement où l’on retrouve souvent une paire de bases GU dans une hélice interagissant avec une paire de bases Watson-Crick (WC) dans l’autre hélice. Même si la présence des paires de bases centrales GU versus WC au centre du motif augmente sa stabilité, d’autres alternatives existent pour différents représentants du motif. L’analyse comparative de trois librairies combinatoires de gènes d’AGPM, où les paires de bases centrales ont été variées de manière complètement aléatoire, a montré que le contexte structural influence l’étendue de la variabilité des séquences de nucléotides formant les paires de bases centrales. Le fait que l’identité des paires de bases centrales puisse varier suggérait la présence d’autres déterminants responsables au maintien de l’intégrité du motif. L’analyse de tous les contacts entre les hélices a révélé qu’en dehors du centre du motif, les interactions entre les squelettes sucre-phosphate s’effectuent via trois contacts ribose-ribose. Pour chacun de ces contacts, les riboses des nucléotides qui interagissent ensemble doivent adopter des positions particulières afin d’éviter qu’ils entrent en collision. Nous montrons que la position de ces riboses est modulée par des conformations spécifiques des paires de bases auxquelles ils appartiennent. Finalement, un autre motif récurrent identifié à l’intérieur même de la structure de trois cas d’AGPM a été nommé « adenosine-wedge ». Son analyse a révélé que ce dernier est lui-même composé d’un autre arrangement, nommé motif triangle-NAG (NAG-triangle). Nous montrons que le motif « adenosine-wedge » représente un arrangement complexe d’ARN composé de quatre éléments répétitifs, c’est-à-dire des motifs AGPM, « hook-turn », « A-minor » et triangle-NAG. Ceci illustre clairement l’arrangement hiérarchique des structures d’ARN qui peut aussi être observé pour d’autres motifs d’ARN. D’un point de vue plus global, mes résultats enrichissent notre compréhension générale du rôle des différents types d’interactions tertiaires dans la formation des molécules d’ARN complexes.

RNA recurrent motifs : identification and characterization

La détermination de la structure tertiaire du ribosome fut une étape importante dans la compréhension du mécanisme de la synthèse des protéines. Par contre, l’élucidation de la structure du ribosome comme tel ne permet pas une compréhension de sa fonction. Pour mieux comprendre la nature des relations entre la structure et la fonction du ribosome, sa structure doit être étudiée de manière systématique. Au cours des dernières années, nous avons entrepris une démarche systématique afin d’identifier et de caractériser de nouveaux motifs structuraux qui existent dans la structure du ribosome et d’autres molécules contenant de l’ARN. L’analyse de plusieurs exemples d’empaquetage de deux hélices d’ARN dans la structure du ribosome nous a permis d’identifier un nouveau motif structural, nommé « G-ribo ». Dans ce motif, l’interaction d’une guanosine dans une hélice avec le ribose d’un nucléotide d’une autre hélice donne naissance à un réseau d’interactions complexes entre les nucléotides voisins. Le motif G-ribo est retrouvé à 8 endroits dans la structure du ribosome. La structure du G-ribo possède certaines particularités qui lui permettent de favoriser la formation d’un certain type de pseudo-nœuds dans le ribosome. L’analyse systématique de la structure du ribosome et de la ARNase P a permis d’identifier un autre motif structural, nommé « DTJ » ou « Double-Twist Joint motif ». Ce motif est formé de trois courtes hélices qui s’empilent l’une sur l’autre. Dans la zone de contact entre chaque paire d’hélices, deux paires de bases consécutives sont surenroulées par rapport à deux paires de bases consécutives retrouvées dans l’ARN de forme A. Un nucléotide d’une paire de bases est toujours connecté directement à un nucléotide de la paire de bases surenroulée, tandis que les nucléotides opposés sont connectés par un ou plusieurs nucléotides non appariés. L’introduction d’un surenroulement entre deux paires de bases consécutives brise l’empilement entre les nucléotides et déstabilise l’hélice d’ARN. Dans le motif DTJ, les nucléotides non appariés qui lient les deux paires de bases surenroulées interagissent avec une des trois hélices qui forment le motif, offrant ainsi une stratégie élégante de stabilisation de l’arrangement. Pour déterminer les contraintes de séquences imposées sur la structure tertiaire d’un motif récurrent dans le ribosome, nous avons développé une nouvelle approche expérimentale. Nous avons introduit des librairies combinatoires de certains nucléotides retrouvés dans des motifs particuliers du ribosome. Suite à l’analyse des séquences alternatives sélectionnées in vivo pour différents représentants d’un motif, nous avons été en mesure d’identifier les contraintes responsables de l’intégrité d’un motif et celles responsables d’interactions avec les éléments qui forment le contexte structural du motif. Les résultats présentés dans cette thèse élargissent considérablement notre compréhension des principes de formation de la structure d’ARN et apportent une nouvelle façon d’identifier et de caractériser de nouveaux motifs structuraux d’ARN.

Structural rules for the formation of backbone-backbone interactions between closely packed RNA double helices

Les interactions entre les squelettes sucre-phosphate de nucléotides jouent un rôle important dans la stabilisation des structures tertiaires de larges molécules d’ARN. Elles sont régies par des règles particulières qui gouverne leur formation mais qui jusque là demeure quasiment inconnues. Un élément structural d’ARN pour lequel les interactions sucre-phosphate sont importantes est le motif d’empaquetage de deux doubles hélices d’ARN le long du sillon mineur. Ce motif se trouve à divers endroits dans la structure du ribosome. Il consiste en deux doubles hélices interagissant de manière à ce que le squelette sucre-phosphate de l’une se niche dans le sillon mineur de l’autre et vice versa. La surface de contact entre les deux hélices est majoritairement formée par les riboses et implique au total douze nucléotides. La présente thèse a pour but d’analyser la structure interne de ce motif et sa dépendance de stabilité résultant de l’association optimale ou non des hélices, selon leurs séquences nucléotidiques. Il est démontré dans cette thèse qu’un positionnement approprié des riboses leur permet de former des contacts inter-hélices, par l’entremise d’un choix particulier de l’identité des pairs de bases impliquées. Pour différentes pairs de bases participant à ce contact inter-hélices, l’identité optimale peut être du type Watson-Crick, GC/CG, or certaines pairs de bases non Watson-Crick. Le choix adéquat de paires de bases fournit une interaction inter-hélice stable. Dans quelques cas du motif, l’identité de certaines paires de bases ne correspond pas à la structure la plus stable, ce qui pourrait refléter le fait que ces motifs devraient avoir une liberté de formation et de déformation lors du fonctionnement du ribosome.

(De)colonization through topophilia: Marjorie Kinnan Rawlings’s life and work in Florida

(De)colonization Through Topophilia: Marjorie Kinnan Rawlings’s Life and Work in Florida attempts to reveal the author’s intimate connection to and mental growth through her place, namely the Cross Creek environs, and its subsequent effect on her writing. In 1928, Marjorie Kinnan Rawlings and her first husband Charles Rawlings came to Cross Creek, Florida. They bought the shabby farmhouse on Cross Creek Road, trying to be both, writers and farmers. However, while Charles Rawlings was unable to write in the backwoods of the Florida Interior, Rawlings found her literary voice and entered a symbiotic, reciprocal relationship with the natural world of the Cracker frontier. Her biographical preconditions – a childhood spent in the rural area of Rock Creek, outside of Washington D. C. - and a father who had instilled in her a sense of place or topophilia, enabled her to overcome severe marriage tensions and the hostile climate women writers faced during the Depression era. Nature as a helping ally and as an “undomesticated”(1) space/place is a recurrent motif throughout most of Rawlings’s Florida literature. At a time when writing the American landscape/documentary and the extraction of the self from texts was the prevalent literary genre, Marjorie Kinnan Rawlings inscribed herself into her texts. However, she knew that the American public was not yet ready for a ‘feminist revolt’, but was receptive of the longtime ‘inaudible’ voices from America’s regions, especially with regard to urban poverty and a homeward yearning during the Depression years. Fusing with the dynamic eco-consciousness of her Cracker friends and neighbors, Rawlings wrote in the literary category of regionalism enabling her to pursue three of her major aims: an individuated self, a self that assimilated with the ‘master narratives’ of her time and the recognition of the Florida Cracker and Scrub region. The first part of this dissertation briefly introduces the largely unknown and underestimated writer Marjorie Kinnan Rawlings, providing background information on her younger years, the relationship toward her family and other influential persons in her life. Furthermore, it takes a closer look at the literary category of regionalism and Rawlings’s use of ‘place’ in her writings. The second part is concerned with the ‘region’ itself, the state of Florida. It focuses on the natural peculiarities of the state’s Interior, the scrub and hammock land around her Cracker hamlet as well as the unique culture of the Florida Cracker. Part IV is concerned with the analysis of her four Florida books. The author is still widely related to the ever-popular novel The Yearling (1938). South Moon Under (1933) and Golden Apples (1935), her first two novels, have not been frequently republished and have subsequently fallen into oblivion. Cross Creek (1942), Rawlings’s last Florida book, however, has recently gained renewed popularity through its use in classes on nature writers and the non-fiction essay but it requires and is here re-evaluated as the author’s (relational) autobiography. The analysis through place is brought to completion in this work and seems to intentionally close the circle of Rawlings’s Florida writings. It exemplifies once more that detachment from place is impossible for Rawlings and that the intermingling of life and place in literature, is essential for the (re)creation of her identity. Cross Creek is therefore not only one of Rawlings’s greatest achievements; it is more importantly the key to understanding the author’s self and her fiction. Through the ‘natural’ interrelationship of place and self and by looking “mutually outward and inward,”(2) Marjorie Kinnan Rawlings finds her literary voice, a home and ‘a room of her own’ in which to write and come to consciousness. Her Florida literature is not only product but also medium and process in her assessment of her identity and self. _____________ (1) Alaimo, Stacy. Undomesticated Ground: Recasting Nature as Feminist Space (Ithaca: Cornell UP, 2000) 23. (2) Libby, Brooke. “Nature Writing as Refuge: Autobiography in the Natural World” Reading Under the Sign of Nature. New Essays in Ecocriticism. Ed. John Tallmadge and Henry Harrington. (Salt Lake City: The U of Utah P, 2000) 200.

Le motif du "domaine" : espace d'une subjectivité dans Les vies frontalières et Rabatteurs d'étoiles de Rachel Leclerc

Ce mémoire cherche à dévoiler le mode d’habitation singulier que développe le sujet poétique dans Les vies frontalières et Rabatteur d’étoiles de Rachel Leclerc par l’intermédiaire de l’analyse du motif du « domaine », récurrent dans les deux œuvres. Il s’agira donc de clarifier ce à quoi fait référence ce motif particulier en dégageant les différentes structures le sous-tendant et en tentant d’observer comment son élaboration se fait en parallèle étroit avec celle de la subjectivité des recueils de Leclerc. Ainsi, les trois premiers chapitres du présent ouvrage s’attardent à expliciter l’importance de la structure d’horizon, terme emprunté à Michel Collot, pour saisir la façon unique dont le sujet poétique perçoit l’espace, la temporalité et sa propre subjectivité. Le quatrième chapitre est quant à lui consacré à ce qu’on peut qualifier de structure du chemin, qui vient recouper et enrichir celle de l’horizon. Le croisement de ces deux lignes trace enfin l’espace du domaine et dessine une sorte de T qui supporte l’entreprise poétique dans son ensemble.

Comparison of genomic and proteomic data in recurrent airway obstruction affected horses using Ingenuity Pathway Analysis(R)

BACKGROUND: Recurrent airway obstruction (RAO) is a severe chronic respiratory disease affecting horses worldwide, though mostly in the Northern hemisphere. Environmental as well as genetic factors strongly influence the course and prognosis of the disease. Research has been focused on characterization of immunologic factors contributing to inflammatory responses, on genetic linkage analysis, and, more recently, on proteomic analysis of airway secretions from affected horses. The goal of this study was to investigate the interactions between eight candidate genes previously identified in a genetic linkage study and proteins expressed in bronchoalveolar lavage fluid (BALF) collected from healthy and RAO-affected horses. The analysis was carried out with Ingenuity Pathway Analysis(R) bioinformatics software. RESULTS: The gene with the greatest number of indirect interactions with the set of proteins identified is Interleukin 4 Receptor (IL-4R), whose protein has also been detected in BALF. Interleukin 21 receptor and chemokine (C-C motif) ligand 24 also showed a large number of interactions with the group of detected proteins. Protein products of other genes like that of SOCS5, revealed direct interactions with the IL-4R protein. The interacting proteins NOD2, RPS6KA5 and FOXP3 found in several pathways are reported regulators of the NFkappaB pathway. CONCLUSIONS: The pathways generated with IL-4R highlight possible important intracellular signaling cascades implicating, for instance, NFkappaB. Furthermore, the proposed interaction between SOCS5 and IL-4R could explain how different genes can lead to identical clinical RAO phenotypes, as observed in two Swiss Warmblood half sibling families because these proteins interact upstream of an important cascade where they may act as a functional unit.

The applicability of recurrent neural networks for biological sequence analysis

Selection of machine learning techniques requires a certain sensitivity to the requirements of the problem. In particular, the problem can be made more tractable by deliberately using algorithms that are biased toward solutions of the requisite kind. In this paper, we argue that recurrent neural networks have a natural bias toward a problem domain of which biological sequence analysis tasks are a subset. We use experiments with synthetic data to illustrate this bias. We then demonstrate that this bias can be exploitable using a data set of protein sequences containing several classes of subcellular localization targeting peptides. The results show that, compared with feed forward, recurrent neural networks will generally perform better on sequence analysis tasks. Furthermore, as the patterns within the sequence become more ambiguous, the choice of specific recurrent architecture becomes more critical.

Different cognitive profiles for single compared with recurrent fallers without Dementia

Relationships between self-reported retrospective falls and cognitive measures (executive function, reaction time, processing speed, working memory, visual attention) were examined in a population based sample of older adults (n = 658). Two of the choice reaction time tests involved inhibiting responses to either targets of a specific color or location with hand and foot responses. Potentially confounding demographic variables, medical conditions and postural sway were controlled for in logistic regression models, excluding participants with possible cognitive impairment. A factor analysis of cognitive measures extracted factors measuring reaction time, accuracy and inhibition, and visual search. Single fallers did not differ from non-fallers in terms of health, sway or cognitive function, except that they performed worse on accuracy and inhibition. In contrast, recurrent fallers performed worse than non-fallers on all measures. Results suggest that occasional falls in late life may be associated with subtle age-related changes in the pre-frontal cortex leading to failures of executive control, whereas recurrent falling may result from more advanced brain ageing that is associated with generalized cognitive decline.

High-density lipoprotein and the risk of recurrent venous thromboembolism

BACKGROUND - High-density lipoprotein (HDL) protects against arterial atherothrombosis, but it is unknown whether it protects against recurrent venous thromboembolism. METHODS AND RESULTS - We studied 772 patients after a first spontaneous venous thromboembolism (average follow-up 48 months) and recorded the end point of symptomatic recurrent venous thromboembolism, which developed in 100 of the 772 patients. The relationship between plasma lipoprotein parameters and recurrence was evaluated. Plasma apolipoproteins AI and B were measured by immunoassays for all subjects. Compared with those without recurrence, patients with recurrence had lower mean (±SD) levels of apolipoprotein AI (1.12±0.22 versus 1.23±0.27 mg/mL, P<0.001) but similar apolipoprotein B levels. The relative risk of recurrence was 0.87 (95% CI, 0.80 to 0.94) for each increase of 0.1 mg/mL in plasma apolipoprotein AI. Compared with patients with apolipoprotein AI levels in the lowest tertile (<1.07 mg/mL), the relative risk of recurrence was 0.46 (95% CI, 0.27 to 0.77) for the highest-tertile patients (apolipoprotein AI >1.30 mg/mL) and 0.78 (95% CI, 0.50 to 1.22) for midtertile patients (apolipoprotein AI of 1.07 to 1.30 mg/mL). Using nuclear magnetic resonance, we determined the levels of 10 major lipoprotein subclasses and HDL cholesterol for 71 patients with recurrence and 142 matched patients without recurrence. We found a strong trend for association between recurrence and low levels of HDL particles and HDL cholesterol. CONCLUSIONS - Patients with high levels of apolipoprotein AI and HDL have a decreased risk of recurrent venous thromboembolism. © 2007 American Heart Association, Inc.

Exploiting the 1,2,3-triazolium motif in anion-templated formation of a bromide-selective rotaxane host assembly

Stimulated by the efficacy of copper (I) catalysed Huisgen-type 1,3-dipolar cycloaddition of terminal alkynes and organic azides to generate 1,4-disubstituted 1,2,3-triazole derivatives, the importance of ‘click’ chemistry in the synthesis of organic and biological molecular systems is ever increasing.[1] The mild reaction conditions have also led to this reaction gaining favour in the construction of interlocked molecular architectures.[2-4] In the majority of cases however, the triazole group simply serves as a covalent linkage with no function in the resulting organic molecular framework. More recently a renewed interest has been shown in the transition metal coordination chemistry of triazole ligands.[3, 5, 6] In addition novel aryl macrocyclic and acyclic triazole based oligomers have been shown to recognise halide anions via cooperative triazole C5-H….anion hydrogen bonds.[7] In light of this it is surprising the potential anion binding affinity of the positively charged triazolium motif has not, with one notable exception,[8] been investigated. With the objective of manipulating the unique topological cavities of mechanically bonded molecules for anion recognition purposes, we have developed general methods of using anions to template the formation of interpenetrated and interlocked structures.[9-13] Herein we report the first examples of exploiting the 1,2,3-triazolium group in the anion templated formation of pseudorotaxane and rotaxane assemblies. In an unprecedented discovery the bromide anion is shown to be a superior templating reagent to chloride in the synthesis of a novel triazolium axle containing [2]rotaxane. Furthermore the resulting rotaxane interlocked host system exhibits the rare selectivity preference for bromide over chloride...

Haplotype analysis of two recurrent CDKN2A mutations in 10 melanoma families : evidence for common founders and independent mutations

Germ-line mutations in CDKN2A have been shown to predispose to cutaneous malignant melanoma. We have identified 2 new melanoma kindreds which carry a duplication of a 24bp repeat present in the 5' region of CDKN2A previously identified in melanoma families from Australia and the United States. This mutation has now been reported in 5 melanoma families from 3 continents: Europe, North America, and Australasia. The M53I mutation in exon 2 of CDKN2A has also been documented in 5 melanoma families from Australia and North America. The aim of this study was to determine whether the occurrence of the mutations in these families from geographically diverse populations represented mutation hotspots within CDKN2A or were due to common ancestors. Haplotypes of 11 microsatellite markers flanking CDKN2A were constructed in 5 families carrying the M53I mutation and 5 families carrying the 24bp duplication. There were some differences in the segregating haplotypes due primarily to recombinations and mutations within the short tandem-repeat markers; however, the data provide evidence to indicate that there were at least 3 independent 24bp duplication events and possibly only 1 original M53I mutation. This is the first study to date which indicates common founders in melanoma families from different continents.