N-myc controls proliferation, morphogenesis, and patterning of the inner ear

Myc family members play crucial roles in regulating cell proliferation, size, and differentiation during organogenesis. Both N-myc and c-myc are expressed throughout inner ear development. To address their function in the mouse inner ear, we generated mice with conditional deletions in either N-myc or c-myc. Loss of c-myc in the inner ear causes no apparent defects, whereas inactivation of N-myc results in reduced growth caused by a lack of proliferation. Reciprocally, the misexpression of N-myc in the inner ear increases proliferation. Morphogenesis of the inner ear in N-myc mouse mutants is severely disturbed, including loss of the lateral canal, fusion of the cochlea with the sacculus and utriculus, and stunted outgrowth of the cochlea. Mutant cochleas are characterized by an increased number of cells exiting the cell cycle that express the cyclin-dependent kinase inhibitor p27Kip1 and lack cyclin D1, both of which control the postmitotic state of hair cells. Analysis of different molecular markers in N-myc mutant ears reveals the development of a rudimentary organ of Corti containing hair cells and the underlying supporting cells. Differentiated cells, however, fail to form the highly ordered structure characteristic for the organ of Corti but appear as rows or clusters with an excess number of hair cells. The Kölliker's organ, a transient structure neighboring the organ of Corti and a potential source of ectopic hair cells, is absent in the mutant ears. Collectively, our data suggest that N-myc regulates growth, morphogenesis, and pattern formation during the development of the inner ear.

Aspectes genètics de qüestions bioètiques importants en el currículum de l'ESO. 'Aspectos genéticos de cuestiones bioéticas importantes en el currículo de la ESO'.

Resumen tomado de la autora

Aspectes genètics de qüestions bioètiques importants en el currículum de l'ESO. 'Aspectos genéticos de cuestiones bioéticas importantes en el currículum de la ESO'.

Resumen del autor en catalán

Estudio de marcadores moleculares en neoplasias mieloproliferativas

Las neoplasias mieloproliferativas (NM) son un grupo de enfermedades clonales de la célula hematopoyética madre. Entre las NM clásicas se encuentran la policitemia vera (PV), la trombocitemia esencial (TE) y la mielofibrosis primaria (MFP). Durante muchos años el diagnóstico de estas patologías se hacía por exclusión utilizando biomarcadores de clonalidad poco específicos. En el año 2005, la descripción de la mutación JAK2V617F supuso un avance importante en el diagnóstico de estas patologías. Posteriormente, se han descrito mutaciones en otros genes como mutaciones en MPL, TET2, ASXL1, IDH1, IDH2, c-CBL, EZH2, IKZF1 y LNK, en distintas neoplasias mieloides y en porcentaje variable. Aun así, ninguno de estos genes son marcadores específicos de ninguna NM y todavía existe un porcentaje elevado de pacientes con TE y MFP sin un marcador de clonalidad conocido. Además, todos estos genes se han descrito como eventos genéticos implicados en la transformación de una NM a leucemia mieloide aguda. El objetivo de este proyecto fue estudiar varios marcadores moleculares en neoplasias mieloproliferativas Philadelphia negativas. En primer lugar, se estudió la modulación de la carga alélica JAK2V617F en pacientes con PV o TE que recibieron tratamiento citoreductor y a su vez se analizó la dinámica natural de la carga alélica en pacientes que no recibieron tratamiento. Posteriormente, se analizaron la presencia de alteraciones en los genes previamente mencionados, en distintos grupos de pacientes. En primer lugar, se analizó la presencia de mutaciones en TET2, ASXL1, IDH1, IDH2 y CBL en un grupo de pacientes JAK2 y MPL negativos, para determinar la frecuencia de alteraciones de estos genes en este grupo de pacientes y determinar su valor en el diagnóstico de estas patologías. En segundo lugar, se estudió la presencia de mutaciones en estos genes incluyendo EZH2, IKZF1 y LNK para estudiar la incidencia y el valor pronóstico de estas alteraciones en las NM que progresan a mielofibrosis.

Aspectes pràctics en estudis moleculars en aqüicultura

Diversos aspectos de la acuicultura pueden beneficiarse de las herramientas especializadas de la genética, desde el análisis de muestras de agua a estudios de la diversidad biológica de especies cultivadas que eviten la endogamia. En el IRTA, comprometidos con la mejora de la acuicultura y la industria pesquera, estos aspectos están siendo activamente tratados para ofrecer mayores garantizas de desarrollo futuro del sector de la pesca en Cataluña. A continuación se presentan algunas muestras de la labor que se está realizando.

Influence of the in vivo deregulation of the expression of ntrk3 (trkc) on cortical development of a murine model of panic/anxiety disorder

Alteracions durant el desenvolupament cerebral produirien canvis en la connectivitat neuronal i la bioquímica cel•lular que podrien resultar en una disfunció cognitiva i/o emocional, desembocant a trastorns psiquiàtrics. Les neurotrofines intervenen en els processos del neurodesenvolupament i en la funcionalitat del cervell adult i, conseqüentment, serien bons candidats com a factors de predisposició en diverses malalties mentals. S’ha suggerit la implicació del receptor de la neurotrofina 3, TrkC, en el trastorn de pànic. Nosaltres proposem que la sobreexpressió del gen NTRK3 (TrkC) és un mediador comú dels desencadenants genètics i ambientals d’aquest trastorn. Concretament, la seva desregulació podria produir canvis estructurals i funcionals a l’escorça cerebral dels pacients pel seu paper durant l’establiment dels circuïts corticals i la neuroplasticitat a l’adult, probablement esdevenint elements de predisposició a patir atacs de pànic. Els objectius principals d’aquest treball han estat: 1/determinar la contribució específica del gen NTRK3 a les alteracions de l’escorça cerebral observades en pacients, utilitzant un model murí modificat genèticament (TgNTRK3), i 2/analitzar l’impacte específic de la sobreexpressió de NTRK3 sobre la corticogènesi durant estadis embrionaris o postnatals estudiant la neurogènesi i la neuritogènesi. Els resultats indiquen que la sobreexpressió de NTRK3 als ratolins produeix una reducció del gruix de l’escorça frontal, recapitulant la hipofrontalitat dels pacients, que comportaria una menor inhibició dels nuclis subcorticals del sistema límbic com l’amígdala, i alteracions citoarquitectòniques a l’escorça prefrontal medial que recolzen la hipòtesi del seu mal funcionament. Tanmateix, els ratolins TgNTRK3 presenten canvis estructurals a l’escorça somatosensorial, suggerint que el processament de la informació sensorial podria estar alterat, el que encara no s’ha explorat en pacients. La sobreexpressió de NTRK3 també afecta la neuritogènesi en cultius primaris corticals i modifica la resposta de les neurones a l’estimulació amb neurotrofines. Per tant, el fenotip cortical adult dels TgNTRK3 podria dependre d’alteracions durant la corticogènesi.

Essential role of the N-terminal region of TFII-I in viability and behavior

Background: GTF2I codes for a general intrinsic transcription factor and calcium channel regulator TFII-I, with high and ubiquitous expression, and a strong candidate for involvement in the morphological and neuro-developmental anomalies of the Williams-Beuren syndrome (WBS). WBS is a genetic disorder due to a recurring deletion of about 1,55-1,83 Mb containing 25-28 genes in chromosome band 7q11.23 including GTF2I. Completed homozygous loss of either the Gtf2i or Gtf2ird1 function in mice provided additional evidence for the involvement of both genes in the craniofacial and cognitive phenotype. Unfortunately nothing is now about the behavioral characterization of heterozygous mice. Methods: By gene targeting we have generated a mutant mice with a deletion of the first 140 amino-acids of TFII-I. mRNA and protein expression analysis were used to document the effect of the study deletion. We performed behavioral characterization of heterozygous mutant mice to document in vivo implications of TFII-I in the cognitive profile of WBS patients. Results: Homozygous and heterozygous mutant mice exhibit craniofacial alterations, most clearly represented in homozygous condition. Behavioral test demonstrate that heterozygous mutant mice exhibit some neurobehavioral alterations and hyperacusis or odynacusis that could be associated with specific features of WBS phenotype. Homozygous mutant mice present highly compromised embryonic viability and fertility. Regarding cellular model, we documented a retarded growth in heterozygous MEFs respect to homozygous or wild-type MEFs. Conclusion: Our data confirm that, although additive effects of haploinsufficiency at several genes may contribute to the full craniofacial or neurocognitive features of WBS, correct expression of GTF2I is one of the main players. In addition, these findings show that the deletion of the fist 140 amino-acids of TFII-I altered it correct function leading to a clear phenotype, at both levels, at the cellular model and at the in vivo model.

Hypothalamus transcriptome profile suggests an anorexia-cachexia syndrome in the anx/anx mouse model

The anx/anx mouse displays poor appetite and lean appearance and is considered a good model for the study of anorexia nervosa. To identify new genes involved in feeding behavior and body weight regulation we performed an expression profiling in the hypothalamus of the anx/anx mice. Using commercial microarrays we detected 156 differentially expressed genes and validated 92 of those using TaqMan low-density arrays. The expression of a set of 87 candidate genes selected based on literature evidences was also quantified by TaqMan low-density arrays. Our results showed enrichment in deregulated genes involved in cell death, cell morphology and cancer as well as an alteration of several signaling circuits involved in energy balance including neuropeptide Y and melanocortin signaling. The expression profile along with the phenotype led us to conclude that anx/anx mice resemble the anorexia-cachexia syndrome typically observed in cancer, infection with human immunodeficiency virus or chronic diseases, rather than starvation, and that anx/anx mice could be considered a good model for the treatment and investigation of this condition.

Association of NTRK3 and its interaction with NGF suggest an altered cross-regulation of the neurotrophin signaling pathway in eating disorders

Eating disorders (EDs) are complex psychiatric diseases that include anorexia nervosa and bulimia nervosa, and have higher than 50% heritability. Previous studies have found association of BDNF and NTRK2 to ED, while animal models suggest that other neurotrophin genes might also be involved in eating behavior. We have performed a family-based association study with 151 TagSNPs covering 10 neurotrophin signaling genes: NGFB, BDNF, NTRK1, NGFR/p75, NTF4/5, NTRK2, NTF3, NTRK3, CNTF and CNTFR in 371 ED trios of Spanish, French and German origin. Besides several nominal associations, we found a strong significant association after correcting for multiple testing (P = 1.04 × 10−4) between ED and rs7180942, located in the NTRK3 gene, which followed an overdominant model of inheritance. Interestingly, HapMap unrelated individuals carrying the rs7180942 risk genotypes for ED showed higher levels of expression of NTRK3 in lymphoblastoid cell lines. Furthermore, higher expression of the orthologous murine Ntrk3 gene was also detected in the hypothalamus of the anx/anx mouse model of anorexia. Finally, variants in NGFB gene appear to modify the risk conferred by the NTRK3 rs7180942 risk genotypes (P = 4.0 × 10−5) showing a synergistic epistatic interaction. The reported data, in addition to the previous reported findings for BDNF and NTRK2, point neurotrophin signaling genes as key regulators of eating behavior and their altered cross-regulation as susceptibility factors for EDs.

Blood levels of brain-derived neurotrophic factor correlate with several psychopathological symptoms in anorexia nervosa patients

Background: Evidence of a role of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in the pathophysiology of eating disorders (ED) has been provided by association studies and by murine models. BDNF plasma levels have been found altered in ED and in psychiatric disorders that show comorbidity with ED. Aims: Since the role of BDNF levels in ED-related psychopathological symptoms has not been tested, we investigatedthe correlation of BDNF plasma levels with the Symptom Checklist 90 Revised (SCL-90R) questionnaire in a total of 78 ED patients. Methods: BDNF levels, measured bythe enzyme-linked immunoassay system, and SCL-90R questionnaire, were assessed in a total of 78 ED patients. The relationship between BDNF levels and SCL-90R scales was calculated using a general linear model. Results: BDNF plasma levels correlated with the Global Severity Index and the Positive Symptom Distress Index global scales and five of the nine subscales in the anorexia nervosa patients. BDNF plasma levels were able to explain, in the case of the Psychoticism subscale, up to 17% of the variability (p = 0.006). Conclusion: Our data suggest that BDNF levels could be involved in the severity of the disease through the modulation of psychopathological traits that are associated with the ED phenotype.

Altered brain-derived neurotrophic factor blood levels and gene variability are associated with anorexia and bulimia

Murine models and association studies in eating disorder (ED) patients have shown a role for the brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in eating behavior. Some studies have shown association of BDNF -270C/T single-nucleotide polymorphism (SNP) with bulimia nervosa (BN), while BDNF Val66Met variant has been shown to be associated with both BN and anorexia nervosa (AN). To further test the role of this neurotrophin in humans, we screened 36 SNPs in the BDNF gene and tested for their association with ED and plasma BDNF levels as a quantitative trait. We performed a family-based association study in 106 ED nuclear families and analyzed BDNF blood levels in 110 ED patients and in 50 sib pairs discordant for ED. The rs7124442T/rs11030102C/rs11030119G haplotype was found associated with high BDNF levels (mean BDNF TCG haplotype carriers = 43.6 ng/ml vs. mean others 23.0 ng/ml, P = 0.016) and BN (Z = 2.64; P recessive = 0.008), and the rs7934165A/270T haplotype was associated with AN (Z =-2.64; P additive = 0.008). The comparison of BDNF levels in 50 ED discordant sib pairs showed elevated plasma BDNF levels for the ED group (mean controls = 41.0 vs. mean ED = 52.7; P = 0.004). Our data strongly suggest that altered BDNF levels modulated by BDNF gene variability are associated with the susceptibility to ED, providing physiological evidence that BDNF plays a role in the development of AN and BN, and strongly arguing for its involvement in eating behavior and body weight regulation.

Envelliment i comunicació : interrelació entre els factors auditius, cognitius i emocionals

La pèrdua auditiva és una de les condicions de salut cròniques més comuns en els adults grans, amb importants implicacions per a la qualitat de vida de les persones que la pateixen. Interfereix en la comunicació i dificulta les relacions amb els altres, la qual cosa pot generar un cert desajustament social i emocional, afectant la seva qualitat de vida i la participació en activitats comunitàries. Tot i així, no sempre sol estar diagnosticada durant les primeres manifestacions i la seva rehabilitació sol encara considerar-se poc freqüent. En el present article, s’aporten evidències científiques sobre l’impacte negatiu de la presbiacúsia tant en l’esfera comunicativa com en l’àmbit cognitiu de les persones grans. Finalment, s’aborda la necessitat d’enfocar la seva rehabilitació des d’una perspectiva interdisciplinària, atorgant a l’acompanyament psicològic de la persona afectada i a la rehabilitació logopèdia tanta o més importància que l’ús d’unes pròtesis auditives perfectament adaptades a les necessitats del pacient.

Clonació del gen de l'envolta de vih en el plàsmid pnl Δenv-Ren per la obtenció de recombinants

Estudi elaborat a partir d’una estada al Laboratori de Inmunopatología del SIDA del Dr Alcamí a l’Instituto de Salud Carlos III-Centro Nacional de Microbiologia, entre finals de desembre de 2006 i març de 2007. L’objectiu ha estat millorar la caracterització de l’envolta del VIH-1 mitjançant l’obtenció de virus recombinants, ja que això permet estudiar l’envolta viral tant genètica com fenotípicament. En aquest cas, s’ha estudiat l'envolta viral dels pacients sotmesos a vacunació terapèutica amb cèl•lules dendrítiques polsades amb virus autòlegs. Durant aquesta estada es realitza un aprenentatge profund de les tècniques adequades per a l'amplificació i clonatge del gen complet de l'envolta del VIH-1 (env), així com de l’obtenció de virus recombinants amb l’envolta del pacient i els corresponents assaigs de tropisme viral i neutralització sèrica. Aquesta metodologia empra el virus quimèric pNL4.3 delta_env Renilla, construït a partir del virus de referència NL4.3 i que té dues característiques importants: la primera és que conté un gen marcador Renilla, que a l’interior de les cèl•lules infectades té activitat luciferasa. La utilització del virus pNL4.3 delta_env Renilla en assaigs de neutralització presenta diversos avantatges front altres assaigs més convencionals, tant a nivell de sensibilitat i especificitat com d’estalvi de temps.

Efectos del gen halotano sobre el bienestar animal, la calidad de carne y la productividad en porcinos

El Centro de Tecnología de la Carne fue responsable de tres de los objetivos fundamentales de este proyecto. Los experimentos consistieron en el sacrificio de dos lotes de cerdos que se diferenciaban en su genotipo halotano y en la línea paterna, que fueron sometidos a distintos tratamientos ante-mortem (transporte y espera largos versus transporte y espera cortos). En el primer lote, se compararon animales libres del gen con heterocigotos que procedían de una línea paterna Pietrain o una línea híbrida Large White x Pietrain. En el segundo lote, se comparó la descendencia heterocigota (Nn) de un macho Pietrain positivo al halotano (nn) con la descendencia libre del gen (NN) de dos machos Pietrain también libres del gen. Las hembras utilizadas en ambos lotes fueron las mismas, todas ellas libres del gen halotano

Aplicación de técnicas de citogenética molecular para la detección de aneuploidía y clastogenicidad en células humanas expuestas a arsénico

Los objetivos de esta investigación son: a) Determinar la potencialidad genotóxica de diversos compuestos de arsénico (incluyendo inorgánicos y sus formas metiladas) con el ensayo de micronúcleos utilizando cultivos de células humanas; y b)Estudiar la posible acción aneugénica y clastogénica de los compuestos analizados, determinando el origen de los micronúcleos inducidos mediante la técnica FISH, utilizando sondas pancentroméricas.