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905 results on '"Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)"'

1. Nanoplanktonic diatoms are globally overlooked but play a role in spring blooms and carbon export

Author: Leblanc, Karine, Quéguiner, Bernard, Diaz, Frédéric, Cornet, Véronique, Michel-Rodriguez, Mónica, Durrieu de Madron, Xavier, Bowler, Chris, Malviya, Shruti, Thyssen, Melilotus, Grégori, Gérald, Rembauville, Mathieu, Grosso, Olivier, Poulain, Julie, de Vargas, Colomban, Pujo-Pay, Mireille, Conan, Pascal, Laboratoire d'océanographie et de biogéochimie ( LOB ), Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2-Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), CYBELE, Institut méditerranéen d'océanologie ( MIO ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Aix Marseille Université ( AMU ) -Université de Toulon ( UTLN ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Aix Marseille Université ( AMU ) -Université de Toulon ( UTLN ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre de Formation et de Recherche sur les Environnements Méditérranéens ( CEFREM ), Université de Perpignan Via Domitia ( UPVD ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), Département de Biologie - 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CNRS)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord]), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire océanologique de Banyuls (OOB), Université Paris-Saclay-Institut de Biologie François JACOB (JACOB), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Poulain, Sébastien, and Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Subjects: Chlorophyll, Diatoms, [ SDU.OCEAN ] Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Geologic Sediments, Geography, [SDV]Life Sciences [q-bio], Science, Cell Count, Article, Carbon, [SDV] Life Sciences [q-bio], Phytoplankton, Mediterranean Sea, DNA Barcoding, Taxonomic, lcsh:Q, Biomass, Seasons, lcsh:Science
Abstract: Diatoms are one of the major primary producers in the ocean, responsible annually for ~20% of photosynthetically fixed CO2 on Earth. In oceanic models, they are typically represented as large (>20 µm) microphytoplankton. However, many diatoms belong to the nanophytoplankton (2–20 µm) and a few species even overlap with the picoplanktonic size-class (, Diatoms are major oceanic primary producers, but some species belonging to the nano- and even picoplankton size are poorly characterized. Here the authors describe a massive spring bloom of the smallest known diatom in the Mediterranean Sea and reveal their general oversight at the global scale.
Published: 2018

2. The CoLoMoTo Interactive Notebook: Accessible and Reproducible Computational Analyses for Qualitative Biological Networks

Author: Andrei Zinovyev, Gautier Stoll, Pedro T. Monteiro, Sarah Cohen-Boulakia, Céline Hernandez, Laurence Calzone, Tomáš Helikar, Aurélien Naldi, Claudine Chaouiya, Nicolas Levy, Loïc Paulevé, Denis Thieffry, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bioinformatique (LRI) (BioInfo - LRI), Laboratoire de Recherche en Informatique (LRI), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Centre de Recherche des Cordeliers (CRC), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 - UFR de Médecine Pierre et Marie Curie (UPMC), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Plateforme de métabolomique, Direction de la recherche [Gustave Roussy], Institut Gustave Roussy (IGR)-Institut Gustave Roussy (IGR), Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores Investigação e Desenvolvimento em Lisboa (INESC-ID), Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa (IST)-Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores (INESC), Instituto Gulbenkian de Ciência [Oeiras] (IGC), Fundação Calouste Gulbenkian, University of Nebraska–Lincoln, University of Nebraska System, Institut Curie [Paris], Cancer et génome: Bioinformatique, biostatistiques et épidémiologie d'un système complexe, Mines Paris - PSL (École nationale supérieure des mines de Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut Curie [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université Paris sciences et lettres (PSL), Lobachevsky State University [Nizhni Novgorod], Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), ANR-16-CE12-0034,AlgoReCell,Modèles informatiques et algorithmes pour la prédiction de cibles de reprogrammation cellulaire avec haute fidélité et haute efficacité(2016), ANR-11-LABX-0045,DIGICOSME,Mondes numériques: Données, programmes et architectures distribués(2011), ANR-11-IDEX-0003,IPS,Idex Paris-Saclay(2011), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Bioinformatique (LRI) ( BioInfo - LRI ), Laboratoire de Recherche en Informatique ( LRI ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ), Computational systems biology and optimization ( Lifeware ), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ), Centre de Recherche des Cordeliers ( CRC ), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -École pratique des hautes études ( EPHE ) -Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 - UFR de Médecine Pierre et Marie Curie ( UPMC ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ), Institut Gustave Roussy ( IGR ), Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa ( IST ), Instituto Gulbenkian de Ciência [Oeiras] ( IGC ), University of Nebraska-Lincoln, Institut Curie, Cancer et génôme: Bioinformatique, biostatistiques et épidémiologie d'un système complexe, MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -INSTITUT CURIE, MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris, ANR-16-CE12-0034,AlgoReCell,Computational Models and Algorithms for Predicting Cell Reprogramming Determinants with High Efficiency and High Fidelity ( 2016 ), ANR-11-IDEX-0003-02/11-LABX-0045,DIGICOSME,Mondes numériques: Données, programmes et architectures distribués ( 2011 ), ANR : IDEX PARIS SACLAY,ANR-11-IDEX-0003-02 IDEX Paris-Saclay, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), University of Nebraska [Lincoln], MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris-Institut Curie-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), ANR-16-CE12-0034,AlgoReCell,Computational Models and Algorithms for Predicting Cell Reprogramming Determinants with High Efficiency and High Fidelity(2016), ANR: 11-LABX-0045,DIGICOSME,Mondes numériques: Données, programmes et architectures distribués(2011), ANR: IDEX PARIS SACLAY,ANR-11-IDEX-0003-02 IDEX Paris-Saclay, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), CentraleSupélec-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CentraleSupélec-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École pratique des hautes études (EPHE), Institut Curie [Paris]-MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École pratique des hautes études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Subjects: Computer science, Physiology, 0206 medical engineering, 02 engineering and technology, Boolean networks, 03 medical and health sciences, Software, [ INFO.INFO-BI ] Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], model analysis, Python programming language, computational systems biology, Methods, reproducibility, 030304 developmental biology, computer.programming_language, 0303 health sciences, business.industry, Python (programming language), Visualization, Workflow, Microsoft Windows, User interface, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], Software engineering, business, computer, 020602 bioinformatics, Biological network
Abstract: Analysing models of biological networks typically relies on workflows in which different software tools with sensitive parameters are chained together, many times with additional manual steps. The accessibility and reproducibility of such workflows is challenging, as publications often overlook analysis details, and because some of these tools may be difficult to install, and/or have a steep learning curve. The CoLoMoTo Interactive Notebook provides a unified environment to edit, execute, share, and reproduce analyses of qualitative models of biological networks. This framework combines the power of different technologies to ensure repeatability and to reduce users’ learning curve of these technologies. The framework is distributed as a Docker image with the tools ready to be run without any installation step besides Docker, and is available on Linux, macOS, and Microsoft Windows. The embedded computational workflows are edited with a Jupyter web interface, enabling the inclusion of textual annotations, along with the explicit code to execute, as well as the visualisation of the results. The resulting notebook files can then be shared and re-executed in the same environment. To date, the CoLoMoTo Interactive Notebook provides access to software tools including GINsim, BioLQM, Pint, MaBoSS, and Cell Collective for the modelling and analysis of Boolean and multi-valued networks. More tools will be included in the future. We developed a Python interface for each of these tools to offer a seamless integration in the Jupyter web interface and ease the chaining of complementary analyses.
Published: 2018

3. Prediction of Mutations to Control Pathways Enabling Tumour Cell Invasion with the CoLoMoTo Interactive Notebook (Tutorial)

Author: Nicolas Levy, Aurélien Naldi, Céline Hernandez, Gautier Stoll, Denis Thieffry, Andrei Zinovyev, Laurence Calzone, Loïc Paulevé, Bioinformatique (LRI) ( BioInfo - LRI ), Laboratoire de Recherche en Informatique ( LRI ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre de Recherche des Cordeliers ( CRC ), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -École pratique des hautes études ( EPHE ) -Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ), Cancer et génôme: Bioinformatique, biostatistiques et épidémiologie d'un système complexe, MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -INSTITUT CURIE, Bioinformatique (LRI) (BioInfo - LRI), Laboratoire de Recherche en Informatique (LRI), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherche des Cordeliers (CRC), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Cancer et génome: Bioinformatique, biostatistiques et épidémiologie d'un système complexe, Institut Curie [Paris]-MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), ANR-16-CE12-0034,AlgoReCell,Modèles informatiques et algorithmes pour la prédiction de cibles de reprogrammation cellulaire avec haute fidélité et haute efficacité(2016), ANR-11-LABX-0045,DIGICOSME,Mondes numériques: Données, programmes et architectures distribués(2011), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon), École normale supérieure - 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Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris-Institut Curie-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), ANR-16-CE12-0034,AlgoReCell,Computational Models and Algorithms for Predicting Cell Reprogramming Determinants with High Efficiency and High Fidelity(2016), ANR: 11-LABX-0045,DIGICOSME,Mondes numériques: Données, programmes et architectures distribués(2011), CentraleSupélec-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CentraleSupélec-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École pratique des hautes études (EPHE)
Subjects: Model checking, 0301 basic medicine, Java, Computer science, Physiology, 0206 medical engineering, stochastic simulations, 02 engineering and technology, computer.software_genre, lcsh:Physiology, Boolean networks, 03 medical and health sciences, Software, 0302 clinical medicine, Physiology (medical), [ INFO.INFO-BI ] Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], reproducibility, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, computer.programming_language, software tools, lcsh:QP1-981, business.industry, Programming language, computer.file_format, Python (programming language), Workflow, 030104 developmental biology, model verification, Executable, User interface, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], business, computer, 020602 bioinformatics, Protocols, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: International audience; Boolean and multi-valued logical formalisms are increasingly used to model complex cellular networks. To ease the development and analysis of logical models, a series of software tools have been proposed, often with specific assets. However, combining these tools typically implies a series of cumbersome software installation and model conversion steps. In this respect, the CoLoMoTo Interactive Notebook provides a joint distribution of several logical modelling software tools, along with an interactive web Python interface easing the chaining of complementary analyses. In this protocol, we demonstrate the assets of this approach through the analysis of a computational model of biological network. Our computational workflow combines (1) the importation of a GINsim model and its display, (2) its format conversion using the Java library BioLQM, (3) the formal prediction of mutations using the OCaml software Pint, (4) the model checking using the C++ software NuSMV, (5) quantitative stochastic simulations using the C++ software MaBoSS, and (6) the visualisation of results using the Python library matplotlib. We rely on the CoLoMoTo Interactive Notebook to provide a thoroughly documented and executable notebook of our computational analysis. Starting with a recent Boolean model of the signalling network controlling tumour cell invasion and migration, our model analysis culminates with the prediction of sets of mutations presumably involved in a metastatic phenotype. Beyond the specific application considered here, the resulting Jupyter notebook constitutes a tutorial for the use and combination of several logical modelling tools, which can be easily adapted to analyse other models. Furthermore, the notebook web interface and the companion Docker distribution of logical modelling tools greatly facilitate the production of accessible and reproducible model analysis workflows.
Published: 2018

4. FRET-Based Nanobiosensors for Imaging Intracellular Ca2+ and H+ Microdomains

Author: Martin Oheim, Mayeul Collot, Anne Feltz, Jean-Maurice Mallet, Camilla Luccardini, Alsu I. Zamaleeva, Guillaume Despras, Michel De Waard, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Canaux calciques, Fonctions et Pathologies, [GIN] Grenoble Institut des Neurosciences (GIN), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de physiologie cérébrale (LPC - UMR 8118), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, d'Eggis, Gilles, Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ), Equipe 3 : Canaux calciques, Fonctions et Pathologies, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -[GIN] Grenoble Institut des Neurosciences, Laboratoire de physiologie cérébrale ( LPC - UMR 8118 ), and Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Subjects: Fluorescence-lifetime imaging microscopy, Intracellular Space, Analytical chemistry, Biosensing Techniques, lcsh:Chemical technology, [ CHIM ] Chemical Sciences, Biochemistry, Analytical Chemistry, chemistry.chemical_compound, FRET-based Ca 2+ and H + probes, [CHIM] Chemical Sciences, Fluorescence Resonance Energy Transfer, lcsh:TP1-1185, Instrumentation, chemistry.chemical_classification, Chemistry, Titrimetry, Endocytosis, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Molecular Imaging, nanoparticle surface chemistry, Protons, Fluorophore, intracellular Ca2+ and H+ fluorometry, Endosomes, Article, Biophysical Phenomena, Cell Line, Rhodamine, Nanosensor, Quantum Dots, Animals, [CHIM]Chemical Sciences, Electrical and Electronic Engineering, FRET-based Ca2+ and H+ probes, Fluorescent Dyes, quantum dot nanobiosensors, Ions, Rhodamines, Biomolecule, red-emitting indicator, Acceptor, Förster resonance energy transfer, Quantum dot, Biophysics, Nanoparticles, Calcium, concentration microdomain, intracellular Ca 2+ and H + fluorometry, Lysosomes, cell-penetrating peptide
Abstract: International audience; Semiconductor nanocrystals (NCs) or quantum dots (QDs) are luminous point emitters increasingly being used to tag and track biomolecules in biological/biomedical imaging. However, their intracellular use as highlighters of single-molecule localization and nanobiosensors reporting ion microdomains changes has remained a major challenge. Here, we report the design, generation and validation of FRET-based nanobiosensors for detection of intracellular Ca 2+ and H + transients. Our sensors combine a commercially available CANdot ® 565QD as an energy donor with, as an acceptor, our custom-synthesized red-emitting Ca 2+ or H + probes. These 'Rubies' are based on an extended rhodamine as a OPEN ACCESS Sensors 2015, 15 24663 fluorophore and a phenol or BAPTA (1,2-bis(o-aminophenoxy)ethane-N,N,N′,N′-tetra-acetic acid) for H + or Ca 2+ sensing, respectively, and additionally bear a linker arm for conjugation. QDs were stably functionalized using the same SH/maleimide crosslink chemistry for all desired reactants. Mixing ion sensor and cell-penetrating peptides (that facilitate cytoplasmic delivery) at the desired stoichiometric ratio produced controlled multi-conjugated assemblies. Multiple acceptors on the same central donor allow up-concentrating the ion sensor on the QD surface to concentrations higher than those that could be achieved in free solution, increasing FRET efficiency and improving the signal. We validate these nanosensors for the detection of intracellular Ca 2+ and pH transients using live-cell fluorescence imaging.
Published: 2015

5. An siRNA-based screen in C2C12 myoblasts identifies novel genes involved in myogenic differentiation

Author: Ange-Line Bruel, Khaled Bouhouche, Véronique Blanquet, Rayan Alwan, Anne Da Silva, Unité de Génétique Moléculaire Animale (UGMA), Université de Limoges (UNILIM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Génétique des Anomalies du Développement (GAD), IFR100 - Structure fédérative de recherche Santé-STIC-Université de Bourgogne (UB), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Equipe GAD (LNC - U1231), Lipides - Nutrition - Cancer [Dijon - U1231] (LNC), Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Unité de Génétique Moléculaire Animale ( UGMA ), Université de Limoges ( UNILIM ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), Génétique des Anomalies du Développement ( GAD ), IFR100 - Structure fédérative de recherche Santé-STIC-Université de Bourgogne ( UB ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Unité de Génétique Moléculaire Animale (UMR GMA), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Lipides - Nutrition - Cancer [Dijon - U1231] ( LNC ), and Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM )
Subjects: 0301 basic medicine, Myoblast proliferation, Muscle Fibers, Skeletal, Proliferation, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Biology, Muscle Development, Cell Line, Myoblasts, Novel gene, Mice, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, RNA interference, Animals, Myocyte, Genetic Testing, RNA, Small Interfering, Gene, Cell Nucleus, Genetics, Myogenesis, [ SDV.BC ] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Cell Differentiation, Cell Biology, Phenotype, Cell biology, 030104 developmental biology, Screen, Differentiation, siRNA, RNA Interference, C2C12, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: International audience; AbstractMyogenesis is a highly regulated multi-step process involving myoblast proliferation and differentiation. Although studies over the last decades have identified several factors governing these distinct major phases, many of them are not yet known. In order to identify novel genes, we took advantage of the C2C12 myoblastic line to establish a functional siRNA screen combined with quantitative-imaging analysis of a large amount of differentiated myoblasts. We knocked down 100 preselected mouse genes without a previously characterized role in muscle. Using image analysis, we tracked gene-silencing phenotypes by quantitative assessment of cellular density, myotube quantity, myotube morphology and fusion index. Our results have revealed six genes involved in both stages of C2C12 myogenesis and 13 genes specific to the differentiation stage. These findings prove that our RNAi-based screen could be an efficient tool to detect clear and subtle phenotypes allowing the identification of new myogenic regulators in mammals.
Published: 2017

6. IGF-1 Induces GHRH Neuronal Axon Elongation during Early Postnatal Life in Mice

Author: Patrice Mollard, Jacques Epelbaum, Sonia Garel, Michael J. Meaney, Tatiana Ledent, Yves Le Bouc, Laurent Kappeler, Victor Heurtier, Lyvianne Decourtye, Erik Mire, Maud Clemessy, Iain C. A. F. Robinson, Centre de Recherche Saint-Antoine (UMRS893), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), MRC National Institute for Medical Research, Institut de Génomique Fonctionnelle - Montpellier GenomiX (IGF MGX), Institut de Génomique Fonctionnelle (IGF), Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mécanismes Adaptatifs et Evolution (MECADEV), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de psychiatrie et neurosciences (U894 / UMS 1266), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Douglas Mental Health University Institute [Montréal], McGill University = Université McGill [Montréal, Canada], Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This study was supported by the Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), l’Université Pierre et Marie Curie (Sorbonne Universités, UPMC Univ Paris 06), the institute of Cardiometabolism and Nutrition (IHU ICAN), Sandoz-France laboratories, and the Premup foundation., HAL-UPMC, Gestionnaire, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-BioCampus (BCM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Centre de Psychiatrie et Neurosciences (U894), Centre de Recherche Saint-Antoine ( CR Saint-Antoine ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Institut de Génomique Fonctionnelle - Montpellier GenomiX ( IGF MGX ), Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Mécanismes adaptatifs : des organismes aux communautés ( MECADEV ), Muséum National d'Histoire Naturelle ( MNHN ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre de Psychiatrie et Neurosciences ( CPN - U894 ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), McGill University, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Male, 0301 basic medicine, Pituitary gland, Peptide Hormones, medicine.medical_treatment, lcsh:Medicine, Growth Hormone-Releasing Hormone, Nervous System, Biochemistry, Explant Cultures, Mice, Nerve Fibers, Animal Cells, Arcuate Nucleus, Medicine and Health Sciences, Insulin-Like Growth Factor I, Axon, lcsh:Science, Neurons, 2. Zero hunger, [SDV.MHEP] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology, Multidisciplinary, Brain, Growth hormone–releasing hormone, medicine.anatomical_structure, Hypothalamus, Pituitary Gland, Median eminence, Female, Growth and Development, Biological Cultures, Cellular Types, Anatomy, Research Article, medicine.medical_specialty, Somatotropic cell, Neuronal Outgrowth, Mice, Transgenic, Endocrine System, Biology, Research and Analysis Methods, 03 medical and health sciences, Arcuate nucleus, [ SDV.MHEP ] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology, Internal medicine, medicine, Animals, Immunohistochemistry Techniques, Growth factor, lcsh:R, Correction, Biology and Life Sciences, Cell Biology, Axons, Hormones, Mice, Inbred C57BL, Histochemistry and Cytochemistry Techniques, Neuroanatomy, 030104 developmental biology, Endocrinology, Animals, Newborn, Cellular Neuroscience, Growth Hormone, Immunologic Techniques, lcsh:Q, [SDV.MHEP]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology, Neuroscience
Abstract: International audience; Nutrition during the perinatal period programs body growth. Growth hormone (GH) secretion from the pituitary regulates body growth and is controlled by Growth Hormone Releasing Hormone (GHRH) neurons located in the arcuate nucleus of the hypothalamus. We observed that dietary restriction during the early postnatal period (i.e. lactation) in mice influences postnatal growth by permanently altering the development of the somatotropic axis in the pituitary gland. This alteration may be due to a lack of GHRH signaling during this critical developmental period. Indeed, underfed pups showed decreased insulin-like growth factor I (IGF-I) plasma levels, which are associated with lower innervation of the median eminence by GHRH axons at 10 days of age relative to normally fed pups. IGF-I preferentially stimulated axon elongation of GHRH neurons in in vitro arcuate explant cultures from 7 day-old normally fed pups. This IGF-I stimulating effect was selective since other arcuate neurons visualized concomitantly by neurofilament labeling, or AgRP immunochemistry, did not significantly respond to IGF-I stimulation. Moreover, GHRH neurons in explants from age-matched underfed pups lost the capacity to respond to IGF-I stimulation. Molecular analyses indicated that nutritional restriction was associated with impaired activation of AKT. These results highlight a role for IGF-I in axon elongation that appears to be cell selective and participates in the complex cellular mechanisms that link underfeeding during the early postna-tal period with programming of the growth trajectory.
Published: 2017

7. Direct conversion of root primordium into shoot meristem relies on timing of stem cell niche development

Author: Pierre Hilson, Olga Rosspopoff, Liudmila Chelysheva, Julie Saffar, Lena Lecorgne, François Roudier, Richard Berthomé, Marco Da Costa, Delphine Gey, Vincent Colot, Erwann Caillieux, Philippe Rech, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AgroParisTech, Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Sorbonne Univiversité, Université Pierre et Marie Curie (Paris 6), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), UMS 2700, OMS, Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), institut de Biologie, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Laboratoire des interactions plantes micro-organismes (LIPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Laboratoire Interaction des Plantes Microorganismes, UMR2594, Unité de recherche en génomique végétale (URGV), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), project Regeneome of French Agence Nationale de la Recherche (ANR) : ANR-07-GPLA-011, Agence Nationale de la Recherche LabEx Saclay Plant Sciences-SPS : ANR-10-LABX-0040-SPS, Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut Jean-Pierre Bourgin ( IJPB ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -AgroParisTech, Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), Université Paris Diderot, Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ), Muséum National d’Histoire Naturelle ( MNHN ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ), Interactions plantes-microorganismes et santé végétale, Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Nice Sophia Antipolis ( UNS ), Université Côte d'Azur ( UCA ) -Université Côte d'Azur ( UCA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), CNRS 8114, UMR INRA 1165, Plant Genome Research Unite, UEVE, Sorbonne Université (SU), Outils et Méthodes de la Systématique Intégrative (OMSI), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0301 basic medicine, Plant stem cell, [ SDV.BV ] Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Cytokinins, Time Factors, Transcription, Genetic, Cell division, transdifferentiation, Meristem, Plant Development, Biology, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Plant Growth Regulators, Gene Expression Regulation, Plant, Auxin, méristème racinaire, Botany, totipotency, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Primordium, stem cell niche, conversion, Molecular Biology, chemistry.chemical_classification, manipulation génétique, Gene Expression Profiling, Lateral root, fungi, Gene Expression Regulation, Developmental, food and beverages, DNA Methylation, root-to-shoot, genetic manipulation, Cell biology, arabidopsis, 030104 developmental biology, chemistry, regeneration, Cell Transdifferentiation, Shoot, Cytokinin, Cell Division, Developmental Biology
Abstract: To understand how the identity of an organ can be switched, we studied the transformation of lateral root primordia (LRP) into shoot meristems in Arabidopsis root segments. In this system, the cytokinin-induced conversion does not involve the formation of callus-like structures. Detailed analysis showed that the conversion sequence starts with a mitotic pause and is concomitant with the differential expression of regulators of root and shoot development. The conversion requires the presence of apical stem cells and only LRP at stages VI or VII can be switched. It is engaged as soon as cell divisions resume because their position and orientation differ in the converting organ compared to the undisturbed emerging LRP. By alternating auxin and cytokinin treatments, we showed that the root and shoot organogenetic programs are remarkably plastic because the status of the same plant stem cell niche can be reversed repeatedly within a set developmental window. Thus, the networks at play in the meristem of a root can morph in the span of a couple cell division cycles into those of a shoot, and back, through transdifferentiation.
Published: 2017

8. Sur le développement des systèmes nerveux parasympathique, entérique et sacré

Author: Espinosa Medina, Isabel, STAR, ABES, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, Jean-François Brunet, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris
Subjects: Crête neurale, Neural crest, [SDV.BDD] Life Sciences [q-bio]/Development Biology, Autonomic nervous system, Système nerveux autonome, Sympathique, Entérique, [ SDV.BDD ] Life Sciences [q-bio]/Development Biology, [SDV.BDD]Life Sciences [q-bio]/Development Biology, Parasympathique, Enteric, Sacré
Abstract: Neural crest cells migrate extensively to form the autonomic nervous system including sympathetic, parasympathetic and enteric ganglia essential for regulating bodily homeostasis. In the present work, I explore the migratory mechanisms and neuronal interactions during autonomic circuit assembly, as well as their molecular dependencies. I show that parasympathetic ganglia derive from Schwann cell precursors (SCPs) and migrate along their preganglionic nerves to locate close to their target tissues (Espinosa-Medina et al., 2014). In line with this work, I show that vagal-associated SCPs give rise to part of the oesophageal nervous system, whereas cervical sympathetic-like crest cells colonize all the gastrointestinal tract, demonstrating a dual origin and different migration mechanisms for enteric neurons. Finally, I revise the identity of the sacral autonomic outflow, whose allocation to the parasympathetic nervous system has been accepted for a century. Sacral autonomic neurons control rectal, bladder, and genital functions and analysis of their cellular phenotype was lacking. Here I present a differential molecular signature for cranial parasympathetic versus thoraco-lumbar sympathetic neurons and show that, in this light, the sacral autonomic outflow is sympathetic. Accordingly, the parasympathetic nervous system receives input from cranial nerves exclusively and the sympathetic nervous system from spinal nerves, thoracic to sacral inclusively (Espinosa-Medina et al., 2016). Interestingly the enteric nervous system, which receives input from both sympathetic and parasympathetic nerves, shares with each system aspects of its ontogeny., Les cellules de la crête neurale migrent extensivement et forment le système nerveux autonome comprenant les ganglions parasympathiques, sympathiques et entériques, qui maintiennent l'homéostasie. Dans cette étude, j'explore les migrations, interactions neuronales et dépendances moléculaires lors de la formation des circuits nerveux autonomes. Je démontre que les précurseurs des ganglions parasympathiques dérivent des précurseurs des cellules de Schwann (SCPs) qui envahissent les nerfs préganglionaires jusqu'à leur destination, proche des organes cibles (Espinosa-Medina et al., 2014). D'autre part, je montre un parallélisme entre le mécanisme de migration des précurseurs parasympathiques et celui d'une population de précurseurs du système nerveux ¿sophagien, qui migrent le long le nerve vague. Enfin, je propose un réexamen du système nerveux sacré, qui régule les fonctions urinaire, digestive et reproductrice et qui est considéré comme parasympathique depuis plus d'un siècle, sans argument moléculaire. Je présente une signature moléculaire pour distinguer les neurones parasympathiques crâniens et les neurones sympathiques thoraco-lombaires et démontre que le système nerveux sacré est en fait sympathique. En conséquence, le système nerveux autonome est composé de trois divisions contrastées par leur origine embryonnaire aussi que leur anatomie adulte: une parasympathique d'origine et de connectivité exclusivement crânienne, une sympathique spinale, allant de l'étage cervical au sacré (Espinosa-Medina et al., 2016) et une division entérique que son origine aussi bien que sa connectivité placent à l'interface des systèmes sympathique et parasympathique.
Published: 2017

9. A single-molecule view of transcription reveals convoys of RNA polymerases and multi-scale bursting

Author: Xavier Darzacq, Marie-Cécile Robert, Edouard Bertrand, Katjana Tantale, Jean-Marc Victor, Florian Mueller, Serena Capozi, Christophe Zimmer, Julio Mateos-Langerak, Volker Bäcker, Alja Kozulic-Pirher, Eugenia Basyuk, Annick Lesne, Racha Chouaib, Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier (IGMM), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Imagerie et Modélisation - Imaging and Modeling, Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée (LPTMC), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratory of Stem Cells [Lebanese, Beirut] (ER045-PRASE), Lebanese University [Beirut] (LU), BioCampus (BCM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), F.M. was supported by a fellowship from the FRM and Institut Pasteur, S.C. by fellowships from the EEC ITN RNPnet and the LNCC, K.T. by a fellowship from ANRS. The work was supported by grants from SIDACTION, ANRS, ANR ‘Imagenex’ to Ed.B., and ANR EJCbirth to H Le Hir., We thank M. Lagha and N. Taylor for critical readings of the manuscript., ANR-10-BLAN-1222,IMAGenEx,Imagerie de l'expression génétique dans la cellule(2010), ANR-11-BSV8-0018,EJCbirth,Impacts de la transcription par l'ARN polymérase II sur l'assemblage de l'EJC(2011), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), BioCampus Montpellier (BCM), Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pasteur [Paris], Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Mueller, Florian, BLANC - Imagerie de l'expression génétique dans la cellule - - IMAGenEx2010 - ANR-10-BLAN-1222 - BLANC - VALID, BLANC - Impacts de la transcription par l'ARN polymérase II sur l'assemblage de l'EJC - - EJCbirth2011 - ANR-11-BSV8-0018 - BLANC - VALID, Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier ( IGMM ), Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Imagerie et Modélisation, Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée ( LPTMC ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratory of Stem Cells [Lebanese, Beirut] ( ER045-PRASE ), Lebanese University [Beirut], BioCampus Montpellier ( BCM ), Université Montpellier 1 ( UM1 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Institut de Génomique Fonctionnelle-Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), ANR-10-BLAN-1222,IMAGenEx,Imagerie de l'expression génétique dans la cellule ( 2010 ), and ANR-11-BSV8-0018,EJCbirth,Impacts de la transcription par l'ARN polymérase II sur l'assemblage de l'EJC ( 2011 )
Subjects: 0301 basic medicine, Transcription, Genetic, [SDV]Life Sciences [q-bio], General Physics and Astronomy, chemistry.chemical_compound, Models, Transcription (biology), Drosophila Proteins, tat, Promoter Regions, Genetic, Polymerase, [SDV.MP.VIR] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Virology, Transcriptional bursting, Genetics, Multidisciplinary, biology, DNA-Directed RNA Polymerases, TATA Box, Single Molecule Imaging, 3. Good health, Cell biology, [SDV] Life Sciences [q-bio], Enhancer Elements, Genetic, Gene Products, tat, [SDV.MP.VIR]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Virology, Drosophila, Transcription, Transcriptional Activation, Cell Survival, 1.1 Normal biological development and functioning, TATA box, Science, [ SDV.MP.VIR ] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Virology, Models, Biological, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Article, Promoter Regions, 03 medical and health sciences, Bursting, Genetic, Underpinning research, Transferases, Virology, Gene Products, Humans, Animals, [ SDV ] Life Sciences [q-bio], Base Sequence, TATA-Box Binding Protein, RNA, General Chemistry, Biological, Kinetics, 030104 developmental biology, chemistry, Gene Expression Regulation, Hela Cells, biology.protein, HIV-1, Generic health relevance, DNA, HeLa Cells
Abstract: Live-cell imaging has revealed unexpected features of gene expression. Here using improved single-molecule RNA microscopy, we show that synthesis of HIV-1 RNA is achieved by groups of closely spaced polymerases, termed convoys, as opposed to single isolated enzymes. Convoys arise by a Mediator-dependent reinitiation mechanism, which generates a transient but rapid succession of polymerases initiating and escaping the promoter. During elongation, polymerases are spaced by few hundred nucleotides, and physical modelling suggests that DNA torsional stress may maintain polymerase spacing. We additionally observe that the HIV-1 promoter displays stochastic fluctuations on two time scales, which we refer to as multi-scale bursting. Each time scale is regulated independently: Mediator controls minute-scale fluctuation (convoys), while TBP-TATA-box interaction controls sub-hour fluctuations (long permissive/non-permissive periods). A cellular promoter also produces polymerase convoys and displays multi-scale bursting. We propose that slow, TBP-dependent fluctuations are important for phenotypic variability of single cells., HIV-1 viral gene expression stochastically switches between active and inactive states. Here, using improved single molecule RNA microscopy, the authors show that HIV-1 RNA stochastic transcription is achieved by groups of closely spaced polymerases, and is regulated by Mediator and TBP at different time scales.
Published: 2016

10. Deciphering DNA replication dynamics in eukaryotic cell populations in relation with their averaged chromatin conformations OPEN

Author: Benjamin Audit, Olivier Hyrien, Françoise Argoul, Malik Kahli, Nataliya Petryk, Arach Goldar, Aurélien Rappailles, Guillaume Guilbaud, Alain Arneodo, Régulation transcriptionnelle des génomes (GTR), Département Biologie des Génomes (DBG), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique de l'ENS Lyon (Phys-ENS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Ondes et Matière d'Aquitaine (LOMA), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon, Institut Pasteur [Paris] (IP), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratory of Molecular Biology [Cambridge], Medical Research Council, Biotech Research and Innovation Centre (BRIC), University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH), ANR-10-BLAN-1615,REFOPOL,Programme spatiotemporel de réplication du génome humain(2010), ANR-10-IDEX-0001,PSL,Paris Sciences et Lettres(2010), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Institut Pasteur [Paris], Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), GRECH, Cécile, BLANC - Programme spatiotemporel de réplication du génome humain - - REFOPOL2010 - ANR-10-BLAN-1615 - BLANC - VALID, Initiative d'excellence - Paris Sciences et Lettres - - PSL2010 - ANR-10-IDEX-0001 - IDEX - VALID, Régulation transcriptionnelle des génomes ( GTR ), Département Biologie des Génomes ( DBG ), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Biologie et de Technologies de Saclay ( IBITECS ), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ), Laboratoire de Physique de l'ENS Lyon ( Phys-ENS ), École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Biotech Research and Innovation Centre ( BRIC ), and University of Capenhagen
Subjects: 0301 basic medicine, DNA Replication, [SDV]Life Sciences [q-bio], [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Eukaryotic DNA replication, Replication Origin, Computational biology, Saccharomyces cerevisiae, Origin of replication, Article, Cell Line, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, [ PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH ] Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Replication (statistics), Humans, Genetics, Multidisciplinary, biology, [ SDV ] Life Sciences [q-bio], [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], DNA replication, biology.organism_classification, Chromatin, [SDV] Life Sciences [q-bio], 030104 developmental biology, chemistry, Replication Initiation, Eukaryote, DNA
Abstract: We propose a non-local model of DNA replication that takes into account the observed uncertainty on the position and time of replication initiation in eukaryote cell populations. By picturing replication initiation as a two-state system and considering all possible transition configurations and by taking into account the chromatin’s fractal dimension, we derive an analytical expression for the rate of replication initiation. This model predicts with no free parameter the temporal profiles of initiation rate, replication fork density and fraction of replicated DNA, in quantitative agreement with corresponding experimental data from both S. cerevisiae and human cells and provides a quantitative estimate of initiation site redundancy. This study shows that, to a large extent, the program that regulates the dynamics of eukaryotic DNA replication is a collective phenomenon that emerges from the stochastic nature of replication origins initiation.
Published: 2016

11. Early born neurons are abnormally positioned in the doublecortin knockout hippocampus

Author: Virginie Lavilla, Reham Khalaf-Nazzal, Leila Muresan, Melissa A. Stouffer, Audrey Roumegous, Fiona Francis, Robert Olaso, Imane Moutkine, Wassila Carpentier, Hugues Roest Crollius, Benoit Albaud, Sylvie Dumont, Nicolas Cagnard, Institut du Fer à Moulin, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre National de Génotypage (CNG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Plateforme Post-génomique de la Pitié-Salpêtrière (P3S), UMS omique (OMIQUE), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Unité Mixte de Service d'Imagerie et de Cytométrie (UMS LUMIC), Plateforme Affymetrix de biologie moléculaire, Institut Curie [Paris], Plate Forme Paris Descartes de Bioinformatique (BIP-D), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Institut du Fer à Moulin (IFM - Inserm U1270 - SU), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Curie, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Centre National de Génotypage ( CNG ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Plateforme Post-génomique de la Pitié-Salpêtrière ( P3S ), UMS omique ( OMIQUE ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Unité Mixte de Service d'Imagerie et de Cytométrie ( UMS LUMIC ), INSTITUT CURIE, Plate Forme Paris Descartes de Bioinformatique ( BIP-D ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ), Cortex development and pathology (U1270), Serotonin, microglia, plasticity and pathology (U1270), Cortical development and pathology (U1270), and HAL-UPMC, Gestionnaire
Subjects: Doublecortin Domain Proteins, Male, 0301 basic medicine, Doublecortin Protein, [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, Laser Capture Microdissection, Hippocampal formation, Cell morphology, Hippocampus, Mice, 03 medical and health sciences, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Gene expression, Image Processing, Computer-Assisted, Genetics, medicine, Animals, CA1 Region, Hippocampal, Molecular Biology, Genetics (clinical), Mice, Knockout, Neurons, Microscopy, Confocal, biology, Neuropeptides, [SDV.NEU.NB] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, Wild type, [SDV.BDD.EO] Life Sciences [q-bio]/Development Biology/Embryology and Organogenesis, Brain, General Medicine, Anatomy, CA3 Region, Hippocampal, Phenotype, Doublecortin, Cell biology, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, [SDV.BDD.EO]Life Sciences [q-bio]/Development Biology/Embryology and Organogenesis, nervous system, [ SDV.BBM.GTP ] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], [ SDV.NEU.NB ] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, [ SDV.BDD.EO ] Life Sciences [q-bio]/Development Biology/Embryology and Organogenesis, biology.protein, [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Female, Neuron, Pyramidal cell, Microtubule-Associated Proteins
Abstract: International audience; Human doublecortin (DCX) mutations are associated with severe brain malformations leading to aberrant neuron positioning (heterotopia), intellectual disability and epilepsy. The Dcx protein plays a key role in neuronal migration, and hippocampal pyramidal neurons in Dcx knockout (KO) mice are disorganized. The single CA3 pyramidal cell layer observed in wild type (WT) is present as two abnormal layers in the KO, and CA3 KO pyramidal neurons are more excitable than WT. Dcx KO mice also exhibit spontaneous epileptic activity originating in the hippocampus. It is unknown, however, how hyperexcitability arises and why two CA3 layers are observed.Transcriptome analyses were performed to search for perturbed postnatal gene expression, comparing Dcx KO CA3 pyramidal cell layers with WT. Gene expression changes common to both KO layers indicated mitochondria and Golgi apparatus anomalies, as well as increased cell stress. Intriguingly, gene expression analyses also suggested that the KO layers differ significantly from each other, particularly in terms of maturity. Layer-specific molecular markers and BrdU birthdating to mark the final positions of neurons born at distinct timepoints revealed inverted layering of the CA3 region in Dcx KO animals. Notably, many early-born ‘outer boundary’ neurons are located in an inner position in the Dcx KO CA3, superficial to other pyramidal neurons. This abnormal positioning likely affects cell morphology and connectivity, influencing network function. Dissecting this Dcx KO phenotype sheds light on coordinated developmental mechanisms of neuronal subpopulations, as well as gene expression patterns contributing to a bi-layered malformation associated with epilepsy.
Published: 2016

12. ChIPseq in Yeast Species: From Chromatin Immunoprecipitation to High-Throughput Sequencing and Bioinformatics Data Analyses

Author: Gaëlle, Lelandais, Corinne, Blugeon, Jawad, Merhej, Institut Jacques Monod ( IJM ), Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Plateforme Génomique de l'IBENS, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Biologie Computationnelle et Quantitative = Laboratory of Computational and Quantitative Biology ( LCQB ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut Jacques Monod (IJM (UMR_7592)), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biologie Computationnelle et Quantitative = Laboratory of Computational and Quantitative Biology (LCQB), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GenomiqueENS (Genomique ENS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Binding Sites, High-throughput sequencing, Bioinformatics, Computational Biology, High-Throughput Nucleotide Sequencing, Saccharomyces cerevisiae, Chromatin immunoprecipitation, DNA-Binding Proteins, [SDV.MP]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology, [ SDV.MP ] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology, Yeasts, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, [ SDV.BBM ] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, DNA binding site s of proteins, Transcription Factors
Abstract: International audience; Chromatin immunoprecipitation (ChIP) followed by high-throughput sequencing (ChIPseq) is a powerful technique for the genome-wide location of protein DNA-binding sites. The ChIP experiment consists in treating living cells with a cross-linking agent to bind proteins to their DNA substrates. After fragmentation of DNA, specific fractions associated with a particular protein of interest are purified by immunoaffinity. They are next sequenced and identified on the reference genome using dedicated bioinformatics programs. Several technical aspects are important to obtain high-quality ChIPseq results. This includes the quality of antibodies, the sequencing protocols, the use of accurate controls and the careful choice of bioinformatics tools. We present here a general protocol to perform ChIPseq analyses in yeast species. This protocol has been optimized to identify target genes of specific transcription factors but can be used for any other DNA binding proteins.
Published: 2016

13. Replication landscape of the human genome

Author: Maud Silvain, Olivier Hyrien, Claude Thermes, Chun-Long Chen, Yimin Shen, Yan Jaszczyszyn, Malik Kahli, Nataliya Petryk, Yves d'Aubenton-Carafa, Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GRECH, Cécile, Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Subjects: 0301 basic medicine, DNA Replication, Transcription, Genetic, Science, [SDV]Life Sciences [q-bio], Origin Recognition Complex, General Physics and Astronomy, Replication Origin, Biology, Origin of replication, Pre-replication complex, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Article, Histones, 03 medical and health sciences, Humans, Enhancer, Genetics, Multidisciplinary, Binding Sites, Okazaki fragments, [ SDV ] Life Sciences [q-bio], Genome, Human, DNA replication, General Chemistry, DNA, Sequence Analysis, DNA, Chromatin, [SDV] Life Sciences [q-bio], 030104 developmental biology, Licensing factor, Evolutionary biology, Origin recognition complex
Abstract: Despite intense investigation, human replication origins and termini remain elusive. Existing data have shown strong discrepancies. Here we sequenced highly purified Okazaki fragments from two cell types and, for the first time, quantitated replication fork directionality and delineated initiation and termination zones genome-wide. Replication initiates stochastically, primarily within non-transcribed, broad (up to 150 kb) zones that often abut transcribed genes, and terminates dispersively between them. Replication fork progression is significantly co-oriented with the transcription. Initiation and termination zones are frequently contiguous, sometimes separated by regions of unidirectional replication. Initiation zones are enriched in open chromatin and enhancer marks, even when not flanked by genes, and often border ‘topologically associating domains' (TADs). Initiation zones are enriched in origin recognition complex (ORC)-binding sites and better align to origins previously mapped using bubble-trap than λ-exonuclease. This novel panorama of replication reveals how chromatin and transcription modulate the initiation process to create cell-type-specific replication programs., The physical origin and termination sites of DNA replication in human cells have remained elusive. Here the authors use Okazaki fragment sequencing to reveal global replication patterns and show how chromatin and transcription modulate the process.
Published: 2016

14. CaRuby-Nano: a novel high affinity calcium probe for dual color imaging

Author: Kiri Couchman, Michael Häusser, Mayeul Collot, Jean-Maurice Mallet, Stéphane Dieudonné, Asma Bentkhayet, Christian D. Wilms, Anne Feltz, Serge Charpak, Païkan Marcaggi, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Wolfson Institute for Biomedical Research (WIBR), University College of London [London] (UCL), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Neurophysiologie et Nouvelles Microscopies (U1128), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ), Wolfson Institute for Biomedical Research ( WIBR ), University College of London [London] ( UCL ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Neurophysiologie et Nouvelles Microscopies ( U1128 ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), and Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris
Subjects: Membrane Potentials, Maleimides, chemistry.chemical_compound, Biology (General), Calcium signaling, Neurons, Molecular Structure, [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, General Neuroscience, General Medicine, Fluorescence, Tools and Resources, 3. Good health, Dextran, click chemistry, Click chemistry, Medicine, fluorescence, QH301-705.5, Science, Color, chemistry.chemical_element, Mice, Transgenic, Calcium, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Bacterial Proteins, In vivo, [ CHIM.ORGA ] Chemical Sciences/Organic chemistry, Animals, natural sciences, Calcium Signaling, mouse, Fluorescent Dyes, calcium, General Immunology and Microbiology, technology, industry, and agriculture, Reproducibility of Results, Cell Biology, In vitro, Mice, Inbred C57BL, Luminescent Proteins, Microscopy, Fluorescence, Multiphoton, Models, Chemical, chemistry, Luminescent Measurements, Biophysics, Indicators and Reagents, two-photon imaging, Neuroscience, Conjugate
Abstract: The great demand for long-wavelength and high signal-to-noise Ca2+ indicators has led us to develop CaRuby-Nano, a new functionalizable red calcium indicator with nanomolar affinity for use in cell biology and neuroscience research. In addition, we generated CaRuby-Nano dextran conjugates and an AM-ester variant for bulk loading of tissue. We tested the new indicator using in vitro and in vivo experiments demonstrating the high sensitivity of CaRuby-Nano as well as its power in dual color imaging experiments. DOI: http://dx.doi.org/10.7554/eLife.05808.001, eLife digest The movement of calcium ions within cells controls many vital biological processes, ranging from cell growth to muscle contraction and brain activity. These calcium signals are triggered by stimuli, such as nerve impulses, which drive calcium entry into cells or release calcium from internal stores. These changes in calcium levels can span several orders of magnitude, and can be either localized to very small parts of the cell or span the entire cell. Scientists have developed numerous indicators or ‘probes’ that can detect even very low levels of calcium. One common method uses proteins that fluoresce when viewed under a fluorescence microscope each time the protein senses increases of calcium. Most of these probes fluoresce green, and so to view a second signal that occurs in the cell at the same time it's easier to use a probe that fluoresces with a different color, such as red. However, the red-shifted probes that are currently available either produce unreliable results because they tend to leak through cell membranes, or are not very sensitive to calcium ions. New types of red-shifted probes are therefore urgently needed. In 2012, researchers developed a family of red fluorescent probes known as Calcium Ruby (CaRuby for short) that were more versatile than earlier red probes. Now, Collot, Wilms et al.—including several of the researchers involved in the 2012 research—have enhanced the properties of CaRuby by modifying the chemical structure of the probes. This increased the ability of CaRuby to bind calcium ions, making it more sensitive to small calcium changes. Testing the usefulness of the newly developed probes—called CaRuby Nano—in mouse nerve cells revealed the probes are highly sensitive and can even detect the calcium signal resulting from a single nerve impulse. Collot, Wilms et al. then went on to demonstrate that CaRuby-Nano can be used alongside a green-fluorescing probe to record two signals at the same time. In one experiment, the release of chemical messengers known as neurotransmitters was stimulated, which caused calcium ions to flow into the observed nerve cells. The researchers succeeded in simultaneously detecting a green signal indicating an increase in neurotransmitter levels and a red signal produced by the corresponding release of calcium. Such dual-color imaging was not possible with previous probes. Finally, it was shown that CaRuby-Nano can also be used to produce dual-color images of the brain activity of live mice. In summary, these results demonstrate that CaRuby-Nano is a highly sensitive and versatile indicator and can be used together with other probes to observe two simultaneous events in cells. DOI: http://dx.doi.org/10.7554/eLife.05808.002
Published: 2015

15. Eukaryotic plankton diversity in the sunlit ocean

Author: Jean-Marc Aury, Daniele Iudicone, Hiroyuki Ogata, Stéphane Audic, Frédéric Mahé, Fabrice Not, Johan Decelle, Gabriel Gorsky, Silvia G. Acinas, Pascal Hingamp, Sarah Romac, Noan Le Bescot, Matthieu Mulot, Sébastien Colin, Eleonora Scalco, Michael E. Sieracki, Marc Picheral, Tara Oceans Coordinators, Nicolas Henry, Stephane Pesant, Micah Dunthorn, Adriana Zingone, Sabrina Speich, Margaux Carmichael, Chris Bowler, Sarah Searson, Céline Dimier, Jeroen Raes, Gipsi Lima-Mendez, Shruti Malviya, Aleš Horák, Eric Karsenti, Ramiro Logares, Olga Flegontova, Julius Lukeš, Shinichi Sunagawa, Flora Vincent, Stefanie Kandels-Lewis, Enrique Lara, Raphael Morard, Stefan Engelen, Peer Bork, Patrick Wincker, Colomban de Vargas, Raffaele Siano, Ian Probert, Jean Weissenbach, Lars Stemmann, Cédric Berney, Samuel Chaffron, Olivier Jaillon, Lionel Guidi, Julie Poulain, Lucie Bittner, Nigel Grimsley, Diversité et Interactions au sein du Plancton Océanique (DIPO), Adaptation et diversité en milieu marin (AD2M), Station biologique de Roscoff [Roscoff] (SBR), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Station biologique de Roscoff [Roscoff] (SBR), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Evolution des Protistes et Ecosystèmes Pélagiques (EPEP), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génomique métabolique (UMR 8030), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of ecology, Universität Kaiserslautern, Swiss Institute of Bioinformatics [Lausanne] (SIB), Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL), Immunobiologie Cellulaire et Moléculaire des Infections Parasitaires, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-IFR113-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Department of Oceanography, University of Hawai‘i [Mānoa] (UHM), Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Faculty of Informatics [Brno] (FI / MUNI), Masaryk University [Brno] (MUNI), Center for Marine Environmental Sciences [Bremen] (MARUM), Universität Bremen, Laboratoire d'Ecologie Pélagique (PELAGOS), Dynamiques des Écosystèmes Côtiers (DYNECO), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Département Electronique, Optronique et Signal (DEOS), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), Stazione Zoologica Anton Dohrn (SZN), European Molecular Biology Laboratory [Heidelberg] (EMBL), European Molecular Biology Laboratory [Grenoble] (EMBL), Biologie intégrative des organismes marins (BIOM), Observatoire océanologique de Banyuls (OOB), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Information génomique et structurale (IGS), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Kyoto University, Rega Institute - VIB Center for the Biology of Disease, Department of Microbiology and Immunology, Bioinformatics and (eco-)systems Biology Laboratory, Louvain, Belgique, Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL), Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Molecular Biology Laboratory, Adaptation et diversité en milieu marin (ADMM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Technische Universität Kaiserslautern (TU Kaiserslautern), Institute of Marine Sciences / Institut de Ciències del Mar [Barcelona] (ICM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Laboratory of Soil Biodiversity, Université de Neuchâtel (UNINE), CNRS [GDR3280], EMBL, Agency for Administration of University and Research Grants (AGAUR) [CONES 2010-0036], Veolia Environment Foundation, EBI [PRJEB402, PRJEB6610], Genoscope/CEA, Lorient Agglomeration, Illumina, UNIMIB, Electricite de France Foundation, Fondation pour la Recherche sur la Biodiversite, Tara schooner, Fund for Scientific Research - The French Ministry of Research, French Government [ANR-11-BTBR-0008, ANR-10-INBS-09-08, ANR-10-LABX-54], French Ministry of Foreign Affairs, UPMC, European Research Council [294823], VIB, Stazione Zoologica Anton Dohrn, Rega Institute, Japan Society for the Promotion of Science [26430184], KU Leuven, PSL* Research University [ANR-11-IDEX-0001-02], World Courier, ANR [POSEIDON/ANR-09-BLAN-0348, PROMETHEUS/ANR-09-PCS-GENM-217, PHYTBACK/ANR-2010-1709-01, TARA-GIRUS/ANR-09-PCS-GENM-218], EU FP7 [287589, IHMS/HEALTH-F4-2010-261376], Gordon and Betty Moore Foundation [3790], Prince Albert II de Monaco Foundation, Spanish Ministry of Science and Innovation [CGL2011-26848/BOS], Diversité et Interactions au sein du Plancton Océanique ( DIPO ), Adaptation et diversité en milieu marin ( ADMM ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] ( GENOSCOPE ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ), Evolution des Protistes et Ecosystèmes Pélagiques ( EPEP ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Génomique métabolique ( UMR 8030 ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université d'Évry-Val-d'Essonne ( UEVE ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Biologie Paris-Seine, Institute of Molecular Biology and Swiss Institute of Bioinformatics, University of Zürich [Zürich] ( UZH ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -IFR113-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), University of Hawaii at Manoa ( UHM ), Laboratoire d'océanographie de Villefranche ( LOV ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Faculty of Informatics [Masaryk], Masaryk University, Institut de Génomique, Genoscope, Centre National de Séquençage, MARUM, Universität Bremen Postfach, Dynamiques de l'Environnement Côtier ( DYNECO ), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer ( IFREMER ), Département Electronique, Optronique et Signal ( DEOS ), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace ( ISAE-SUPAERO ), Stazione Zoologica Napoli, European Molecular Biology Laboratory [Heidelberg] ( EMBL ), European Molecular Biology Laboratory ( EMBL ), Biologie intégrative des organismes marins ( BIOM ), Observatoire océanologique de Banyuls ( OOB ), Information génomique et structurale ( IGS ), Aix Marseille Université ( AMU ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Kyoto University [Kyoto], Université Catholique de Louvain ( UCL ), Laboratoire de physique des océans ( LPO ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer ( IFREMER ) -Université de Brest ( UBO ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) ( LEMAR ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer ( IFREMER ) -Université de Brest ( UBO ) -Institut Universitaire Européen de la Mer ( IUEM ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université de Brest ( UBO ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université de Brest ( UBO ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Technische Universität Kaiserskautern, Institute of Marine Sciences / Institut de Ciències del Mar [Barcelona] ( ICM ), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Spain] ( CSIC ), Centre des Sciences du Goût et de l'Alimentation [Dijon] ( CSGA ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), UCL - SST/LIBST - Louvain Institute of Biomolecular Science and Technology, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE), Université de Lausanne (UNIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Dynamiques de l'Environnement Côtier (DYNECO), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Multidisciplinary, biology, [ SDV ] Life Sciences [q-bio], Ecology, Range (biology), [SDV]Life Sciences [q-bio], fungi, Rhizaria, Biodiversity, 15. Life on land, Ribosomal RNA, Plankton, biology.organism_classification, [ SDE ] Environmental Sciences, Phylogenetics, [SDE]Environmental Sciences, natural sciences, 14. Life underwater, Taxonomic rank, Ribosomal DNA
Abstract: Vargas, Colomban de ... et. al.-- 11 pages, 7 figures, supplementary materials www.sciencemag.org/content/348/6237/1261605/suppl/DC1, Marine plankton support global biological and geochemical processes. Surveys of their biodiversity have hitherto been geographically restricted and have not accounted for the full range of plankton size. We assessed eukaryotic diversity from 334 size-fractionated photic-zone plankton communities collected across tropical and temperate oceans during the circumglobal Tara Oceans expedition. We analyzed 18S ribosomal DNA sequences across the intermediate plankton-size spectrum from the smallest unicellular eukaryotes (protists, >0.8 micrometers) to small animals of a few millimeters. Eukaryotic ribosomal diversity saturated at ∼150,000 operational taxonomic units, about one-third of which could not be assigned to known eukaryotic groups. Diversity emerged at all taxonomic levels, both within the groups comprising the ∼11,200 cataloged morphospecies of eukaryotic plankton and among twice as many other deep-branching lineages of unappreciated importance in plankton ecology studies. Most eukaryotic plankton biodiversity belonged to heterotrophic protistan groups, particularly those known to be parasites or symbiotic hosts. © 2015, American Association for the Advancement of Science. All rights reserved, We thank the following people and sponsors for their commitment: CNRS (in particular, the GDR3280); EMBL; Genoscope/CEA; UPMC; VIB; Stazione Zoologica Anton Dohrn; UNIMIB; Rega Institute; KU Leuven; Fund for Scientific Research – The French Ministry of Research, the French Government “Investissements d’Avenir” programmes OCEANOMICS (ANR-11-BTBR-0008), FRANCE GENOMIQUE (ANR-10-INBS-09-08), and MEMO LIFE (ANR-10-LABX-54); PSL* Research University (ANR-11-IDEX-0001-02); ANR (projects POSEIDON/ANR-09-BLAN-0348, PROMETHEUS/ANR-09-PCSGENM-217, PHYTBACK/ANR-2010-1709-01, and TARA-GIRUS/ANR-09-PCS-GENM-218); EU FP7 (MicroB3/No.287589, IHMS/HEALTH-F4-2010-261376); European Research Council Advanced Grant Awards to C. Bowler (Diatomite:294823); Gordon and Betty Moore Foundation grant 3790 to M.B.S.; Spanish Ministry of Science and Innovation grant CGL2011-26848/BOS MicroOcean PANGENOMICS and TANIT (CONES 2010-0036) grant from the Agency for Administration of University and Research Grants (AGAUR) to S.G.A.; and Japan Society for the Promotion of Science KAKENHI grant 26430184 to H.O. We also thank the following for their support and commitment: A. Bourgois, E. Bourgois, R. Troublé, Région Bretagne, G. Ricono, the Veolia Environment Foundation, Lorient Agglomération, World Courier, Illumina, the Electricité de France Foundation, Fondation pour la Recherche sur la Biodiversité, the Prince Albert II de Monaco Foundation, and the Tara schooner and its captains and crew. We thank MERCATORCORIOLIS and ACRI-ST for providing daily satellite data during the expedition. We are also grateful to the French Ministry of Foreign Affairs for supporting the expedition and to the countries who granted sampling permissions. Tara Oceans would not exist without continuous support from 23 institutes (http://oceans.taraexpeditions.org)
Published: 2015

16. Optimal transport improves cell–cell similarity inference in single-cell omics data

Author: Laura Cantini, Huizing G, Gabriel Peyré, Institut de biologie de l'Ecole Normale Supérieure (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Ecole Normale Supérieure, Université Marien Ngouabi, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-20-CE45-0015,scMOmix,Méthodes pour l'intégration de données multi-omiques en cellule-unique(2020), Cantini, Laura, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Analyse (DMA), Département de Mathématiques et Applications - ENS Paris (DMA), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Méthodes pour l'intégration de données multi-omiques en cellule-unique - - scMOmix2020 - ANR-20-CE45-0015 - AAPG2020 - VALID, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, ANR-19-P3IA-0001,PRAIRIE,PaRis Artificial Intelligence Research InstitutE(2019), and PaRis Artificial Intelligence Research InstitutE - - PRAIRIE2019 - ANR-19-P3IA-0001 - P3IA - VALID
Subjects: Statistics and Probability, [SDV]Life Sciences [q-bio], Inference, [MATH] Mathematics [math], Biochemistry, 03 medical and health sciences, symbols.namesake, 0302 clinical medicine, Similarity (network science), [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], [MATH]Mathematics [math], Molecular Biology, 030304 developmental biology, Profiling (computer programming), 0303 health sciences, [SDV.BIBS] Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], business.industry, Pattern recognition, [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], Pearson product-moment correlation coefficient, 3. Good health, [STAT] Statistics [stat], Computer Science Applications, [SDV] Life Sciences [q-bio], [STAT]Statistics [stat], Identification (information), Computational Mathematics, Computational Theory and Mathematics, Metric (mathematics), Benchmark (computing), symbols, Probability distribution, [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Artificial intelligence, business, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Motivation High-throughput single-cell molecular profiling is revolutionizing biology and medicine by unveiling the diversity of cell types and states contributing to development and disease. The identification and characterization of cellular heterogeneity are typically achieved through unsupervised clustering, which crucially relies on a similarity metric. Results We here propose the use of Optimal Transport (OT) as a cell–cell similarity metric for single-cell omics data. OT defines distances to compare high-dimensional data represented as probability distributions. To speed up computations and cope with the high dimensionality of single-cell data, we consider the entropic regularization of the classical OT distance. We then extensively benchmark OT against state-of-the-art metrics over 13 independent datasets, including simulated, scRNA-seq, scATAC-seq and single-cell DNA methylation data. First, we test the ability of the metrics to detect the similarity between cells belonging to the same groups (e.g. cell types, cell lines of origin). Then, we apply unsupervised clustering and test the quality of the resulting clusters. OT is found to improve cell–cell similarity inference and cell clustering in all simulated and real scRNA-seq data, as well as in scATAC-seq and single-cell DNA methylation data. Availability and implementation All our analyses are reproducible through the OT-scOmics Jupyter notebook available at https://github.com/ComputationalSystemsBiology/OT-scOmics. Supplementary information Supplementary data are available at Bioinformatics online.
Published: 2022

17. Genomicus in 2022: comparative tools for thousands of genomes and reconstructed ancestors

Author: Jean-François Dufayard, Pierre Vincens, Hugues Roest Crollius, Nga Nguyen, Alexandra Louis, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation mathématique et statistique en biologie et médecine, Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), DYnamique et Organisation des GENomes - Equipe de l'IBENS (DYOGEN), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, ANR-10-LABX-0054,MEMOLIFE,Memory in living systems: an integrated approach(2010), ANR-10-IDEX-0001,PSL,Paris Sciences et Lettres(2010), ANR-11-INBS-0013,IFB (ex Renabi-IFB),Institut français de bioinformatique(2011), Louis, Alexandra, Memory in living systems: an integrated approach - - MEMOLIFE2010 - ANR-10-LABX-0054 - LABX - VALID, Initiative d'excellence - Paris Sciences et Lettres - - PSL2010 - ANR-10-IDEX-0001 - IDEX - VALID, Infrastructures - Institut français de bioinformatique - - IFB (ex Renabi-IFB)2011 - ANR-11-INBS-0013 - INBS - VALID, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, Institut Français de Bioinformatique (IFB-CORE), and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: AcademicSubjects/SCI00010, [SDV]Life Sciences [q-bio], Computational biology, Biology, Synteny, Genome, Evolution, Molecular, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Type (biology), Extant taxon, Ensembl Genomes, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Databases, Genetic, Genetics, Database Issue, Humans, Ensembl, Taxonomic rank, Phylogeny, 030304 developmental biology, Comparative genomics, Internet, 0303 health sciences, [SDV.BIBS] Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], Eukaryota, Genomics, [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Software, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Genomicus is a database and web-server dedicated to comparative genomics in eukaryotes. Its main functionality is to graphically represent the conservation of genomic blocks between multiple genomes, locally around a specific gene of interest or genome-wide through karyotype comparisons. Since 2010 and its first release, Genomicus has synchronized with 60 Ensembl releases and seen the addition of functions that have expanded the type of analyses that users can perform. Today, five public instances of Genomicus are supporting a total number of 1029 extant genomes and 621 ancestral reconstructions from all eukaryotes kingdoms available in Ensembl and Ensembl Genomes databases complemented with four additional instances specific to taxonomic groups of interest. New visualization and query tools are described in this manuscript. Genomicus is freely available at http://www.genomicus.bio.ens.psl.eu/genomicus.
Published: 2021

18. A medullary centre for lapping in mice

Author: Dempsey, Bowen, Sungeelee, Selvee, Bokiniec, Phillip, Chettouh, Zoubida, Diem, Séverine, Autran, Sandra, Harrell, Evan R., Poulet, James F. A., Birchmeier, Carmen, Carey, Harry, Genovesio, Auguste, McMullan, Simon, Goridis, Christo, Fortin, Gilles, Brunet, Jean-François, Fortin, Gilles, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Charité - UniversitätsMedizin = Charité - University Hospital [Berlin], Institut des Neurosciences Paris-Saclay (NeuroPSI), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de l'Audition [Paris] (IDA), Institut Pasteur [Paris] (IP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité), Macquarie University [Sydney], ANR-17-CE16-0006,HEARTBRAIN,Développement et Physiologie des Neurones Intrinsèques du Cœur(2017), ANR-19-CE16-0029,HOMORESP,Résaux neuronaux homotypiques du contrôle respiratoire(2019), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pasteur [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Macquarie University, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), and Institut Pasteur [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité)
Subjects: Male, [SDV]Life Sciences [q-bio], [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, Science, Action Potentials, Neural circuits, behavioral disciplines and activities, Article, Mice, Tongue, Animals, Central pattern generators, Homeodomain Proteins, Mice, Knockout, Motor Neurons, Medulla Oblongata, Reticular Formation, digestive, oral, and skin physiology, fungi, [SDV.NEU.NB] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, food and beverages, Feeding Behavior, Jaw, Female, Function and Dysfunction of the Nervous System, Brain Stem, Transcription Factors
Abstract: It has long been known that orofacial movements for feeding can be triggered, coordinated, and often rhythmically organized at the level of the brainstem, without input from higher centers. We uncover two nuclei that can organize the movements for ingesting fluids in mice. These neuronal groups, IRtPhox2b and Peri5Atoh1, are marked by expression of the pan-autonomic homeobox gene Phox2b and are located, respectively, in the intermediate reticular formation of the medulla and around the motor nucleus of the trigeminal nerve. They are premotor to all jaw-opening and tongue muscles. Stimulation of either, in awake animals, opens the jaw, while IRtPhox2b alone also protracts the tongue. Moreover, stationary stimulation of IRtPhox2b entrains a rhythmic alternation of tongue protraction and retraction, synchronized with jaw opening and closing, that mimics lapping. Finally, fiber photometric recordings show that IRtPhox2b is active during volitional lapping. Our study identifies one of the subcortical nuclei underpinning a stereotyped feeding behavior., Orofacial movements for feeding can be triggered, coordinated and rhythmically organised at the level of the brainstem. Here, the authors show two nuclei can organise the stereotyped movements for ingesting fluids in mammals, these neuronal groups are marked by expression of Phox2b and are located in the intermediate reticular formation of the medulla and around the motor nucleus of the trigeminal nerve.
Published: 2021

19. FISH-quant: automatic counting of transcripts in 3D FISH images

Author: Xavier Darzacq, Adrien Senecal, Edouard Bertrand, Nathalie Ly, Christophe Zimmer, Florian Mueller, Olivier Collin, Eugenia Basyuk, Hervé Marie-Nelly, Katjana Tantale, Imagerie et Modélisation, Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier (IGMM), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Génomique Fonctionnelle (IGF), Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This research was supported by the Agence Nationale de la Recherche (ANR-10-BLAN-1222, ANR-09-PIRI-0024, ANR-10-INTB-1401), Sidaction, the Région Ile-de-France under C'Nano IdF (the Center of Competences in NanoSciences for the Paris region), the Fondation pour la Recherche Médicale en France (FRM) and the Institut Pasteur, We thank J. McNally for editing the manuscript., ANR-09-PIRI-0024,Chromodyn(2009), ANR-10-BLAN-1222,IMAGenEx,Imagerie de l'expression génétique dans la cellule(2010), ANR-10-INTB-1401,RNAtrans,Visualisation de molécules uniques d'ARNm et de leur topologie afin d'étudier la traduction locale dans les neurones(2010), Mueller, Florian, Programme interdisciplinaire sur les systèmes biologiques et d'innovation biomédicale - - Chromodyn2009 - ANR-09-PIRI-0024 - PIRI - VALID, BLANC - Imagerie de l'expression génétique dans la cellule - - IMAGenEx2010 - ANR-10-BLAN-1222 - BLANC - VALID, Programme Blanc International édition 2010 - Visualisation de molécules uniques d'ARNm et de leur topologie afin d'étudier la traduction locale dans les neurones - - RNAtrans2010 - ANR-10-INTB-1401 - Blanc international 2010 - VALID, Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier ( IGMM ), Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Génomique Fonctionnelle ( IGF ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Université Montpellier 1 ( UM1 ) -Université de Montpellier ( UM ), ANR-09-PIRI-0024,Chromodyn,Mapping and modelling of chromosome dynamics ( 2009 ), ANR-10-BLAN-1222,IMAGenEx,Imagerie de l'expression génétique dans la cellule ( 2010 ), ANR-10-INTB-1401,RNAtrans,Visualisation de molécules uniques d'ARNm et de leur topologie afin d'étudier la traduction locale dans les neurones ( 2010 ), Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Subjects: MESH : RNA, Messenger, Transcription, Genetic, [SDV]Life Sciences [q-bio], MESH : Protein Subunits, MESH : Actins, MESH : Models, Biological, Biochemistry, 0302 clinical medicine, Image Processing, Computer-Assisted, MESH: In Situ Hybridization, Fluorescence, In Situ Hybridization, Fluorescence, Genetics, 0303 health sciences, medicine.diagnostic_test, Fluorescence in situ hybridization, MESH: Protein Subunits, MESH: Image Processing, Computer-Assisted, MESH : In Situ Hybridization, Fluorescence, [SDV] Life Sciences [q-bio], MESH: Reproducibility of Results, MESH : Computer Simulation, MESH : Imaging, Three-Dimensional, MESH : RNA Polymerase II, RNA Polymerase II, MESH : Image Processing, Computer-Assisted, Biotechnology, Computational biology, MESH: Imaging, Three-Dimensional, Biology, MESH: Actins, Models, Biological, 03 medical and health sciences, Imaging, Three-Dimensional, MESH: Computer Simulation, medicine, Computer Simulation, RNA, Messenger, Molecular Biology, Gene, 030304 developmental biology, MESH: RNA, Messenger, Messenger RNA, [ SDV ] Life Sciences [q-bio], MESH : Reproducibility of Results, MESH: Transcription, Genetic, MESH: Models, Biological, RNA, MESH : Transcription, Genetic, Reproducibility of Results, Cell Biology, Actins, Computational biology and bioinformatics, MESH: RNA Polymerase II, Protein Subunits, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: International audience; Transcription is inherently stochastic even in clonal cell populations 1. Studies at single-cell-single-molecule level enable a quantitative understanding of the underlying regulatory mechanisms 2,3. A widely used technique is single-molecule RNA fluorescence in-situ hybridization (FISH), in which fluorescent probes target the mRNA of interest and individual molecules appear as bright diffraction-limited spots (Fig. 1a,b) 3. Recent experimental progress makes FISH easy to use 4 , but a dedicated image analysis tool is currently missing. Available methods allow counting of isolated mature mRNAs but cannot reliably quantify the dense mRNA aggregates at transcription sites (TS) in three dimensions (3D), particularly of highly transcribing genes 4. We developed FISH-QUANT to close this gap (Supplementary Note 1)
Published: 2013

20. Multiscale analysis of genome-wide replication timing profiles using a wavelet-based signal-processing algorithm

Author: Aurélien Rappailles, Olivier Hyrien, Alain Arneodo, Arach Goldar, Guillaume Guilbaud, Yves d'Aubenton-Carafa, Hanna Julienne, Chun-Long Chen, Benjamin Audit, Antoine Baker, Claude Thermes, Laboratoire de Physique de l'ENS Lyon (Phys-ENS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon, Centre de génétique moléculaire (CGM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Régulation transcriptionnelle des génomes (GTR), Département Biologie des Génomes (DBG), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie et de Technologies de Saclay (IBITECS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Bergeret, Bernadette, École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Laboratoire de Physique de l'ENS Lyon ( Phys-ENS ), École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre de génétique moléculaire ( CGM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Régulation transcriptionnelle des génomes ( GTR ), Département Biologie des Génomes ( DBG ), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Biologie et de Technologies de Saclay ( IBITECS ), and Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA )
Subjects: DNA Replication Timing, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Wavelet Analysis, Computational biology, Biology, DNA replication, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Wavelet, [ PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH ] Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Replication (statistics), Humans, Segmentation, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Replication timing, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Genome, Human, Computational biology and bioinformatics, Replication Initiation, Command language, Algorithm, 030217 neurology & neurosurgery, Algorithms, Software, HeLa Cells
Abstract: International audience; In this protocol, we describe the use of the LastWave open-source signal-processing command language (http://perso.ens-lyon.fr/benjamin.audit/LastWave/) for analyzing cellular DNA replication timing profiles. LastWave makes use of a multiscale, wavelet-based signal-processing algorithm that is based on a rigorous theoretical analysis linking timing profiles to fundamental features of the cell's DNA replication program, such as the average replication fork polarity and the difference between replication origin density and termination site density. We describe the flow of signal-processing operations to obtain interactive visual analyses of DNA replication timing profiles. We focus on procedures for exploring the space-scale map of apparent replication speeds to detect peaks in the replication timing profiles that represent preferential replication initiation zones, and for delimiting U-shaped domains in the replication timing profile. In comparison with the generally adopted approach that involves genome segmentation into regions of constant timing separated by timing transition regions, the present protocol enables the recognition of more complex patterns of the spatio-temporal replication program and has a broader range of applications. Completing the full procedure should not take more than 1 h, although learning the basics of the program can take a few hours and achieving full proficiency in the use of the software may take days.
Published: 2013

21. From Simple Bacterial and Archaeal Replicons to Replication N/U-Domains

Author: Antoine Baker, Guillaume Guilbaud, Alain Arneodo, Yves d'Aubenton-Carafa, Olivier Hyrien, Chun-Long Chen, Benjamin Audit, Emilie Ma, Arach Goldar, Nataliya Petryk, Malik Kahli, Claude Thermes, Aurélien Rappailles, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Max Planck Institute for Chemistry (MPIC), Max-Planck-Gesellschaft, Régulation transcriptionnelle des génomes (GTR), Département Biologie des Génomes (DBG), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie et de Technologies de Saclay (IBITECS), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Centre de génétique moléculaire (CGM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique de l'ENS Lyon (Phys-ENS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Université de Lyon, Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Max Planck Institute for Chemistry ( MPIC ), Régulation transcriptionnelle des génomes ( GTR ), Département Biologie des Génomes ( DBG ), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC ), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC ), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ), Institut de Biologie et de Technologies de Saclay ( IBITECS ), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ), Centre de génétique moléculaire ( CGM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique de l'ENS Lyon ( Phys-ENS ), École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive ( LBBE ), Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), and Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Subjects: DNA Replication, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Eukaryotic DNA replication, Biology, Pre-replication complex, Origin of replication, History, 21st Century, Genomic Instability, 03 medical and health sciences, Control of chromosome duplication, Minichromosome maintenance, Structural Biology, [ PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH ] Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Animals, Humans, Molecular Biology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, Genetics, Mammals, 0303 health sciences, Replication timing, Genome, Bacteria, 030302 biochemistry & molecular biology, Eukaryota, History, 20th Century, Archaea, Licensing factor, Origin recognition complex, Replicon
Abstract: The Replicon Theory proposed 50 years ago has proven to apply for replicons of the three domains of life. Here, we review our knowledge of genome organization into single and multiple replicons in bacteria, archaea and eukarya. Bacterial and archaeal replicator/initiator systems are quite specific and efficient, whereas eukaryotic replicons show degenerate specificity and efficiency, allowing for complex regulation of origin firing time. We expand on recent evidence that ~50% of the human genome is organized as ~1,500 megabase-sized replication domains with a characteristic parabolic (U-shaped) replication timing profile and linear (N-shaped) gradient of replication fork polarity. These N/U-domains correspond to self-interacting segments of the chromatin fiber bordered by open chromatin zones and replicate by cascades of origin firing initiating at their borders and propagating to their center, possibly by fork-stimulated initiation. The conserved occurrence of this replication pattern in the germline of mammals has resulted over evolutionary times in the formation of megabase-sized domains with an N-shaped nucleotide compositional skew profile due to replication-associated mutational asymmetries. Overall, these results reveal an evolutionarily conserved but developmentally plastic organization of replication that is driving mammalian genome evolution.
Published: 2013

22. Fast and Accurate Estimation of Species-Specific Diversification Rates Using Data Augmentation

Author: Hélène Morlon, Odile Maliet, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MORLON, Helene, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), and Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris
Subjects: 0106 biological sciences, Accurate estimation, Computer science, Genetic Speciation, [SDV]Life Sciences [q-bio], Computation, Posterior probability, Inference, Biology, Diversification (marketing strategy), Macroevolution, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, 03 medical and health sciences, Diversification rates, Species Specificity, Genetics, Econometrics, Clade, Phylogeny, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Phylogenetic tree, [SDV] Life Sciences [q-bio], Tree (data structure)
Abstract: Diversification rates vary across species as a response to various factors, including environmental conditions and species-specific features. Phylogenetic models that allow accounting for and quantifying this heterogeneity in diversification rates have proven particularly useful for understanding clades diversification. Recently, we introduced the cladogenetic diversification rate shift model, which allows inferring multiple rate changes of small magnitude across lineages. Here, we present a new inference technique for this model that considerably reduces computation time through the use of data augmentation and provide an implementation of this method in Julia. In addition to drastically reducing computation time, this new inference approach provides a posterior distribution of the augmented data, that is the tree with extinct and unsampled lineages as well as associated diversification rates. In particular, this allows extracting the distribution through time of both the mean rate and the number of lineages. We assess the statistical performances of our approach using simulations and illustrate its application on the entire bird radiation.[Birth–death model; data augmentation; diversification; macroevolution.]
Published: 2021

23. Analysis of waveform and amplitude of mouse rod and cone flash responses

Author: Jürgen Reingruber, Gordon L. Fain, Annia Abtout, Reingruber, Juergen, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Integrative Biology and Physiology, University of California [Los Angeles] (UCLA), University of California (UC)-University of California (UC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of California-University of California, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), and Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris
Subjects: 0301 basic medicine, genetic structures, Physiology, Phase (waves), [SDV.BBM.BP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biophysics, Article, Feedback, Mice, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Retinal Rod Photoreceptor Cells, Animals, Waveform, Invariant (mathematics), Physics, Intensity (physics), [SDV.BBM.BP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biophysics, Light intensity, 030104 developmental biology, Amplitude, Retinal Cone Photoreceptor Cells, sense organs, Biological system, Transduction (physiology), Photic Stimulation, 030217 neurology & neurosurgery, Signal Transduction, Visual phototransduction
Abstract: Most vertebrate eyes have rod and cone photoreceptors, which use a signal transduction pathway consisting of many biological processes to transform light into an electrical response. We dissect and quantify the contribution of each of these processes to the photoreceptor light response by using a novel method of analysis that provides an analytical solution for the entire time course of the dim-flash light response. We find that the shape of the light response is exclusively controlled by deactivation parameters. Activation parameters scale this shape and alter the response amplitude. We show that the rising phase of the response depends on CaVertebrate eyes have rod and cone photoreceptors, which use a complex transduction pathway comprising many biological processes to transform the absorption of light into an electrical response. A fundamental question in sensory transduction is how these processes contribute to the response. To study this question, we use a well-accepted phototransduction model, which we analyse with a novel method based on the log transform of the current. We derive an analytical solution that describes the entire time course of the photoreceptor response to dim flashes of light. We use this solution to dissect and quantify the contribution of each process to the response. We find that the entire dim-flash response is proportional to the flash intensity. By normalizing responses to unit amplitude, we define a waveform that is independent of the light intensity and characterizes the invariant shape of dim-flash responses. We show that this waveform is exclusively determined by deactivation rates; activation rates only scale the waveform and affect the amplitude. This analysis corrects a previous assumption that the rising phase is determined entirely by activation rates. We further show that the rising phase depends on Ca
Published: 2021

24. Electrophysiology of ionotropic GABA receptors

Author: Diane Letourneur, Erwan Sallard, Pascal Legendre, Gestionnaire, HAL Sorbonne Université 5, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire associé de Biologie moléculaire et cellulaire (CL LYON ENS LABMC), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Tonic activity, Tonic activity Cellular and Molecular Life Sciences, Review, GABA A subtypes, Inhibitory postsynaptic potential, Neuronal inhibition, 03 medical and health sciences, Cellular and Molecular Neuroscience, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Synaptic receptor, Animals, Humans, Neurotransmitter, [SDV.NEU] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Receptor, Molecular Biology, gamma-Aminobutyric Acid, 030304 developmental biology, Neurons, Pharmacology, Membrane potential, 0303 health sciences, GABAA receptor, musculoskeletal, neural, and ocular physiology, Cell Biology, Receptors, GABA-A, Electrophysiology, nervous system, chemistry, Phasic currents, Chloride channel, Molecular Medicine, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], GABAA subtypes, Neuroscience, 030217 neurology & neurosurgery, Ionotropic effect
Abstract: GABAA receptors are ligand-gated chloride channels and ionotropic receptors of GABA, the main inhibitory neurotransmitter in vertebrates. In this review, we discuss the major and diverse roles GABAA receptors play in the regulation of neuronal communication and the functioning of the brain. GABAA receptors have complex electrophysiological properties that enable them to mediate different types of currents such as phasic and tonic inhibitory currents. Their activity is finely regulated by membrane voltage, phosphorylation and several ions. GABAA receptors are pentameric and are assembled from a diverse set of subunits. They are subdivided into numerous subtypes, which differ widely in expression patterns, distribution and electrical activity. Substantial variations in macroscopic neural behavior can emerge from minor differences in structure and molecular activity between subtypes. Therefore, the diversity of GABAA receptors widens the neuronal repertoire of responses to external signals and contributes to shaping the electrical activity of neurons and other cell types.
Published: 2021

25. Calcium Rubies: a family of red-emitting functionalizable indicators for two-photon Ca2+ imaging

Author: Christian D. Wilms, Christina Loukou, Anne Feltz, Dongdong Li, Alexis Evrard, Mayeul Collot, Martin Oheim, Jens Eilers, Aleksey V. Yakovlev, Jean-François Léger, Alsu I. Zamaleeva, Jean-Maurice Mallet, Nicole Ropert, Laurent Bourdieu, Biomolécules : synthèse, structure et mode d'action (UMR 8642) (BIOSYMA), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), School of EECE, University of Northumbria at Newcastle [United Kingdom], Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurophysiologie et nouvelles microscopies (NNM (UM 82)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Biomolécules : synthèse, structure et mode d'action (UMR 8642) ( BIOSYMA ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ), University of Newcastle upon Tyne, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Neurophysiologie et nouvelles microscopies ( NNM (UM 82) ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Yellow fluorescent protein, Analytical chemistry, Quantum yield, chemistry.chemical_element, Mice, Inbred Strains, Calcium, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Biochemistry, Catalysis, Absorbance, Mice, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Colloid and Surface Chemistry, BAPTA, Two-photon excitation microscopy, [ CHIM.ORGA ] Chemical Sciences/Organic chemistry, Animals, Chelation, Egtazic Acid, Fluorescent Dyes, 030304 developmental biology, Photons, 0303 health sciences, Molecular Structure, biology, Chemistry, [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, General Chemistry, Fluorescence, 0104 chemical sciences, Astrocytes, Biophysics, biology.protein, Indicators and Reagents
Abstract: International audience; Calcium Rubies, a family of functionalizable BAPTA-based red-fluorescent calcium (Ca2+) indicators, were designed and synthesized as new tools for intracellular Ca2+ imaging. The attachment of a side arm on the ethylene glycol bridge makes it possible to link the indicator to various groups while leaving open the possibility of aromatic substitutions on the BAPTA core for tuning the Ca2+ binding affinity. Using this approach it has been possible to characterize three different CaRubies having affinities between 3 and 22 µM. Using click chemistry, we demonstrate high-yield linkage of the azido form of their arm to PEG molecules that can be used, e.g. the stoichiometric design of ratiometric, FRET-based indicators. The long excitation and emission wavelengths of CaRubies allow otherwise challenging multi-color experiments, e.g., when combining Ca2+ uncaging or optogenetic stimulation with Ca2+ imaging. We illustrate this capacity by the detection with CaRubies of blue-light-evoked Ca2+ transients in cultured astrocytes expressing CatCh, a light-sensitive Ca2+-translocating channelrhodopsin, linked to yellow fluorescent protein for the identification of transfected cells. Using time-correlated single-photon counting, we measured fluorescence lifetimes for all CaRubies and show a roughly tenfold increase in the average lifetime upon Ca2+ chelation. Since only the fluorescence quantum yield of the CaRubies is Ca2+-dependent, calibrated measurements of absolute Ca2+ concentrations are possible with single-wavelength two-photon fluorescence excitation.
Published: 2012

26. Photoantenna in Two Cryptochrome-Photolyase Proteins from O. tauri: Presence, Nature and Ultrafast Photoinduced Dynamics

Author: Laetitia Mony, Chris Bowler, Fabien Lacombat, Marc Heijde, Gérald Zabulon, Johanna Brazard, Pascal Plaza, Christian Ley, Processus d'Activation Sélective par Transfert d'Energie Uni-électronique ou Radiatif (UMR 8640) ( PASTEUR ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Département de Chimie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques ( LCBPT - UMR 8601 ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Processus d'Activation Sélective par Transfert d'Energie Uni-électronique ou Radiatif (UMR 8640) (PASTEUR), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Département de Chimie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques (LCBPT - UMR 8601), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: General Chemical Engineering, General Physics and Astronomy, Flavoprotein, transient absorption, Flavin group, 010402 general chemistry, Photochemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Cofactor, Ostreococcus tauri, ultrafast spectroscopy, 03 medical and health sciences, Cryptochrome, 8-HDF, Ultrafast laser spectroscopy, MTHF, Photolyase, femtosecond, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Quenching (fluorescence), biology, Chemistry, General Chemistry, biology.organism_classification, photolyase, photoantenna, 0104 chemical sciences, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, [ CHIM.THEO ] Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, biology.protein, cryptochrome
Abstract: International audience; Cryptochromes and photolyases are homologous flavoproteins either involved in photosensory functions or in the photorepair of UV-damaged DNA. We report on the presence, nature and ultrafast photoinduced dynamics of a photoantenna in two recently discovered cryptochrome-photolyase proteins (OtCPF1, a (6-4) photolyase, and OtCPF2, a cryptochrome-DASH), coming from the green alga Ostreococcus tauri. Whereas OtCPF1 does not show any apparent photoantenna after purification, OtCPF2 is found to bind the folate MTHF. Resonance energy transfer, from MTHF to the flavin cofactor (FAD) of OtCPF2, was studied by femtosecond transient absorption spectroscopy. It takes place in 15 ps when FAD is oxidized and 100 ps when it is fully reduced. The intrinsic photophysics of MTHF in acidic solution was studied for comparison. Two decays in the sub-100 ps regime were tentatively attributed to the presence of two conformers or to a quenching mechanism involving large-amplitude motions of the 1,2,3,4-tetrahydropyraxine ring. On the other hand, the nature of the missing photoantenna of OtCFP1 was questioned by means of sequence alignment and homology modeling. We propose that the deazaflavin 8-HDF could be the photoantenna of OtCFP1 in vivo.
Published: 2012

27. The vesicular SNARE Synaptobrevin is required for Semaphorin 3A axonal repulsion

Author: Thomas Binz, Thierry Galli, Sonia Garel, Andrea Burgo, Guido Serini, Maja Petkovic, Dominique Bagnard, Fatiha Nothias, Kathleen Zylbersztejn, Séverine Marcos, Marie Deck, Evelyne Bloch-Gallego, Institut Jacques Monod (IJM (UMR_7592)), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Cochin (UMR_S567 / UMR 8104), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physiopathologie des Maladies du Système Nerveux Central, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratory of Cell Adhesion Dynamics, Institute for Cancer Research and Treatment, University of Torino, Department of Oncological Sciences, Institute for Cancer Research & Treatment, Università degli studi di Torino (UNITO), Développement et physiopathologie de l'intestin et du pancréas, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institute of Biochemistry, Medizinische Hochschule Hannover (MHH), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Association Française contre les Myopathies (AFM), Association pour la Recherche sur le Cancer (ARC), Mairie de Paris Medical Research and Health Program, the Fondation pour la Recherche Médicale (FRM), the Ecole des Neurosciences de Paris (ENP), Centre National de la Recherche Scientifique, Telethon, Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro (AIRC), Institut Jacques Monod ( IJM ), Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut Cochin ( UMR_S567 / UMR 8104 ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Università degli studi di Torino ( UNITO ), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Medizinische Hochschule Hannover ( MHH ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Università degli studi di Torino = University of Turin (UNITO)
Subjects: animal structures, Synaptobrevin, Vesicle-Associated Membrane Protein 2, Growth Cones, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Semaphorins, Exocytosis, Corpus Callosum, R-SNARE Proteins, 03 medical and health sciences, Mice, 0302 clinical medicine, Semaphorin, Report, Neuropilin 1, Chlorocebus aethiops, Animals, Traffic, [ SDV.BDD ] Life Sciences [q-bio]/Development Biology, Growth cone, [SDV.BDD]Life Sciences [q-bio]/Development Biology, Research Articles, 030304 developmental biology, Mice, Knockout, 0303 health sciences, biology, [ SDV.BC ] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Axon guidance, Plexin, SEMA3A, Semaphorin-3A, Cell Biology, Axons, Cell biology, nervous system, embryonic structures, COS Cells, biology.protein, Neuropilin, sense organs, 030217 neurology & neurosurgery, Signal Transduction
Abstract: Semaphorin 3A-mediated signaling and axonal repulsion in the mouse brain require Synaptobrevin-dependent vesicular traffic., Attractive and repulsive molecules such as Semaphorins (Sema) trigger rapid responses that control the navigation of axonal growth cones. The role of vesicular traffic in axonal guidance is still largely unknown. The exocytic vesicular soluble N-ethylmaleimide sensitive fusion protein attachment protein receptor (SNARE) Synaptobrevin 2 (Syb2) is known for mediating neurotransmitter release in mature neurons, but its potential role in axonal guidance remains elusive. Here we show that Syb2 is required for Sema3A-dependent repulsion but not Sema3C-dependent attraction in cultured neurons and in the mouse brain. Syb2 associated with Neuropilin 1 and Plexin A1, two essential components of the Sema3A receptor, via its juxtatransmembrane domain. Sema3A receptor and Syb2 colocalize in endosomal membranes. Moreover, upon Sema3A treatment, Syb2-deficient neurons failed to collapse and transport Plexin A1 to cell bodies. Reconstitution of Sema3A receptor in nonneuronal cells revealed that Sema3A further inhibited the exocytosis of Syb2. Therefore, Sema3A-mediated signaling and axonal repulsion require Syb2-dependent vesicular traffic.
Published: 2012

28. Genomic evidence for global ocean plankton biogeography shaped by large-scale current systems

Author: Richter, Daniel J., Watteaux, Romain, Vannier, Thomas, Leconte, Jade, Frémont, Paul, Reygondeau, Gabriel, Maillet, Nicolas, Henry, Nicolas, Benoit, Gaëtan, da Silva, Ophélie, Delmont, Tom O., Fernández-Guerra, Antonio, Suweis, Samir, Narci, Romain, Berney, Cedric, Eveillard, Damien, Gavory, Frederick, Guidi, Lionel, Labadie, Karine, Mahieu, Eric, Poulain, Julie, Romac, Sarah, Roux, Simon, Dimier, Céline, Kandels‐Lewis, Stefanie, Picheral, Marc, Searson, Sarah, Oceans, Tara, Pesant, Stéphane, Aury, Jean-Marc, Brum, Jennifer R., Lemaitre, Claire, Pelletier, Eric, Bork, Peer, Sunagawa, Shinichi, Lombard, Fabien, Karp-Boss, Lee, Bowler, Chris, Sullivan, Matthew B., Karsenti, Eric, Mariadassou, Mahendra, Probert, Ian, Peterlongo, Pierre, Wincker, Patrick, Vargas, Colomban de, Ribera d’Alcalà, Maurizio, Iudicone, Daniele, Jaillon, Olivier, Tara Oceans Coordinators, Centre National de la Recherche Scientifique (France), European Molecular Biology Laboratory, Centre National de Séquençage (France), National Fund for Scientific Research (Belgium), Stazione Zoologica Anton Dohrn, Università degli Studi di Milano, Université Paris Sciences & Lettres, Agence Nationale de la Recherche (France), National Science Foundation (US), Veolia Foundation, Région Bretagne, World Courier, Illumina, Cap L’Orient, Fondation EDF, Fondation pour la Recherche sur la Biodiversité, Fondation Prince Albert II de Monaco, Ministère de l'Europe et des Affaires étrangères (France), Adaptation et diversité en milieu marin (ADMM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Stazione Zoologica Anton Dohrn (SZN), Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Génomique d'Evry (IG), Université Paris-Saclay-Institut de Biologie François JACOB (JACOB), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), University of British Columbia (UBC), Hub Bioinformatique et Biostatistique - Bioinformatics and Biostatistics HUB, Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Max Planck Institute for Marine Microbiology, Max-Planck-Gesellschaft, Dipartimento di Fisica e Astronomia 'Galileo Galilei', Università degli Studi di Padova = University of Padua (Unipd), Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Scienze FIsiche della Materia (CNISM), Mathématiques et Informatique Appliquées du Génome à l'Environnement [Jouy-En-Josas] (MaIAGE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Combinatoire et Bioinformatique (LS2N - équipe COMBI), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Institut de Biologie François JACOB (JACOB), Ohio State University [Columbus] (OSU), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Center for Marine Environmental Sciences [Bremen] (MARUM), Universität Bremen, Ecology and Evolutionary Biology [Tucson] (EEB), University of Arizona, Scalable, Optimized and Parallel Algorithms for Genomics (GenScale), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), European Molecular Biology Laboratory [Heidelberg] (EMBL), University of Maine, Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Fédération de recherche de Roscoff (FR2424), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), French National Research Agency (ANR)HYDROGEN/ANR-14CE23-0001, National Science Foundation (NSF)OCE-1536989, OCE-1829831, Commissariat a l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Graphene Flagship, European Project: 634486,H2020,H2020-BG-2014-2,INMARE(2015), European Project: 287589,EC:FP7:KBBE,FP7-OCEAN-2011,MICRO B3(2012), Adaptation et diversité en milieu marin (AD2M), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Universita degli Studi di Padova, Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Combinatoire et Bioinformatique (COMBI), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Station biologique de Roscoff (SBR), Centre de Mathématiques et de Leurs Applications (CMLA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pasteur [Paris], Infectiologie Santé Publique (ISP-311), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Tours, Institut Pprime (PPRIME), Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Laboratoire d'Informatique de Nantes Atlantique (LINA), Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Biogeography, Oceans and Seas, Context (language use), 01 natural sciences, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, plankton biogeography, genomics, Ecosystem, genetics, 14. Life underwater, microbial oceanography, 030304 developmental biology, 0105 earth and related environmental sciences, Seascape, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, 0303 health sciences, metagenomics, General Immunology and Microbiology, Geography, General Neuroscience, Ocean current, fungi, Community structure, General Medicine, 15. Life on land, Plankton, Oceanography, 13. Climate action, Metagenomics, metabarcoding, ecology, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM]
Abstract: Biogeographical studies have traditionally focused on readily visible organisms, but recent technological advances are enabling analyses of the large-scale distribution of microscopic organisms, whose biogeographical patterns have long been debated. Here we assessed the global structure of plankton geography and its relation to the biological, chemical, and physical context of the ocean (the ‘seascape’) by analyzing metagenomes of plankton communities sampled across oceans during the Tara Oceans expedition, in light of environmental data and ocean current transport. Using a consistent approach across organismal sizes that provides unprecedented resolution to measure changes in genomic composition between communities, we report a pan-ocean, size-dependent plankton biogeography overlying regional heterogeneity. We found robust evidence for a basin-scale impact of transport by ocean currents on plankton biogeography, and on a characteristic timescale of community dynamics going beyond simple seasonality or life history transitions of plankton., We thank the commitment of the following people and sponsors who made this expedition possible: CNRS (in particular Groupement de Recherche GDR3280), European Molecular Biology Laboratory (EMBL), Genoscope/CEA, Fund for Scientific Research – Flanders, VIB, Stazione Zoologica Anton Dohrn, UNIMIB, Paris Sciences et Lettres (PSL) Research University (ANR-11-IDEX-0001–02), the French Government ANR (projects FRANCE GENOMIQUE/ANR-10-INBS-09, MEMO LIFE/ANR-10-LABX-54, POSEIDON/ANR-09-BLAN-0348, PROMETHEUS/ANR-09-PCS-GENM-217, MAPPI/ANR-2010-COSI-004, TARA-GIRUS/ANR-09-PCS-GENM-218), US NSF grant DEB-1031049, FWO, BIO5, Biosphere 2, Agnès b., the Veolia Environment Foundation, Région Bretagne, World Courier, Illumina, Cap L’Orient, the EDF Foundation EDF Diversiterre, FRB, the Prince Albert II de Monaco Foundation, Etienne Bourgois, the Tara schooner and its captain and crew. We thank MERCATOR-CORIOLIS and ACRI-ST for providing daily satellite data during the expedition. The bulk of genomic computations were performed using the Airain HPC machine provided through GENCI- [TGCC/CINES/IDRIS] (grants t2011076389, t2012076389, t2013036389, t2014036389, t2015036389 and t2016036389). We are also grateful to the French Ministry of Foreign Affairs for supporting the expedition and to the countries who granted us sampling permissions.
Published: 2022

29. Quantum dot peptide biosensors for monitoring caspase 3 proteolysis and calcium ions

Author: Duane E. Prasuhn, Martin Oheim, Bing C. Mei, Kimihiro Susumu, Christina Loukov, Anne Feltz, Aleksey V. Yakovlev, Jean-Maurice Mallet, Igor L. Medintz, Philip E. Dawson, Michael H. Stewart, Juan B. Blanco-Canosa, Departments of Cell Biology and Chemistry, The Scripps Research Institute, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Neurophysiologie et nouvelles microscopies ( NNM (UM 82) ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Optical Sciences Division, Naval Research Laboratory ( NRL ), Département de Chimie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Neurophysiologie et nouvelles microscopies (NNM (UM 82)), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Naval Research Laboratory (NRL), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris
Subjects: Materials science, Molecular Sequence Data, General Physics and Astronomy, Nanotechnology, Peptide, Caspase 3, 02 engineering and technology, Biosensing Techniques, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, Engineering, [ CHIM.ORGA ] Chemical Sciences/Organic chemistry, Quantum Dots, Fluorescence Resonance Energy Transfer, Humans, General Materials Science, Amino Acid Sequence, Carbodiimide, Fluorescent Dyes, chemistry.chemical_classification, [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, 010401 analytical chemistry, General Engineering, 021001 nanoscience & nanotechnology, Acceptor, 0104 chemical sciences, Förster resonance energy transfer, chemistry, Quantum dot, Covalent bond, Biophysics, Calcium, 0210 nano-technology, Peptides, Biosensor
Abstract: International audience; The nanoscale size and unique optical properties of semiconductor quantum dots (QDs) have made them attractive as central photoluminescent scaffolds for a variety of biosensing platforms. In this report we functionalize QDs with dye-labeled peptides using two different linkage chemistries to yield Förster resonance energy transfer (FRET)-based sensors capable of monitoring either enzymatic activity or ionic presence. The first sensor targets the proteolytic activity of caspase 3, a key downstream effector of apoptosis. This QD conjugate utilized carbodiimide chemistry to covalently link dye-labeled peptide substrates to the terminal carboxyl groups on the QD's surface hydrophilic ligands in a quantitative manner. Caspase 3 cleaved the peptide substrate and disrupted QD donor-dye acceptor FRET providing signal transduction of enzymatic activity and allowing derivation of relevant Michaelis-Menten kinetic descriptors. The second sensor was designed to monitor Ca2+ ions that are ubiquitous in many biological processes. For this sensor, Cu+-catalyzed [3 + 2] azide-alkyne cycloaddition was exploited to attach a recently developed azide-functionalized CalciumRuby-Cl indicator dye to a cognate alkyne group present on the terminus of a modified peptide. The labeled peptide also expressed a polyhistidine sequence, which facilitated its subsequent metal-affinity coordination to the QD surface establishing the final FRET sensing construct. Adding exogenous Ca2+ to the sensor solution increased the dyes fluorescence, altering the donor-acceptor emission ratio and manifested a dissociation constant similar to that of the native dye. These results highlight the potential for combining peptides with QDs using different chemistries to create sensors for monitoring chemical compounds and biological processes.
Published: 2010

30. Spectro-temporal characterization of the photoactivation mechanism of two new oxidized cryptochrome/photolyase photoreceptors

Author: Fabien Lacombat, M.M. Martin, Gérald Zabulon, Christian Ley, Anwar Usman, Chris Bowler, Johanna Brazard, Pascal Plaza, Laetitia Mony, Marc Heijde, Processus d'Activation Sélective par Transfert d'Energie Uni-électronique ou Radiatif (UMR 8640) ( PASTEUR ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Département de Chimie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques ( LCBPT - UMR 8601 ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) ( IBENS ), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), ANR : Femtomotile,Femtomotile, Processus d'Activation Sélective par Transfert d'Energie Uni-électronique ou Radiatif (UMR 8640) (PASTEUR), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Département de Chimie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques (LCBPT - UMR 8601), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR: Femtomotile,Femtomotile, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-05-BLAN-0188,Femtomobile,Etude de microactionneurs photobiologiques à l'échelle moléculaire :Photodéclenchement ultrarapide de la motilité cellulaire(2005), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris
Subjects: Time Factors, Photochemistry, Flavoprotein, Electron donor, Flavin group, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Biochemistry, Catalysis, Cofactor, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Electron transfer, Colloid and Surface Chemistry, Cryptochrome, transient absorption spectroscopy, Chlorophyta, Photolyase, femtosecond, 030304 developmental biology, Flavin adenine dinucleotide, 0303 health sciences, Photoreceptor, biology, Flavoproteins, FAD, General Chemistry, electron transfer, flavin, photolyase, 0104 chemical sciences, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, Cryptochromes, chemistry, Ostreococcus tauri, [ CHIM.THEO ] Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, biology.protein, Spectrophotometry, Ultraviolet, cryptochrome, Deoxyribodipyrimidine Photo-Lyase, Oxidation-Reduction
Abstract: The photoactivation dynamics of two new flavoproteins (OtCPF1 and OtCPF2) of the cryptochrome photolyase family (CPF), belonging to the green alga Ostreococcus tauri , was studied by broadband UV-vis femtosecond absorption spectroscopy. Upon excitation of the protein chromophoric cofactor, flavin adenine dinucleotide in its oxidized form (FAD(ox)), we observed in both cases the ultrafast photoreduction of FAD(ox): in 390 fs for OtCPF1 and 590 fs for OtCPF2. Although such ultrafast electron transfer has already been reported for other flavoproteins and CPF members, the present result is the first demonstration with full spectral characterization of the mechanism. Analysis of the photoproduct spectra allowed identifying tryptophan as the primary electron donor. This residue is found to be oxidized to its protonated radical cation form (WH(*+)), while FAD(ox) is reduced to FAD(*-). Subsequent kinetics were observed in the picosecond and subnanosecond regime, mostly described by a biexponential partial decay of the photoproduct transient signal (9 and 81 ps for OtCPF1, and 13 and 340 ps for OtCPF2), with reduced spectral changes, while a long-lived photoproduct remains in the nanosecond time scale. We interpret these observations within the model proposed by the groups of Brettel and Vos, which describes the photoreduction of FADH(*) within E. coli CPD photolyase (EcCPD) as a sequential electron transfer along a chain of three tryptophan residues, although in that case the rate limiting step was the primary photoreduction in 30 ps. In the present study, excitation of FAD(ox) permitted to reveal the following steps and spectroscopically assign them to the hole-hopping process along the tryptophan chain, accompanied by partial charge recombination at each step. In addition, structural analysis performed by homology modeling allowed us to propose a tentative structure of the relative orientations of FAD and the conserved tryptophan triad. The results of preliminary transient anisotropy measurements performed on OtCPF2 finally showed good compatibility with the oxidation of the distal tryptophan residue (WH(351)) in 340 ps, hence, with the overall Brettel-Vos mechanism.
Published: 2010

31. Folding and persistence times of intramolecular G-quadruplexes transiently embedded in a DNA duplex

Author: Tran, Phong Lan Thao, Rieu, Martin, Hodeib, Samar, Joubert, Alexandra, Ouellet, Jimmy, Alberti, Patrizia, Bugaut, Anthony, Allemand, Jean-François, Boulé, Jean-Baptiste, Croquette, Vincent, Structure et Instabilité des Génomes (STRING), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ABCD : Biophysique des Biomolécules, Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Depixus SAS [Paris], Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL), ANR-15-CE12-0015,Museq,Séquençage multi-échelle d'ADN génomique répété G/C riche par manipulation en molecule unique en pinces magnétiques(2015), ANR-19-CE11-0021,G4-crash,Collision entre moteurs moléculaires et structures G4 seules ou liées à des protéines de liaison observée à l'échelle de la molécule unique en pinces magnétiques(2019), Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS (UMR_8023)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Boulé, Jean-Baptiste, Séquençage multi-échelle d'ADN génomique répété G/C riche par manipulation en molecule unique en pinces magnétiques - - Museq2015 - ANR-15-CE12-0015 - AAPG2015 - VALID, Collision entre moteurs moléculaires et structures G4 seules ou liées à des protéines de liaison observée à l'échelle de la molécule unique en pinces magnétiques - - G4-crash2019 - ANR-19-CE11-0021 - AAPG2019 - VALID, Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'ENS-PSL, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'ENS-PSL, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Subjects: G-quadruplex, [SDV.BBM.BS]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Structural Biology [q-bio.BM], [SDV.BBM.BS] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Structural Biology [q-bio.BM], AcademicSubjects/SCI00010, [SDV.BBM.BP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biophysics, Replication Origin, DNA, Oncogenes, Telomere, Ligands, [SDV.BBM.BP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biophysics, G-Quadruplexes, biophysics, Animals, Humans, single-molecule, Promoter Regions, Genetic, Molecular Biology, Chickens, Dimerization, Repetitive Sequences, Nucleic Acid
Abstract: G-quadruplex (G4) DNA structures have emerged as important regulatory elements during DNA metabolic transactions. While many in vitro studies have focused on the kinetics of G4 formation within DNA single-strands, G4 are found in vivo in double-stranded DNA regions, where their formation is challenged by the complementary strand. Since the energy of hybridization of Watson-Crick structures dominates the energy of G4 folding, this competition should play a critical role on G4 persistence. To address this, we designed a single-molecule assay allowing to measure G4 folding and persistence times in the presence of the complementary strand. We quantified both folding and unfolding rates of biologically relevant G4 sequences, such as the cMYC and cKIT oncogene promoters, human telomeres and an avian replication origin. We confirmed that G4s are found much more stable in tested replication origin and promoters than in human telomere repeats. In addition, we characterized how G4 dynamics was affected by G4 ligands and showed that both folding rate and persistence time increased. Our assay opens new perspectives for the measurement of G4 dynamics in double-stranded DNA mimicking a replication fork, which is important to understand their role in DNA replication and gene regulation at a mechanistic level., Graphical Abstract Graphical AbstractA single-molecule assay allowing to measure G-quadruplex folding and persistence times in the presence of the complementary strand using magnetic-tweezers.
Published: 2021

32. A morphological trait involved in reproductive isolation between Drosophila sister species is sensitive to temperature

Author: Alejandra Vargas-Valderrama, Alexandre E. Peluffo, François Graner, Jean R. David, François Mallard, Mehdi Hamdani, Virginie Courtier-Orgogozo, Institut Jacques Monod (IJM (UMR_7592)), Université de Paris (UP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Evolution, génomes, comportement et écologie (EGCE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité (ISYEB ), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matière et Systèmes Complexes (MSC (UMR_7057)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matière et Systèmes Complexes (MSC), ANR-18-IDEX-0001,Université de Paris,Université de Paris(2018), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), and Gestionnaire, Hal Sorbonne Université
Subjects: 0106 biological sciences, Male genitalia, [SDV]Life Sciences [q-bio], reproductive isolation, shape analysis, Context (language use), Male genital structure, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, 03 medical and health sciences, Drosophila (subgenus), Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, QH540-549.5, 030304 developmental biology, Nature and Landscape Conservation, Original Research, 0303 health sciences, biology, Ecology, fungi, genitalia, Reproductive isolation, biology.organism_classification, automatic detection, [SDV] Life Sciences [q-bio], machine learning, speciation, Evolutionary biology, Drosophila santomea, plasticity, Drosophila, Morphological trait, Drosophila yakuba
Abstract: Male genitalia are usually extremely divergent between closely related species, but relatively constant within one species. Here we examine the effect of temperature on the shape of the ventral branches, a male genital structure involved in reproductive isolation, in the sister species Drosophila santomea and Drosophila yakuba. We designed a semi‐automatic measurement machine learning pipeline that can reliably identify curvatures and landmarks based on manually digitized contours of the ventral branches. With this method, we observed that temperature does not affect ventral branches in D. yakuba but that in D. santomea ventral branches tend to morph into a D. yakuba‐like shape at lower temperature. We found that male genitalia structures involved in reproductive isolation can be relatively variable within one species and can resemble the shape of closely related species’ genitalia through plasticity to temperature. Our results suggest that reproductive isolation mechanisms can be dependent on the environmental context., The closely related species Drosophila yakuba and Drosophila santomea have distinctive ventral branches, a male genital structure involved in reproductive isolation. We designed a semi‐automatic method to measure the shape of the ventral branches and found that temperature does not affect ventral branches in D. yakuba but that in D. santomea ventral branches tend to morph into a D. yakuba‐like shape at lower temperature.
Published: 2021

33. A microfluidic dosimetry cell to irradiate solutions with poorly penetrating radiations: a step towards online dosimetry for synchrotron beamlines

Author: Pascal Mercère, Stéphane Lefrançois, Jean Philippe Renault, Lucie Huart, Jérôme Palaudoux, Marie Anne Hervé du Penhoat, Jean Michel Guigner, Paulo Dasilva, Christophe Nicolas, Corinne Chevallard, Charlie Gosse, Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Chimie Physique - Matière et Rayonnement (LCPMR), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), ANR-17-CE30-0017,HighEneCh,Chimie déclenchée par des photons de haute énergie(2017), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Palacin, Serge
Subjects: Nuclear and High Energy Physics, water radiolysis, Materials science, microfluidics, Linear energy transfer, Synchrotron radiation, 02 engineering and technology, Radiation, 010403 inorganic & nuclear chemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, law.invention, Ionizing radiation, soft X-rays, law, Dosimetry, Radiometry, Instrumentation, [CHIM.MATE] Chemical Sciences/Material chemistry, Dosimeter, dosimetry, Radiation Dosimeters, X-Rays, Radiochemistry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Research Papers, Synchrotron, 0104 chemical sciences, Radiolysis, 0210 nano-technology, Synchrotrons
Abstract: The application of a microfluidic cell, specifically optimized for low penetrating soft X-ray radiation, as a dosimetry cell is reported. An analysis of the important parameters of the microfluidic cell, as well as their influences over dosimetry, is also reported. Measurements at 1.28 keV led to the determination of a hydroxyl production yield, G(HO.), of 0.025 ± 0.004 µmol J−1., Synchrotron radiation can induce sample damage, whether intended or not. In the case of sensitive samples, such as biological ones, modifications can be significant. To understand and predict the effects due to exposure, it is necessary to know the ionizing radiation dose deposited in the sample. In the case of aqueous samples, deleterious effects are mostly induced by the production of reactive oxygen species via water radiolysis. These species are therefore good indicators of the dose. Here the application of a microfluidic cell specifically optimized for low penetrating soft X-ray radiation is reported. Sodium benzoate was used as a fluorescent dosimeter thanks to its specific detection of hydroxyl radicals, a radiolytic product of water. Measurements at 1.28 keV led to the determination of a hydroxyl production yield, G(HO.), of 0.025 ± 0.004 µmol J−1. This result is in agreement with the literature and confirms the high linear energy transfer behavior of soft X-rays. An analysis of the important parameters of the microfluidic dosimetry cell, as well as their influences over dosimetry, is also reported.
Published: 2021

34. Type 2 diabetes is associated with impaired jejunal enteroendocrine GLP-1 cell lineage in human obesity

Author: Juan de Toro-Martín, Patricia Serradas, Agnès Ribeiro, Céline Osinski, Laurent Genser, Corinne Blugeon, Armelle Leturque, Laurent Jourdren, Magali Fradet, Edwige Ludiwyne Hubert, Karine Clément, Christine Poitou, Léa Le Gléau, Hédi Soula, Gestionnaire, HAL Sorbonne Université 5, Nutrition et obésités: approches systémiques (UMR-S 1269) (Nutriomics), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU), Centre de Recherche des Cordeliers (CRC (UMR_S_1138 / U1138)), École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris Cité (UPCité), Institut des Nutraceutiques et des Aliments Fonctionnels (INAF), Université Laval [Québec] (ULaval), Service de Chirurgie Digestive, Hépato-Bilio-pancréatique et Transplantation Hépatique [CHU Pitié-Salpétrière], CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB), Labex MemoLife, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GenomiqueENS (Genomique ENS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, Institut de Recherches Internationales Servier [Suresnes] (IRIS), Service de Nutrition [CHU Pitié-Salpétrière], Institut E3M [CHU Pitié-Salpêtrière], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Nutrition et obésités: approches systémiques (nutriomics) (UMR-S 1269 INSERM - Sorbonne Université), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Université de Paris (UP), Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Service de nutrition [CHU Pitié-Salpétrière], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0301 basic medicine, Adult, Male, medicine.medical_specialty, Lineage (genetic), Endocrinology, Diabetes and Metabolism, Cellular differentiation, Enteroendocrine Cells, Medicine (miscellaneous), 030209 endocrinology & metabolism, Enteroendocrine cell, Type 2 diabetes, Biology, Article, Transcriptome, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Internal medicine, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], medicine, Humans, Obesity, Cells, Cultured, [SDV.MHEP.EM] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Endocrinology and metabolism, Nutrition and Dietetics, Proglucagon, Cell sorting, [SDV.MHEP.EM]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Endocrinology and metabolism, Middle Aged, medicine.disease, stomatognathic diseases, 030104 developmental biology, Endocrinology, Jejunum, Diabetes Mellitus, Type 2, [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Female
Abstract: Objectives Altered enteroendocrine cell (EEC) function in obesity and type 2 diabetes is not fully understood. Understanding the transcriptional program that controls EEC differentiation is important because some EEC types harbor significant therapeutic potential for type 2 diabetes. Methods EEC isolation from jejunum of obese individuals with (ObD) or without (Ob) type 2 diabetes was obtained with a new method of cell sorting. EEC transcriptional profiles were established by RNA-sequencing in a first group of 14 Ob and 13 ObD individuals. EEC lineage and densities were studied in the jejunum of a second independent group of 37 Ob, 21 ObD and 22 non obese (NOb) individuals. Results The RNA seq analysis revealed a distinctive transcriptomic signature and a decreased differentiation program in isolated EEC from ObD compared to Ob individuals. In the second independent group of ObD, Ob and NOb individuals a decreased GLP-1 cell lineage and GLP-1 maturation from proglucagon, were observed in ObD compared to Ob individuals. Furthermore, jejunal density of GLP-1-positive cells was significantly reduced in ObD compared to Ob individuals. Conclusions These results highlight that the transcriptomic signature of EEC discriminate obese subjects according to their diabetic status. Furthermore, type 2 diabetes is associated with reduced GLP-1 cell differentiation and proglucagon maturation leading to low GLP-1-cell density in human obesity. These mechanisms could account for the decrease plasma GLP-1 observed in metabolic diseases.
Published: 2020

35. Engineering E. coli for Magnetic Control and the Spatial Localization of Functions

Author: Alice Lebreton, François Guyot, Wei-An Wang, Yohan Guyodo, Mary Aubry, Eugenia Delacou, Zoher Gueroui, Olivier Espéli, Jean-Michel Guigner, Processus d'Activation Sélective par Transfert d'Energie Uni-électronique ou Radiatif (UMR 8640) (PASTEUR), Département de Chimie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP (UMR_7154)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB), Labex MemoLife, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Gueroui, Zoher
Subjects: 0106 biological sciences, Cell division, Computer science, [SDV]Life Sciences [q-bio], Microorganism, Biomedical Engineering, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (miscellaneous), 03 medical and health sciences, Synthetic biology, 010608 biotechnology, [CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences, Spatial localization, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, biology, Cell growth, General Medicine, Human cell, 021001 nanoscience & nanotechnology, equipment and supplies, biology.organism_classification, Living systems, [SDV] Life Sciences [q-bio], 0210 nano-technology, Biological system, human activities, Bacteria
Abstract: The fast-developing field of synthetic biology enables broad applications of programmed microorganisms including the development of whole-cell biosensors, delivery vehicles for therapeutics, or diagnostic agents. However, the lack of spatial control required for localizing microbial functions could limit their use and induce their dilution leading to ineffective action or dissemination. To overcome this limitation, the integration of magnetic properties into living systems enables a contact-less and orthogonal method for spatiotemporal control. Here, we generated a magnetic-sensing Escherichia coli by driving the formation of iron-rich bodies into bacteria. We found that these bacteria could be spatially controlled by magnetic forces and sustained cell growth and division, by transmitting asymmetrically their magnetic properties to one daughter cell. We combined the spatial control of bacteria with genetically encoded-adhesion properties to achieve the magnetic capture of specific target bacteria as well as the spatial modulation of human cell invasions.
Published: 2020

36. CeMbio - The Caenorhabditis elegans Microbiome Resource

Author: Adrien Assié, Christoph Kaleta, Michael Y. Shapira, Fan Zhang, Buck S. Samuel, Sarah Arnaud Marsh, Hinrich Schulenburg, Johannes Zimmermann, Marie-Anne Félix, Adina-Malin Tietje, Philipp Dirksen, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Félix, Marie-Anne, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0303 health sciences, microbiome resource, Resource (biology), biology, 030306 microbiology, Host (biology), [SDV]Life Sciences [q-bio], c. elegans, Metabolic network, Model system, Computational biology, QH426-470, biology.organism_classification, Genome, host-microbe interactions, [SDV] Life Sciences [q-bio], 03 medical and health sciences, synthetic communities, metabolic networks, Genetics, Microbiome, Molecular Biology, Genetics (clinical), Caenorhabditis elegans, 030304 developmental biology
Abstract: The study of microbiomes by sequencing has revealed a plethora of correlations between microbial community composition and various life-history characteristics of the corresponding host species. However, inferring causation from correlation is often hampered by the sheer compositional complexity of microbiomes, even in simple organisms. Synthetic communities offer an effective approach to infer cause-effect relationships in host-microbiome systems. Yet the available communities suffer from several drawbacks, such as artificial (thus non-natural) choice of microbes, microbe-host mismatch (e.g., human microbes in gnotobiotic mice), or hosts lacking genetic tractability. Here we introduce CeMbio, a simplified natural Caenorhabditis elegans microbiota derived from our previous meta-analysis of the natural microbiome of this nematode. The CeMbio resource is amenable to all strengths of the C. elegans model system, strains included are readily culturable, they all colonize the worm gut individually, and comprise a robust community that distinctly affects nematode life-history. Several tools have additionally been developed for the CeMbio strains, including diagnostic PCR primers, completely sequenced genomes, and metabolic network models. With CeMbio, we provide a versatile resource and toolbox for the in-depth dissection of naturally relevant host-microbiome interactions in C. elegans.
Published: 2020

37. The contribution of transposable elements to transcriptional novelty in plants: the FLC affair

Author: Leandro Quadrana, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Quadrana, Leandro
Subjects: 0106 biological sciences, Transposable element, Transcription, Genetic, [SDV]Life Sciences [q-bio], Review, adaptation, Flowers, Biology, large effect mutations, 01 natural sciences, Biochemistry, Genome, 03 medical and health sciences, Flowering Locus C, Gene expression, Genetics, Repeated sequence, Gene, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, fungi, food and beverages, flowering time, Plants, [SDV] Life Sciences [q-bio], FLC, DNA methylation, DNA Transposable Elements, Adaptation, Transposable elements, 010606 plant biology & botany, Biotechnology
Abstract: Transposable elements (TEs) are repetitive DNA sequences with the ability to replicate across genomes and generate mutations with major transcriptional effects. Epigenetic silencing mechanisms that target TEs to limit their activity, including DNA methylation, add to the range of gene expression variants generated by TEs. Here, using the iconic gene flowering locus C (FLC) as a case study I discuss the multiple ways by which TEs can affect the expression of genes and contribute to the adaptation of plants to changing environments
Published: 2020

38. In vivo large-scale analysis of Drosophila neuronal calcium traces by automated tracking of single somata

Author: Thomas Preat, Mélanie Pedrazzani, Auguste Genovesio, Lisa Scheunemann, Paul Tchénio, Felipe Delestro, Computational Bioimaging and Bioinformatics [Paris], Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Plasticité du Cerveau Brain Plasticity (UMR 8249) (PdC), Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This work was funded by the Agence Nationale pour la Recherche (ANR MemoMap ANR-15-CE32-0008-01) (to A.G. and T.P.), the Labex MemoLife (to A.G. and T.P.), and the European Research Council (ERC Advanced Grant EnergyMemo, n° 741550) (to T.P.). L.S. was funded by a postdoctoral fellowship from the Deutsche Forschungs Gemeinschaft DFG (SCHE 1884/1-1 and SCHE 1884/1-2). F.D. was funded by a doctoral contract from Memolife (ANR-10-LABX-54 MEMOLIFE) and Paris Sciences et Lettres (ANR-11-IDEX-0001-02 PSL)., ANR-15-CE32-0008,MemoMap,Cartographie dynamique de la mémoire à long terme en formation(2015), ANR-10-LABX-0054,MEMOLIFE,Memory in living systems: an integrated approach(2010), Bodescot, Myriam, Cartographie dynamique de la mémoire à long terme en formation - - MemoMap2015 - ANR-15-CE32-0008 - AAPG2015 - VALID, Memory in living systems: an integrated approach - - MEMOLIFE2010 - ANR-10-LABX-0054 - LABX - VALID, Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Subjects: 0301 basic medicine, Memory, Long-Term, Sensory processing, Computer science, medicine.medical_treatment, [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, Population, [SCCO.COMP]Cognitive science/Computer science, lcsh:Medicine, Sensory system, Stimulus (physiology), Article, Long-term memory, 03 medical and health sciences, Automation, 0302 clinical medicine, Image processing, In vivo, [SCCO.COMP] Cognitive science/Computer science, Sensory coding, medicine, Premovement neuronal activity, Animals, education, lcsh:Science, Neurons, education.field_of_study, Multidisciplinary, business.industry, lcsh:R, [SDV.NEU.NB] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, Pattern recognition, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, Drosophila melanogaster, Mushroom bodies, Calcium, lcsh:Q, Neuron, Artificial intelligence, business, 030217 neurology & neurosurgery, Software
Abstract: How does the concerted activity of neuronal populations shape behavior? Impediments to address this question are primarily due to critical experimental barriers. An integrated perspective on large scale neural information processing requires an in vivo approach that can combine the advantages of exhaustively observing all neurons dedicated to a given type of stimulus, and simultaneously achieve a resolution that is precise enough to capture individual neuron activity. Current experimental data from in vivo observations are either restricted to a small fraction of the total number of neurons, or are based on larger brain volumes but at a low spatial and temporal resolution. Consequently, fundamental questions as to how sensory information is represented on a population scale remain unanswered. In Drosophila melanogaster, the mushroom body (MB) represents an excellent model to analyze sensory coding and memory plasticity. In this work, we present an experimental setup coupled with a dedicated computational method that provides in vivo measurements of the activity of hundreds of densely packed somata uniformly spread in the MB. We exploit spinning-disk confocal 3D imaging over time of the whole MB cell body layer in vivo while it is exposed to olfactory stimulation. Importantly, to derive individual signal from densely packed somata, we have developed a fully automated image analysis procedure that takes advantage of the specificities of our data. After anisotropy correction, our approach operates a dedicated spot detection and registration over the entire time sequence to transform trajectories to identifiable clusters. This enabled us to discard spurious detections and reconstruct missing ones in a robust way. We demonstrate that this approach outperformed existing methods in this specific context and made possible high-throughput analysis of approximately 500 single somata uniformly spread over the MB in various conditions. Applying this approach, we find that learned experiences change the population code of odor representations in the MB. After long-term memory (LTM) formation, we quantified an increase in responsive somata count and a stable single neuron signal. We predict that this method, which should further enable studying the population pattern of neuronal activity, has the potential to uncover fine details of sensory processing and memory plasticity.
Published: 2020

39. The Multifaceted Inhibitory Effects of an Alkylquinolone on the Diatom Phaeodactylum tricornutum

Author: Peter G. Kroth, Dávid Szamosvári, Benjamin Bailleul, Alexandra Peltekis, Bernard Lepetit, Adrien Lapointe, Thomas Böttcher, Frederike Stock, Michaela Prothiwa, Wim Vyverman, Lachlan Dow, University Hospital Rostock, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Gent University, Department of Biology, University of Konstanz, Biologie du chloroplaste et perception de la lumière chez les micro-algues, Institut de biologie physico-chimique (IBPC (FR_550)), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Project: 715579,PhotoPHYTOMICS, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: cytochromes, Chloroplasts, Mitochondrion, Thylakoids, 01 natural sciences, Biochemistry, Adenosine Triphosphate, Marine bacteriophage, diatom–bacteria interactions, N-OXIDES, [SDV.BC.IC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Cell Behavior [q-bio.CB], Plastids, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, MARINE ALTEROMONAS SP, Full Paper, biology, Chemistry, Full Papers, Mitochondria, 3. Good health, diatom-bacteria interactions, Molecular Medicine, cytochromes diatom-bacteria interactions photosynthesis quinolone respiration, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, 010402 general chemistry, Photosynthesis, PHOTOSYSTEM-II, QUINOLONES, ddc:570, Phaeodactylum tricornutum, Plastid, Molecular Biology, Diatoms, 4-Quinolones, photosynthesis, QUANTUM YIELD, 010405 organic chemistry, fungi, Organic Chemistry, PSEUDOMONAS-AERUGINOSA, Biology and Life Sciences, biology.organism_classification, Electron transport chain, 0104 chemical sciences, reaction mechanisms, Cytochrome b6f Complex, Diatom, quinolones, Bacteria
Abstract: The mechanisms underlying interactions between diatoms and bacteria are crucial to understand diatom behaviour and proliferation, and can result in far‐reaching ecological consequences. Recently, 2‐alkyl‐4‐quinolones have been isolated from marine bacteria, both of which (the bacterium and isolated chemical) inhibited growth of microalgae, suggesting these compounds could mediate diatom–bacteria interactions. The effects of several quinolones on three diatom species have been investigated. The growth of all three was inhibited, with half‐maximal inhibitory concentrations reaching the sub‐micromolar range. By using multiple techniques, dual inhibition mechanisms were uncovered for 2‐heptyl‐4‐quinolone (HHQ) in Phaeodactylum tricornutum. Firstly, photosynthetic electron transport was obstructed, primarily through inhibition of the cytochrome b 6 f complex. Secondly, respiration was inhibited, leading to repression of ATP supply to plastids from mitochondria through organelle energy coupling. These data clearly show how HHQ could modulate diatom proliferation in marine environments., Double trouble: In the light, 2‐heptyl‐4‐quinolone (HHQ) primarily blocks photosynthetic electron flow at the cytochrome b 6 f complex in the diatom P. tricornutum. In darkness, HHQ inhibits mitochondrial respiration, resulting in a decreased ATP supply, which ultimately leads to a decreased electric field strength in the thylakoid membranes inside the chloroplast of diatoms.
Published: 2020

40. FORK-seq: single molecule profiling of DNA replication

Author: Hennion, Magali, Theulot, Bertrand, Arbona, Jean-Michel, Audit, B., Hyrien, Olivier, Audit, Benjamin, APPEL À PROJETS GÉNÉRIQUE 2018 - Le sequençage nanopore pour une cartographie haute-performance de la réplication de l'ADN - - NanoPoRep2018 - ANR-18-CE45-0002 - AAPG2018 - VALID, Centre épigénétique et destin cellulaire (EDC (UMR_7216)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de biologie et modélisation de la cellule (LBMC UMR 5239), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Laboratoire de Physique de l'ENS Lyon (Phys-ENS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, ANR-18-CE45-0002,NanoPoRep,Le sequençage nanopore pour une cartographie haute-performance de la réplication de l'ADN(2018), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre épigénétique et destin cellulaire (EDC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2022

41. cAMP-EPAC-Dependent Regulation of Gephyrin Phosphorylation and GABAAR Trapping at Inhibitory Synapses

Author: Angela Patrizio, Fumihiro Niwa, Christian G. Specht, Antoine Triller, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and CCSD, Accord Elsevier
Subjects: 0301 basic medicine, animal structures, [SDV]Life Sciences [q-bio], 02 engineering and technology, Molecular neuroscience, Inhibitory postsynaptic potential, Article, 03 medical and health sciences, Cellular neuroscience, lcsh:Science, Receptor, Glycine receptor, Multidisciplinary, Gephyrin, biology, GABAA receptor, Chemistry, musculoskeletal, neural, and ocular physiology, fungi, 021001 nanoscience & nanotechnology, 3. Good health, Cell biology, [SDV] Life Sciences [q-bio], 030104 developmental biology, nervous system, Cellular Neuroscience, biology.protein, Phosphorylation, lcsh:Q, Molecular Neuroscience, Sensory Neuroscience, 0210 nano-technology
Abstract: Summary GABAA and glycine receptors are thought to compete for gephyrin-binding sites at mixed inhibitory synapses. Changes in the occupancy of one receptor type are therefore expected to have opposite effects on the clustering of the other receptors. This does not explain, however, whether different receptors can be regulated independently from one another. Here we show that cAMP-dependent signaling reduces gephyrin phosphorylation at residue S270 in spinal cord neurons. Although no ultrastructural changes of the synaptic scaffold were detected using super-resolution imaging, gephyrin de-phosphorylation was associated with a selective increase in GABAAR diffusion and the loss of the receptors from synapses. As opposed to the PKA-dependent dispersal of α3-containing GlyRs, the regulation of gephyrin phosphorylation and GABAAR dynamics acts via non-canonical EPAC signaling. Subtype-specific changes in receptor mobility can thus differentially contribute to changes in inhibitory synaptic strength, such as the disinhibition of spinal cord neurons during inflammatory processes., Graphical Abstract, Highlights • Differential signaling downstream of cAMP regulates mixed inhibitory synapses • EPAC reduces gephyrin S270 phosphorylation but not the copy numbers at synapses • Gephyrin de-phosphorylation reduces GABAAR binding and increases receptor diffusion • PKA phosphorylation of GlyRα3L at residue S346 mobilizes synaptic receptors, Molecular Neuroscience; Cellular Neuroscience; Sensory Neuroscience
Published: 2019

42. Functional repertoire convergence of distantly related eukaryotic plankton lineages revealed by genome-resolved metagenomics

Author: Emilie Villar, Corinne Cruaud, de Vargas C, Patrick Wincker, Chiara Vanni, Da Silva C, Chris Bowler, Karine Labadie, Julie Poulain, Clayssen Q, Eric Karsenti, Leo d’Agata, Guerra Af, Eric Pelletier, Olivier Jaillon, Eren Am, Kourlaiev A, Paul Frémont, Jean-Marc Aury, Morgan Gaia, Damien Daniel Hinsinger, Tom O. Delmont, Bernard Noël, Wessner M, Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), The Globe Institute, The University of Chicago Medicine [Chicago], Station biologique de Roscoff, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Molecular Biology Laboratory (EMBL), ANR-11-BTBR-0008,OCEANOMICS,Biotechnologies et bioressources pour la valorisation des écosystèmes marins planctoniques(2011), ANR-10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010), ANR-09-GENM-0032,TARA-GIRUS,Inventaire et ressources génétiques de virus géants à ADN dans les milieux marins sur Tara-Oceans(2009), ANR-14-CE23-0001,HydroGen,Metagenomique comparative comme instrument de mesure pour la biodiversité. Application à l'étude de la vie dans les océans(2014), ANR-10-LABX-0054,MEMOLIFE,Memory in living systems: an integrated approach(2010), ANR-11-IDEX-0001,Amidex,INITIATIVE D'EXCELLENCE AIX MARSEILLE UNIVERSITE(2011), ANR-10-INBS-0002,EMBRC-France,CENTRE NATIONAL DE RESSOURCES BIOLOGIQUES MARINES(2010), ANR-17-CE02-0012,ALGALVIRUS,Adaptations Génomique des Algues Marines aux Virus(2017), ANR-10-BLAN-1709,PHYTBACK,Rétroactions écologie-climat dues à l'évolution de la taille et de la forme du phytoplancton(2010), ANR-09-BLAN-0348,POSEIDON(2009), ANR-09-GENM-0031,PROMETHEUS,Approches génomiques pour l?analyse de la biodiversité fonctionnelle des protistes océaniques de l?expédition Tara-Oceans.(2009), European Project: 287589,EC:FP7:KBBE,FP7-OCEAN-2011,MICRO B3(2012), European Project: 261376,EC:FP7:HEALTH,FP7-HEALTH-2010-single-stage,IHMS(2011), Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Subjects: Marine eukaryotes, Tara Oceans, single-cellgenomics, Marine life, Genomics, Biology, phylogeny, Genome, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Phylogenetics, evolution, genomics, 14. Life underwater, 030304 developmental biology, open ocean, functions, 0303 health sciences, metagenomics, Phylogenetic tree, fungi, plankton, 15. Life on land, Plankton, Multicellular organism, Metagenomics, Evolutionary biology, [SDE]Environmental Sciences, anvi’o, ecology, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Marine planktonic eukaryotes play a critical role in global biogeochemical cycles and climate. However, their poor representation in culture collections limits our understanding of the evolutionary history and genomic underpinnings of planktonic ecosystems. Here, we used 280 billion metagenomic reads from 143 Tara Oceans stations to reconstruct and manually curate more than 700 abundant and widespread eukaryotic metagenome-assembled genomes ranging from 10 Mbp to up to 1.3 Gbp. The resulting non-redundant genomic resource of 25 billion nucleotides that describe 10 million genes covers a wide range of poorly characterized unicellular and multicellular eukaryotic lineages that complement the long-standing contributions of culture efforts to survey the tree of marine life while better representing plankton from the open ocean. Phylogeny of the DNA-dependent RNA polymerase placed this genomic resource in a comprehensive evolutionary framework that provided insights into the relationships of eukaryotic supergroups. From there, classification of unicellular eukaryotic plankton based on functions encoded in their genes revealed four major groups connecting distantly related lineages such as the diatoms and green algae. There has been a recurrent problem in understanding the interplay between eukaryotes’ vertical evolution and their phenotype. By disentangling phylogenetic signals from functional trends with genomics, we found that neither the classical trophic mode of plankton nor its vertical evolutionary history could fully explain the genomic functional landscape of marine eukaryotes that coexisted for millions of years. Cover Navigating on the map of plankton genomics with Tara Oceans and anvi’o: a comprehensive genome-resolved metagenomic survey dedicated to eukaryotic plankton.
Published: 2021

43. ON THE ORIGINS OF THE OMICRON VARIANT OF THE SARS-COV-2 VIRUS

Author: Penner, Robert, Baalen, Minus van, Institut des Hautes Etudes Scientifiques (IHES), IHES, Department of Mathematics [UCLA], University of California [Los Angeles] (UCLA), University of California-University of California, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Van Baalen, Jacominus, University of California (UC)-University of California (UC), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Subjects: [SDV.BIBS] Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], [SDV.SPEE] Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, FOS: Biological sciences, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, Other Quantitative Biology (q-bio.OT), [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], Quantitative Biology - Other Quantitative Biology
Abstract: A possible explanation based on first principles for the appearance of the Omicron variant of the SARS-CoV-2 virus is proposed involving coinfection with HIV. The gist is that the resultant HIV-induced immunocompromise allows SARS-CoV-2 greater latitude to explore its own mutational space. This latitude is not withoutr estriction, and a specific biophysical constraint is explored. Specifically, a nearly two- to five-fold discrepancy in backbone hydrogen bonding is observed between sub-molecules in Protein Data Bank files of the spike glycoprotein yielding two conclusions: mutagenic residues in the receptor-binding subunit of the spike much more frequently do not participate in backbone hydrogen bonds; and a technique of viral escape is therefore to remove such bonds within physico-chemical and functional constraints. Earlier work, from which the previous discussion is entirely independent, explains these phenomena from general principles of free energy, namely, the metastability of the glycoprotein. The conclusions therefore likely hold more generally as principles in virology.
Published: 2021

44. Exon junction complex dependent mRNA localization is linked to centrosome organization during ciliogenesis

Author: Marion Faucourt, Adham Safieddine, Edouard Bertrand, Isabelle Barbosa, Quentin Alasseur, Rahul Mishra, Hervé Le Hir, Oh Sung Kwon, Nathalie Spassky, Emeline Coleno, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier (IGMM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Institut de biologie de l'Ecole Normale Supérieure (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and bertrand, edouard
Subjects: 0301 basic medicine, Translation, Centriole, [SDV]Life Sciences [q-bio], General Physics and Astronomy, Cell Cycle Proteins, Autoantigens, Microtubules, RNA Transport, DEAD-box RNA Helicases, Mice, Exon, 0302 clinical medicine, Neural Stem Cells, Basal body, Pericentriolar material, 0303 health sciences, Multidisciplinary, Cell Cycle, 030302 biochemistry & molecular biology, High-throughput screening, Nuclear Proteins, RNA-Binding Proteins, Exons, Cell biology, [SDV] Life Sciences [q-bio], Microtubule-Associated Proteins, Science, Molecular imaging, Biology, Article, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Cell-cycle exit, 03 medical and health sciences, Ciliogenesis, Animals, Humans, Cilia, RNA, Messenger, Cell Proliferation, 030304 developmental biology, Microtubule nucleation, Centrosome, [SDV.BBM.BM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology, General Chemistry, Cytoskeletal Proteins, 030104 developmental biology, Protein Biosynthesis, Eukaryotic Initiation Factor-4A, Exon junction complex, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Exon junction complexes (EJCs) mark untranslated spliced mRNAs and are crucial for the mRNA lifecycle. An imbalance in EJC dosage alters mouse neural stem cell (mNSC) division and is linked to human neurodevelopmental disorders. In quiescent mNSC and immortalized human retinal pigment epithelial (RPE1) cells, centrioles form a basal body for ciliogenesis. Here, we report that EJCs accumulate at basal bodies of mNSC or RPE1 cells and decline when these cells differentiate or resume growth. A high-throughput smFISH screen identifies two transcripts accumulating at centrosomes in quiescent cells, NIN and BICD2. In contrast to BICD2, the localization of NIN transcripts is EJC-dependent. NIN mRNA encodes a core component of centrosomes required for microtubule nucleation and anchoring. We find that EJC down-regulation impairs both pericentriolar material organization and ciliogenesis. An EJC-dependent mRNA trafficking towards centrosome and basal bodies might contribute to proper mNSC division and brain development., Exon junction complexes (EJCs) that mark untranslated mRNA are involved in transport, translation and nonsense-mediated mRNA decay. Here the authors show centrosomal localization of EJCs which appears to be required for both the localization of NIN mRNA around centrosomes and ciliogenesis.
Published: 2021

45. Correlating changes in Covid-19's transmission parameter with the 'stringency index' of government measures

Author: Baalen, Minus van, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Van Baalen, Jacominus, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Subjects: [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, [SDV.EE] Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, government measures, public health, transmission, epidemiology, stringency index, Covid-19
Abstract: t is not so easy to assess the relative efﬁcacy of the various restrictive measures that were adopted to curb the spread of SARS-CoV-19. An approach is presented here that attempts to infer changes in contact rates from publicly available data. Though the method is very crude (essentially a ‘hack’) it seems to allow us to link national Covid-19-lockdowns and other measures (relaxations) to temporary changes in transmission rates. Events that are supposed to have increased transmission do not always show up so clearly. However, whatever its limitations, I argue that this method represents an encouraging way backward (in time). More importantly, we can correlate these measures with a published ’stringency index’ of public health measures to curb Covid-19, to assess whether there is an effect on transmission. Despite the obvious shortcomings of both measures there is a clear negative correlation: the more stringent national measures are, the lower the estimated transmission rate.
Published: 2021

46. Yap5 Competes With Hap4 for the Regulation of Iron Homeostasis Genes in the Human Pathogen Candida glabrata

Author: Delaveau, Thierry, Thiébaut, Antonin, Benchouaia, Médine, Merhej, Jawad, Devaux, Frédéric, Biologie Computationnelle et Quantitative = Laboratory of Computational and Quantitative Biology (LCQB), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Gestionnaire, HAL Sorbonne Université 5
Subjects: Microbiology (medical), Immunology, regulation, stress response, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, yeast, Microbiology, QR1-502, Infectious Diseases, chromatine immunoprecipitation (ChIP), [SDV.MHEP.MI]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases, transcription factors, parasitic diseases, evolution, [SDV.MHEP.MI] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases, [SDV.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology
Abstract: International audience; The CCAAT-binding complex (CBC) is a conserved heterotrimeric transcription factor which, in fungi, requires additional regulatory subunits to act on transcription. In the pathogenic yeast Candida glabrata, CBC has a dual role. Together with the Hap4 regulatory subunit, it activates the expression of genes involved in respiration upon growth with non-fermentable carbon sources, while its association with the Yap5 regulatory subunit is required for the activation of iron tolerance genes in response to iron excess. In the present work, we investigated further the interplay between CBC, Hap4 and Yap5. We showed that Yap5 regulation requires a specific Yap Response Element in the promoter of its target gene GRX4 and that the presence of Yap5 considerably strengthens the binding of CBC to the promoters of iron tolerance genes. Chromatin immunoprecipitation (ChIP) and transcriptome experiments showed that Hap4 can also bind these promoters but has no impact on the expression of those genes when Yap5 is present. In the absence of Yap5 however, GRX4 is constitutively regulated by Hap4, similarly to the genes involved in respiration. Our results suggest that the distinction between the two types of CBC targets in C. glabrata is mainly due to the dependency of Yap5 for very specific DNA sequences and to the competition between Hap4 and Yap5 at the promoter of the iron tolerance genes.
Published: 2021
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47. Activity-dependent modulation of NMDA receptors by endogenous zinc shapes dendritic function in cortical neurons

Author: Pierre Paoletti, Romain Sala, Yann Zerlaut, Annunziato Morabito, Benjamin Serraz, Nelson Rebola, Institut du Cerveau et de la Moëlle Epinière = Brain and Spine Institute (ICM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut du Cerveau = Paris Brain Institute (ICM), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Rebola, Nelson
Subjects: vesicular zinc, [SDV]Life Sciences [q-bio], Cell, Stimulation, Endogeny, Receptors, N-Methyl-D-Aspartate, NMDA receptors, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, In vivo, LTP induction, medicine, Receptor, sensory processing, 030304 developmental biology, Neurons, 0303 health sciences, Chemistry, Pyramidal Cells, Dendrites, dendritic integration, [SDV] Life Sciences [q-bio], Zinc, medicine.anatomical_structure, nervous system, NMDA receptor, synapses, Neuron, Neuroscience, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: SUMMARYActivation of NMDA receptors (NMDARs) has been proposed to be a key component of single neuron computations in vivo. However is unknown if specific mechanisms control the function of such receptors and modulate input-output transformations performed by cortical neurons under in vivo-like conditions. Here we found that in layer 2/3 pyramidal neurons (L2/3 PNs), repeated synaptic stimulation results in an activity-dependent decrease in NMDARs activity by vesicular zinc. Such a mechanism shifted the threshold for dendritic non-linearities and strongly reduced LTP induction. Modulation of NMDARs was cell- and pathway-specific, being present selectively in L2/3-L2/3 connections but absent in ascending bottom-up inputs originating from L4 neurons. Numerical simulations highlighted that activity-dependent modulation of NMDARs has an important influence in dendritic computations endowing L2/3 PN dendrites with the ability to sustain dendritic non-linear integrations constant across different regimes of synaptic activity like those found in vivo. The present results therefore provide a new perspective on the action of vesicular zinc in cortical circuits by highlighting the role of this endogenous ion in normalizing dendritic integration of PNs during a constantly changing synaptic input pattern.
Published: 2021

48. Sequence-unrelated long noncoding RNAs converged to modulate the activity of conserved epigenetic machineries across kingdoms

Author: Juan S. Ramirez-Prado, Leandro Quadrana, Maria Florencia Legascue, Martin Crespi, Daniel Gonzalez, David Latrasse, Aurélie Christ, Camille Fonouni-Farde, Moussa Benhamed, Thomas Blein, Federico Ariel, Lucia Ferrero, Michaël Moison, Leandro Exequiel Lucero, Instituto de Agrobiotecnología del Litoral [Santa Fe] (IAL), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Universidad Nacional del Litoral [Santa Fe] (UNL), Universidad Nacional del Litoral [Santa Fe] (UNL), Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay (IPS2 (UMR_9213 / UMR_1403)), Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Blein, Thomas, Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Subjects: 0106 biological sciences, Genetics, 0303 health sciences, biology, Regulator, Methylation, biology.organism_classification, 01 natural sciences, [SDV.GEN.GPL]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Plants genetics, 03 medical and health sciences, medicine.anatomical_structure, Transcription (biology), Arabidopsis, [SDV.GEN.GPL] Life Sciences [q-bio]/Genetics/Plants genetics, DNA methylation, Ring finger, medicine, Epigenetics, Gene, 030304 developmental biology, 010606 plant biology & botany
Abstract: SUMMARYRNA-DNA hybrid (R-loop)-associated long noncoding RNAs (lncRNAs), including the Arabidopsis lncRNAAUXIN-REGULATED PROMOTER LOOP(APOLO), are emerging as important regulators of three-dimensional chromatin conformation and gene transcriptional activity. Here, we showed that in addition to the PRC1-component LIKE-HETEROCHROMATIN PROTEIN 1 (LHP1),APOLOinteracts with the methylcytosine-binding protein VARIANT IN METHYLATION 1 (VIM1), a conserved homolog of the mammalian DNA methylation regulator UBIQUITIN-LIKE CONTAINING PHD AND RING FINGER DOMAINS 1 (UHRF1). TheAPOLO-VIM1-LHP1 complex directly regulates the transcription of the auxin biosynthesis geneYUCCA2by dynamically determining DNA methylation and H3K27me3 deposition over its promoter during the plant thermomorphogenic response. Strikingly, we demonstrated that the lncRNAUHRF1 Protein Associated Transcript(UPAT), a direct interactor of UHRF1 in humans, can be recognized by VIM1 and LHP1 in plant cells, despite the lack of sequence homology betweenUPATandAPOLO. In addition, we showed that increased levels ofAPOLOorUPAThamper VIM1 and LHP1 binding toYUCCA2promoter. Collectively, our results uncover a new mechanism in which a plant lncRNA coordinates Polycomb action and DNA methylation, and reveal that evolutionary unrelated lncRNAs may exert similar functions across kingdoms.
Published: 2021

49. SUSD4 controls GLUA2 degradation, synaptic plasticity and motor learning

Author: González-Calvo, I., Iyer, K., Carquin, M., Khayachi, A., Giuliani, F.A., Sigoillot, S.M., Vincent, J., Seveno, M., Veleanu, M., Tahraoui, S., Albert, M., Vigy, Oana, Bosso-Lefèvre, Célia, Nadjar, Y., Dumoulin, A., Triller, A., Bessereau, J.-L., Rondi-Reig, L., Isope, P., Selimi, Fekrije, Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB), Labex MemoLife, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives (INCI), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurosciences Paris Seine (NPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cerebellum Navigation and Memory Team (CeZaMe), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), BioCampus Montpellier (BCM), Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut NeuroMyoGène (INMG), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Neuroscience Paris Seine (NPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CeZaMe - Cervelet, navigation et mémoire = Memory, Navigation and Aging (NPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), BioCampus (BCM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Selimi, Fekrije
Subjects: neuroscience, proteostasis, cerebellum, synapse, plasticity, [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, [SDV.NEU.NB] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, mouse
Abstract: At excitatory synapses, the choice between recycling or degradation of glutamate AMPA receptors controls the direction of synaptic plasticity. In this context, how the degradation machinery is targeted to specific synaptic substrates in an activity-dependent manner is not understood. Here we show that SUSD4, a complement-related transmembrane protein, is a tether for HECT ubiquitin ligases of the NEDD4 subfamily, which promote the degradation of a large number of cellular substrates. SUSD4 is expressed by many neuronal populations starting at the time of synapse formation. Loss-of-function of Susd4 in the mouse prevents activity-dependent degradation of the GLUA2 AMPA receptor subunit and long-term depression at cerebellar synapses, and leads to impairment in motor coordination adaptation and learning. SUSD4 could thus act as an adaptor targeting NEDD4 ubiquitin ligases to AMPA receptors during long-term synaptic plasticity. These findings shed light on the potential contribution of SUSD4 mutations to the etiology of neurodevelopmental diseases.
Published: 2021

50. In mice and humans, the brain’s blood vessels mature postnatally to acquire barrier and contractile properties

Author: Gilbert A, Robil N, Salvatore Cisternino, Antoinette Gelot, Philippe Mailly, Auvity S, Gaëlle Letort, Slaoui L, Laurent Jourdren, Dias K, Anne-Cécile Boulay, Armelle Rancillac, Maryline Favier, Federici L, Martine Cohen-Salmon, Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB), Labex MemoLife, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Optimisation thérapeutique en Neuropsychopharmacologie (OPTeN (UMR_S_1144 / U1144)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP), CHU Trousseau [APHP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), GenoSplice [Paris], Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CHU Necker - Enfants Malades [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Cohen-Salmon, Martine
Subjects: Vascular smooth muscle, [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, Mural cell, Contractility, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Smooth Muscle Actin, Endothelial cell, Myosin, medicine, MYH11, Actin, 030304 developmental biology, Blood-brain barrier, 0303 health sciences, Chemistry, P- glycoprotein, Embryogenesis, Myosin heavy chain 11, [SDV.NEU.NB] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, ABCB1, Human brain, Cell biology, Postnatal development, medicine.anatomical_structure, Vascular smooth muscle cell, cardiovascular system, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: The brain dense vascular network is essential for distributing oxygen and nutrients to neural cells. The network develops during embryogenesis and leads to the formation of the endothelial blood-brain barrier (BBB). This barrier is surrounded by mural cells (pericytes and vascular smooth muscle cells (VSMCs)) and fibroblasts. Here, we compared the molecular and functional properties of brain vascular cells on postnatal day (P)5 vs. P15, via a transcriptomic analysis of purified mouse cortical microvessels (MVs) and the identification of vascular-cell-type-specific or -preferentially expressed transcripts. We found that endothelial cells (ECs), VSMCs and fibroblasts follow specific molecular maturation programs over this time period. In particular, ECs acquire P-glycoprotein (P-gP)-mediated efflux capacities. The arterial VSMC network expands, acquires contractile proteins (such as smooth muscle actin (SMA) and myosin heavy chain 11 (Myh11)) and becomes contractile. We also analyzed samples of human brain cortex from the early prenatal stage through to adulthood: the expression of endothelial P-gP increased at birth and Myh11 in VSMCs acts as a developmental switch (as in the mouse) at birth and up to the age of 2 of 5 years. Thus, in both mice and humans, the early postnatal phase is a critical period during which the essential properties of cerebral blood vessels (i.e. the endothelial efflux of xenobiotics and other molecules, and the VSMC contractility required for vessel tone and brain perfusion) are acquired and mature.
Published: 2021

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