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1. 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

2. 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

3. 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

4. HCV Core protein needs triacylglycerols to fold onto the endoplasmic reticulum membrane

Author: Ajjaji, Dalila, M’barek, Kalthoum Ben, Boson, Bertrand, Omrane, Mohyeddine, Gassama‐Diagne, Ama, Blaud, Magali, Penin, François, Diaz, Elise, Ducos, Bertrand, Cosset, François-Loïc, Thiam, Abdou Rachid, Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS), 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), Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Microfluidique, Émulsion et Biologie, 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, Physiopathogénèse et Traitement des Maladies du Foie, Hôpital Paul Brousse-Université Paris-Saclay, Cibles Thérapeutiques et conception de médicaments (CiTCoM - UMR 8038), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Microbiologie moléculaire et biochimie structurale / Molecular Microbiology and Structural Biochemistry (MMSB), 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 (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), ABCD : Biophysique des Biomolécules, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Centre International de Recherche en Infectiologie - UMR (CIRI), École normale supérieure - Lyon (ENS 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), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), 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), Gestionnaire, HAL Sorbonne Université 5, 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), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), 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 Paris)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], [PHYS] Physics [physics]
Abstract: International audience; Lipid droplets (LDs) are involved in viral infections, but exactly how remains unclear. Here, we study the hepatitis C virus (HCV) whose Core capsid protein binds to LDs but is also involved in the assembly of virions at the endoplasmic reticulum (ER) bilayer. We found that the amphipathic helix-containing domain of Core, D2, senses triglycerides (TGs) rather than LDs per se. In the absence of LDs, D2 can bind to the ER membrane but only if TG molecules are present in the bilayer. Accordingly, the pharmacological inhibition of the diacylglycerol O-acyltransferase enzymes, mediating TG synthesis in the ER, inhibits D2 association with the bilayer. We found that TG molecules enable D2 to fold into alpha helices. Sequence analysis reveals that D2 resembles the apoE lipid-binding region. Our data support that TG in LDs promotes the folding of Core, which subsequently relocalizes to contiguous ER regions. During this motion, Core may carry TG molecules to these regions where HCV lipoviroparticles likely assemble. Consistent with this model, the inhibition of Arf1/COPI, which decreases LD surface accessibility to proteins and ER-LD material exchange, severely impedes the assembly of virions. Altogether, our data uncover a critical function of TG in the folding of Core and HCV replication and reveals, more broadly, how TG accumulation in the ER may provoke the binding of soluble amphipathic helix-containing proteins to the ER bilayer.
Published: 2021

5. Expression Pattern of Purinergic Signaling Components in Colorectal Cancer Cells and Differential Cellular Outcomes Induced by Extracellular ATP and Adenosine

Author: Annette K. Larsen, Ammara Mohammad, Vincent Maréchal, Alexandre E. Escargueil, Laurent Jourdren, Chloé Borde, Virginie Puchois, Michèle Sabbah, Clémentine Dillard, Elodie Pramil, Centre de Recherche Saint-Antoine (CR Saint-Antoine), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Saint-Antoine [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), 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), Alliance Pour la Recherche En Cancérologie [CHU Tenon] (APREC), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-CHU Tenon [AP-HP], Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), 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), and 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)
Subjects: Adenosine, Ca2+ mobilization, Apoptosis, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Adenosine Triphosphate, Tumor Cells, Cultured, Biology (General), Receptor, Spectroscopy, 0303 health sciences, Chemistry, Purinergic receptor, Cell Cycle, Receptors, Purinergic, General Medicine, Purinergic signalling, Ca 2+ mobilization, 2D/3D cell culture, Computer Science Applications, Cell biology, Gene Expression Regulation, Neoplastic, cell cycle arrest, 030220 oncology & carcinogenesis, Colorectal Neoplasms, medicine.drug, Cell signaling, QH301-705.5, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, Catalysis, Article, Inorganic Chemistry, 03 medical and health sciences, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], purinergic receptors, Extracellular, medicine, Biomarkers, Tumor, Humans, Calcium Signaling, Physical and Theoretical Chemistry, Molecular Biology, QD1-999, 030304 developmental biology, Cell Proliferation, Organic Chemistry, [SDV.MHEP.HEG]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Hépatology and Gastroenterology, digestive system diseases, Cancer cell, cyclic nucleotides modulation, extracellular ATP, Calcium, Extracellular Space, Transcriptome, Adenosine triphosphate, cell death induction
Abstract: International audience; The purine nucleotide adenosine triphosphate (ATP) is known for its fundamental role in cellular bioenergetics. However, in the last decades, different works have described emerging functions for ATP, such as that of a danger signaling molecule acting in the extracellular space on both tumor and stromal compartments. Beside its role in immune cell signaling, several studies have shown that high concentrations of extracellular ATP can directly or indirectly act on cancer cells. Accordingly, it has been reported that purinergic receptors are widely expressed in tumor cells. However, their expression pattern is often associated with contradictory cellular outcomes. In this work, we first investigated gene expression profiles through “RNA-Sequencing” (RNA Seq) technology in four colorectal cancer (CRC) cell lines (HT29, LS513, LS174T, HCT116). Our results demonstrate that CRC cells mostly express the A2B, P2X4, P2Y1, P2Y2 and P2Y11 purinergic receptors. Among these, the P2Y1 and P2Y2 coding genes are markedly overexpressed in all CRC cells compared to the HCEC-1CT normal-like colonic cells. We then explored the cellular outcomes induced by extracellular ATP and adenosine. Our results show that in terms of cell death induction extracellular ATP is consistently more active than adenosine against CRC, while neither compound affected normal-like colonic cell survival. Intriguingly, while for the P2Y2 receptor pharmacological inhibition completely abolished the rise in cytoplasmic Ca2+ observed after ATP exposure in all CRC cell lines, Ca2+ mobilization only impacted the cellular outcome for HT29. In contrast, non-selective phosphodiesterase inhibition completely abolished the effects of extracellular ATP on CRC cells, suggesting that cAMP and/or cGMP levels might determine cellular outcome. Altogether, our study provides novel insights into the characterization of purinergic signaling in CRC.
Published: 2021

6. When water interacts with temperature: Ecological and evolutionary implications of thermo‐hydroregulation in terrestrial ectotherms

Author: Simon Chamaillé-Jammes, Jean Clobert, Olivier Lourdais, Sandrine Meylan, Jean-François Le Galliard, Andréaz Dupoué, David Rozen-Rechels, Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES (UMR_7618 / UMR_D_242 / UMR_A_1392 / UM_113) ), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Station d'écologie théorique et expérimentale (SETE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Études Biologiques de Chizé - UMR 7372 (CEBC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Arizona State University [Tempe] (ASU), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3), CEREEP-Ecotron Ile de France (UMS 3194), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-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 de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), ESPE de Paris, Université Paris Sorbonne , 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université Paris-Sorbonne - Paris 4 - École supérieure du professorat et de l'éducation - Académie de Paris (ESPE Paris), Université Paris-Sorbonne (UP4), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), ANR-16-CE02-0001,LANDTHIRST,Les paysages de la soif: changement climatique et ajustements comportementaux face au manque d'eau(2016), and ANR-17-CE02-0013,AQUATHERM,Rôles de la régulation hydrique et thermique dans les réponses écologiques au changement climatique(2017)
Subjects: 0106 biological sciences, Resource (biology), Niche, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, 03 medical and health sciences, Water balance, water balance, behavioral decisions, lcsh:QH540-549.5, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 030304 developmental biology, Nature and Landscape Conservation, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, 0303 health sciences, Ecology, performance curves, Hypotheses, physiological adjustments, Thermoregulation, Optimality model, 13. Climate action, Ectotherm, [SDE]Environmental Sciences, Biological dispersal, lcsh:Ecology, body temperature, Adaptive evolution
Abstract: International audience; The regulation of body temperature (thermoregulation) and of water balance (defined here as hydroregulation) are key processes underlying ecological and evolutionary responses to climate fluctuations in wild animal populations. In terrestrial (or semiterrestrial) ectotherms, thermoregulation and hydroregulation closely interact and combined temperature and water constraints should directly influence individual performances. Although comparative physiologists traditionally investigate jointly water and temperature regulation, the ecological and evolutionary implications of these coupled processes have so far mostly been studied independently. Here, we revisit the concept of thermo‐hydroregulation to address the functional integration of body temperature and water balance regulation in terrestrial ectotherms. We demonstrate how thermo‐hydroregulation provides a framework to investigate functional adaptations to joint environmental variation in temperature and water availability, and potential physiological and/or behavioral conflicts between thermoregulation and hydroregulation. We extend the classical cost–benefit model of thermoregulation in ectotherms to highlight the adaptive evolution of optimal thermo‐hydroregulation strategies. Critical gaps in the parameterization of this conceptual optimality model and guidelines for future empirical research are discussed. We show that studies of thermo‐hydroregulation refine our mechanistic understanding of physiological and behavioral plasticity, and of the fundamental niche of the species. This is illustrated with relevant and recent examples of space use and dispersal, resource‐based trade‐offs, and life‐history tactics in insects, amphibians, and nonavian reptiles.
Published: 2019

7. Intense nocturnal warming alters growth strategies, colouration and parasite load in a diurnal lizard

Author: David Rozen-Rechels, Clémence Lauden, Sandrine Meylan, Alexis Rutschmann, Murielle Richard, Donald B. Miles, Jean-François Le Galliard, Rodrigo Megía-Palma, Mathieu Brevet, Andréaz Dupoué, Jean Clobert, Pauline Blaimont, Arnaud Badiane, Station d'Ecologie Théorique et Expérimentale (SETE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Agrobiosciences, Interactions et Biodiversité (FR AIB), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Departamento Química Orgánica y Química Inorgánica, Universidad de Alcalá, Alcalá de Henares, Universidad de Alcalá - University of Alcalá (UAH), Centre d'Études Biologiques de Chizé - UMR 7372 (CEBC), La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Rider University, Station d'écologie théorique et expérimentale (SETE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), University of Auckland [Auckland], Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES (UMR_7618 / UMR_D_242 / UMR_A_1392 / UM_113) ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Ohio University, Universidade do Porto, Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), CEREEP-Ecotron Ile de France (UMS 3194), 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), NSF (EF128428 and EF1241848), ANR-13-JSV7-0011,DESTRESS,Dégradation de l'habitat et stress hormonal : combiner théorie physiologique et biologie de la conservation(2013), ANR-17-CE02-0013,AQUATHERM,Rôles de la régulation hydrique et thermique dans les réponses écologiques au changement climatique(2017), School of Biological Sciences [Auckland], Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CIBIO-InBIO - Universidade do Porto, Universidade do Porto = University of Porto, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (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 de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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), and 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)
Subjects: 0106 biological sciences, energetic balance, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Climate Change, Context (language use), ectotherms, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Global Warming, Parasite Load, [SDV.BA.ZV]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, nocturnal temperatures, Temperate climate, oxidative stress, Animals, colouration change, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Abiotic component, Biomass (ecology), Forest inventory, Ecology, 010604 marine biology & hydrobiology, Temperature, Species diversity, Temperate forest, Lizards, Soil carbon, 15. Life on land, [SDE]Environmental Sciences, colouration change, ectotherms, energetic balance, nocturnal temperatures, oxidative stress, Animal Science and Zoology, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, human activities, Body Temperature Regulation
Abstract: International audience; High species diversity is generally thought to be a requirement for sustaining forest multifunctionality. However, the degree to which the relationship between species-, structural-, and trait-diversity of forests and multifunctionality depend on the context (such as stand age or abiotic conditions) is not well studied. Here, we hypothesized that context-dependency of tree species diversity, functional trait composition and stand structural attributes promote temperate forest multifunctionality including above- and below-ground multiple and single functions. To do so, we used repeated forest inventory data, from temperate mixed forests of northeast China, to quantify two above-ground (i.e. coarse woody productivity and wild edible plant biomass), five below-ground (i.e. soil organic carbon, total soil nitrogen, potassium, phosphorus and sulfur) functions, tree species diversity, individual tree size variation (CVDBH) and functional trait composition of specific leaf area (CWMSLA) as well as stand age and abiotic conditions. We found that tree species diversity increased forest multifunctionality and most of the single functions. Below-ground single and multifunctionality were better explained by tree species diversity. In contrast, above-ground single and multifunctionality were better explained by CVDBH. However, CWMSLA was also an additional important driver for maintaining above- and below-ground forest multifunctionality through opposing plant functional strategies. Stand age markedly reduced forest multifunctionality, tree species diversity and CWMSLA but substantially increased CVDBH. Below-ground forest multifunctionality and tree species diversity decreased while above-ground forest multifunctionality increased on steep slopes. These results highlight that context-dependency of forest diversity attributes might regulate forest multifunctionality but may not have a consistent effect on above-ground and below-ground forest multifunctionality due to the fact that those functions were driven by varied functional strategies of different plant species. We argue that maximizing forest complexity could act as a viable strategy to maximizing forest multifunctionality, while also promoting biodiversity conservation to mitigate climate change effects.
Published: 2021

8. Sushi domain-containing protein 4 controls synaptic plasticity and motor learning

Author: Keerthana Iyer, Fernando A Giuliani, Laure Rondi-Reig, Philippe Isope, Yann Nadjar, Antoine Triller, Jean-Louis Bessereau, Mélanie Albert, Andréa Dumoulin, Séverine M. Sigoillot, Oana Vigy, Maxime Veleanu, Jean Vincent, Mélanie Carquin, Anouar Khayachi, Célia Bosso-Lefèvre, Martial Séveno, Fekrije Selimi, Inés González-Calvo, Sylvana Tahraoui, 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), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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 (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), 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), 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)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), 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), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Gestionnaire, Hal Sorbonne Université, 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and 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)
Subjects: Male, 0301 basic medicine, Sushi domain, cerebellum, QH301-705.5, Science, [SDV]Life Sciences [q-bio], Protein subunit, AMPA receptor, Motor Activity, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, neuroscience, Synapse, Mice, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Ubiquitin, synapse, Animals, Learning, Biology (General), mouse, Complement Inactivator Proteins, Neuronal Plasticity, proteostasis, General Immunology and Microbiology, biology, General Neuroscience, Membrane Proteins, General Medicine, Transmembrane protein, [SDV] Life Sciences [q-bio], 030104 developmental biology, Proteostasis, plasticity, Synaptic plasticity, biology.protein, Medicine, Neuroscience, 030217 neurology & neurosurgery, Research Article
Abstract: Fine control of protein stoichiometry at synapses underlies brain function and plasticity. How proteostasis is controlled independently for each type of synaptic protein in a synapse-specific and activity-dependent manner remains unclear. Here, we show that Susd4, a gene coding for a complement-related transmembrane protein, is expressed by many neuronal populations starting at the time of synapse formation. Constitutive loss-of-function of Susd4 in the mouse impairs motor coordination adaptation and learning, prevents long-term depression at cerebellar synapses, and leads to misregulation of activity-dependent AMPA receptor subunit GluA2 degradation. We identified several proteins with known roles in the regulation of AMPA receptor turnover, in particular ubiquitin ligases of the NEDD4 subfamily, as SUSD4 binding partners. Our findings shed light on the potential role of SUSD4 mutations in neurodevelopmental diseases.
Published: 2021

9. Reciprocal stabilization of glycine receptors and gephyrin scaffold proteins at inhibitory synapses

Author: Christian G. Specht, Vincent Hakim, Thomas Chapdelaine, Jonas Ranft, 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)-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), Biophysique et Neuroscience Théoriques, 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), Maladies et hormones du système nerveux (DHNS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Saclay, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), ANR-12-BSV4-0019,Synaptune,Nouveaux mecanismes de régulation de la localization des récepteurs inhibiteurs(2012), ANR-17-CE13-0030,SynTrack,Libération des neurotransmetteurs et des récepteurs pendant la transmission synaptique: visualisation en temps réèl(2017), 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), 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), 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), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'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, Ranft, Jonas, BLANC - Nouveaux mecanismes de régulation de la localization des récepteurs inhibiteurs - - Synaptune2012 - ANR-12-BSV4-0019 - BLANC - VALID, Libération des neurotransmetteurs et des récepteurs pendant la transmission synaptique: visualisation en temps réèl - - SynTrack2017 - ANR-17-CE13-0030 - AAPG2017 - VALID, 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)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and 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)
Subjects: Scaffold protein, immunoimmobilisation (IMMO), [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, Biophysics, [SDV.BC.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Subcellular Processes [q-bio.SC], Neurotransmission, mEos4b, Reciprocal GlyR-gephyrin stabilisation glycine receptor (GlyR), 03 medical and health sciences, Receptors, Glycine, 0302 clinical medicine, Dendra2, Neurotransmitter receptor, Postsynaptic potential, [SDV.BC.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Subcellular Processes [q-bio.SC], crosslinking, Receptor, Glycine receptor, Cells, Cultured, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, [PHYS]Physics [physics], 0303 health sciences, fluorescence recovery after photobleaching (FRAP), [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Gephyrin, biology, Chemistry, [SCCO.NEUR]Cognitive science/Neuroscience, [SDV.NEU.NB] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, Membrane Proteins, Fluorescence recovery after photobleaching, Articles, Receptors, GABA-A, photochromism, gephyrin, fluorescence decay after photoconversion (FDAP), Synapses, biology.protein, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Postsynaptic scaffold proteins immobilize neurotransmitter receptors in the synaptic membrane opposite to presynaptic vesicle release sites, thus ensuring efficient synaptic transmission. At inhibitory synapses in the spinal cord, the main scaffold protein gephyrin assembles in dense molecule clusters that provide binding sites for glycine receptors (GlyRs). Gephyrin and GlyRs can also interact outside of synapses, where they form receptor-scaffold complexes. Although several models for the formation of postsynaptic scaffold domains in the presence of receptor-scaffold interactions have been advanced, a clear picture of the coupled dynamics of receptors and scaffold proteins at synapses is lacking. To characterize the GlyR and gephyrin dynamics at inhibitory synapses, we performed fluorescence time-lapse imaging after photoconversion to directly visualize the exchange kinetics of recombinant Dendra2-gephyrin in cultured spinal cord neurons. Immuno-immobilization of endogenous GlyRs with specific antibodies abolished their lateral diffusion in the plasma membrane, as judged by the lack of fluorescence recovery after photobleaching. Moreover, the cross-linking of GlyRs significantly reduced the exchange of Dendra2-gephyrin compared with control conditions, suggesting that the kinetics of the synaptic gephyrin pool is strongly dependent on GlyR-gephyrin interactions. We did not observe any change in the total synaptic gephyrin levels after GlyR cross-linking, however, indicating that the number of gephyrin molecules at synapses is not primarily dependent on the exchange of GlyR-gephyrin complexes. We further show that our experimental data can be quantitatively accounted for by a model of receptor-scaffold dynamics that includes a tightly interacting receptor-scaffold domain, as well as more loosely bound receptor and scaffold populations that exchange with extrasynaptic pools. The model can make predictions for single-molecule data such as typical dwell times of synaptic proteins. Taken together, our data demonstrate the reciprocal stabilization of GlyRs and gephyrin at inhibitory synapses and provide a quantitative understanding of their dynamic organization.
Published: 2021

10. Parallel, linear, and subnanometric 3D tracking of microparticles with Stereo Darkfield Interferometry

Author: Martin Rieu, Bertrand Ducos, Vincent Croquette, Thibault Vieille, Nadia Ruiz-Gutierrez, Jean-François Allemand, Gaël Radou, Raphaël Jeanneret, 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), ABCD : Biophysique des Biomolécules, Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'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, 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), This study was supported by the ANR CLEANMD grant (ANR-14-CE10-0014) and ANR G4-CRASH (ANR-19-CE11-0021-01) from the French Agence Nationale de la Recherche to V.C., by the European Research Council grant Magreps [267 862] to V.C. Work in the group of V.C. is part of 'Institut Pierre-Gilles de Gennes' ('Investissements d’Avenir' program ANR-10-IDEX-0001-02 PSL and ANR-10-LABX-31) and the Qlife Institute of Convergence (Université PSL), ANR-14-CE10-0014,CLEANMD,Mécanismes moléculaires et impact de la voie de dégradation des ARNm nonsense (NMD) sur le transcriptome eucaryote.(2014), 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), ANR-10-IDEX-0001,PSL,Paris Sciences et Lettres(2010), ANR-10-LABX-0031,IPGG_LABEX,Pierre-Gilles de Gennes Institute for microfluidics(2010), European Project: 267862,EC:FP7:ERC,ERC-2010-AdG_20100224,MAGREPS(2011), 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), 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), Gestionnaire, HAL Sorbonne Université 5, Appel à projets générique - Mécanismes moléculaires et impact de la voie de dégradation des ARNm nonsense (NMD) sur le transcriptome eucaryote. - - CLEANMD2014 - ANR-14-CE10-0014 - Appel à projets générique - 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, Initiative d'excellence - Paris Sciences et Lettres - - PSL2010 - ANR-10-IDEX-0001 - IDEX - VALID, Pierre-Gilles de Gennes Institute for microfluidics - - IPGG_LABEX2010 - ANR-10-LABX-0031 - LABX - VALID, High-resolution tweezers for DNA replication and sequence identification - MAGREPS - - EC:FP7:ERC2011-09-01 - 2016-08-31 - 267862 - VALID, 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)-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), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and 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)
Subjects: Computer science, Biophysics, 02 engineering and technology, Tracking (particle physics), [PHYS] Physics [physics], 03 medical and health sciences, Simplicity (photography), 3d tracking, Calibration, Computer vision, Research Articles, 030304 developmental biology, [PHYS]Physics [physics], 0303 health sciences, Multidisciplinary, business.industry, Force spectroscopy, SciAdv r-articles, Linearity, Optics, 021001 nanoscience & nanotechnology, Interferometry, Cardinal point, Artificial intelligence, 0210 nano-technology, business, Research Article
Abstract: Inserting a simple mask in a microscope enables 3D tracking of single cells and subnanometer force spectroscopy., While crucial for force spectroscopists and microbiologists, three-dimensional (3D) particle tracking suffers from either poor precision, complex calibration, or the need of expensive hardware, preventing its massive adoption. We introduce a new technique, based on a simple piece of cardboard inserted in the objective focal plane, that enables simple 3D tracking of dilute microparticles while offering subnanometer frame-to-frame precision in all directions. Its linearity alleviates calibration procedures, while the interferometric pattern enhances precision. We illustrate its utility in single-molecule force spectroscopy and single-algae motility analysis. As with any technique based on back focal plane engineering, it may be directly embedded in a commercial objective, providing a means to convert any preexisting optical setup in a 3D tracking system. Thanks to its precision, its simplicity, and its versatility, we envision that the technique has the potential to enhance the spreading of high-precision and high-throughput 3D tracking.
Published: 2021

11. Validated MAGIC and GWAS population mapping reveals the link between vitamin E content and natural variation in chorismate metabolism in tomato

Author: Christopher Sauvage, Michel Matringe, Luisa Bermúdez, Thomas Guiraud, Luis Alejandro de Haro, Christophe Rothan, Maria Belen De Luca, Elise Albert, Isabelle Atienza, Alisdair R. Fernie, Claire Brehelin, Jean Philipppe Mauxion, Adriano Nunes Nesi, Carine Ferrand, Ramón Asis, Leandro Quadrana, Zhao Jian Tao, Fernando Carrari, Estanislao Burgos, Pierre Baldet, Mathilde Causse, Joana Jorly, Isidore Diouf, Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias [Buenos Aires] (IFIBYNE), Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Buenos Aires] (FCEyN), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA), Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes (GAFL), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Michigan State University System, Syngenta France, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología [Córdoba] (CIBICI), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Facultad de Ciencias Químicas [Córdoba], Universidad Nacional de Córdoba [Argentina]-Universidad Nacional de Córdoba [Argentina], Universidade Federal de Vicosa (UFV), Physiologie cellulaire et végétale (LPCV), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), 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)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Biologie du fruit et pathologie (BFP), Université de Bordeaux (UB)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Max-Planck-Institut, 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), Grants from ANPCyT Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, Argentina. (2014-0984 and 2017-1907), European Union Horizon 2020 Research and Innovation Programme (679796), MINCYT-ECOS projects (A11B01 and A14B03), Laboratoire de biogenèse membranaire (LBM), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Facultad de Agronomía [Buenos Aires], Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA), Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, Universidad Nacional de la Patagonia Austral (UNPA), Light Photosynthesis & Metabolism (Photosynthesis), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP), Max-Planck-Gesellschaft, 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), Universidade Federal de Viçosa = Federal University of Viçosa (UFV), 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), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-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, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), 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), and 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)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Chorismic Acid, medicine.medical_treatment, [SDV]Life Sciences [q-bio], Plant Science, tocotrieno, 01 natural sciences, purl.org/becyt/ford/1 [https], chemistry.chemical_compound, Solanum lycopersicum, TOMATO FRUIT, Vitamin E, Tocopherol, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 2. Zero hunger, Genetics, education.field_of_study, biology, Structural gene, Chromosome Mapping, food and beverages, Plants, Genetically Modified, tocopherol, TOCOPHEROL, Tocotrienol, Genetic Engineering, Metabolic Networks and Pathways, Transgene, Population, Quantitative trait locus, Genes, Plant, Polymorphism, Single Nucleotide, TOCOTRIENOL, 03 medical and health sciences, Quantitative Trait, Heritable, medicine, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, purl.org/becyt/ford/1.6 [https], education, lvitamin E, fungi, Genetic Variation, Cell Biology, SOLANUM LYCOPERSICUM, biology.organism_classification, VITAMIN E, 030104 developmental biology, chemistry, Genetic Loci, Fruit, Tyrosine, Solanum, Genome-Wide Association Study, 010606 plant biology & botany, tomato fruit
Abstract: Tocochromanols constitute the different forms of vitamin E (VTE), essential components of the human diet, and display a high membrane protectant activity. By combining interval mapping and genome-wide association studies (GWAS), we unveiled the genetic determinants of tocochromanol accumulation in tomato (Solanum lycopersicum) fruits. To enhance the nutritional value of this highly consumed vegetable, we dissected the natural intraspecific variability of tocochromanols in tomato fruits and genetically engineered their biosynthetic pathway. These analyses allowed the identification of a total of 25 quantitative trait loci interspersed across the genome pinpointing the chorismate–tyrosine pathway as a regulatory hub controlling the supply of the aromatic head group for tocochromanol biosynthesis. To validate the link between the chorismate–tyrosine pathway and VTE, we engineered tomato plants to bypass the pathway at the arogenate branch point. Transgenic tomatoes showed moderate increments in tocopherols (up to approximately 20%) and a massive accumulation of tocotrienols (up to approximately 3400%). Gene expression analyses of these plants reveal a trade-off between VTE and natural variation in chorismate metabolism explained by transcriptional reprogramming of specific structural genes of the pathway. By restoring the accumulation of alpha-tocotrienols (α-t3) in fruits, the plants produced here are of high pharmacological and nutritional interest. Fil: Burgos, Estanislao. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina Fil: de Luca, Maria Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina Fil: Diouf, Isidore. Centre Nouvelle - Aquitaine Bordeaux ; Instituto National de Recherches Agronomiques, Alimetation Et Environnement; Fil: de Haro, Luis Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina Fil: Albert, Elise. Michigan State University; Estados Unidos. Centre Nouvelle - Aquitaine Bordeaux ; Instituto National de Recherches Agronomiques, Alimetation Et Environnement; Fil: Sauvage, Christopher. Centre Nouvelle - Aquitaine Bordeaux ; Instituto National de Recherches Agronomiques, Alimetation Et Environnement; . Syngenta France SAS; Francia Fil: Tao, Zhao J.. Centre Nouvelle - Aquitaine Bordeaux ; Instituto National de Recherches Agronomiques, Alimetation Et Environnement; Fil: Bermudez Salazar, Luisa Fernanda. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Asís, Ramon. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina Fil: Nesi, Adriano N.. Universidade Federal de Viçosa.; Brasil Fil: Matringe, Michel. Universite Joseph Fourier; Francia. Centre Nouvelle - Aquitaine Bordeaux ; Instituto National de Recherches Agronomiques, Alimetation Et Environnement; Fil: Bréhélin, Claire. Universite Joseph Fourier; Francia. Centre Nouvelle - Aquitaine Bordeaux ; Instituto National de Recherches Agronomiques, Alimetation Et Environnement; Fil: Guiraud, Thomas. Universite de Bordeaux; Francia. Centre Nouvelle - Aquitaine Bordeaux ; Instituto National de Recherches Agronomiques, Alimetation Et Environnement; Fil: Ferrand, Carine. Universite de Bordeaux; Francia. Centre Nouvelle - Aquitaine Bordeaux ; Instituto National de Recherches Agronomiques, Alimetation Et Environnement; Fil: Atienza, Isabelle. Universite de Bordeaux; Francia. Centre Nouvelle - Aquitaine Bordeaux ; Instituto National de Recherches Agronomiques, Alimetation Et Environnement; Fil: Jorly, Joana. Universite de Bordeaux; Francia. Centre Nouvelle - Aquitaine Bordeaux ; Instituto National de Recherches Agronomiques, Alimetation Et Environnement; Fil: Mauxion, Jean P.. Universite de Bordeaux; Francia. Centre Nouvelle - Aquitaine Bordeaux ; Instituto National de Recherches Agronomiques, Alimetation Et Environnement; Fil: Baldet, Pierre. Centre Nouvelle - Aquitaine Bordeaux ; Instituto National de Recherches Agronomiques, Alimetation Et Environnement; . Universite de Bordeaux; Francia Fil: Fernie, Alisdair R.. Institut Max Planck fur Molekulare Physiologie; Alemania Fil: Quadrana, Leandro. Inserm; Francia. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia Fil: Rothan, Christophe. Universite de Bordeaux; Francia. Centre Nouvelle - Aquitaine Bordeaux ; Instituto National de Recherches Agronomiques, Alimetation Et Environnement; Fil: Causse, Mathilde. Centre Nouvelle - Aquitaine Bordeaux ; Instituto National de Recherches Agronomiques, Alimetation Et Environnement; Fil: Carrari, Fernando Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina. Universidad de Buenos Aires; Argentina
Published: 2021

12. Folding and Persistence Time of Intramolecular G-Quadruplexes Transiently Embedded in a DNA duplex

Author: Patrizia Alberti, Jimmy Ouellet, Jean-François Allemand, Alexandra Joubert, Phong Lan Thao Tran, Jean-Baptiste Boulé, Martin Rieu, Anthony Bugaut, Vincent Croquette, Samar Hodeib, 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), 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), 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 (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), 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), and 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)
Subjects: 0303 health sciences, Chemistry, [SDV]Life Sciences [q-bio], DNA replication, 010402 general chemistry, G-quadruplex, Origin of replication, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, [SDV.BBM.BP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biophysics, Folding (chemistry), 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Transcription (biology), Complementary DNA, Biophysics, A-DNA, DNA, 030304 developmental biology
Abstract: G-quadruplex (G4) DNA structures have emerged as important regulatory elements during DNA replication, transcription or repair. While manyin-vitrostudies have focused on the kinetics of G4 formation within DNA single-strands, G4 are foundin-vivoin double-stranded DNA regions, where their formation is challenged by pairing between the two complementary strands. Since the energy of hybridization of Watson-Crick structures dominates the energy of G4 folding, this competition should play a critical role on the persistence of G4in vivo. To address this issue, we designed a single molecule assay allowing measuring G4 folding and persistence while the structure is periodically challenged by the complementary strand. We quantified both the folding rate and the persistence time of biologically relevant G4 structures and showed that the dynamics of G4 formation depends strongly on the genomic location. G4 are found much more stable in promoter regions and replication origins than in telomeric regions. In addition, we characterized how G4 dynamics was affected by G4 ligands and showed that both folding rate and persistence increased. Our assay opens new perspectives for the measurement of G4 dynamics, which is critical to understand their role in genetic regulation.
Published: 2021

13. Single-molecule kinetic locking allows fluorescence-free quantification of protein/nucleic-acid binding

Author: Bertrand Ducos, Jessica Valle-Orero, Martin Rieu, Vincent Croquette, Jean-François Allemand, 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), ABCD : Biophysique des Biomolécules, Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'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, 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), This study was supported by the ANR CLEANMD grant (ANR-14-CE10-0014) and ANR G4-CRASH (ANR-19-CE11-0021-01) from the French Agence Nationale de la Recherche (to V.C.) and by the European Research Council grant Magreps [267 862] (to V.C.). Work in the group of V.C.is part of 'Institut Pierre-Gilles de Gennes' ('Investissements d’Avenir' program ANR-10-IDEX-0001-02 PSL and ANR-10-LABX-31) and the Qlife Institute of Convergence (Université PSL), ANR-14-CE10-0014,CLEANMD,Mécanismes moléculaires et impact de la voie de dégradation des ARNm nonsense (NMD) sur le transcriptome eucaryote.(2014), 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), ANR-10-LABX-0031,IPGG_LABEX,Pierre-Gilles de Gennes Institute for microfluidics(2010), ANR-10-IDEX-0001,PSL,Paris Sciences et Lettres(2010), HAL-SU, Gestionnaire, Appel à projets générique - Mécanismes moléculaires et impact de la voie de dégradation des ARNm nonsense (NMD) sur le transcriptome eucaryote. - - CLEANMD2014 - ANR-14-CE10-0014 - Appel à projets générique - 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, Pierre-Gilles de Gennes Institute for microfluidics - - IPGG_LABEX2010 - ANR-10-LABX-0031 - LABX - VALID, Initiative d'excellence - Paris Sciences et Lettres - - PSL2010 - ANR-10-IDEX-0001 - IDEX - 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), 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), 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)-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), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and 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)
Subjects: Magnetic tweezers, QH301-705.5, RecQ helicase, Medicine (miscellaneous), [SDV.BBM.BP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biophysics, Plasma protein binding, Article, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Single-molecule biophysics, Escherichia coli, Nucleotide, Biology (General), 030304 developmental biology, chemistry.chemical_classification, 0303 health sciences, RecQ Helicases, Chemistry, Force spectroscopy, Fluorescence, Single Molecule Imaging, [SDV.BBM.BP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biophysics, Kinetics, Biophysics, Nucleic acid, Thermodynamics, General Agricultural and Biological Sciences, 030217 neurology & neurosurgery, DNA, Protein Binding
Abstract: Fluorescence-free micro-manipulation of nucleic acids (NA) allows the functional characterization of DNA/RNA processing proteins, without the interference of labels, but currently fails to detect and quantify their binding. To overcome this limitation, we developed a method based on single-molecule force spectroscopy, called kinetic locking, that allows a direct in vitro visualization of protein binding while avoiding any kind of chemical disturbance of the protein’s natural function. We validate kinetic locking by measuring accurately the hybridization energy of ultrashort nucleotides (5, 6, 7 bases) and use it to measure the dynamical interactions of Escherichia coli/E. coli RecQ helicase with its DNA substrate., Rieu et al. present a magnetic tweezers based single-molecule manipulation method, called kinetic locking, for direct detection of biomolecular binding without use of fluorescent probes. By measuring dynamical interactions of E. coli RecQ helicase with its DNA substrate, authors show that this method holds promise for studying DNA-DNA and DNA-protein interactions while avoiding the need for labelling.
Published: 2021

14. Polycomb mutant partially suppresses DNA hypomethylation–associated phenotypes in Arabidopsis

Author: Lionel Navarro, Leandro Quadrana, Jérôme Zervudacki, Vincent Colot, Angélique Deleris, Valentin Hure, Martin Rougée, 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), 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)-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), 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 Deleris, Angelique
Subjects: Transposable element, Methyltransferase, Health, Toxicology and Mutagenesis, [SDV]Life Sciences [q-bio], Mutant, Arabidopsis, Polycomb-Group Proteins, Plant Science, macromolecular substances, Biology, medicine.disease_cause, Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (miscellaneous), Histones, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Gene Expression Regulation, Plant, medicine, Research Articles, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Mutation, Ecology, Arabidopsis Proteins, fungi, food and beverages, DNA Methylation, Linker DNA, Chromatin, Cell biology, [SDV] Life Sciences [q-bio], DNA-Binding Proteins, Phenotype, DNA methylation, 030217 neurology & neurosurgery, Research Article, Transcription Factors, DNA hypomethylation
Abstract: A mutation in Arabidopsis polycomb repressive complex 2 partially suppresses the transposon activity observed in a DNA methylation mutant, challenging expectations., In plants and mammals, DNA methylation and histone H3 lysine 27 trimethylation (H3K27me3), which is deposited by the polycomb repressive complex 2, are considered as two specialized systems for the epigenetic silencing of transposable element (TE) and genes, respectively. Nevertheless, many TE sequences acquire H3K27me3 when DNA methylation is lost. Here, we show in Arabidopsis thaliana that the gain of H3K27me3 observed at hundreds of TEs in the ddm1 mutant defective in the maintenance of DNA methylation, essentially depends on CURLY LEAF (CLF), one of two partially redundant H3K27 methyltransferases active in vegetative tissues. Surprisingly, the complete loss of H3K27me3 in ddm1 clf double mutant plants was not associated with further reactivation of TE expression nor with a burst of transposition. Instead, ddm1 clf plants exhibited less activated TEs, and a chromatin recompaction as well as hypermethylation of linker DNA compared with ddm1. Thus, a mutation in polycomb repressive complex 2 does not aggravate the molecular phenotypes linked to ddm1 but instead partially suppresses them, challenging our assumptions of the relationship between two conserved epigenetic silencing pathways.
Published: 2021

15. The Arabidopsis active demethylase ROS1 cis-regulates defense genes by erasing DNA methylation at promoter-regulatory regions

Author: Thierry Halter, Lionel Navarro, Jingyu Wang, Delase Amesefe, Magali Charvin, Emmanuelle Lastrucci, Meenu Singla Rastogi, Navarro, Lionel, Institut de biologie de l'Ecole Normale Supérieure (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), 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), 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), 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), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), 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), and 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)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, QH301-705.5, Science, [SDV]Life Sciences [q-bio], Biology, 01 natural sciences, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, genomics, genetics, Epigenetics, Biology (General), innate immunity, Regulation of gene expression, plant biology, General Immunology and Microbiology, epigenetics, General Neuroscience, Promoter, General Medicine, Methylation, WRKY protein domain, Cell biology, [SDV] Life Sciences [q-bio], 030104 developmental biology, DNA demethylation, A. thaliana, DNA methylation, biology.protein, Medicine, Demethylase, dna demethylation, gene regulation, 010606 plant biology & botany
Abstract: Active DNA demethylation has emerged as an important regulatory process of plant and mammalian immunity. However, very little is known about the mechanisms by which active demethylation controls transcriptional immune reprogramming and disease resistance. Here, we first show that the Arabidopsis active demethylase ROS1 promotes basal resistance towards Pseudomonas syringae by antagonizing RNA-directed DNA methylation (RdDM). Furthermore, we demonstrate that ROS1 facilitates the flagellin-triggered induction of the disease resistance gene RMG1 by limiting RdDM at the 3' boundary of a transposable element (TE)-derived repeat embedded in its promoter. We further identify flagellin-responsive ROS1 putative primary targets and show that at a subset of promoters, ROS1 erases methylation at discrete regions exhibiting WRKY transcription factors (TFs) binding. In particular, we demonstrate that ROS1 removes methylation at the orphan immune receptor RLP43 promoter, to ensure DNA binding of WRKY TFs. Finally, we show that ROS1-directed demethylation of RMG1 and RLP43 promoters is causal for both flagellin responsiveness of these genes and for basal resistance. Overall, these findings significantly advance our understanding of how active demethylases shape transcriptional immune reprogramming to enable antibacterial resistance.
Published: 2021

16. Human ORC/MCM density is low in active genes and correlates with replication time but does not solely define replication initiation zones

Author: Nina Kirstein, Alexander Buschle, Wolfgang Hammerschmidt, Laurent Lacroix, Aloys Schepers, Olivier Hyrien, Benjamin Audit, Helmut Blum, Xia Wu, Stefan Krebs, 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)-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 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), 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: 0303 health sciences, Replication timing, biology, MCM complex, [SDV]Life Sciences [q-bio], Promoter, Eukaryotic DNA replication, OK-seq, replication timing, DNA replication, Cell biology, ChIP-seq, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Histone, ORC, Replication Initiation, biology.protein, Directionality, transcription, replication initiation, Gene, ORC2, 030217 neurology & neurosurgery, 030304 developmental biology
Abstract: Eukaryotic DNA replication initiates during S phase from origins that have been licensed in the preceding G1 phase. Here, we compare ChIP-seq profiles of the licensing factors Orc2, Orc3, Mcm3, and Mcm7 with gene expression, replication timing and fork directionality profiles obtained by RNA-seq, Repli-seq and OK-seq. ORC and MCM are strongly and homogeneously depleted from transcribed genes, enriched at gene promoters, and more abundant in early-than in late-replicating domains. Surprisingly, after controlling these variables, no difference in ORC/MCM density is detected between initiation zones, termination zones, unidirectionally replicating and randomly replicating regions. Therefore, ORC/MCM density correlates with replication timing but does not solely regulate the probability of replication initiation. Interestingly, H4K20me3, a histone modification proposed to facilitate late origin licensing, was enriched in late replicating initiation zones and gene deserts of stochastic replication fork direction. We discuss potential mechanisms that specify when and where replication initiates in human cells.
Published: 2020

17. Artificially decreasing cortical tension generates aneuploidy in mouse oocytes

Author: Gaëlle Letort, Agathe Chaigne, Clément Campillo, Marie-Emilie Terret, Isma Bennabi, Rafaele Attia, Flora Crozet, Marion Manil-Ségalen, Clotilde Cadart, Elvira Nikalayevich, Auguste Genovesio, Alice Othmani, Marie-Hélène Verlhac, Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB), Collège de France (CdF (institution))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Analyse, Modélisation et Matériaux pour la Biologie et l'Environnement (LAMBE - UMR 8587), Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Physico-Chimie-Curie (PCC), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut Curie [Paris]-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)-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), 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), Labex MemoLife, 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), and 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)
Subjects: 0301 basic medicine, [SDV]Life Sciences [q-bio], Science, Morphogenesis, Myosin, General Physics and Astronomy, Aneuploidy, Biology, Oogenesis, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Article, Chromosome segregation, 03 medical and health sciences, Mice, 0302 clinical medicine, Meiosis, medicine, Animals, [CHIM]Chemical Sciences, lcsh:Science, Actin, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Myosin Type II, [PHYS]Physics [physics], Multidisciplinary, Chromosome, General Chemistry, medicine.disease, Oocyte, Cell biology, Cortex (botany), Cytoskeletal Proteins, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, Infertility, Oocytes, lcsh:Q, Female, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Human and mouse oocytes’ developmental potential can be predicted by their mechanical properties. Their development into blastocysts requires a specific stiffness window. In this study, we combine live-cell and computational imaging, laser ablation, and biophysical measurements to investigate how deregulation of cortex tension in the oocyte contributes to early developmental failure. We focus on extra-soft cells, the most common defect in a natural population. Using two independent tools to artificially decrease cortical tension, we show that chromosome alignment is impaired in extra-soft mouse oocytes, despite normal spindle morphogenesis and dynamics, inducing aneuploidy. The main cause is a cytoplasmic increase in myosin-II activity that could sterically hinder chromosome capture. We describe here an original mode of generation of aneuploidies that could be very common in oocytes and could contribute to the high aneuploidy rate observed during female meiosis, a leading cause of infertility and congenital disorders., The developmental potential of human and murine oocytes is predicted by their mechanical properties. Here the authors show that artificial reduction of cortex tension produces aneuploid mouse oocytes and speculate that this may contribute to the high aneuploidy rate typical of female meiosis.
Published: 2020

18. Synchronization, stochasticity and phase waves in neuronal networks with spatially-structured connectivity

Author: Anirudh Kulkarni, Jonas Ranft, Vincent Hakim, Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS (UMR_8023)), 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), Biophysique et Neuroscience Théoriques, 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), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), 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), 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)-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), 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), 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)-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)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'ENS-PSL, and VERZIER, Anne-Cécile
Subjects: DYNAMICS, 0301 basic medicine, Dephasing, [SDV]Life Sciences [q-bio], MODELS, Neuroscience (miscellaneous), Phase (waves), Synchronization, MECHANISMS, [PHYS] Physics [physics], lcsh:RC321-571, 03 medical and health sciences, Cellular and Molecular Neuroscience, 0302 clinical medicine, OSCILLATIONS, Traveling wave, spiking networks, [SDV.NEU] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], MOTOR CORTEX, lcsh:Neurosciences. Biological psychiatry. Neuropsychiatry, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Original Research, Physics, [PHYS]Physics [physics], beta oscillations, stochasticity, Science & Technology, Quantitative Biology::Neurons and Cognition, GAMMA-BAND SYNCHRONIZATION, Neurosciences, spatially structured connectivity, 1103 Clinical Sciences, Exponential function, Range (mathematics), traveling waves, 030104 developmental biology, Amplitude, rate model, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Mathematical & Computational Biology, Neurosciences & Neurology, Transient (oscillation), 1109 Neurosciences, Biological system, Life Sciences & Biomedicine, synchronization, 030217 neurology & neurosurgery, PATTERN-FORMATION, Neuroscience
Abstract: International audience; Oscillations in the beta/low gamma range (10-45 Hz) are recorded in diverse neural structures. They have successfully been modeled as sparsely synchronized oscillations arising from reciprocal interactions between randomly connected excitatory (E) pyramidal cells and local interneurons (I). The synchronization of spatially distant oscillatory spiking E-I modules has been well studied in the rate model framework but less so for modules of spiking neurons. Here, we first show that previously proposed modifications of rate models provide a quantitative description of spiking E-I modules of Exponential Integrate-and-Fire (EIF) neurons. This allows us to analyze the dynamical regimes of sparsely synchronized oscillatory E-I modules connected by long-range excitatory interactions, for two modules, as well as for a chain of such modules. For modules with a large number of neurons (> 10 5 ), we obtain results similar to previously obtained ones based on the classic deterministic Wilson-Cowan rate model, with the added bonus that the results quantitatively describe simulations of spiking EIF neurons. However, for modules with a moderate (~ 10 4 ) number of neurons, stochastic variations in the spike emission of neurons are important and need to be taken into account. On the one hand, they modify the oscillations in a way that tends to promote synchronization between different modules. On the other hand, independent fluctuations on different modules tend to disrupt synchronization. The correlations between distant oscillatory modules can be described by stochastic equations for the oscillator phases that have been intensely studied in other contexts. On shorter distances, we develop a description that also takes into account amplitude modes and that quantitatively accounts for our simulation data. Stochastic dephasing of neighboring modules produces transient phase gradients and the transient appearance of phase waves. We propose that these stochastically-induced phase waves provide an explanative framework for the observations of traveling waves in the cortex during beta oscillations.
Published: 2020

19. Fluorescent secreted bacterial effectors reveal active intravacuolar proliferation of Listeria monocytogenes in epithelial cells

Author: Peron Cane, Caroline, Carlos Fernandez, José, Leblanc, Julien, Wingertsmann, Laure, Gautier, Arnaud, Desprat, Nicolas, Lebreton, Alice, 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), 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), Laboratoire des biomolécules (LBM UMR 7203), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Département de Chimie - 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)-Chimie Moléculaire de Paris Centre (FR 2769), Institut de Chimie du CNRS (INC)-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)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), 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)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), ABCD : Biophysique des Biomolécules, 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), ATIP-Avenir, Amorçage de jeune équipe de la Fondation pour la Recherche Médicale (FRM-AJE20131128944), Programme Émergences – Recherche médicale de la Mairie de Paris, ANR-10-IDEX-0001,PSL,Paris Sciences et Lettres(2010), 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), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'ENS-PSL, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Chimie Moléculaire de Paris Centre (FR 2769), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Chimie - 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)-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, Lebreton, Alice, Initiative d'excellence - Paris Sciences et Lettres - - PSL2010 - ANR-10-IDEX-0001 - IDEX - VALID, 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), 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), and 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)
Subjects: Physiology, Secretion Systems, [SDV.BC.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Subcellular Processes [q-bio.SC], Pathology and Laboratory Medicine, [SDV.BBM.BM] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology, Epithelium, Hemolysin Proteins, Cytosol, Bacterial secretion, Animal Cells, Phagosomes, Microbial Physiology, Medicine and Health Sciences, Listeriosis, Intravacuolar life, Bacterial Physiology, Biology (General), Heat-Shock Proteins, Virulence factors, Bacterial Pathogens, [SDV.BBM.BP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biophysics, Intracellular Pathogens, Medical Microbiology, Cellular Structures and Organelles, Pathogens, Cellular Types, Anatomy, Research Article, Listeria, Imaging Techniques, QH301-705.5, Bacterial Toxins, [SDV.BBM.BP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biophysics, Research and Analysis Methods, Microbiology, Cell Line, Bacterial Proteins, Fluorescence Imaging, [SDV.BC.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Subcellular Processes [q-bio.SC], Humans, Live cell imaging, Microbial Pathogens, Secretion, Cell Proliferation, Fluorescent Dyes, Bacteria, Host-pathogen interactions, Macrophages, Organisms, Biology and Life Sciences, Epithelial Cells, Bacteriology, [SDV.BBM.BM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology, Cell Biology, RC581-607, Listeria monocytogenes, [SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, Biological Tissue, Vacuoles, Pore-forming toxin, Caco-2 Cells, Immunologic diseases. Allergy, [SDV.MP.BAC] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, Physiological Processes
Abstract: Real-time imaging of bacterial virulence factor dynamics is hampered by the limited number of fluorescent tools suitable for tagging secreted effectors. Here, we demonstrated that the fluorogenic reporter FAST could be used to tag secreted proteins, and we implemented it to monitor infection dynamics in epithelial cells exposed to the human pathogen Listeria monocytogenes (Lm). By tracking individual FAST-labelled vacuoles after Lm internalisation into cells, we unveiled the heterogeneity of residence time inside entry vacuoles. Although half of the bacterial population escaped within 13 minutes after entry, 12% of bacteria remained entrapped over an hour inside long term vacuoles, and sometimes much longer, regardless of the secretion of the pore-forming toxin listeriolysin O (LLO). We imaged LLO-FAST in these long-term vacuoles, and showed that LLO enabled Lm to proliferate inside these compartments, reminiscent of what had been previously observed for Spacious Listeria-containing phagosomes (SLAPs). Unexpectedly, inside epithelial SLAP-like vacuoles (eSLAPs), Lm proliferated as fast as in the host cytosol. eSLAPs thus constitute an alternative replication niche in epithelial cells that might promote the colonization of host tissues., Author summary Bacterial pathogens secrete virulence factors to subvert their hosts; however, monitoring bacterial secretion in real-time remains challenging. Here, we developed a convenient method that enabled fluorescent imaging of secreted proteins in live microscopy, and applied it to the human pathogen Listeria monocytogenes. Listeria has been described to invade cells and proliferate in their cytosol; it is first internalized inside vacuoles, from where it escapes thanks to the secretion of virulence factors that disrupt membranes. Our work revealed the existence, in human epithelial cells, of a population of Listeria that failed to escape vacuoles but instead multiplied efficiently therein, despite—and in fact, thanks to—the active secretion of a toxin that permeates membranes. This intravacuolar niche may provide Listeria with an alternative strategy to colonize its host.
Published: 2020

20. Visualizing the dynamics of exported bacterial proteins with the chemogenetic fluorescent reporter FAST

Author: Alice Lebreton, Yankel Chekli, Dario Dell'Arciprete, Arnaud Gautier, Chenge Li, Jean-François Allemand, Nicolas Desprat, Christophe Beloin, Caroline Peron-Cane, Jean-Marc Ghigo, Génétique des Biofilms - Genetics of Biofilms, Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Doctorale Bio Sorbonne Paris Cité [Paris] (ED BioSPC), Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Université de Paris (UP), Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS (UMR_8023)), 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), ABCD : Biophysique des Biomolécules, 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), Laboratoire des biomolécules (LBM UMR 7203), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Département de Chimie - 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)-Chimie Moléculaire de Paris Centre (FR 2769), Institut de Chimie du CNRS (INC)-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)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), 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)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Processus d'Activation Sélective par Transfert d'Energie Uni-électronique ou Radiatif (UMR 8640) (PASTEUR), Département de Chimie - ENS Paris, 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 Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Fondation pour la Recherche Médicale FRM-DEQ20180339185, Fondation pour la Recherche Médicale FRM-AJE20131128944, Inserm ATIP-Avenir, Mairie de Paris (programme Émergences – Recherche médicale), Marie Sklodowska-Curie Action MSCA-IF-2018 (ERC), ANR-10-IDEX-0001,PSL,Paris Sciences et Lettres(2010), ANR-18-IDEX-0001,Université de Paris,Université de Paris(2018), ANR-10-LABX-0062,IBEID,Integrative Biology of Emerging Infectious Diseases(2010), ANR-19-CE13-0026,ADOBE,Dynamique de l'adhésion au niveau de l'enveloppe bactérienne(2019), European Project: ERC-2016-CoG-724705 ,FLUOSWITCH, Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Doctorale Bio Sorbonne Paris Cité [Paris] (ED562 - BioSPC), Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Université Paris Cité (UPCité), Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS), 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), Institut de biologie de l'ENS Paris (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-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, Chimie Moléculaire de Paris Centre (FR 2769), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Chimie - 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), Lebreton, Alice, Initiative d'excellence - Paris Sciences et Lettres - - PSL2010 - ANR-10-IDEX-0001 - IDEX - VALID, Université de Paris - - Université de Paris2018 - ANR-18-IDEX-0001 - IDEX - VALID, Integrative Biology of Emerging Infectious Diseases - - IBEID2010 - ANR-10-LABX-0062 - LABX - VALID, Dynamique de l'adhésion au niveau de l'enveloppe bactérienne - - ADOBE2019 - ANR-19-CE13-0026 - AAPG2019 - VALID, Pushing the frontiers of biological imaging with genetically encoded fluorescence switches - FLUOSWITCH - ERC-2016-CoG-724705 - INCOMING, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-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)-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), and 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)
Subjects: 0301 basic medicine, Science, 030106 microbiology, Cell, [SDV.BC.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Subcellular Processes [q-bio.SC], [SDV.BBM.BM] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology, medicine.disease_cause, Article, Bacterial cell structure, 03 medical and health sciences, Bacterial Proteins, Live cell imaging, Escherichia coli, [SDV.BC.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Subcellular Processes [q-bio.SC], medicine, Bacteria, microcolonies, fluorescent reporters, FAST complex, invasin, bacterial envelope, surface proteins, Secretion, Adhesins, Bacterial, 030304 developmental biology, Intimin, 0303 health sciences, Multidisciplinary, Membranes, biology, 030306 microbiology, Chemistry, Escherichia coli Proteins, Cell Membrane, Bacteriology, [SDV.BBM.BM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology, biology.organism_classification, Listeria monocytogenes, [SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, Cell biology, Bacterial adhesin, Luminescent Proteins, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, Luminescent Measurements, Genetic engineering, Medicine, Pathogens, [SDV.MP.BAC] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, Chemical tools, Microbial genetics, Bacteria
Abstract: Bacterial proteins exported to the cell surface play key cellular functions. However, despite the interest to study the localisation of surface proteins such as adhesins, transporters or hydrolases, monitoring their dynamics in live imaging remains challenging, due to the limited availability of fluorescent probes remaining functional after secretion. In this work, we used the Escherichia coli intimin and the Listeria monocytogenes InlB invasin as surface exposed scaffolds fused with the recently developed chemogenetic fluorescent reporter protein FAST. Using both membrane permeant (HBR-3,5DM) and non-permeant (HBRAA-3E) fluorogens that fluoresce upon binding to FAST, we demonstrated that fully functional FAST can be exposed at the cell surface and used to specifically tag the external side of the bacterial envelop in both diderm and monoderm bacteria. Our work opens new avenues to study the organization and dynamics of the bacterial cell surface proteins.
Published: 2020

21. A conserved choreography of mRNAs at centrosomes reveals a localization mechanism involving active polysome transport

Author: Hervé Le Hir, Abdel-Meneem Traboulsi, Virginie Georget, Emeline Coleno, Xavier Pichon, Kazem Zibara, Thierry Gostan, Racha Chouaib, Oh Sung Kwon, Edouard Bertrand, Soha Salloum, Charles Lecellier, Frédéric Lionneton, Marion Peter, Marie-Cécile Robert, Adham Safieddine, Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier (IGMM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), 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)-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), 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), Lebanese University [Beirut] (LU), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), 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), 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: polysome imaging, 0303 health sciences, [SDV]Life Sciences [q-bio], cotranslational targeting, ASPM, Translation (biology), Biology, NUMA1, Translocon, high-throughput screening, smFISH, Cell biology, 03 medical and health sciences, local translation, 0302 clinical medicine, Microtubule, Centrosome, Polysome, Gene expression, conserved polysome choreography at centrosomes mRNA localization, centrosomes, Mitosis, 030217 neurology & neurosurgery, 030304 developmental biology
Abstract: Local translation allows for a spatial control of gene expression. Here, we used high-throughput smFISH to screen centrosomal protein-coding genes, and we describe 8 human mRNAs accumulating at centrosomes. These mRNAs localize at different stages during cell cycle with a remarkable choreography, indicating a finely regulated translational program at centrosomes. Interestingly, drug treatments and reporter analyses revealed a common translation-dependent localization mechanism requiring the nascent protein. Using ASPM and NUMA1 as models, single mRNA and polysome imaging revealed active movements of endogenous polysomes towards the centrosome at the onset of mitosis, when these mRNAs start localizing. ASPM polysomes associate with microtubules and localize by either motor-driven transport or microtubule pulling. Remarkably, the Drosophila orthologs of the human centrosomal mRNAs also localize to centrosomes and also require translation. These data identify a conserved family of centrosomal mRNAs that localize by active polysomes transport mediated by nascent proteins.; Local translation allows for a spatial control of gene expression. Here, we used high-throughput smFISH to screen centrosomal protein-coding genes, and we describe 8 human mRNAs accumulating at centrosomes. These mRNAs localize at different stages during cell cycle with a remarkable choreography, indicating a finely regulated translational program at centrosomes. Interestingly, drug treatments and reporter analyses revealed a common translation-dependent localization mechanism requiring the nascent protein. Using ASPM and NUMA1 as models, single mRNA and polysome imaging revealed active movements of endogenous polysomes towards the centrosome at the onset of mitosis, when these mRNAs start localizing. ASPM polysomes associate with microtubules and localize by either motor-driven transport or microtubule pulling. Remarkably, the Drosophila orthologs of the human centrosomal mRNAs also localize to centrosomes and also require translation. These data identify a conserved family of centrosomal mRNAs that localize by active polysomes transport mediated by nascent proteins.
Published: 2020

22. The activation trajectory of plasmacytoid dendritic cells in vivo during a viral infection

Author: Jean-Luc Davignon, Karima Naciri, Rabie Chelbi, Gilles Bessou, Chuang Dong, Nils Collinet, Michael Valente, Geoffray Brelurut, Pierre Milpied, Abdenour Abbas, Morgane Thomas-Chollier, Noudjoud Attaf, Thien-Phong Vu Manh, Inaki Cervera-Marzal, Alexandra-Chloé Villani, Benjamin Rauwel, Denis Thieffry, Marc Dalod, Elena Tomasello, Centre d'Immunologie de Marseille - Luminy (CIML), Aix Marseille Université (AMU)-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), Centre de Physiopathologie Toulouse Purpan (CPTP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Broad Institute of MIT and Harvard, Cambridge, Massachusetts 02142, USA, Partenaires INRAE, Center for Immunology and Inflammatory Diseases [Boston, MA, USA], 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), 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 de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and European Project: 281225,EC:FP7:ERC,ERC-2011-StG_20101109,SYSTEMSDENDRITIC(2012)
Subjects: CD4-Positive T-Lymphocytes, 0301 basic medicine, MESH: CD4-Positive T-Lymphocytes / immunology, MESH: Signal Transduction, Muromegalovirus, [SDV]Life Sciences [q-bio], Leukemia inhibitory factor receptor, Lymphocyte Activation, MESH: Mice, Knockout, Mice, 0302 clinical medicine, Single-cell analysis, Interferon, MESH: Sequence Analysis, RNA, Immunology and Allergy, MESH: Microscopy, Confocal, MESH: Animals, MESH: Interferon Type I / metabolism, MESH: Tumor Necrosis Factor-alpha / metabolism, Cells, Cultured, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Mice, Knockout, Mice, Inbred BALB C, Microscopy, Confocal, medicine.diagnostic_test, hemic and immune systems, Herpesviridae Infections, 3. Good health, Cell biology, medicine.anatomical_structure, Plasmacytoid dendritic cells, Interferon Type I, MESH: Herpesviridae Infections / immunology, Tumor necrosis factor alpha, Single-Cell Analysis, MESH: Dendritic Cells / immunology, Signal Transduction, medicine.drug, MESH: Cells, Cultured, T cell, Immunology, MESH: Mice, Inbred BALB C, Biology, Article, Flow cytometry, 03 medical and health sciences, Gene expression analysis, Downregulation and upregulation, In vivo, MESH: Mice, Inbred C57BL, medicine, Animals, MESH: Lymphocyte Activation, Sequence Analysis, RNA, Tumor Necrosis Factor-alpha, Dendritic Cells, Mice, Inbred C57BL, Confocal microscopy, 030104 developmental biology, MESH: Muromegalovirus / physiology, 030215 immunology, MESH: Single-Cell Analysis
Abstract: International audience; Plasmacytoid dendritic cells (pDCs) are a major source of type I interferon (IFN-I). What other functions pDCs exert in vivo during viral infections is controversial, and more studies are needed to understand their orchestration. In the present study, we characterize in depth and link pDC activation states in animals infected by mouse cytomegalovirus by combining Ifnb1 reporter mice with flow cytometry, single-cell RNA sequencing, confocal microscopy and a cognate CD4 T cell activation assay. We show that IFN-I production and T cell activation were performed by the same pDC, but these occurred sequentially in time and in different micro-anatomical locations. In addition, we show that pDC commitment to IFN-I production was marked early on by their downregulation of leukemia inhibitory factor receptor and was promoted by cell-intrinsic tumor necrosis factor signaling. We propose a new model for how individual pDCs are endowed to exert different functions in vivo during a viral infection, in a manner tightly orchestrated in time and space.
Published: 2020

23. Diversification and hybrid incompatibility in auto-pseudogamous species of Mesorhabditis nematodes

Author: Joris Dieng, Marie Delattre, Caroline Launay, Marie-Anne Félix, Laboratoire de biologie et modélisation de la cellule (LBMC UMR 5239), 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), 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), The cost of consumables (for cytology and worm maintenance) has been supported by a PEPS Exomod program from CNRS and by the Ecole Normale Supérieure of Lyon., 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), 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), 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), Bodescot, Myriam, and École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Subjects: Male, 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Centrosomes, Evolution, media_common.quotation_subject, Speciation, Species barrier, Zoology, Biology, DNA, Ribosomal, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Asexuality, Competition (biology), 03 medical and health sciences, Species Specificity, Asexuals, Sperm size, [SDV.BID.EVO] Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Populations and Evolution [q-bio.PE], QH359-425, Animals, Reproductive system, [SDV.BDLR] Life Sciences [q-bio]/Reproductive Biology, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, media_common, Zygote, Reproduction, Auto-pseudogamy, [SDV.BID.EVO]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Populations and Evolution [q-bio.PE], Hybrid incompatibility, Oocyte activation, [SDV.BDLR]Life Sciences [q-bio]/Reproductive Biology, biology.organism_classification, Spermatozoa, Sperm, [SDV.BA.ZI]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Invertebrate Zoology, Fertility, 030104 developmental biology, Nematode, Mesorhabditis nematodes, Pseudogamy, Fertilization, [SDV.BA.ZI] Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Invertebrate Zoology, Hybridization, Genetic, Female, Rhabditoidea, Research Article
Abstract: BackgroundPseudogamy is a reproductive system in which females rely on the sperm of males to activate their oocytes, generally parasitizing males of other species, but do not use the sperm DNA. The nematodeMesorhabditis belariuses a specific form of pseudogamy, where females produce their own males as a source of sperm. Males develop from rare eggs with true fertilization, while females arise by gynogenesis. Males thus do not contribute their genome to the female offspring. Here, we explored the diversity of reproductive mode within theMesorhabditisgenus and addressed species barriers in pseudogamous species.ResultsTo this end, we established a collection of over 60Mesorhabditisstrains from soil and rotting vegetal matter. We found that males from pseudogamous species displayed a reduced size of their body, male tail and sperm cells compared to males of sexualMesorhabditisspecies, as expected for males that face little competition. Using rDNA sequences and crosses, we could define 11 auto-pseudogamous biological species, with closely related species pairs and a possible single origin of pseudogamy in theMesorhabditisgenus. Most crosses between males and females of different species did not even produce female progeny. This surprising species barrier in pseudogamous egg activation was pre or postcopulatory depending on the species pair. In the latter case, when hybrid embryos were produced, most arrested before the first embryonic cell division. Hybrid incompatibility between auto-pseudogamous species was due to defective interaction between sperm and oocyte as well as defective reconstitution of zygotic centrosomes.ConclusionsWe established a collection of sexual and pseudo-sexual species which offer an ideal framework to explore the origin and consequences of transition to asexuality. Our results demonstrate that speciation occurs in the pseudogamous state. Whereas genomic conflicts are responsible for hybrid incompatibility in sexual species, we here reveal that centrosomes constitute key organelles in the establishment of species barrier.
Published: 2020

24. Automated inference of Boolean models from molecular interaction maps using CaSQ

Author: Aghamiri, Sara Sadat, Singh, Vidisha, Naldi, Aurélien, Helikar, Tomáš, Soliman, Sylvain, Niarakis, Anna, Laboratoire de recherche européen pour la polyarthrite rhumatoïde (GenHotel), Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay, 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), University of Nebraska [Lincoln], University of Nebraska System, Computational systems biology and optimization (Lifeware), Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), 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), University of Nebraska–Lincoln, ANR-16-CE18-0029,BIOPSY,Système de programmation à base de réseaux biochimiques(2016), 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, 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), and Soliman, Sylvain
Subjects: [INFO.INFO-PL]Computer Science [cs]/Programming Languages [cs.PL], AcademicSubjects/SCI01060, [SDV.GEN.GH]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Human genetics, Systems Biology, Original Papers, Models, Biological, [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], Software, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [INFO.INFO-PL] Computer Science [cs]/Programming Languages [cs.PL]
Abstract: Motivation Molecular interaction maps have emerged as a meaningful way of representing biological mechanisms in a comprehensive and systematic manner. However, their static nature provides limited insights to the emerging behaviour of the described biological system under different conditions. Computational modelling provides the means to study dynamic properties through in silico simulations and perturbations. We aim to bridge the gap between static and dynamic representations of biological systems with CaSQ, a software tool that infers Boolean rules based on the topology and semantics of molecular interaction maps built with CellDesigner. Results We developed CaSQ by defining conversion rules and logical formulas for inferred Boolean models according to the topology and the annotations of the starting molecular interaction maps. We used CaSQ to produce executable files of existing molecular maps that differ in size, complexity and the use of Systems Biology Graphical Notation (SBGN) standards. We also compared, where possible, the manually built logical models corresponding to a molecular map to the ones inferred by CaSQ. The tool is able to process large and complex maps built with CellDesigner (either following SBGN standards or not) and produce Boolean models in a standard output format, Systems Biology Marked Up Language-qualitative (SBML-qual), that can be further analyzed using popular modelling tools. References, annotations and layout of the CellDesigner molecular map are retained in the obtained model, facilitating interoperability and model reusability. Availability and implementation The present tool is available online: https://lifeware.inria.fr/∼soliman/post/casq/ and distributed as a Python package under the GNU GPLv3 license. The code can be accessed here: https://gitlab.inria.fr/soliman/casq. Supplementary information Supplementary data are available at Bioinformatics online.
Published: 2020

25. Density-dependent natural selection mediates harvest-induced trait changes

Author: David Carmignac, Simon Agostini, Samuel Perret, Beatriz Decencière, Eric Motard, Jacques Meriguet, Eric Edeline, Alexis Millot, Alix Bouffet-Halle, Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), CEREEP-Ecotron Ile de France (UMS 3194), 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), Écologie et santé des écosystèmes (ESE), AGROCAMPUS OUEST, 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), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), 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), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, 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 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), and 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0106 biological sciences, [SDV]Life Sciences [q-bio], Zoology, Biology, Body size, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Population density, High population, Animals, Body Size, Humans, Selection, Genetic, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Selection (genetic algorithm), 2. Zero hunger, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, Population Density, Natural selection, Ecology, 010604 marine biology & hydrobiology, [SDV.BID.EVO]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Populations and Evolution [q-bio.PE], fungi, Fishes, Phenotype, Density dependent, Trait, %22">Fish
Abstract: International audience; Harvesting has been demonstrated to cause rapid, yield-decreasing trait change towards slower somatic growth and earlier maturation in wild populations. These changes are largely considered to result from direct, density-independent harvest selection on traits. Here, we show that exact same trait changes may also indirectly result from a harvest-induced relaxation of density-dependent (K) natural selection for faster growth and delayed maturation. We exposed 12 pond populations of medaka fish (Oryzias latipes) to contrasted size-selective harvesting during 5 years, and show that harvesting effectively changed juvenile natural mortality from density-dependent to density-independent. We then laboratory-reared medaka progeny under contrasted food levels mimicking the environmental effects of a harvest-induced density gradient. Interaction between past harvest regime and present food environment on progeny traits revealed that harvest-induced trait changes in medaka resulted from selection in a low-food environment only, i.e., were driven by relaxed K-selection only, not by direct harvest selection. Feeding trials further demonstrated that trait changes were associated with reorganizations in rates of food acquisition, assimilation and allocation that were contingent upon the food environments. This is the first study to demonstrate that harvesting can induce undesirable distortions of natural selection that impair productivity traits. We conclude that sustaining harvesting yields over extended time scales requires a preservation of high population densities.
Published: 2020

26. Role of heat shock transcription factor 2 in the NMDA‐dependent neuroplasticity induced by chronic ethanol intake in mouse hippocampus

Author: Chloé Deschamps, Délara Sabéran-Djoneidi, Anne Le Mouël, Myriame Mohammed, Ichrak Drissi, Mickaël Naassila, Véronique Dubreuil, Rachel Alary, Valérie Mezger, Alexandre Robert, Olivier Pierrefiche, Groupe de Recherche sur l'alcool et les pharmacodépendances - UMR INSERM_S 1247 (GRAP), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Cambridge Institute for Medical Research (CIMR), University of Cambridge [UK] (CAM), Biocodex, Département Hospitalo-Universitaire DHU PROTECT, Paris, France, Centre épigénétique et destin cellulaire (EDC (UMR_7216)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Ecologie et des Sciences de la COnservation (CESCO), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-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), Alcoolisation précoce et vulnerabilité à la dépendance, 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and 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)
Subjects: Adult, medicine.medical_specialty, N-Methylaspartate, Adolescent, hippocampus, [SDV]Life Sciences [q-bio], [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, Long-Term Potentiation, Medicine (miscellaneous), Hippocampal formation, Neurotransmission, Mice, 03 medical and health sciences, Glutamatergic, 0302 clinical medicine, Heat Shock Transcription Factors, Internal medicine, medicine, Animals, Humans, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Pharmacology, synaptic plasticity, Chemistry, Long-Term Synaptic Depression, Age Factors, Glutamate receptor, Long-term potentiation, heat shock factor, 030227 psychiatry, GluN2B, Psychiatry and Mental health, GluN2A, Endocrinology, HSF2, NMDA, Synaptic plasticity, Excitatory postsynaptic potential, NMDA receptor, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], ethanol, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: International audience; Ethanol consumption impairs learning and memory through disturbances of NMDA-type glutamate receptor-dependent synaptic plasticity (long-term depression [LTD] and long-term potentiation [LTP]) in the hippocampus. Recently, we demonstrated that two ethanol binge-like episodes in young adult rats selectively blocked NMDA-LTD in hippocampal slices, increased NMDA receptor sensitivity to a GluN2B subunit antagonist, and induced cognitive deficits. Here, using knockout adult mice, we show that a stress-responsive transcription factor of the heat shock factor family, HSF2, which is involved in the perturbation of brain development induced by ethanol, participates in these processes. In the absence of ethanol, hsf2-/- mice show a selective loss of LTD in the hippocampus, which is associated with an increased sensitivity of NMDA-field excitatory postsynaptic potentials (fEPSPs) to a GluN2B antagonist, compared with wild-type (WT) mice. These results suggest that HSF2 is required for proper glutamatergic synaptic transmission and LTD plasticity. After 1 month of chronic ethanol consumption in a two-bottle choice paradigm, WT mice showed an increase in hippocampal synaptic transmission, an enhanced sensitivity to GluN2B antagonist, and a blockade of LTD. In contrast, such modulation of synaptic transmission and plasticity were absent in hsf2-/- mice. We conclude that HSF2 is an important mediator of both glutamatergic neurotransmission and synaptic plasticity in basal conditions and also mediates ethanol-induced neuroadaptations of the hippocampus network after chronic ethanol intake.
Published: 2020

27. General destabilizing effects of eutrophication on grassland productivity at multiple spatial scales

Author: Martin Schütz, Peter B. Adler, Melinda D. Smith, Lars A. Brudvig, Yann Hautier, Carlos Alberto Arnillas, Michel Loreau, Andy Hector, Marc W. Cadotte, Forest Isbell, Juan Alberti, Mahesh Sankaran, Jonathan D. Bakker, Peter A. Wilfahrt, John W. Morgan, Pablo Luis Peri, Amandine Hansar, Jonathan S. Lefcheck, Peter B. Reich, Sally E. Koerner, Kevin R. Wilcox, Christiane Roscher, Philip A. Fay, Miguel N. Bugalho, Edwin Pos, Mick Crawley, Elizabeth T. Borer, Pengfei Zhang, Rebecca L. McCulley, Anita C. Risch, Laura E. Dee, Jodi N. Price, Maria C. Caldeira, Johannes M. H. Knops, Oliver Carroll, Nico Eisenhauer, Risto Virtanen, Sally A. Power, Carly J. Stevens, Andrew S. MacDougall, Anu Eskelinen, Benjamin Gilbert, Jarrett E. K. Byrnes, Glenda M. Wardle, Scott L. Collins, Eric W. Seabloom, Joslin L. Moore, Akira Mori, Shaopeng Wang, Pedro M. Tognetti, Kimberly J. Komatsu, Pedro Daleo, Department of Biology, Faculty of Sciences, Utrecht University, Utrecht University [Utrecht], Lanzhou University, Shandong University, Ministry of Justice Hub for Research & Practice in Eco-Environmental Forensics, Station d'écologie théorique et expérimentale (SETE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Wyoming (UW), University of Minnesota [Twin Cities] (UMN), University of Minnesota System, University of Massachusetts [Boston] (UMass Boston), University of Massachusetts System (UMASS), University of North Carolina [Greensboro] (UNCG), University of North Carolina System (UNC), Smithsonian Environmental Research Center (SERC), University of Oxford, Utah State University (USU), Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras [Mar del Plata] (IIMyC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Mar del Plata], Universidad Nacional de Mar del Plata [Mar del Plata] (UNMdP)-Universidad Nacional de Mar del Plata [Mar del Plata] (UNMdP), University of Toronto at Scarborough, University of Washington [Seattle], Michigan State University System, Universidade de Lisboa = University of Lisbon (ULISBOA), University of Guelph, Imperial College London, The University of New Mexico [Albuquerque], University of Colorado [Boulder], German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv), Leipzig University, Helmholtz Zentrum für Umweltforschung = Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ), University of Oulu, USDA-ARS Grassland, Soil, and Water Research Laboratory, Temple, Department of Ecology and Evolutionary Biology [University of Toronto] (EEB), University of Toronto, CEREEP-Ecotron Ile de France (UMS 3194), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Xi'an Jiaotong-Liverpool University [Suzhou], University of Kentucky (UK), Monash University [Clayton], La Trobe University [Melbourne], Yokohama National University, INTA UNPA CONICET SANTA CRUZ ARG, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Western Sydney University, Charles Sturt University [Australia], Department of Forest Resources, University of Minnesota, St. Paul, MN, USA, Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL, National Centre for Biological Sciences, TIFR, Bangalore, University of Leeds, Colorado State University [Fort Collins] (CSU), Graduate Degree Program in Ecology, Colorado State University, Lancaster University, Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA), The University of Sydney, Peking University [Beijing], Department of Ecology, Evolution, and Behavior, University of Minnesota System-University of Minnesota System, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Smithsonian Environmental Research Center, University of Oxford [Oxford], Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Mar del Plata], Universidad Nacional de Mar del Plata [Mar del Plata] (UNMdP)-Universidad Nacional de Mar del Plata [Mar del Plata] (UNMdP)-Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET), University of Toronto [Scarborough, Canada], Universidade de Lisboa (ULISBOA), 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)-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), University of Kentucky, and Nature Publishing Group
Subjects: 0106 biological sciences, Grassland ecology, Spatial scales, Environmental change, Beta diversity, Biodiversity, spatial variation, Functional Ecosystem Change, 01 natural sciences, Plantas, Biomass, lcsh:Science, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Índices de Diversidad, Diversity Alpha, Biomass (ecology), Ecology, spatial scales, Life Sciences, food and beverages, Phosphorus, Eutrophication, Plants, Pastizales, Productivity (ecology), Abundancia, Grasslands, Nutrient cycles, EUTROPHICATION, Escalas de Análisis, Diversity Indices, Preservación de las Funcionalidades de los Pastizales, Eutrofización, Primary Productivity, Nitrogen, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Science, Diversidad Biológica, CONSERVATION, ECOLOGY, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Article, Productividad Primaria, Ecosystem, Community ecology, PRESERVATION, Author Correction, Estabilidad, PLANT DIVERSITY, 010604 marine biology & hydrobiology, 15. Life on land, destabilizing effects, ENVIRONMENTAL CHANGE, Diversity Beta, Ciclo de nutrientes en ecosistemas, Fósforo, lcsh:Q, Species Richness, Cambios en las Funciones del Ecosistema, Fertilizer Application, [SDV]Life Sciences [q-bio], Ecology and Evolutionary Biology, General Physics and Astronomy, purl.org/becyt/ford/1 [https], Abundance, Abonos, Riqueza de Especies, Productivity, Diversidad Beta, 2. Zero hunger, Praderas, grassland productive, Multidisciplinary, LARGE SCALE STABILITY, Preserving Grassland Functional Stability, Nitrógeno, chronic fertilization, respiratory system, Biota, Grassland, Implicancias en la productividad, Stability, Diversidad Alfa, Biology, ENVIRONMENTAL FLUCTUATIONS, 010603 evolutionary biology, Models, Biological, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, Productividad de la Tierra, Ecosystem services, purl.org/becyt/ford/1.6 [https], grassland productivity, Pastures, Plant community, General Chemistry, plant diversity, Fertilization, Spatial variability, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, COMMUNITIES, human activities
Abstract: Eutrophication is a widespread environmental change that usually reduces the stabilizing effect of plant diversity on productivity in local communities. Whether this effect is scale dependent remains to be elucidated. Here, we determine the relationship between plant diversity and temporal stability of productivity for 243 plant communities from 42 grasslands across the globe and quantify the effect of chronic fertilization on these relationships. Unfertilized local communities with more plant species exhibit greater asynchronous dynamics among species in response to natural environmental fluctuations, resulting in greater local stability (alpha stability). Moreover, neighborhood communities that have greater spatial variation in plant species composition within sites (higher beta diversity) have greater spatial asynchrony of productivity among communities, resulting in greater stability at the larger scale (gamma stability). Importantly, fertilization consistently weakens the contribution of plant diversity to both of these stabilizing mechanisms, thus diminishing the positive effect of biodiversity on stability at differing spatial scales. Our findings suggest that preserving grassland functional stability requires conservation of plant diversity within and among ecological communities., Eutrophication has been shown to weaken diversity-stability relationships in grasslands, but it is unclear whether the effect depends on scale. Analysing a globally distributed network of grassland sites, the authors show a positive role of beta diversity and spatial asynchrony as drivers of stability but find that nitrogen enrichment weakens the diversity-stability relationships at different spatial scales.
Published: 2020

28. Detection of genetic variation and base modifications at base-pair resolution on both DNA and RNA

Author: David Bensimon, Geoff Smith, Jean-François Allemand, Gordon Hamilton, Pol d’Avezac, Charles André, David Georges Salthouse, Rémi Moulinas, Andréas Lefevre, Laurène Giraut, Sandra Astete, Jimmy Ouellet, Vincent Croquette, Jérôme Maluenda, Zhen Wang, Gaël Radou, Thibault Vieille, 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), ABCD : Biophysique des Biomolécules, 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), University of California [Los Angeles] (UCLA), University of California, Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), 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, 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), 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), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)
Subjects: DNA, Bacterial, RNA splicing, QH301-705.5, Base pair, [SDV]Life Sciences [q-bio], Medicine (miscellaneous), Computational biology, Genome, Article, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Epigenesis, Genetic, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Fragile X Mental Retardation Protein, 0302 clinical medicine, Trinucleotide Repeats, Single-molecule biophysics, Escherichia coli, Humans, Epigenetics, Biology (General), Base Pairing, 030304 developmental biology, Magnetic tweezers, 0303 health sciences, RNA, Genetic Variation, RNA sequencing, DNA, DNA Methylation, Publisher Correction, Single Molecule Imaging, chemistry, Methylation analysis, Fragile X Syndrome, Nucleic acid, Magnets, CRISPR-Cas Systems, General Agricultural and Biological Sciences, Trinucleotide repeat expansion, 5' Untranslated Regions, 030217 neurology & neurosurgery, Cytosine
Abstract: Accurate decoding of nucleic acid variation is critical to understand the complexity and regulation of genome function. Here we use a single-molecule magnetic tweezer (MT) platform to identify sequence variation and map a range of important epigenetic base modifications with high sensitivity, specificity, and precision in the same single molecules of DNA or RNA. We have also developed a highly specific amplification-free CRISPR-Cas enrichment strategy to isolate genomic regions from native DNA. We demonstrate enrichment of DNA from both E. coli and the FMR1 5’UTR coming from cells derived from a Fragile X carrier. From these kilobase-length enriched molecules we could characterize the differential levels of adenine and cytosine base modifications on E. coli, and the repeat expansion length and methylation status of FMR1. Together these results demonstrate that our platform can detect a variety of genetic, epigenetic, and base modification changes concomitantly within the same single molecules., Wang et al. show how genetic sequence and base modifications can be detected simultaneously on single molecules of both DNA and RNA using magnetic tweezers. They also demonstrate an amplification-free CRISPR/Cas9-based strategy for isolating target regions from native DNA and apply this approach to the isolation of targets from E. coli and human genomic DNA.
Published: 2020

29. FORK-seq: replication landscape of the Saccharomyces cerevisiae genome by nanopore sequencing

Author: Elizaveta A. Novikova, Corinne Cruaud, Arnaud Lemainque, Benoît Le Tallec, Stefan Engelen, Laurent Lacroix, Olivier Hyrien, Bertrand Theulot, Benjamin Audit, Magali Hennion, Xia Wu, Jean-Michel Arbona, Florence Proux, 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 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), 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), 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)-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), 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), 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, Fondation pour la Recherche Médicale [FRM DEI201512344404], Cancéropole Ile-de-France [PLBIO16-302], ANR-15-CE12-0011,LIGHTCOMB,Méthodes de peignage moléculaire à haut débit pour une cartographie rapide de la réplication du génome humain(2015), ANR-10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: lcsh:QH426-470, Nanopore sequencing, [SDV]Life Sciences [q-bio], Population, Saccharomyces cerevisiae, Method, S. cerevisiae, Convolutional neural network, Computational biology, Biology, DNA replication, Origin of replication, Genome, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Replication (statistics), Directionality, education, lcsh:QH301-705.5, Transcription Initiation, Genetic, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, education.field_of_study, biology.organism_classification, Single-molecule analysis, lcsh:Genetics, chemistry, lcsh:Biology (General), Bromodeoxyuridine, Transcription Termination, Genetic, Replication origins, Genome, Fungal, 030217 neurology & neurosurgery, DNA
Abstract: Genome replication mapping methods profile cell populations, masking cell-to-cell heterogeneity. Here, we describe FORK-seq, a nanopore sequencing method to map replication of single DNA molecules at 200 nucleotide resolution. By quantifying BrdU incorporation along pulse-chased replication intermediates fromSaccharomyces cerevisiae, we orient 58,651 replication tracks reproducing population-based replication directionality profiles and map 4,964 and 4,485 individual initiation and termination events, respectively. Although most events cluster at known origins and fork merging zones, 9% and 18% of initiation and termination events, respectively, occur at many locations previously missed. Thus, FORK-seq reveals the full extent of cell-to-cell heterogeneity in DNA replication.
Published: 2020

30. Mild drought in the vegetative stage induces phenotypic, gene expression and DNA methylation plasticity in Arabidopsis but no transgenerational effects

Author: José M. Jiménez-Gómez, Antoine Martin, Vincent Colot, Tom J. M. Van Dooren, Elodie Gilbault, Liên Bach, Amanda Bortolini Silveira, Leandro Quadrana, Sébastien Tisné, Olivier Loudet, Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), 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), Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ANR-10-IDEX-0001,PSL,Paris Sciences et Lettres(2010), ANR-11-IDEX-0001,Amidex,INITIATIVE D'EXCELLENCE AIX MARSEILLE UNIVERSITE(2011), European Project: 243359,EC:FP7:ERC,ERC-2009-StG,DECODE(2010), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), 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), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES (UMR_7618 / UMR_D_242 / UMR_A_1392 / UM_113) ), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Sorbonne Université (SU)-Université de Paris (UP), CIC1428 IGR-CURIE, Institut Curie [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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), Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria and Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, 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), Baracco, Chantal, Initiative d'excellence - Paris Sciences et Lettres - - PSL2010 - ANR-10-IDEX-0001 - IDEX - VALID, INITIATIVE D'EXCELLENCE AIX MARSEILLE UNIVERSITE - - Amidex2011 - ANR-11-IDEX-0001 - IDEX - VALID, Decoding the complexity of quantitative natural variation in Arabidopsis thaliana - DECODE - - EC:FP7:ERC2010-02-01 - 2016-01-31 - 243359 - VALID, 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: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Physiology, [SDV]Life Sciences [q-bio], Arabidopsis, Gene Expression, Plant Science, drought, 01 natural sciences, DNA sequencing, Epigenesis, Genetic, 03 medical and health sciences, Arabidopsis thaliana, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, [SDV.BV] Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Epigenetics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 2. Zero hunger, Genetics, biology, epigenetics, AcademicSubjects/SCI01210, transgenerational effects, fungi, Maternal effect, food and beverages, Methylation, DNA Methylation, 15. Life on land, biology.organism_classification, Research Papers, Phenotype, Droughts, [SDV] Life Sciences [q-bio], 030104 developmental biology, plasticity, DNA methylation, maternal effects, Growth and Development, methylation, 010606 plant biology & botany
Abstract: A comprehensive phenotypic analysis in five Arabidopsis accessions combined with methylome and transcriptome analyses in the Col-0 reference accession indicate plasticity to mild drought but no transgenerational effects or inherited stress memory., There is renewed interest in whether environmentally induced changes in phenotypes can be heritable. In plants, heritable trait variation can occur without DNA sequence mutations through epigenetic mechanisms involving DNA methylation. However, it remains unknown whether this alternative system of inheritance responds to environmental changes and if it can provide a rapid way for plants to generate adaptive heritable phenotypic variation. To assess potential transgenerational effects induced by the environment, we subjected four natural accessions of Arabidopsis thaliana together with the reference accession Col-0 to mild drought in a multi-generational experiment. As expected, plastic responses to drought were observed in each accession, as well as a number of intergenerational effects of the parental environments. However, after an intervening generation without stress, except for a very few trait-based parental effects, descendants of stressed and non-stressed plants were phenotypically indistinguishable irrespective of whether they were grown in control conditions or under water deficit. In addition, genome-wide analysis of DNA methylation and gene expression in Col-0 demonstrated that, while mild drought induced changes in the DNA methylome of exposed plants, these variants were not inherited. We conclude that mild drought stress does not induce transgenerational epigenetic effects.
Published: 2020

31. Lifetime of a structure evolving by cluster aggregation and particle loss, and application to postsynaptic scaffold domains

Author: Vincent Hakim, Jonas Ranft, VERZIER, Anne-Cécile, Biophysique et Neuroscience Théoriques, Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS), 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, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), 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), 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), 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), 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), 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 Paris)
Subjects: Scaffold protein, Scaffold, [SDV]Life Sciences [q-bio], Particle loss, Models, Neurological, 01 natural sciences, [PHYS] Physics [physics], 010305 fluids & plasmas, Diffusion, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Spatial model, Postsynaptic potential, Inhibitory synapses, 0103 physical sciences, 010306 general physics, 030304 developmental biology, [PHYS]Physics [physics], Physics, 0303 health sciences, Mesoscopic physics, Gephyrin, biology, Membrane Proteins, Memory retention, [SDV] Life Sciences [q-bio], Turnover time, Synapses, biology.protein, Biological system, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: International audience; The dynamics of several mesoscopic biological structures depend on the interplay of growth through the incorporation of components of different sizes laterally diffusing along the cell membrane, and loss by component turnover. In particular, a model of such an out-of-equilibrium dynamics has recently been proposed for postsynaptic scaffold domains, which are key structures of neuronal synapses. It is of interest to estimate the lifetime of these mesoscopic structures, especially in the context of synapses where this time is related to memory retention. The lifetime of a structure can be very long as compared to the turnover time of its components and it can be difficult to estimate it by direct numerical simulations. Here, in the context of the model proposed for postsynaptic scaffold domains, we approximate the aggregation-turnover dynamics by a shot-noise process. This enables us to analytically compute the quasistationary distribution describing the sizes of the surviving structures as well as their characteristic lifetime. We show that our analytical estimate agrees with numerical simulations of a full spatial model, in a regime of parameters where a direct assessment is computationally feasible. We then use our approach to estimate the lifetime of mesoscopic structures in parameter regimes where computer simulations would be prohibitively long. For gephyrin, the scaffolding protein specific to inhibitory synapses, we estimate a lifetime longer than several months for a scaffold domain when the single gephyrin protein turnover time is about half an hour, as experimentally measured. While our focus is on postsynaptic domains, our formalism and techniques should be applicable to other biological structures that are also formed by a balance of condensation and turnover.
Published: 2020

32. From behavior to circuit modeling of light-seeking navigation in zebrafish larvae

Author: Raphaël Candelier, Georges Debrégeas, Thomas Panier, Volker Bormuth, Sébastien Wolf, Sophia Karpenko, Julie Lafaye, Guillaume Le Goc, Laboratoire Jean Perrin (LJP), Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), 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), 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), Laboratoire de Physique Statistique de l'ENS (LPS), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), 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)-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), Laboratoire Jean PERRIN, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-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), 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), 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)-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), 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), 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)-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)
Subjects: Light, Brain activity and meditation, Computer science, [SDV]Life Sciences [q-bio], animal behavior, 0302 clinical medicine, Phototaxis, Computer vision, Biology (General), Zebrafish, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Neurons, 0303 health sciences, Behavior, Animal, biology, General Neuroscience, General Medicine, Circuit modeling, Markov Chains, Biomechanical Phenomena, Larva, neural circuit models, Medicine, %22">Fish , [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Locomotion, Research Article, Computational and Systems Biology, QH301-705.5, Science, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Sensory system, Virtual reality, Models, Biological, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, Orientation, Zebrafish larvae, Animals, 14. Life underwater, Sensory cue, 030304 developmental biology, General Immunology and Microbiology, business.industry, Mechanism (biology), decision-making, biology.organism_classification, Artificial intelligence, Focus (optics), business, Neuroscience, Photic Stimulation, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Bridging brain-scale circuit dynamics and organism-scale behavior is a central challenge in neuroscience. It requires the concurrent development of minimal behavioral and neural circuit models that can quantitatively capture basic sensorimotor operations. Here, we focus on light-seeking navigation in zebrafish larvae. Using a virtual reality assay, we first characterize how motor and visual stimulation sequences govern the selection of discrete swim-bout events that subserve the fish navigation in the presence of a distant light source. These mechanisms are combined into a comprehensive Markov-chain model of navigation that quantitatively predicts the stationary distribution of the fish’s body orientation under any given illumination profile. We then map this behavioral description onto a neuronal model of the ARTR, a small neural circuit involved in the orientation-selection of swim bouts. We demonstrate that this visually-biased decision-making circuit can capture the statistics of both spontaneous and contrast-driven navigation., eLife digest All animals with the ability to move use sensory signals to help them navigate towards areas that seem better than their current location. Such areas might contain desirable things like food and mates, or they might allow an animal to escape from threats such as predators. But how the brain gives rise to this navigation behavior is unclear. Karpenko et al. have now obtained insights into the underlying mechanism by studying a behavior in zebrafish larvae called phototaxis. Phototaxis is the tendency to move in response to light. The advantage of using zebrafish larvae to study this behavior is that their brains are small and semi-transparent. This makes it possible to record the activity of almost every neuron. As a result, an individual’s brain activity can be mapped on to their behavior more precisely than in most other species. To probe how visual cues influence fish behavior, Karpenko et al. exposed individual fish to a carefully controlled virtual light source and then tracked their movements with a camera. The fish used two strategies to move towards the light. They selected their next movement based partly on the difference in the amount of light reaching each of their eyes, and partly on the change in overall brightness with each swim movement. Karpenko et al. used this information to build a numerical model of fish phototaxis, and to show how a simple brain circuit could generate this behavior. Species whose brains differ in size and structure may nevertheless develop similar strategies to perform similar tasks. By quantifying a generic behavior in a simple animal model, this study could provide insights into comparable behaviors in other species. In addition, the study suggests a simple mechanism for how animals select actions on the basis of sensory signals, which may also be relevant to other species and other tasks.
Published: 2020

33. Enhancer–gene maps in the human and zebrafish genomes using evolutionary linkage conservation

Author: Clément, Yves, Torbey, Patrick, Gilardi-Hebenstreit, Pascale, Crollius, Hugues Roest, ROEST CROLLIUS, Hugues, 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), 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), 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 Jacques Monod (IJM (UMR_7592)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), GILARDI-HEBENSTREIT, Pascale, and Université de Paris (UP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Embryo, Nonmammalian, Base Sequence, Genetic Linkage, [SDV]Life Sciences [q-bio], Gene regulation, Chromatin and Epigenetics, Chromosome Mapping, Computational Biology, Gene Expression Regulation, Developmental, Biological Evolution, Synteny, [SDV] Life Sciences [q-bio], Enhancer Elements, Genetic, Genome Size, Animals, Humans, Conserved Sequence, Zebrafish, Transcription Factors
Abstract: International audience; Abstract The spatiotemporal expression of genes is controlled by enhancer sequences that bind transcription factors. Identifying the target genes of enhancers remains difficult because enhancers regulate gene expression over long genomic distances. To address this, we used an evolutionary approach to build two genome-wide maps of predicted enhancer–gene associations in the human and zebrafish genomes. Evolutionary conserved sequences were linked to their predicted target genes using PEGASUS, a bioinformatics method that relies on evolutionary conservation of synteny. The analysis of these maps revealed that the number of predicted enhancers linked to a gene correlate with its expression breadth. Comparison of both maps identified hundreds of putative vertebrate ancestral regulatory relationships from which we could determine that predicted enhancer–gene distances scale with genome size despite strong positional conservation. The two maps represent a resource for further studies, including the prioritization of sequence variants in whole genome sequence of patients affected by genetic diseases.
Published: 2020

34. SBML Level 3: an extensible format for the exchange and reuse of biological models

Author: Edda Klipp, Marco Antoniotti, Frank Bergmann, James C. Schaff, Peter D. Karp, Daniel Lucio, Kedar Nath Natarajan, Thomas M. Hamm, Leandro Watanabe, Henning Hermjakob, David Tolnay, John Wagner, Joerg Stelling, Alida Palmisano, Falk Schreiber, Yukiko Matsuoka, Harold F. Gómez, Huaiyu Mi, Carole J. Proctor, Ulrike Wittig, Neil Swainston, Jan Červený, Denis Thieffry, Piero Dalle Pezze, Julio Saez-Rodriguez, Maciej J. Swat, Bin Hu, Martina Kutmon, Thomas Pfau, Bas Teusink, Sarah M. Keating, Fedor A. Kolpakov, Andreas Dräger, Pedro Mendes, Martin Scharm, Emek Demir, Ioannis Xenarios, Christoph Flamm, Axel von Kamp, Darren J. Wilkinson, Nick Juty, Fengkai Zhang, Leonard A. Harris, Michael Schubert, Dagmar Waltemath, Lucian P. Smith, Steffen Klamt, Herbert M. Sauro, Ali Ebrahim, Wolfram Liebermeister, Christian Knüpfer, Nicolas Rodriguez, Tramy Nguyen, Naoki Tanimura, Christopher Cox, Stuart C. Sealfon, Nicholas Alexander Allen, Clemens Wrzodek, Bastian R. Angermann, Martin Meier-Schellersheim, Anna Zhukova, Jean-Baptiste Pettit, Hovakim Grabski, Devin P. Sullivan, Claudine Chaouiya, Michael L. Blinov, John Doyle, Ilya Kiselev, Roman Schulte, Alex Gutteridge, Mélanie Courtot, Eric Mjolsness, Finja Wrzodek, Rahuman S Malik-Sheriff, Ronan M. T. Fleming, Bruce E. Shapiro, Kimberly Begley, Leslie M. Loew, Colin S. Gillespie, Ibrahim Vazirabad, Michael Hucka, Akira Funahashi, Bernhard O. Palsson, Hamid Bolouri, Tomáš Helikar, Camille Laibe, William S. Denney, Chris T. Evelo, Florian Mittag, William S. Hlavacek, Ron Henkel, Harish Dharuri, Julien Dorier, Karthik Raman, Martina Fröhlich, Conor Lawless, Rainer Machné, Falko Krause, Damon Hachmeister, Matthias König, Clifford A. Shaffer, Benjamin D. Heavner, Douglas B. Kell, Jonathan R. Karr, Mihai Glont, Lukas Endler, Melanie I. Stefan, Robert Phair, Lu Li, Henning Schmidt, Dirk Drasdo, Johan Elf, Allyson L. Lister, Hiroaki Kitano, Richard R. Adams, Oliver A. Ruebenacker, Roland Keller, Sven Sahle, Ion I. Moraru, Gary D. Bader, Poul M. F. Nielsen, Johann M. Rohwer, Johannes Eichner, Daniel R. Hyduke, James R. Faeder, Stefan Hoops, Emanuel Gonçalves, Yuichiro Inagaki, Aurélien Naldi, Koichi Takahashi, Sylvain Soliman, Brett G. Olivier, Kieran Smallbone, Stuart L. Moodie, Pedro T. Monteiro, Chris J. Myers, Martin Golebiewski, Tomas Radivoyevitch, Jeremy Zucker, Hidde de Jong, Andrew Finney, Keating, S, Waltemath, D, König, M, Zhang, F, Dräger, A, Chaouiya, C, Bergmann, F, Finney, A, Gillespie, C, Helikar, T, Hoops, S, Malik-Sheriff, R, Moodie, S, Moraru, I, Myers, C, Naldi, A, Olivier, B, Sahle, S, Schaff, J, Smith, L, Swat, M, Thieffry, D, Watanabe, L, Wilkinson, D, Blinov, M, Begley, K, Faeder, J, Gómez, H, Hamm, T, Inagaki, Y, Liebermeister, W, Lister, A, Lucio, D, Mjolsness, E, Proctor, C, Raman, K, Rodriguez, N, Shaffer, C, Shapiro, B, Stelling, J, Swainston, N, Tanimura, N, Wagner, J, Meier-Schellersheim, M, Sauro, H, Palsson, B, Bolouri, H, Kitano, H, Funahashi, A, Hermjakob, H, Doyle, J, Hucka, M, Adams, R, Allen, N, Angermann, B, Antoniotti, M, Bader, G, Červený, J, Courtot, M, Cox, C, Dalle Pezze, P, Demir, E, Denney, W, Dharuri, H, Dorier, J, Drasdo, D, Ebrahim, A, Eichner, J, Elf, J, Endler, L, Evelo, C, Flamm, C, Fleming, R, Fröhlich, M, Glont, M, Gonçalves, E, Golebiewski, M, Grabski, H, Gutteridge, A, Hachmeister, D, Harris, L, Heavner, B, Henkel, R, Hlavacek, W, Hu, B, Hyduke, D, Jong, H, Juty, N, Karp, P, Karr, J, Kell, D, Keller, R, Kiselev, I, Klamt, S, Klipp, E, Knüpfer, C, Kolpakov, F, Krause, F, Kutmon, M, Laibe, C, Lawless, C, Li, L, Loew, L, Machne, R, Matsuoka, Y, Mendes, P, Mi, H, Mittag, F, Monteiro, P, Natarajan, K, Nielsen, P, Nguyen, T, Palmisano, A, Jean-Baptiste, P, Pfau, T, Phair, R, Radivoyevitch, T, Rohwer, J, Ruebenacker, O, Saez-Rodriguez, J, Scharm, M, Schmidt, H, Schreiber, F, Schubert, M, Schulte, R, Sealfon, S, Smallbone, K, Soliman, S, Stefan, M, Sullivan, D, Takahashi, K, Teusink, B, Tolnay, D, Vazirabad, I, Kamp, A, Wittig, U, Wrzodek, C, Wrzodek, F, Xenarios, I, Zhukova, A, Zucker, J, European Bioinformatics Institute [Hinxton] (EMBL-EBI), EMBL Heidelberg, Heidelberg University Hospital [Heidelberg], Swiss Institute of Bioinformatics [Lausanne] (SIB), Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL), European Molecular Biology Laboratory (EMBL), University of Connecticut (UCONN), National Institutes of Health [Bethesda] (NIH), Chercheur indépendant, Amazon Web Services [Seattle] (AWS), Università degli Studi di Milano-Bicocca = University of Milano-Bicocca (UNIMIB), University of Toronto, Masaryk University [Brno] (MUNI), Terry Fox Laboratory, BC Cancer Agency (BCCRC)-British Columbia Cancer Agency Research Centre, The University of Tennessee [Knoxville], The Babraham Institute [Cambridge, UK], Oregon Health and Science University [Portland] (OHSU), Human Predictions LLC, Illumina, Swiss-Prot Group, Swiss Institute of Bioinformatics [Genève] (SIB), Modelling and Analysis for Medical and Biological Applications (MAMBA), Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Jacques-Louis Lions (LJLL (UMR_7598)), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), University of California [San Diego] (UC San Diego), University of California (UC), Center for Bioinformatics (ZBIT), Eberhard Karls Universität Tübingen = Eberhard Karls University of Tuebingen, Uppsala University, Institut für Populationsgenetik [Vienna], Veterinärmedizinische Universität Wien, Maastricht University [Maastricht], Alpen-Adria-Universität Klagenfurt [Klagenfurt, Austria], Medizinische Universität Wien = Medical University of Vienna, German Cancer Research Center - Deutsches Krebsforschungszentrum [Heidelberg] (DKFZ), Heidelberg Institute for Theoretical Studies (HITS ), Russian-Armenian University (RAU), GlaxoSmithKline [Stevenage, UK] (GSK), GlaxoSmithKline [Headquarters, London, UK] (GSK), Microsoft Technology Licensing (MTL), Microsoft Corporation [Redmond, Wash.], Vanderbilt University School of Medicine [Nashville], University of Washington [Seattle], University of Rostock, Los Alamos National Laboratory (LANL), Lorentz Institute, Universiteit Leiden, Tegmine Therapeutics, Modeling, simulation, measurement, and control of bacterial regulatory networks (IBIS), Laboratoire Adaptation et pathogénie des micro-organismes [Grenoble] (LAPM), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Jean Roget, SRI International [Menlo Park] (SRI), Icahn School of Medicine at Mount Sinai [New York] (MSSM), University of Liverpool, Universitätsklinikum Tübingen - University Hospital of Tübingen, Institute of Information and Computational Technologies (IICT), Max Planck Institute for Dynamics of Complex Technical Systems, Max-Planck-Gesellschaft, Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik (MPIMG), Friedrich-Schiller-Universität = Friedrich Schiller University Jena [Jena, Germany], Humboldt University Of Berlin, Newcastle University [Newcastle], École polytechnique (X), Heinrich Heine Universität Düsseldorf = Heinrich Heine University [Düsseldorf], The Systems Biology Institute [Tokyo] (SBI), Centro de Quimica Estrutural (CQE), Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa (IST), University of Southern California (USC), Instituto Gulbenkian de Ciência [Oeiras] (IGC), Fundação Calouste Gulbenkian, University of Southern Denmark (SDU), University of Auckland [Auckland], University of Utah, Virginia Tech [Blacksburg], University of Luxembourg [Luxembourg], Integrative Bioinformatics Inc [Mountain View], Cleveland Clinic, Stellenbosch University, Broad Institute of MIT and Harvard (BROAD INSTITUTE), Harvard Medical School [Boston] (HMS)-Massachusetts Institute of Technology (MIT)-Massachusetts General Hospital [Boston], Universität Heidelberg [Heidelberg] = Heidelberg University, Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research [Gatersleben] (IPK-Gatersleben), Laboratoire de Biologie du Développement de Villefranche sur mer (LBDV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mount Sinai School of Medicine, Department of Psychiatry-Icahn School of Medicine at Mount Sinai [New York] (MSSM), University of Manchester [Manchester], Computational systems biology and optimization (Lifeware), Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), California Institute of Technology (CALTECH), Encodia Inc [San Diego], Shinshu University [Nagano], University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), Versiti Blood Center of Wisconsin, Greifswald University Hospital, Bioinformatique évolutive - Evolutionary Bioinformatics, Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), National Institute of Allergy and Infectious Diseases [Bethesda] (NIAID-NIH), Department of Bioengineering, University of California (UC)-University of California (UC), ANSYS, Virginia Polytechnic Institute and State University [Blacksburg], Eight Pillars Ltd, Center for Integrative Genomics - Institute of Bioinformatics, Génopode (CIG), Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL)-Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL), Universität Heidelberg, Bioquant, Applied Biomathematics [New York], SimCYP Ltd, 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), University of Utah School of Medicine [Salt Lake City], University of Pittsburgh School of Medicine, Pennsylvania Commonwealth System of Higher Education (PCSHE), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), Mizuho Information and Research Institute, 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), University of Oxford, Computer Science (North Carolina State University), North Carolina State University [Raleigh] (NC State), University of North Carolina System (UNC)-University of North Carolina System (UNC), University of California [Irvine] (UC Irvine), Indian Institute of Technology Madras (IIT Madras), California State University [Northridge] (CSUN), Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC), IBM Research [Melbourne], Benaroya Research Institute [Seattle] (BRI), Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University, Keio University, Department of Computing and Mathematical sciences, members, SBML Level 3 Community, Université de Lausanne (UNIL), Università degli Studi di Milano-Bicocca [Milano] (UNIMIB), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), University of California, Universiteit Leiden [Leiden], Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Humboldt University of Berlin, Universität Heidelberg [Heidelberg], Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Humboldt-Universität zu Berlin, University of California-University of California, Université de Lausanne (UNIL)-Université de Lausanne (UNIL), 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), University of Oxford [Oxford], University of California [Irvine] (UCI), Biotechnology and Biological Sciences Research Council, Computer Science, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), 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 Paris)
Subjects: computational modeling, Medicine (General), Markup language, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, INFORMATION, Interoperability, interoperability, Review, [SDV.BC.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Subcellular Processes [q-bio.SC], ANNOTATION, 0302 clinical medicine, Software, file forma, Models, Biology (General), 0303 health sciences, Computational model, Applied Mathematics, Systems Biology, systems biology, File format, 3. Good health, Networking and Information Technology R&D, Networking and Information Technology R&D (NITRD), Computational Theory and Mathematics, SIMULATION, General Agricultural and Biological Sciences, STANDARDS, REPOSITORY, Information Systems, QH301-705.5, Bioinformatics, Systems biology, Software ecosystem, Reviews, Bioengineering, Methods & Resources, Biology, MARKUP LANGUAGE, Models, Biological, SBML Level 3 Community members, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, R5-920, Animals, Humans, SBML, reproducibility, 030304 developmental biology, ENVIRONMENT, General Immunology and Microbiology, file format, business.industry, Computational Biology, Biological, ONTOLOGY, Metabolism, Logistic Models, Biochemistry and Cell Biology, Other Biological Sciences, Software engineering, business, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Systems biology has experienced dramatic growth in the number, size, and complexity of computational models. To reproduce simulation results and reuse models, researchers must exchange unambiguous model descriptions. We review the latest edition of the Systems Biology Markup Language (SBML), a format designed for this purpose. A community of modelers and software authors developed SBML Level 3 over the past decade. Its modular form consists of a core suited to representing reaction‐based models and packages that extend the core with features suited to other model types including constraint‐based models, reaction‐diffusion models, logical network models, and rule‐based models. The format leverages two decades of SBML and a rich software ecosystem that transformed how systems biologists build and interact with models. More recently, the rise of multiscale models of whole cells and organs, and new data sources such as single‐cell measurements and live imaging, has precipitated new ways of integrating data with models. We provide our perspectives on the challenges presented by these developments and how SBML Level 3 provides the foundation needed to support this evolution., Over the past two decades, scientists from different fields have been developing SBML, a standard format for encoding computational models in biology and medicine. This article summarizes recent progress and gives perspectives on emerging challenges.
Published: 2020

35. Post-replicative pairing of sister ter regions in Escherichia coli involves multiple activities of MatP

Author: Bianca Sclavi, David Holcman, Pietro Cicuta, Catherine Tardin, Estelle Crozat, Philippe Rousseau, François Cornet, Armand Lablaine, Maya Salhi, Tommaso Bertoni, Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de microbiologie et génétique moléculaires (LMGM), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS), 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), 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), Crozat, Estelle [0000-0002-0641-4373], Salhi, Maya [0000-0002-8601-3077], Rousseau, Philippe [0000-0002-6376-6527], Bertoni, Tommaso [0000-0002-4798-7733], Sclavi, Bianca [0000-0002-3883-8592], Cicuta, Pietro [0000-0002-9193-8496], Cornet, François [0000-0001-8576-7451], Apollo - University of Cambridge Repository, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire Jean Perrin (LJP), Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), 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), Laboratoire de biologie et pharmacologie appliquée (LBPA), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Cavendish Laboratory, University of Cambridge [UK] (CAM), 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), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), 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), 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, Cornet, Francois, Laboratoire de microbiologie et génétique moléculaires - UMR5100 (LMGM), 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)-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), and 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)
Subjects: 0301 basic medicine, Cell division, Chromosomal Proteins, Non-Histone, [SDV]Life Sciences [q-bio], General Physics and Astronomy, Cell Cycle Proteins, medicine.disease_cause, 14, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Chromosome condensation, lcsh:Science, Genetics, Multidisciplinary, 631/326/41, Escherichia coli Proteins, food and beverages, 631/326/88, Chromosomes, Bacterial, 631/337/641/2358, [SDV] Life Sciences [q-bio], DNA-Binding Proteins, 9, Cell Division, 631/337/641/2002, DNA Replication, Science, Locus (genetics), General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Article, Bacterial genetics, 03 medical and health sciences, Tetramer, medicine, Escherichia coli, Cellular microbiology, 14/35, Bacteria, Circular bacterial chromosome, General Chemistry, Chromosome segregation, 030104 developmental biology, chemistry, Pairing, 14/63, lcsh:Q, human activities, 030217 neurology & neurosurgery, DNA
Abstract: Funder: Université Toulouse III - Paul Sabatier (University of Toulouse III Paul Sabatier); doi: https://doi.org/10.13039/501100009160, The ter region of the bacterial chromosome, where replication terminates, is the last to be segregated before cell division in Escherichia coli. Delayed segregation is controlled by the MatP protein, which binds to specific sites (matS) within ter, and interacts with other proteins such as ZapB. Here, we investigate the role of MatP by combining short-time mobility analyses of the ter locus with biochemical approaches. We find that ter mobility is similar to that of a non ter locus, except when sister ter loci are paired after replication. This effect depends on MatP, the persistence of catenanes, and ZapB. We characterise MatP/DNA complexes and conclude that MatP binds DNA as a tetramer, but bridging matS sites in a DNA-rich environment remains infrequent. We propose that tetramerisation of MatP links matS sites with ZapB and/or with non-specific DNA to promote optimal pairing of sister ter regions until cell division.
Published: 2020

36. Acclimation to Water Restriction Implies Different Paces for Behavioral and Physiological Responses in a Lizard Species

Author: Jean-François Le Galliard, Sandrine Meylan, Beatriz Decencière, Simon Agostini, David Rozen-Rechels, Kenza Qitout, Andréaz Dupoué, Le Galliard, Jean-François, Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Laboratoire Ecologie et évolution, 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CEREEP-Ecotron Ile de France (UMS 3194), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), 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-PSL), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-17-CE02-0013,AQUATHERM,Rôles de la régulation hydrique et thermique dans les réponses écologiques au changement climatique(2017), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES (UMR_7618 / UMR_D_242 / UMR_A_1392 / UM_113) ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (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), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Male, Physiology, evap- orative water loss, Acclimatization, 030310 physiology, media_common.quotation_subject, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Zoology, water availability, exploration, Biochemistry, Annual growth %, 03 medical and health sciences, Sex Factors, biology.animal, [SDV.BA.ZV]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, evaporative water loss, Animals, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, media_common, 0303 health sciences, Behavior, Animal, Water Deprivation, biology, Lizard, activity, Lizards, Water Loss, Insensible, Physiological responses, reptiles, Summer season, [SDE.BE] Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, [SDE.MCG] Environmental Sciences/Global Changes, 13. Climate action, Ectotherm, Female, Animal Science and Zoology, [SDV.BA.ZV] Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, Reproduction, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, body temperature, metabolism, Loss rate
Abstract: International audience; Chronic changes in climate conditions may select for acclimation responses in terrestrial animals living in fluctuating environments and beneficial acclimation responses may be key to the resilience of these species to global changes. Despite evidence that climate warming induces changes in water availability, acclimation responses to water restriction are understudied relative to thermal acclimation. In addition, acclimation responses may involve different modes, paces and trade-offs between physiological and behavioral traits. Here, we tested the dynamical acclimation responses of a dry-skinned terrestrial ectotherm to a chronic water restriction. Yearling common lizards (Zootoca vivipara) were exposed to a sub-lethal water restriction during 2 months of the summer season in laboratory conditions, then released in outdoor conditions for 10 additional months. Candidate behavioral (exploration, basking, and thermal preferences) and physiological traits (metabolism at rest and standard water loss rate) potentially involved in the acclimation response were measured repeatedly during and after water restriction. We observed a sequential acclimation response in water restricted animals (yearlings spent less time basking during the first weeks of water deprivation) which was followed by delayed sex-specific physiological consequences of the water restriction during the following months (thermal depression in males and lower standard evaporative water loss rates in females). Despite short-term negative effects of water restriction on body growth, annual growth, survival and reproduction were not significantly different between water restricted and control yearlings. This demonstrates that beneficial acclimation responses to water restriction involve both short-term flexible behavioral responses and delayed changes in thermal and water biology traits.
Published: 2020

37. Chronic elevation of glucorticoids late in life generates long lasting changes in physiological state without a life history switch

Author: Jean-François Le Galliard, Claudy Haussy, Sandrine Meylan, Beatriz Decencière, Rémy Josserand, Simon Agostini, Institut d'Ecologie et des Sciences de l'Environnement de Paris (IEES Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL), CEREEP-Ecotron Ile de France (UMS 3194), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Le Galliard, Jean-François, PSL Research University (PSL), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES (UMR_7618 / UMR_D_242 / UMR_A_1392 / UM_113) )
Subjects: Male, Offspring, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Physiology, 030209 endocrinology & metabolism, medicine.disease_cause, Antioxidants, Life history theory, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Endocrinology, Corticosterone, Stress, Physiological, biology.animal, [SDV.BA.ZV]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, medicine, Animals, Chronic stress, Glucocorticoids, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, 2. Zero hunger, 0303 health sciences, Life Cycle Stages, biology, Lizard, Stressor, Maternal effect, Lizards, [SDE.BE] Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, [SDE.MCG] Environmental Sciences/Global Changes, chemistry, Sample Size, [SDV.BA.ZV] Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, Animal Science and Zoology, Female, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Oxidative stress
Abstract: Chronic stressors have profound impacts on phenotypes and life history strategies on the short term, but delayed effects of stress experienced late in life remain poorly investigated in wild populations. Here, we used a combined laboratory and field experiment to test if chronic stress late in life has immediate and delayed effects on physiological and demographic traits in the common lizard, Zootoca vivipara. We increased plasma corticosterone levels in adults and yearlings during three weeks of the post-reproductive season. We quantified immediate responses in the laboratory, delayed intra-generational effects in field enclosures one month and one year later during the next reproductive season, and delayed inter-generational effects in the first generation of offspring. Our phenotypic assays included metabolism, immune capacities, lipid metabolism and oxidative stress. Relative to placebos, lizards treated with corticosterone had higher body condition and lower oxidative damages but an increased skin swelling response directly after the manipulation. Delayed responses in field enclosures were of three types. First, we found catch-up growth for body mass such the placebos had similar body conditions one month after the laboratory manipulation. Second, we found persistent differences in oxidative damages during one month but not one year later. Third, during the next reproductive season, corticosterone-treated females had higher levels of plasma triglycerides, whereas corticosterone-treated individuals had a higher skin swelling response. We found no delayed inter-generational effects on demographic traits of offspring. Our study demonstrates the potential for long-lasting physiological consequences of chronic corticosterone enhancement despite no obvious changes in life history.
Published: 2020

38. Water availability and temperature induce changes in oxidative status during pregnancy in a viviparous lizard

Author: Jean Clobert, Sandrine Meylan, Beatriz Decencière, Donald B. Miles, Pauline Blaimont, Jean-François Le Galliard, Simon Agostini, Murielle Richard, Andréaz Dupoué, David Rozen-Rechels, Rémi Martin, Station d'écologie théorique et expérimentale (SETE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of California [Santa Cruz] (UC Santa Cruz), University of California (UC), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Ecologie et évolution, 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ohio University, CEREEP-Ecotron Ile de France (UMS 3194), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Le Galliard, Jean-François, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), University of California [Santa Cruz] (UCSC), University of California, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-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)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-17-CE02-0013,AQUATHERM,Rôles de la régulation hydrique et thermique dans les réponses écologiques au changement climatique(2017), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES (UMR_7618 / UMR_D_242 / UMR_A_1392 / UM_113) ), Fonctionnement et évolution des systèmes écologiques (FESE), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Station d’Ecologie Expérimentale du CNRS à Moulis (SEEM), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Dept Ecol Evol Biol, Univ California SC (EEB-UCSC), University of California-University of California, and École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0106 biological sciences, reactive oxygen metabolites, Offspring, media_common.quotation_subject, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, water, Zoology, antioxidant capacity, medicine.disease_cause, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, biology.animal, [SDV.BA.ZV]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, medicine, ectotherm, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Organism, media_common, Pregnancy, biology, Reproductive success, Lizard, temperature, medicine.disease, fitness, [SDE.BE] Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, [SDE.MCG] Environmental Sciences/Global Changes, 13. Climate action, Ectotherm, [SDV.BA.ZV] Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, pregnancy, Reproduction, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Oxidative stress, 010606 plant biology & botany
Abstract: Reproduction involves considerable reorganization in an organism's physiology that incurs potential toxicity for cells (e.g., oxidative stress) and decrease in fitness. This framework has been the cornerstone of the so-called 'oxidative cost of reproduction', a theory that remains controversial and relatively overlooked in non-model ectotherms. Here, we used two complementary approaches in natural and controlled conditions to test whether altered access to climate conditions (water and temperature resources) alters oxidative status and mediates reproductive trade-offs in viviparous populations of the common lizard (Zootoca vivipara). First, we examined whether access to free-standing water and differences in ambient temperature across 12 natural populations could be related to variation in oxidative status, reproductive effort and reproductive success. Second, we determined whether an experimental restriction to water triggers higher oxidative cost of reproduction and correlates with fitness measures (reproductive success, future survival rate and probability of future reproduction). Pregnant females exhibited higher sensitivity than males to natural or experimental limitations in temperature and water access. That is, in restricted environments, pregnant females with higher reproductive effort exhibited stronger oxidative damage despite enhanced non-enzymatic antioxidant capacity. Enhanced antioxidant defensive capacity in pregnant females was positively correlated with higher reproductive success, whereas elevated oxidative damage negatively correlated with offspring annual survival. Altogether, our results revealed a context-dependent oxidative cost of reproduction that was concomitant with a conflict in water demand from offspring. These new insights should be critical for understanding ectotherm responses to heat waves and summer droughts that are increasing in frequency and duration. A free Plain Language Summary can be found within the Supporting Information of this article.
Published: 2019

39. Evidence for altered dendritic spine compartmentalization in Alzheimer’s disease and functional effects in a mouse model

Author: Brigitte Potier, Manon Thierry, Benoît Delatour, Alexandre Androuin, Daniel Cattaert, Patrick Dutar, Charles Duyckaerts, Serge Marty, Khalid Hamid El Hachimi, Antoine Triller, Lydia Danglot, U. Valentin Nägerl, Ihsen Youssef, 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 [APHP]-Sorbonne Université (SU)-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), Laboratoire de neurobiologie des réseaux (LNR), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-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'Ecole Normale Supérieure (IBENS), 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)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [APHP]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biologie Cellulaire de la Synapse Normale et Pathologique, 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), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], 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), 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), 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)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), 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), 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, 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), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), 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)
Subjects: Male, 0301 basic medicine, Dendritic spine, Dendritic Spines, [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, Models, Neurological, Hippocampus, Mice, Transgenic, Biology, Presenilin, Membrane Potentials, Pathology and Forensic Medicine, Tissue Culture Techniques, Synapse, Amyloid beta-Protein Precursor, 03 medical and health sciences, Cellular and Molecular Neuroscience, Imaging, Three-Dimensional, 0302 clinical medicine, Alzheimer Disease, Postsynaptic potential, Presenilin-1, Animals, Humans, Computer Simulation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Long-term potentiation, Middle Aged, Compartmentalization (psychology), Frontal Lobe, Spine (zoology), Disease Models, Animal, Microscopy, Electron, 030104 developmental biology, Synapses, Female, Neurology (clinical), Neuroscience, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: International audience; Alzheimer's disease (AD) is associated with a progressive loss of synapses and neurons. Studies in animal models indicate that morphological alterations of dendritic spines precede synapse loss, increasing the proportion of large and short ("stubby") spines. Whether similar alterations occur in human patients, and what their functional consequences could be, is not known. We analyzed biopsies from AD patients and APP x presenilin 1 knock-in mice that were previously shown to present a loss of pyramidal neurons in the CA1 area of the hippocampus. We observed that the proportion of stubby spines and the width of spine necks are inversely correlated with synapse density in frontal cortical biopsies from non-AD and AD patients. In mice, the reduction in the density of synapses in the stratum radiatum was preceded by an alteration of spine morphology, with a reduction of their length and an enlargement of their neck. Serial sectioning examined with electron microscopy allowed us to precisely measure spine parameters. Mathematical modeling indicated that the shortening and widening of the necks should alter the electrical compartmentalization of the spines, leading to reduced postsynaptic potentials in spine heads, but not in soma. Accordingly, there was no alteration in basal synaptic transmission, but long-term potentiation and spatial memory were impaired. These results indicate that an alteration of spine morphology could be involved in the early cognitive deficits associated with AD.
Published: 2018

40. Unique properties of dually innervated dendritic spines in pyramidal neurons of the somatosensory cortex uncovered by 3D correlative light and electron microscopy

Author: Olivier Gemin, Matteo Fossati, Pablo Serna, Antoine Triller, Joseph Zamith, Cécile Charrier, Nora Assendorp, Philippe Rostaing, 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 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 nationale supérieure d'architecture de Nantes (ENSA Nantes), 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)-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), 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), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)
Subjects: Dendritic spine, Physiology, Somatosensory system, Nervous System, Mice, 0302 clinical medicine, Cell Signaling, Animal Cells, Pregnancy, Medicine and Health Sciences, Electron Microscopy, Biology (General), Calcium signaling, Neurons, Microscopy, 0303 health sciences, Neuronal Plasticity, Pyramidal Cells, General Neuroscience, Compartmentalization (psychology), Electrophysiology, Excitatory postsynaptic potential, Female, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Cellular Types, Anatomy, General Agricultural and Biological Sciences, Research Article, Signal Transduction, QH301-705.5, Dendritic Spines, Models, Neurological, Neurophysiology, Biology, Research and Analysis Methods, Membrane Potential, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, Animals, Calcium Signaling, 030304 developmental biology, General Immunology and Microbiology, Biology and Life Sciences, Excitatory Postsynaptic Potentials, Cell Biology, Somatosensory Cortex, Neuronal Dendrites, Spine (zoology), Inhibitory Postsynaptic Potentials, Cellular Neuroscience, Synapses, Synaptic plasticity, Microscopy, Electron, Scanning, Ultrastructure, Head, Neuroscience, Neck, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Pyramidal neurons (PNs) are covered by thousands of dendritic spines receiving excitatory synaptic inputs. The ultrastructure of dendritic spines shapes signal compartmentalization, but ultrastructural diversity is rarely taken into account in computational models of synaptic integration. Here, we developed a 3D correlative light–electron microscopy (3D-CLEM) approach allowing the analysis of specific populations of synapses in genetically defined neuronal types in intact brain circuits. We used it to reconstruct segments of basal dendrites of layer 2/3 PNs of adult mouse somatosensory cortex and quantify spine ultrastructural diversity. We found that 10% of spines were dually innervated and 38% of inhibitory synapses localized to spines. Using our morphometric data to constrain a model of synaptic signal compartmentalization, we assessed the impact of spinous versus dendritic shaft inhibition. Our results indicate that spinous inhibition is locally more efficient than shaft inhibition and that it can decouple voltage and calcium signaling, potentially impacting synaptic plasticity., Pyramidal neurons are covered by thousands of dendritic spines receiving excitatory synaptic inputs. A new 3D correlative light-electron microscopy (3D-CLEM) approach enables the cartography of synaptic ultrastructure with cell type-, dendrite type- and synapse type-specific resolution in brain tissues, revealing unique properties of spines that receive dual innervation.
Published: 2021

41. Genetic variation in light vision and light-dependent movement behaviour in the eyeless Collembola Folsomia candida

Author: Marta Ruiz, Jean-François Le Galliard, Thomas Tully, Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), CEREEP-Ecotron Ile de France (UMS 3194), Département de Biologie - ENS Paris, 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)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-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)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sorbonne - Paris 4 - École supérieure du professorat et de l'éducation - Académie de Paris (ESPE Paris), Université Paris-Sorbonne (UP4), Centre National de la Recherche Scientifique, Ecole doctorate Diversite du Vivant at the Universite Pierre and Marie Curie [859/2013], Conseil regional d'Ile-de-France [DIM R2DS I-05-098/R, 2011-11017735], Agence Nationale de la Recherche grant of the 'Investissements d'avenir' program [ANR-11-INBS-0001], Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des interactions plantes micro-organismes (LIPM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Institut national supérieur du professorat et de l'éducation - Académie de Paris (INSPÉ Paris), Sorbonne Université (SU), 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 d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES), 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 Recherche Agronomique (INRA)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-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)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Photophobia, Light sensitivity, Soil Science, Biology, Intraspecific variation, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Folsomia candida, 03 medical and health sciences, Genetic variation, medicine, Clade, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Mobility, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, Phylogenetic tree, Ecology, Eyeless species, [SDV.BA.ZI]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Invertebrate Zoology, 030104 developmental biology, Habitat, Evolutionary biology, Trait, Collembolan, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, medicine.symptom, Undergrowth
Abstract: International audience; Animals can cope with spatiotemporal variation in their environment through mobility and selective habitat choice. Intra-specific variation in habitat choice has been documented especially for host plant preferences and cryptic habitat selection in insects. Here, we investigated the genetic variation in light sensitivity and light-dependent habitat choice in the eyeless Collembola Folsomia candida with a choice test under four different lighting conditions (control dark condition, two simulations of undergrowth natural light conditions and red light). We tested twelve clonal strains from diverse geographical origins that are clustered in two evolutionary clades with contrasting fast or slow life-history strategies. The clones differed in their mean movement probabilities in the dark treatment. These differences were related to the two different phylogenetic clades, where fast-life history clones are on average more mobile than slow-life history counterparts as predicted by the ‘colonizer syndrome’ hypothesis. We found behavioural avoidance of light in the three light conditions. Moreover, photophobia was stronger when the simulated light spectrum was brighter and included non-red light. Photophobia was similar among all clonal lineages and between the two clades, which suggests that this behaviour is a shared behavioural trait in this species. We discuss the use of light as an environmental cue for orientation, displacement and habitat choice under natural conditions.
Published: 2017

42. Correction to 'Dynamic Contrast for Plant Phenotyping'

Author: Yannick Bellec, Lionel Gissot, Zsolt Kelemen, Ruikang Zhang, Raja Chouket, Ludovic Jullien, Vincent Croquette, Jean-Denis Faure, Thomas Le Saux, Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département de Chimie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), ABCD : Biophysique des Biomolécules, 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), Fondation pour la Recherche Medicale FRM DEI201512440, IJPBs Plant Observatory, ANR-10-LABX-0040,SPS,Saclay Plant Sciences(2010), ANR-10-INBS-0004,France-BioImaging,Développment d'une infrastructure française distribuée coordonnée(2010), ANR-11-IDEX-0003,IPS,Idex Paris-Saclay(2011), ANR-11-EQPX-0029,MORPHOSCOPE 2,Imagerie et reconstruction multiéchelles de la morphogenèse. (Plateforme d'innovation technologique et méthodologique pour l'imagerie in vivo et la reconstruction des dynamiques multiéchelles de la morphogenèse)(2011), ANR-17-EURE-0007,SPS-GSR,Ecole Universitaire de Recherche de Sciences des Plantes de Paris-Saclay(2017), 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), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and 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)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], General Chemical Engineering, MEDLINE, 02 engineering and technology, General Chemistry, Computational biology, Biology, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Plant phenotyping, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Dynamic contrast, Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, 0210 nano-technology, QD1-999, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2020

43. Coordination of transcriptional and translational regulations in human cells infected by Listeria monocytogenes

Author: Sebastian Rupp, Vinko Besic, Alice Lebreton, Benoît Noël, Fatemeh Habibolahi, Auguste Genovesio, 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 Recherche Agronomique (INRA), Fondation pour la Recherche Médicale (FRM-AJE20131128944), Inserm ATIP-Avenir, Mairie de Paris 15(Programme Émergences – Recherche médicale), SNF Early Postdoc Mobility grant P2BEP3_168721, ANR-10-IDEX-0001-02/10-LABX-0054,MEMOLIFE,Memory in living systems: an integrated approach(2010), ANR-10-IDEX-0001-02/10-IDEX-0001,PSL,Paris Sciences et Lettres(2010), 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), 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), Mairie de Paris (Programme Émergences – Recherche médicale), ANR-10-IDEX-0001,PSL,Paris Sciences et Lettres(2010), Lebreton, Alice, Initiative d'excellence - Paris Sciences et Lettres - - PSL2010 - ANR-10-IDEX-0001 - IDEX - VALID, 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), 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 Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris
Subjects: Translation, 5'-terminal oligopyrimidine motif, 5'-terminal oligopyrimidine, [SDV.BC.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Subcellular Processes [q-bio.SC], Biology, [SDV.BBM.BM] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology, medicine.disease_cause, Transcriptome, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, PABPC1, Listeria monocytogenes, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Gene expression, [SDV.BC.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Subcellular Processes [q-bio.SC], medicine, Protein biosynthesis, Ribosome profiling, Gene, Psychological repression, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, [SDV.BIBS] Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], Host-pathogen interactions, [SDV.BBM.BM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology, Poly(A)-binding proteins, [SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], Cell biology, [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], [SDV.MP.BAC] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: The invasion of mammalian cells by intracellular bacterial pathogens reshuffles their gene expression and functions; however, we lack dynamic insight into the distinct control levels that shape the host response. Here, we have addressed the respective contribution of transcriptional and translational regulations during a timecourse of infection of human intestinal epithelial cells by an epidemic strain of Listeria monocytogenes, using transcriptome analysis paralleled with ribosome profiling. Upregulations were dominated by early transcriptional activation of pro-inflammatory genes, whereas translation inhibition appeared as the major driver of downregulations. Instead of a widespread but transient shutoff, translation inhibition affected specifically and durably transcripts encoding components of the translation machinery harbouring a 5’-terminal oligopyrimidine motif. Pre-silencing the most repressed target gene (PABPC1) slowed down the intracellular multiplication of Listeria monocytogenes, suggesting that the infected host cell can benefit from the repression of genes involved in protein synthesis and thereby better control infection.
Published: 2019

44. Optical control of neuronal ion channels and receptors

Author: Pierre Paoletti, Alexandre Mourot, Graham C. R. Ellis-Davies, 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), Mount Sinai School of Medicine, Icahn School of Medicine at Mount Sinai [New York] (MSSM)-Department of Psychiatry, 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), Department of Psychiatry-Icahn School of Medicine at Mount Sinai [New York] (MSSM), 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 (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), 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), 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)-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), 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
Subjects: 0301 basic medicine, Neuronal excitation, receptors, Optogenetics, Article, Receptors, G-Protein-Coupled, 03 medical and health sciences, [SCCO]Cognitive science, 0302 clinical medicine, Neurotransmitter receptor, synapse, Membrane Transport Modulators, Animals, Humans, photopharmacology, [SDV.NEU] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Receptor, optogenetics, Ion channel, Brain function, Neurons, photoswitch, General Neuroscience, [SCCO.NEUR]Cognitive science/Neuroscience, ion channels, Photochemical Processes, neuron, optopharmacology, caged compounds, 030104 developmental biology, Neuronal signalling, Optical control, [SDV.SP.PHARMA] Life Sciences [q-bio]/Pharmaceutical sciences/Pharmacology, [SDV.SP.PHARMA]Life Sciences [q-bio]/Pharmaceutical sciences/Pharmacology, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Neuroscience, Ion Channel Gating, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: International audience; Light-controllable tools provide powerful means to manipulate and interrogate brain function with relatively low invasiveness and high spatiotemporal precision. Although optogenetic approaches permit neuronal excitation or inhibition at the network level, other technologies, such as optopharmacology (also known as photopharmacology) have emerged that provide molecular-level control by endowing light sensitivity to endogenous biomolecules. In this Review, we discuss the challenges and opportunities of photocontrolling native neuronal signalling pathways, focusing on ion channels and neurotransmitter receptors. We describe existing strategies for rendering receptors and channels light sensitive and provide an overview of the neuroscientific insights gained from such approaches. At the crossroads of chemistry, protein engineering and neuroscience, optopharmacology offers great potential for understanding the molecular basis of brain function and behaviour, with promises for future therapeutics.
Published: 2019

45. Anthropogenic selection along directions of most evolutionary resistance

Author: Renneville, Clémentine, Millot, Alexis, Agostini, Simon, Carmignac, David, Maugars, Gersende, Dufour, Sylvie, Le Rouzic, Arnaud, Edeline, Eric, Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CEREEP-Ecotron Ile de France (UMS 3194), 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 Paris sciences et lettres (PSL), Biogéochimie et écologie des milieux continentaux (Bioemco), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-AgroParisTech-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Biologie des Organismes et Ecosystèmes Aquatiques (BOREA), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), Évolution, génomes, comportement et écologie (EGCE), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-IRD-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Écologie et santé des écosystèmes (ESE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AGROCAMPUS OUEST, 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), 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), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IRD-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES (UMR_7618 / UMR_D_242 / UMR_A_1392 / UM_113) ), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Evolution, génomes, comportement et écologie (EGCE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-AgroParisTech-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), and PSL Research University (PSL)
Subjects: [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, [SDV.GEN.GPO]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Populations and Evolution [q-bio.PE], [SDV]Life Sciences [q-bio]
Abstract: Anthropogenic perturbations such as harvesting often select against a large body size, and are predictedto induce rapid evolution towards smaller body sizes and earlier maturation. However, the evolvabilityof body size and size-correlated traits remains seldom evaluated in wild populations. Here, we use alaboratory experiment over 6 generations to measure the ability of wild-caught medaka fish (Oryziaslatipes) to evolve in response to bidirectional size-dependent selection mimicking opposite harvestregimes. Specifically, we imposed selection against a small body size (Large line), against a large bodysize (Small line) or random selection (Control line), and measured correlated responses across multiplephenotypic, life-history and endocrine traits. As expected, the Large line evolved faster somatic growthand delayed maturation, but also evolved smaller body sizes at hatch, with no change in average levelsof pituitary gene expressions of luteinizing, follicle-stimulating or growth (GH) hormones. In contrast,the Small medaka line was unable to evolve smaller body sizes or earlier maturation, but showedmarginally-significant signs of increased reproductive investment (age effect on maturity probability,larger egg sizes, elevated pituitary GH production). Natural selection on medaka body size was tooweak to significantly hinder the effect of artificial selection, indicating that the asymmetric body-sizeresponse to size-dependent selection reflected an asymmetry in body-size evolvability. Our resultsshow that trait evolvability may be contingent upon the direction of selection, and that a detailedknowledge of trait evolutionary potential is needed to forecast population response to anthropogenicchange.
Published: 2019

46. Sparse force-bearing bridges between neighboring synaptic vesicles

Author: Léa Siksou, Sebastien Phan, Mark H. Ellisman, Serge Marty, John F. Wesseling, Eric A. Bushong, Isabel Pérez-Otaño, Universidad de Navarra, Ministerio de Economía y Competitividad (España), Ministerio de Ciencia e Innovación (España), National Institutes of Health (US), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Universidad de Navarra [Pamplona] (UNAV), Center for Applied Medical Research [Plamplona] (CIMA), University of California [San Diego] (UC San Diego), University of California, 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)-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 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], 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 (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), and 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)
Subjects: Histology, RRP, [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, Models, Neurological, Presynaptic Terminals, Synaptic vesicle, Presynaptic, Exocytosis, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Animals, Active zone, Reserve, Tomography, 030304 developmental biology, Mice, Knockout, 0303 health sciences, Supply-rate depression, Chemistry, General Neuroscience, Vesicle, Synapsin, Synapsins, Electron tomography, Biophysics, Original Article, Synaptic Vesicles, Anatomy, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Most vesicles in the interior of synaptic terminals are clustered in clouds close to active zone regions of the plasma membrane where exocytosis occurs. Electron-dense structures, termed bridges, have been reported between a small minority of pairs of neighboring vesicles within the clouds. Synapsin proteins have been implicated previously, but the existence of the bridges as stable structures in vivo has been questioned. Here we use electron tomography to show that the bridges are present but less frequent in synapsin knockouts compared to wildtype. An analysis of distances between neighbors in wildtype tomograms indicated that the bridges are strong enough to resist centrifugal forces likely induced by fixation with aldehydes. The results confirm that the bridges are stable structures and that synapsin proteins are involved in formation or stabilization., This work was funded by: the US National Institute of Health (NIHGM103412 to ME); the Unión Temporal de Empresas (UTE) project at the Centro de Investigación Médica Aplicada of the Universidad de Navarra; the Spanish Ministry of Science (BFU2009-12160, SAF2013-48983R, and BFU2016-80918R to JFW); a Salvador de Madariaga Visiting Scholarship award to JFW; and the Spanish Jerónimo de Ayanz program to IPO and JFW.
Published: 2019

47. Some like it dry: Water restriction overrides heterogametic sex determination in two reptiles

Author: Olivier Lourdais, Jean-François Le Galliard, Andréaz Dupoué, Sandrine Meylan, Beatriz Decencière, Yoan Marcangeli, Simon Agostini, Frédéric Angelier, François Brischoux, David Rozen-Rechels, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Centre d'études biologiques de Chizé (CEBC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Ecologie et évolution, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Centre d'Études Biologiques de Chizé - UMR 7372 (CEBC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES (UMR_7618 / UMR_D_242 / UMR_A_1392 / UM_113) ), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CEREEP-Ecotron Ile de France (UMS 3194), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Station d'écologie théorique et expérimentale (SETE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-17-CE02-0013,AQUATHERM,Rôles de la régulation hydrique et thermique dans les réponses écologiques au changement climatique(2017), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0106 biological sciences, sex reversal, Evolution of sexual reproduction, Offspring, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, sex determination, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, heterogamety, survival, [SDV.BDLR.RS]Life Sciences [q-bio]/Reproductive Biology/Sexual reproduction, 03 medical and health sciences, gestation, lcsh:QH540-549.5, [SDV.BA.ZV]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Selection (genetic algorithm), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, Nature and Landscape Conservation, Original Research, 0303 health sciences, Ecology, Mechanism (biology), dehydration, Sex reversal, sex ratio, Evolutionary biology, Ectotherm, lcsh:Ecology, early growth, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Sex ratio, Heterogametic sex
Abstract: The evolution of sex determination is complex and yet crucial in our understanding of population stability. In ectotherms, sex determination involves a variety of mechanisms including genetic determination (GSD), environment determination (ESD), but also interactions between the two via sex reversal. In this study, we investigated whether water deprivation during pregnancy could override GSD in two heterogametic squamate reptiles. We demonstrated that water restriction in early gestation induced a male‐biased secondary sex ratio in both species, which could be explained by water sex reversal as the more likely mechanism. We further monitored some long‐term fitness estimates of offspring, which suggested that water sex determination (WSD) represented a compensatory strategy producing the rarest sex according to Fisher's assumptions of frequency‐dependent selection models. This study provides new insights into sex determination modes and calls for a general investigation of mechanisms behind WSD and to examine the evolutionary implications. OPEN RESEARCH BADGES This article has earned an Open Data Badge for making publicly available the digitally‐shareable data necessary to reproduce the reported results. The data is available at https://doi.org/10.5061/dryad.mv06pv1.
Published: 2019

48. Arabidopsis S2Lb links AtCOMPASS-like and SDG2 activity in H3K4me3 independently from histone H2B monoubiquitination

Author: Corinne Blugeon, Damarys Loew, Moussa Benhamed, Christophe Bailly, Fredy Barneche, Clara Bourbousse, Nicole Chaumont, Martin Rougée, Sophie Lemoine, David Latrasse, Chris Bowler, Anne-Flore Deton-Cabanillas, Gérald Zabulon, Anne-Sophie Fiorucci, Ammara Mohammad, Bérangère Lombard, Elodie Layat, Lorenzo Concia, Soon Kap Kim, David Stroebel, 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 Biologie du Développement (LBD), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay (IPS2 (UMR_9213 / UMR_1403)), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris-Saclay-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Laboratoire de Spectrométrie de Masse Protéomique, Institut Curie, 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), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Biologie du Développement [Paris] (LBD), 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 Curie [Paris], Agence Nationale pour la Recherche (ANR) [ANR-11-JSV2-003-01], Investissements d'Avenir program, ANR [ANR-10-LABX-54 MEMOLIFE, ANR-10-IDEX-0001-02 PSL], Universite Paris-Sud Doctoral School in Plant Sciences, Region Ile-de-France, Fondation pour la Recherche Medicale, 'Investissements d'Avenir' program [ANR-10-INBS-09], Fiorucci, Anne-Sophie, Bourbousse, Clara, Barneche, Fredy, 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), 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 Biologie du Développement [IBPS] (LBD), 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), 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, Gestionnaire, HAL Sorbonne Université 5, 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: lcsh:QH426-470, [SDV]Life Sciences [q-bio], Protein subunit, Saccharomyces cerevisiae, Arabidopsis, Histones, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], [SDV.BBM] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, Histone H2B, Monoubiquitination, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, lcsh:QH301-705.5, Gene, 030304 developmental biology, 2. Zero hunger, 0303 health sciences, biology, Research, Ubiquitination, biology.organism_classification, Arabidopsis/metabolism, Histone Methyltransferases/metabolism, Histones/metabolism, Cell biology, [SDV] Life Sciences [q-bio], lcsh:Genetics, lcsh:Biology (General), Histone methyltransferase, Histone Methyltransferases, [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], H3K4me3, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Background The functional determinants of H3K4me3, their potential dependency on histone H2B monoubiquitination, and their contribution to defining transcriptional regimes are poorly defined in plant systems. Unlike in Saccharomyces cerevisiae, where a single SET1 protein catalyzes H3K4me3 as part of COMPlex of proteins ASsociated with Set1 (COMPASS), in Arabidopsis thaliana, this activity involves multiple histone methyltransferases. Among these, the plant-specific SET DOMAIN GROUP 2 (SDG2) has a prominent role. Results We report that SDG2 co-regulates hundreds of genes with SWD2-like b (S2Lb), a plant ortholog of the Swd2 axillary subunit of yeast COMPASS. We show that S2Lb co-purifies with the AtCOMPASS core subunit WDR5, and both S2Lb and SDG2 directly influence H3K4me3 enrichment over highly transcribed genes. S2Lb knockout triggers pleiotropic developmental phenotypes at the vegetative and reproductive stages, including reduced fertility and seed dormancy. However, s2lb seedlings display little transcriptomic defects as compared to the large repertoire of genes targeted by S2Lb, SDG2, or H3K4me3, suggesting that H3K4me3 enrichment is important for optimal gene induction during cellular transitions rather than for determining on/off transcriptional status. Moreover, unlike in budding yeast, most of the S2Lb and H3K4me3 genomic distribution does not rely on a trans-histone crosstalk with histone H2B monoubiquitination. Conclusions Collectively, this study unveils that the evolutionarily conserved COMPASS-like complex has been co-opted by the plant-specific SDG2 histone methyltransferase and mediates H3K4me3 deposition through an H2B monoubiquitination-independent pathway in Arabidopsis. Electronic supplementary material The online version of this article (10.1186/s13059-019-1705-4) contains supplementary material, which is available to authorized users.
Published: 2019

49. Active Fluctuations of the Nuclear Envelope Shape the Transcriptional Dynamics in Oocytes

Author: Tristan Piolot, Maria Almonacid, Philippe Mailly, Adel Al Jord, Stephany El-Hayek, Marie-Hélène Verlhac, Kei Miyamoto, Alice Othmani, Auguste Genovesio, Fanny Coulpier, Sophie Lemoine, Raphaël Voituriez, Robert Grosse, Christophe Klein, 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), Kindai University, University of Freiburg [Freiburg], 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), Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée (LPTMC), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Jean Perrin (LJP), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), sophie, lemoine, Collège de France (CdF (institution))-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), 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), Laboratory of Molecular Developmental Biology, Graduate School of Biology-Oriented Science and Technology, Kinki University, Régulations et communications cellulaires (RCC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Virology Laboratory, Hôpital Rothchild, 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), 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), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Collège de France (CdF)-PSL Research University (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), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), 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))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), and 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)
Subjects: Male, Cytoplasm, Nuclear Envelope, [SDV]Life Sciences [q-bio], Mutant, Mice, Transgenic, nuclear dynamics, Biology, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, mechano-transduction, Transcriptome, 03 medical and health sciences, F-actin, 0302 clinical medicine, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Gene expression, medicine, Animals, Molecular Biology, Actin, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, [PHYS]Physics [physics], Cell Nucleus, 0303 health sciences, Cell Biology, mouse oocyte, Oocyte, bio-physics, Actins, Chromatin, Cell biology, Actin Cytoskeleton, Meiosis, medicine.anatomical_structure, Oocytes, [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Female, Nucleus, 030217 neurology & neurosurgery, Developmental Biology
Abstract: International audience; Nucleus position in cells can act as a developmental cue. Mammalian oocytes position their nucleus centrally using an F-actin-mediated pressure gradient. The biological significance of nucleus centering in mammalian oocytes being unknown, we sought to assess the F-actin pressure gradient effect on the nucleus. We addressed this using a dedicated computational 3D imaging approach, biophysical analyses, and a nucleus repositioning assay in mouse oocytes mutant for cytoplasmic F-actin. We found that the cytoplasmic activity, in charge of nucleus centering, shaped the nucleus while promoting nuclear envelope fluctuations and chromatin motion. Off-centered nuclei in F-actin mutant oocytes were misshaped with immobile chromatin and modulated gene expression. Restoration of F-actin in mutant oocytes rescued nucleus architecture fully and gene expression partially. Thus, the F-actin-mediated pressure gradient also modulates nucleus dynamics in oocytes. Moreover, this study supports a mechano-transduction model whereby cytoplasmic microfilaments could modulate oocyte transcriptome, essential for subsequent embryo development.
Published: 2019

50. Blood vessels guide Schwann cell migration in the adult demyelinated CNS through Eph/ephrin signaling

Author: Anne Baron-Van Evercooren, Beatriz Garcia-Diaz, Cyrille Deboux, Violetta Zujovic, Patrick Charnay, Fanny Coulpier, Piotr Topilko, Corinne Bachelin, Gaspard Gerschenfeld, 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), CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), 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), Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), 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), and 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)
Subjects: 0301 basic medicine, [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, Central nervous system, Ephrin-B3, Mice, Transgenic, Biology, Pathology and Forensic Medicine, Extracellular matrix, 03 medical and health sciences, Cellular and Molecular Neuroscience, Myelin, Mice, 0302 clinical medicine, Blood vessels, Cell Movement, medicine, Ephrin, Animals, Schwann cells, Migration, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Original Paper, Chemistry, Erythropoietin-producing hepatocellular (Eph) receptor, Schwann cell migration, Cell biology, Fibronectins, Fibronectin, Transplantation, Mice, Inbred C57BL, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, Remyelination, Spinal Cord, biology.protein, EphrinB3, Female, Neurology (clinical), 030217 neurology & neurosurgery, Demyelinating Diseases, Signal Transduction
Abstract: Schwann cells (SC) enter the central nervous system (CNS) in pathophysiological conditions. However, how SC invade the CNS to remyelinate central axons remains undetermined. We studied SC migratory behavior ex vivo and in vivo after exogenous transplantation in the demyelinated spinal cord. The data highlight for the first time that SC migrate preferentially along blood vessels in perivascular extracellular matrix (ECM), avoiding CNS myelin. We demonstrate in vitro and in vivo that this migration route occurs by virtue of a dual mode of action of Eph/ephrin signaling. Indeed, EphrinB3, enriched in myelin, interacts with SC Eph receptors, to drive SC away from CNS myelin, and triggers their preferential adhesion to ECM components, such as fibronectin via integrinβ1 interactions. This complex interplay enhances SC migration along the blood vessel network and together with lesion-induced vascular remodeling facilitates their timely invasion of the lesion site. These novel findings elucidate the mechanism by which SC invade and contribute to spinal cord repair. Electronic supplementary material The online version of this article (10.1007/s00401-019-02011-1) contains supplementary material, which is available to authorized users.
Published: 2019

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