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

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

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

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

3. A medullary centre for lapping in mice

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

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

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

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

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

6. 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

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

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

8. 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

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

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

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

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

11. Ecotrons: Powerful and versatile ecosystem analysers for ecology, agronomy and environmental science

Author: George A. Kowalchuk, Jörg-Peter Schnitzler, Clément Piel, Wolfgang W. Weisser, Nicolas Brüggemann, Jean-François Le Galliard, Samuel Abiven, Stuart H Larsen, Teis Nørgaard Mikkelsen, Sarah Garré, Florent Massol, Hans J. De Boeck, Ivan Nijs, Joana Sauze, Bernard Longdoz, Alexandru Milcu, Natalie Beenaerts, Nico Eisenhauer, Timo Domisch, Matteo Dainese, Francois Rineau, Thomas Pütz, Richard L. Jasoni, Andrea Ghirardo, John A. Arnone, Leonardo H. Teixeira, Vincent Leemans, Alban Gebler, Georg Niedrist, Damien Landais, Craig V. M. Barton, J. Barbro Winkler, Olivier Ravel, Jacques Roy, Mark G. Tjoelker, Anja Schmidt, Écotron Européen de Montpellier, 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), 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), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-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), 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), Sub Ecology and Biodiversity, Ecology and Biodiversity, 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 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), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-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 de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - 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), and Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École pratique des hautes études (EPHE)
Subjects: 0106 biological sciences, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Process (engineering), Ecology (disciplines), Biodiversity, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Natural (archaeology), Soil, experimentation, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, environmental simulations, Environmental Science(all), ddc:570, Environmental Chemistry, Ecosystem, controlled environment facilities, Biology, global change, biodiversity, 0105 earth and related environmental sciences, General Environmental Science, 2. Zero hunger, Global and Planetary Change, Ecology, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, business.industry, Environmental resource management, Research Review, Global change, 15. Life on land, research infrastructures, ecosystem process measurements, ddc, Variety (cybernetics), Chemistry, 13. Climate action, Controlled Environment Facilities, Ecosystem Functioning, Ecosystem Process Measurements, Environmental Simulations, Experimentation, Global Change, Research Infrastructures, ecosystem functioning, Complementarity (molecular biology), Environmental Science, Environmental science, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, business
Abstract: Ecosystems integrity and services are threatened by anthropogenic global changes. Mitigating and adapting to these changes require knowledge of ecosystem functioning in the expected novel environments, informed in large part through experimentation and modelling. This paper describes 13 advanced controlled environment facilities for experimental ecosystem studies, herein termed ecotrons, open to the international community. Ecotrons enable simulation of a wide range of natural environmental conditions in replicated and independent experimental units while measuring various ecosystem processes. This capacity to realistically control ecosystem environments is used to emulate a variety of climatic scenarios and soil conditions, in natural sunlight or through broad‐spectrum lighting. The use of large ecosystem samples, intact or reconstructed, minimizes border effects and increases biological and physical complexity. Measurements of concentrations of greenhouse trace gases as well as their net exchange between the ecosystem and the atmosphere are performed in most ecotrons, often quasi continuously. The flow of matter is often tracked with the use of stable isotope tracers of carbon and other elements. Equipment is available for measurements of soil water status as well as root and canopy growth. The experiments ran so far emphasize the diversity of the hosted research. Half of them concern global changes, often with a manipulation of more than one driver. About a quarter deal with the impact of biodiversity loss on ecosystem functioning and one quarter with ecosystem or plant physiology. We discuss how the methodology for environmental simulation and process measurements, especially in soil, can be improved and stress the need to establish stronger links with modelling in future projects. These developments will enable further improvements in mechanistic understanding and predictive capacity of ecotron research which will play, in complementarity with field experimentation and monitoring, a crucial role in exploring the ecosystem consequences of environmental changes., Experimentation and modelling are necessary to predict ecosystem functioning under future environments and to develop mitigating and adapting strategies. This paper describes 13 advanced controlled environment facilities, called ecotrons, open to the international community. An ecotron comprises a set of replicated enclosures designed to host ecosystems samples and enable realistic simulations of above‐ and belowground environmental conditions, while simultaneously and automatically measuring ecosystem processes. The characteristics of these infrastructures are given as well as examples of collaborative projects hosted so far.
Published: 2021

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

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

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

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

14. Variations locales des patrons de vieillissement chez la vipère d'Orsini

Author: Jean-Pierre Baron, Thomas Tully, Jean-François Le Galliard, Institut national supérieur du professorat et de l'éducation - Académie de Paris (INSPÉ Paris), Sorbonne Université (SU), 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), and Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.)
Subjects: Male, 0106 biological sciences, Senescence, Aging, Population, life history trade-off, Biology, phenotypic plasticity, survival, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, pace and shape, Intraspecific competition, Reproductive senescence, [SDV.BA.ZV]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, Animals, Negligible senescence, reproductive effort, education, Ecosystem, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Phenotypic plasticity, education.field_of_study, Actuarial science, Reproduction, [SDV.BID.EVO]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Populations and Evolution [q-bio.PE], 010604 marine biology & hydrobiology, Snakes, Fertility, ageing, Ectotherm, Life expectancy, Female, Animal Science and Zoology, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology
Abstract: While it has long been known that species have contrasted life expectancy (pace of mortality) and generation time (pace of reproduction), recent studies have also uncovered that the shape of adult age trajectories of mortality and reproduction can vary remarkably among species along a continuum of senescence ranging from strong deterioration (senescence), insignificant deterioration (negligible senescence) to improvement with advancing age (negative senescence). As for many long-lived ectotherms with asymptotic growth and increasing reproductive output with age, snakes are good candidates for negligible senescence to occur. Yet, intraspecific variation in the pace and shape of actuarial and reproductive senescence across wild populations of these species remains to be explored. Here, we used 37 years of mark-recapture data in two nearby habitats inside a meadow viper Vipera ursinii population to quantify life expectancies, generation times and the shape of actuarial and reproductive senescence. Female vipers maintained stable reproductive performances at old ages, even when accounting for the predicted increase of fertility with body size, providing evidence for negligible reproductive senescence in both habitats. Males had a higher adult mortality and a shorter life expectancy on average than females and actuarial senescence shifted from negligible senescence in the optimal habitat to strong senescence in the sub-optimal habitat. Overall, these results demonstrate that micro-geographic environmental variation can generate qualitative shifts in actuarial senescence patterns. This highlights that taking into account the within-species plasticity of age-dependent trajectories could prove useful in better understanding what determines the evolution of life-history age trajectories.La longévité et la manière de vieillir varient grandement entre espèces. Chez certaines espèces, la survie et la reproduction déclinent avec l’âge : les individus souffrent de sénescence. Chez d’autres, les vieux individus maintiennent des performances reproductives et de survie similaires à celles des jeunes : la sénescence est alors dite négligeable. Enfin, la sénescence peut être négative quand la survie des adultes ou leur reproduction s’améliorent avec l’âge. Les formes des trajectoires de mortalité et de reproduction avec l’âge sont encore mal connues chez les serpents, mais la théorie évolutive prédit une sénescence négligeable chez les espèces qui, comme les serpents, continuent à grandir à l’âge adulte et dont les femelles produisent des portées dont l’effectif augmente avec la taille corporelle de la mère. Nous avons exploité ici 37 années de données de capture-marquage-recapture de vipères d’Orsini, Vipera ursinii ursinii, dans deux habitats voisins d’une petite population isolée du Sud-Est de la France pour quantifier l'espérance de vie, les temps de génération et les formes de la sénescence de survie et de la sénescence reproductrice. Nous montrons que les vipères femelles parviennent à maintenir de bonnes performances reproductives même à des âges avancés, illustrant une sénescence reproductrice négligeable dans cette population. Nous montrons aussi que la forme de la sénescence de survie varie fortement à une très petite échelle géographique : dans l'habitat optimal, la survie adulte des vipères demeure stable quel que soit leur âge alors qu’à quelques centaines de mètres, dans un habitat moins favorable, les vipères subissent une forte sénescence de survie. Ces résultats démontrent que de forts changements qualitatifs dans les profils de sénescence peuvent être observés à une échelle spatiale réduite. Cette plasticité intra-spécifique de la sénescence offre de nouvelles perspectives pour mieux comprendre ce qui détermine l'évolution de la sénescence.
Published: 2020

15. CeMbio - The Caenorhabditis elegans Microbiome Resource

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

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

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

17. Short‐term change in water availability influences thermoregulation behaviours in a dry‐skinned ectotherm

Author: Jean-François Le Galliard, David Rozen-Rechels, Arnaud Badiane, Sandrine Meylan, Pauline Farigoule, Simon Agostini, 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), 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), ANR-17-CE02-0013,AQUATHERM,Rôles de la régulation hydrique et thermique dans les réponses écologiques au changement climatique(2017), Université Paris sciences et lettres (PSL)-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, Rôles de la régulation hydrique et thermique dans les réponses écologiques au changement climatique - - AQUATHERM2017 - ANR-17-CE02-0013 - AAPG2017 - VALID, 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), 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)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Subjects: Male, 0106 biological sciences, Climate Change, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Climate change, water availability, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Mesocosm, Water balance, [SDV.BA.ZV]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, medicine, Animals, Body temperature, Dehydration, Ecosystem, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Extinction, Ecology, activity, 010604 marine biology & hydrobiology, Global warming, Temperature, Water, Lizards, dehydration, Thermoregulation, medicine.disease, [SDE.BE] Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, [SDE.MCG] Environmental Sciences/Global Changes, 13. Climate action, Ectotherm, shade selection, Environmental science, Female, [SDV.BA.ZV] Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, Animal Science and Zoology, sense organs, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, non-avian reptiles, Body Temperature Regulation
Abstract: Mechanistic models of terrestrial ectotherms predict that climate warming will induce activity restriction due to heat stress and loss of shade, leading to the extinction of numerous populations. Such models rely on the assumption that activity patterns are dictated by simple temperature thresholds independent of changes in water availability. However, changes in water availability may further influence thermoregulation behaviour of ectotherms through dehydration risk perception, changes in water balance or changes in microclimatic conditions. Here, we experimentally assess the interactive effects of thermal conditions and water availability on activity patterns, shade selection and thermoregulation efficiency in a model ectothermic species. Thermoregulation behaviour of adult common lizards Zootoca vivipara was monitored in outdoor mesocosms as we manipulated water availability, providing water as mist in the morning and free-standing water during the daytime. We recorded operative temperatures and micro-meteorological conditions to infer thermal constraints and dehydration risk. Activity and shade selection were better predicted by continuous changes in thermal conditions and dehydration risk, respectively, than by threshold functions. In addition, water supplementation increased activity in males and reduced shade selection in both sexes, most probably as a behavioural response to the perception of a stronger dehydration risk. Water supplementation also influenced the thermal quality of the environment, which in turn altered daily activity patterns and thermoregulation statistics. This demonstrates that dual effects of heat and water stress on activity patterns may lead to stronger activity restriction as a result of climate change than currently predicted.
Published: 2020

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

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

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

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

20. Water restriction induces behavioral fight but impairs thermoregulation in a dry‐skinned ectotherm

Author: Simon Agostini, David Rozen-Rechels, Jean-François Le Galliard, Sandrine Meylan, Arnaud Badiane, 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), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), 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), 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), 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), ANR-17-CE02-0013,AQUATHERM,Rôles de la régulation hydrique et thermique dans les réponses écologiques au changement climatique(2017), 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), 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), and Le Galliard, Jean-François
Subjects: 0106 biological sciences, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Zoology, water availability, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Water conservation, Water balance, Lower body, [SDV.BA.ZV]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, medicine, Dehydration, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Lost Weight, activity, 010604 marine biology & hydrobiology, dehydration, Thermoregulation, medicine.disease, micro-habitat selection, [SDV.EE.BIO] Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Bioclimatology, Ectotherm, shade selection, [SDV.BA.ZV] Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, [SDV.EE.BIO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Bioclimatology, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Desiccation, body temperature, non-avian reptiles
Abstract: International audience; Behavioral fight responses to desiccation risk are important to predict the vulnerability of terrestrial animals to climate change and yet, they have received little attention so far. In terrestrial ectotherms, behavioral regulation of the water balance (i.e., hydroregulation) is likely to be plastic and may trade-off with thermoregulation behavior because water loss rates are generally higher in warmer environments and body temperatures.When low water availability and heat stress cause physiological dehydration, we expect to highlight a shift to behavioral water-conservation strategies including changes in activity patterns, microhabitat selection and thermoregulation strategies. Here, we compared the behavior of adult common lizards (Zootoca vivipara) in indoor arenas that either had a permanent access to water or underwent a one-week long experimental water restriction.Water-restricted lizards reduced their behavioral activity, selected more often cooler and wetter refuges during daytime, and performed less accurate thermoregulation than control lizards. The activity of water-restricted gravid females shifted towards the cooler and wetter early hours of the day. In addition, they had lower body temperatures and preferred lower body temperatures at the end of the experiment (i.e., thermal depression). Water-restricted lizards suffered from a mild physiological dehydration, water-restricted females had lower mass change compared to control ones, and water-restricted males lost weight. Heat stress was simulated every second day, which led to a range of heat avoidance and water conservation strategies independent from water restriction. 5. Altogether, these results confirm that chronic water restriction and dehydration induce responses towards water conservation that conflict with thermoregulation accuracy.
Published: 2020

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

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

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

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

23. Soil properties as key predictors of global grassland production:Have we overlooked micronutrients?

Author: Sara Vicca, Johannes M. H. Knops, Harry Olde Venterink, Glenda M. Wardle, Lori A. Biederman, Eric W. Seabloom, Carly J. Stevens, Risto Virtanen, Christiane Roscher, Elizabeth T. Borer, Timothy Ohlert, Amandine Hansart, Ian Donohue, Michael Bahn, Elizabeth H. Boughton, Martin Schütz, Philip A. Fay, Jane A. Catford, Andrew S. MacDougall, Anu Eskelinen, Dajana Radujković, Anita C. Risch, Peter D. Wragg, Erik Verbruggen, Xavier Raynaud, Matteo Campioli, Kevin Van Sundert, Maria L. Silveira, Anne Ebeling, 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), 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), 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 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), and Biology
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Nitrogen, Carbon sequestration, 01 natural sciences, complex mixtures, Grassland, Soil, Nutrient, Production (economics), Biomass, Micronutrients, Biology, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Ecosystem, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, 2. Zero hunger, geography, Biomass (ecology), geography.geographical_feature_category, Ecology, food and beverages, 04 agricultural and veterinary sciences, 15. Life on land, Micronutrient, Carbon, Chemistry, Deposition (aerosol physics), 13. Climate action, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Environmental science, Spatial variability, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology
Abstract: Fertilisation experiments have demonstrated that nutrient availability is a key determinant of biomass production and carbon sequestration in grasslands. However, the influence of nutrients in explaining spatial variation in grassland biomass production has rarely been assessed. Using a global dataset comprising 72 sites on six continents, we investigated which of 16 soil factors that shape nutrient availability associate most strongly with variation in grassland aboveground biomass. Climate and N deposition were also considered. Based on theory-driven structural equation modelling, we found that soil micronutrients (particularly Zn and Fe) were important predictors of biomass and, together with soil physicochemical properties and C:N, they explained more unique variation (32%) than climate and N deposition (24%). However, the association between micronutrients and biomass was absent in grasslands limited by NP. These results highlight soil properties as key predictors of global grassland biomass production and point to serial co-limitation by NP and micronutrients.
Published: 2021

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Author: Delaveau, Thierry, Thiébaut, Antonin, Benchouaia, Médine, Merhej, Jawad, Devaux, Frédéric, Biologie Computationnelle et Quantitative = Laboratory of Computational and Quantitative Biology (LCQB), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Gestionnaire, HAL Sorbonne Université 5
Subjects: Microbiology (medical), Immunology, regulation, stress response, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, yeast, Microbiology, QR1-502, Infectious Diseases, chromatine immunoprecipitation (ChIP), [SDV.MHEP.MI]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases, transcription factors, parasitic diseases, evolution, [SDV.MHEP.MI] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases, [SDV.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology
Abstract: International audience; The CCAAT-binding complex (CBC) is a conserved heterotrimeric transcription factor which, in fungi, requires additional regulatory subunits to act on transcription. In the pathogenic yeast Candida glabrata, CBC has a dual role. Together with the Hap4 regulatory subunit, it activates the expression of genes involved in respiration upon growth with non-fermentable carbon sources, while its association with the Yap5 regulatory subunit is required for the activation of iron tolerance genes in response to iron excess. In the present work, we investigated further the interplay between CBC, Hap4 and Yap5. We showed that Yap5 regulation requires a specific Yap Response Element in the promoter of its target gene GRX4 and that the presence of Yap5 considerably strengthens the binding of CBC to the promoters of iron tolerance genes. Chromatin immunoprecipitation (ChIP) and transcriptome experiments showed that Hap4 can also bind these promoters but has no impact on the expression of those genes when Yap5 is present. In the absence of Yap5 however, GRX4 is constitutively regulated by Hap4, similarly to the genes involved in respiration. Our results suggest that the distinction between the two types of CBC targets in C. glabrata is mainly due to the dependency of Yap5 for very specific DNA sequences and to the competition between Hap4 and Yap5 at the promoter of the iron tolerance genes.
Published: 2021
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29. 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

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

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

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

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

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

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

33. Spatiotemporal variation of the association between sea surface temperature and chlorophyll in global ocean during 2002–2019 based on a novel WCA-BME approach

Author: Jianxing Leng, Bernard Cazelles, George Christakos, Junyu He, Jiaping Wu, Zhejiang University, San Diego State University (SDSU), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Gestionnaire, HAL Sorbonne Université 5, and Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Subjects: 0106 biological sciences, Moran effect, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Living environment, Sea surface temperature, [MATH] Mathematics [math], Management, Monitoring, Policy and Law, [SDU.STU.OC] Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 01 natural sciences, Wavelet coherency, Association, chemistry.chemical_compound, Bayesian maximum entropy, Hotspot (geology), 14. Life underwater, Computers in Earth Sciences, [MATH]Mathematics [math], Temporal scales, Variation (astronomy), [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Global and Planetary Change, 010604 marine biology & hydrobiology, Sea surface chlorophyll, chemistry, 13. Climate action, Climatology, Chlorophyll, Environmental science, Seawater, Spatiotemporal interpolation
Abstract: International audience; Sea surface temperature (SST) can influence the phytoplankton biomass, measured as sea surface chlorophyll concentration (SSCC), by affecting the physical and chemical properties of the seawater, living environment, and the consumption of zooplankton in a complex way. Yet, the quantitative assessment of the spatiotemporal variation of the inherent synchronous association between SSCC and SST at large spatial and temporal scales is still lacking. Accordingly, in the present study a synthetic approach was proposed that combines wavelet coherency analysis (WCA) with Bayesian maximum entropy (BME) modeling and hotspot analysis in order to evaluate the association between SSCC and SST globally during the period July 2002-February 2019. The WCA-based statistical results showed that SSCC has strong association with SST; particularly strong synchronous variations between SSCC and SST were found at the 1-year and the 5-year periods. During the 1-year period, cluster characteristics were explored in the BME-generated space–time maps of the association strength as well as in the corresponding hotspot maps. Geographically, high association strengths between SSCC and SST were detected in the mid-latitude regions of the Pacific Ocean, in the south and north of the tropical regions of the Atlantic Ocean, and in the southern part of the Indian Ocean. Temporally, most of the sub-regions exhibited a stable level of association strength during the entire study period (only a few sub-regions exhibited fluctuations or a slightly decreasing association strength trend). In conclusion, by assimilating the available knowledge bases at each grid point the proposed synthetic approach assessed quantitatively the strength of the periodic association between SSCC and SST globally; and the approach could be employed to map the space–time variation of the association strength between related natural attributes in the space–time-frequency domain.
Published: 2021

34. A complex CTCF binding code defines TAD boundary structure and function

Author: Andrea Papale, Mallory Poncelet, David Holcman, Jéril Degrouard, Mélanie Miranda, Sourav Ghosh, Nathan Lecouvreur, Sébastien Bloyer, Amélie Leforestier, Daan Noordermeer, Vincent Piras, Li-Hsin Chang, 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 (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 des Solides (LPS), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Noordermeer, Daan, 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: Physics, Regulation of gene expression, 0303 health sciences, 030302 biochemistry & molecular biology, DNA replication, [SDV.BBM.BM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology, Computational biology, Insulator (genetics), [SDV.BBM.BM] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology, Structural variation, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, chemistry, CTCF, DNA, Function (biology), Recombination, 030304 developmental biology
Abstract: SummaryTopologically Associating Domains (TADs) compartmentalize vertebrate genomes into sub-Megabase functional neighbourhoods for gene regulation, DNA replication, recombination and repair1-10. TADs are formed by Cohesin-mediated loop extrusion, which compacts the DNA within the domain, followed by blocking of loop extrusion by the CTCF insulator protein at their boundaries11-20. CTCF blocks loop extrusion in an orientation dependent manner, with both experimental and in-silico studies assuming that a single site of static CTCF binding is sufficient to create a stable TAD boundary21-24. Here, we report that most TAD boundaries in mouse cells are modular entities where CTCF binding clusters within extended genomic intervals. Optimized ChIP-seq analysis reveals that this clustering of CTCF binding does not only occur among peaks but also frequently within those peaks. Using a newly developed multi-contact Nano-C assay, we confirm that individual CTCF binding sites additively contribute to TAD separation. This clustering of CTCF binding may counter against the dynamic DNA-binding kinetics of CTCF25-27, which urges a re-evaluation of current models for the blocking of loop extrusion21-23. Our work thus reveals an unanticipatedly complex code of CTCF binding at TAD boundaries that expands the regulatory potential for TAD structure and function and can help to explain how distant non-coding structural variation influences gene regulation, DNA replication, recombination and repair5,28-34.
Published: 2021

35. 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

36. Heterotrophic bacterial diazotrophs are more abundant than their cyanobacterial counterparts in metagenomes covering most of the sunlit ocean

Author: Eric Pelletier, A. Murat Eren, Patrick Wincker, Rachel A. Foster, Tom O. Delmont, Juan José Pierella Karlusich, Jessika Fuessel, Iva Veseli, Chris Bowler, Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), 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 University of Chicago Medicine [Chicago], Stockholm University, ANR-11-BTBR-0008,OCEANOMICS,Biotechnologies et bioressources pour la valorisation des écosystèmes marins planctoniques(2011), ANR-10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010), ANR-10-LABX-0054,MEMOLIFE,Memory in living systems: an integrated approach(2010), ANR-11-IDEX-0001,Amidex,INITIATIVE D'EXCELLENCE AIX MARSEILLE UNIVERSITE(2011), ANR-16-CE01-0008,PHYTOMET,Étude métallomique du phytoplancton: effet de l'acidification des océans sur la séquestration du fer(2016), European Project: 835067,DIATOMIC, 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), delmont, tom, Biotech - Bioressources - Biotechnologies et bioressources pour la valorisation des écosystèmes marins planctoniques - - OCEANOMICS2011 - ANR-11-BTBR-0008 - BTBR - VALID, Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique - - France-Génomique2010 - ANR-10-INBS-0009 - INBS - VALID, Memory in living systems: an integrated approach - - MEMOLIFE2010 - ANR-10-LABX-0054 - LABX - VALID, INITIATIVE D'EXCELLENCE AIX MARSEILLE UNIVERSITE - - Amidex2011 - ANR-11-IDEX-0001 - IDEX - VALID, Étude métallomique du phytoplancton: effet de l'acidification des océans sur la séquestration du fer - - PHYTOMET2016 - ANR-16-CE01-0008 - AAPG2016 - VALID, and Untangling eco-evolutionary impacts on diatom genomes over timescales relevant to current climate change - DIATOMIC - 835067 - INCOMING
Subjects: [SDE] Environmental Sciences, Nitrogen balance, Nitrogen, Oceans and Seas, Population, Biodiversity, Heterotroph, Cyanobacteria, Microbiology, Article, 03 medical and health sciences, Microbial ecology, Nitrogen Fixation, Seawater, 14. Life underwater, education, Phylogeny, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Primary productivity, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, education.field_of_study, biology, 030306 microbiology, Ecology, Correction, Pelagic zone, Plankton, biology.organism_classification, Trichodesmium, Metagenomics, [SDE]Environmental Sciences, Nitrogen fixation, Metagenome, Diazotroph
Abstract: Biological nitrogen fixation is a major factor contributing to microbial primary productivity in the open ocean. The current view depicts a few cyanobacterial diazotrophs as the most relevant marine nitrogen fixers, whereas heterotrophic diazotrophs are more diverse and considered to have lower impacts on the nitrogen balance. Here, we used 891 Tara Oceans metagenomes to create a manually curated, non-redundant genomic database corresponding to free-living, as well as filamentous, colony-forming, particle-attached and symbiotic bacterial and archaeal populations occurring in the surface of five oceans and two seas. Notably, the database provided the genomic content of eight cyanobacterial diazotrophs including Trichodesmium populations and a newly discovered population similar to Richelia, as well as 40 heterotrophic bacterial diazotrophs organized into three main functional groups that considerably expand the known diversity of abundant marine nitrogen fixers compared to previous genomic surveys. Critically, these 48 populations may account for more than 90% of cells containing known nifH genes and occurring in the sunlit ocean, suggesting that the genomic characterization of the most abundant marine diazotrophs may be nearing completion. The newly identified heterotrophic bacterial diazotrophs are widespread, express their nifH genes in situ, and co-occur under nitrate-depleted conditions in large size fractions where they might form aggregates providing the low-oxygen microenvironments required for nitrogen fixation. Most significantly, we found heterotrophic bacterial diazotrophs to be more abundant than cyanobacterial diazotrophs in most metagenomes from the open oceans and seas. This large-scale environmental genomic survey emphasizes the considerable potential of heterotrophs in the marine nitrogen balance.
Published: 2021

37. Unsupervised Ground Metric Learning using Wasserstein Eigenvectors

Author: Huizing, Geert-Jan, Cantini, Laura, Peyré, Gabriel, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cantini, Laura, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Mathématiques et Applications - ENS Paris (DMA), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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: [SDV] Life Sciences [q-bio], [STAT]Statistics [stat], [SDV]Life Sciences [q-bio], [MATH] Mathematics [math], [MATH]Mathematics [math], [STAT] Statistics [stat]
Abstract: International audience; Optimal Transport (OT) defines geometrically meaningful "Wasserstein" distances, used in machine learning applications to compare probability distributions. However, a key bottleneck is the design of a "ground" cost which should be adapted to the task under study. In most cases, supervised metric learning is not accessible, and one usually resorts to some ad-hoc approach. Unsupervised metric learning is thus a fundamental problem to enable data-driven applications of Optimal Transport. In this paper, we propose for the first time a canonical answer by computing the ground cost as a positive eigenvector of the function mapping a cost to the pairwise OT distances between the inputs. This map is homogeneous and monotone, thus framing unsupervised metric learning as a non-linear Perron-Frobenius problem. We provide criteria to ensure the existence and uniqueness of this eigenvector. In addition, we introduce a scalable computational method using entropic regularization, which-in the large regularization limit-operates a principal component analysis dimensionality reduction. We showcase this method on synthetic examples and datasets. Finally, we apply it in the context of biology to the analysis of a high-throughput single-cell RNA sequencing (scRNAseq) dataset, to improve cell clustering and infer the relationships between genes in an unsupervised way.
Published: 2021

38. 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

39. Contribution of genome scale metabolic modeling to niche theory

Author: Chris Bowler, Antoine Régimbeau, Laurent Mémery, Juan José Pierella Karlusich, Olivier Aumont, Marko Budinich, Abdelhalim Larhlimi, Damien Eveillard, Combinatoire et Bioinformatique (LS2N - équipe COMBI), Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), 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), Nucleus for European Modeling of the Ocean (NEMO R&D ), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Tara Oceans-GOSEE (FR2022), Eveillard, Damien, Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans (GOSEE), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Aix Marseille Université (AMU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université de Toulon (UTLN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-European Molecular Biology Laboratory (EMBL)-École Centrale de Nantes (Nantes Univ - ECN), Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Université australe du Chili, Combinatoire et Bioinformatique (COMBI), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut 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), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-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)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Brest (UBO)
Subjects: [INFO.INFO-AI] Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], Niche, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], Genome scale, Biology, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], 03 medical and health sciences, Metabolic modeling, Gene, Organism, 030304 developmental biology, [INFO.INFO-BI] Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], Ecological niche, 0303 health sciences, [SDV.BIBS] Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], 030306 microbiology, [SDV.EE.IEO] Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis, Phenotype, [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], Environmental niche modelling, [INFO.INFO-OH] Computer Science [cs]/Other [cs.OH], [SDE.BE] Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Evolutionary biology, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, [SDV.EE.IEO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis
Abstract: Standard niche modeling is based on probabilistic inference from organismal occurrence data but does not benefit yet from genome-scale descriptions of these organisms. This study over-comes this shortcoming by proposing a new conceptual niche that encompasses the whole metabolic capabilities of an organism. The so-called metabolic niche resumes well-known traits such as nutrient needs and their dependencies for survival. Despite the computational challenge, its implementation allows the detection of traits and the formal comparison of niches of different organisms, emphasizing that the presence-absence of functional genes is not enough to approximate the phenotype. Further statistical exploration of an organism’s niche sheds light on genes essential for the metabolic niche and their role in understanding various biological experiments, such as transcriptomics, paving the way for incorporating better the genome-scale description in ecological studies.
Published: 2021

40. The bowfin genome illuminates the developmental evolution of ray-finned fishes

Author: Hugues Roest Crollius, Dustin J. Wcisel, Matthew P. Harris, Brett Racicot, Elise Parey, Jérôme Montfort, Solomon R. David, Quenton C. Fontenot, Kazuhiko Kawasaki, Allyse M. Ferrara, Yann Guiguen, Tatsuya Ota, Mauricio Losilla, Ingo Braasch, M. Brent Hawkins, Olivia E Fitch, Romain Feron, Andrew W. Thompson, Marine Milhes, Amy R. McCune, Qiaowei Pan, Emily Funk, Jeffrey A. Yoder, Camille Berthelot, Alex Dornburg, Alexandra Louis, Kevin L. Childs, Michigan State University [East Lansing], Michigan State University System, Harvard Medical School [Boston] (HMS), Boston Children's Hospital, Harvard University [Cambridge], 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), North Carolina State University [Raleigh] (NC State), University of North Carolina System (UNC), Graduate University for Advanced Studies [Hayama] (SOKENDAI), Pennsylvania State University (Penn State), Penn State System, Cornell University [New York], University of California [Davis] (UC Davis), University of California, University of Lausanne (UNIL), Swiss Institute of Bioinformatics [Lausanne] (SIB), Université de Lausanne (UNIL), Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons (LPGP), Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Nicholls State University, University of North Carolina [Charlotte] (UNC), We are thankful for grant support from NIH R01OD011116 (I.B.), NSF DDIG DEB-1600920 (M.B.H.), NSF IOS-1755242 (A.D.) and NSF IOS-1755330 (J.A.Y.). Parts of this work have been supported by the Agence Nationale de la Recherche, France (ANR GenoFish project, 2016-2021, ANR-16-CE12-0035) to H.R.C., C.B., E.P., A.L. and Y.G. E.P., C.B. and H.R.C. received support under the program ‘Investissements d’Avenir’ launched by the French government and implemented by ANR with references ANR–10–LABX–54 MEMOLIFE and ANR-10-IDEX-0001-02 PSL* Université Paris. We thank F. Feng for access to Oneida Lake bowfin spawning habitats, the Bauer Core at Harvard University for sequencing fin transcriptomes and M. Gundappa (FISH & LINES) for species illustrations. Species silhouettes were obtained from http://PhyloPic.org. We are exceedingly grateful to the late J.L. Gómez-Skarmeta for his guidance on establishing ATAC-seq in holosteans., ANR-16-CE12-0035,GenoFish,Evolution des génes et des génomes après duplication compléte(2016), ANR-10-LABX-0054,MEMOLIFE,Memory in living systems: an integrated approach(2010), ANR-10-IDEX-0001,PSL,Paris Sciences et Lettres(2010), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-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)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: Scale (anatomy), [SDV]Life Sciences [q-bio], Sequence assembly, Vertebrate Biology, Genome, Article, Evolution, Molecular, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, biology.animal, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Developmental biology, Genetics, Animals, 14. Life underwater, Skates, Fish, Bowfin, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Amia calva, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Phylogenetic tree, biology, Whole Genome Sequencing, Fishes, Vertebrate, Genomics, biology.organism_classification, Biological Evolution, Chromatin, Body plan, [SDV.BDD.EO]Life Sciences [q-bio]/Development Biology/Embryology and Organogenesis, Amiidae, Evolutionary biology, Zoology, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: The bowfin (Amia calva) is a ray-finned fish that possesses a unique suite of ancestral and derived phenotypes, which are key to understanding vertebrate evolution. The phylogenetic position of bowfin as a representative of neopterygian fishes, its archetypical body plan and its unduplicated and slowly evolving genome make bowfin a central species for the genomic exploration of ray-finned fishes. Here we present a chromosome-level genome assembly for bowfin that enables gene-order analyses, settling long-debated neopterygian phylogenetic relationships. We examine chromatin accessibility and gene expression through bowfin development to investigate the evolution of immune, scale, respiratory and fin skeletal systems and identify hundreds of gene-regulatory loci conserved across vertebrates. These resources connect developmental evolution among bony fishes, further highlighting the bowfin’s importance for illuminating vertebrate biology and diversity in the genomic era., Analysis of a chromosome-level bowfin genome assembly sheds light into neopterygian fish evolution. Chromatin accessibility and gene expression profiling provides insight into bowfin embryonic development.
Published: 2021

41. Environmental vulnerability of the global ocean epipelagic plankton community interactome

Author: Chaffron, Samuel, Delage, Erwan, Budinich, Marko, Vintache, Damien, Henry, Nicolas, Nef, Charlotte, Ardyna, Mathieu, Zayed, Ahmed A., Junger, Pedro C., Galand, Pierre E., Lovejoy, Connie, Murray, Alison, Sarmento, Hugo, Tara Oceans Coordinators, Acinas, Silvia G., Babin, Marcel, Iudicone, Daniele, Jaillon, Olivier, Karsenti, Eric, Wincker, Patrick, Karp-Boss, Lee, Sullivan, Matthew B., Bowler, Chris, Vargas, Colomban de, Eveillard, Damien, Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Ecogéochimie des environnements benthiques (LECOB), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire océanologique de Banyuls (OOB), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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, 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), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), 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), Agencia Estatal de Investigación (España), Centre National de la Recherche Scientifique (France), European Molecular Biology Laboratory, Helmut Horten Foundation, Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (España), European Research Council, European Commission, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (Brasil), and Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Subjects: fungi, [SDE]Environmental Sciences, sense organs
Abstract: This article is contribution number 120 of Tara Oceans.-- 15 pages, 4 figures, supplementary materials https://www.science.org/doi/suppl/10.1126/sciadv.abg1921/suppl_file/sciadv.abg1921_SM.pdf.-- Data and materials availability: Data described here are available at the EBI under the project identifiers PRJEB402 and PRJEB7988 and at PANGAEA (96). All data (raw abundance matrices and interactome graphML files) needed to evaluate the conclusions of the paper are available in the Supplementary Materials. A web server for exploring and searching the global ocean interactome is available at https://saas.ls2n.fr/Tara-Oceans-interactome/, Marine plankton form complex communities of interacting organisms at the base of the food web, which sustain oceanic biogeochemical cycles and help regulate climate. Although global surveys are starting to reveal ecological drivers underlying planktonic community structure and predicted climate change responses, it is unclear how community-scale species interactions will be affected by climate change. Here, we leveraged Tara Oceans sampling to infer a global ocean cross-domain plankton co-occurrence network—the community interactome—and used niche modeling to assess its vulnerabilities to environmental change. Globally, this revealed a plankton interactome self-organized latitudinally into marine biomes (Trades, Westerlies, Polar) and more connected poleward. Integrated niche modeling revealed biome-specific community interactome responses to environmental change and forecasted the most affected lineages for each community. These results provide baseline approaches to assess community structure and organismal interactions under climate scenarios while identifying plausible plankton bioindicators for ocean monitoring of climate change, We further thank the commitment of the following sponsors: CNRS (in particular Groupement de Recherche GDR3280 and the Research Federation for the study of Global Ocean Systems Ecology and Evolution, FR2022/Tara Oceans-GOSEE), European Molecular Biology Laboratory (EMBL), Genoscope/CEA, the French Ministry of Research, the French Government “Investissements d’Avenir” programmes OCEANOMICS (ANR-11-BTBR-0008), FRANCE GENOMIQUE (ANR-10-INBS-09-08), MEMO LIFE (ANR-10-LABX-54), PSL* Research University (ANR-11-IDEX-0001-02), ETH and the Helmut Horten Foundation, MEXT/JSPS/KAKENHI (projects 16H06429, 16K21723, 16H06437, and 18H02279), the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (project MAGGY-CTM2017-87736-R), ERC Advanced Award Diatomic (grant agreement 835067 to CB), the CNRS MITI through the interdisciplinary program Modélisation du Vivant (GOBITMAP grant to SC), and the H2020 European Commission project AtlantECO (award number 862923). […]. E.D. is supported by the RFI ATLANSTIC2020 grant (PROBIOSTIC grant to DE). M.Bu. received financial support from the French Facility for Global Environment (FFEM) as part of the “Ocean Plankton, Climate and Development” project. P.C.J. was supported by Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, FAPESP (PhD grant 2017/26786-1). H.S. is supported by a Brazilian Research Council (CNPq) productivity grant (process 309514/2017-7) and FAPESP (grant 2014/14139-3). […] Additional funding from the Natural Sciences and Engineering Council (NSERC) Canada Discovery program is gratefully acknowledged., With the institutional support of the ‘Severo Ochoa Centre of Excellence’ accreditation (CEX2019-000928-S)
Published: 2021

42. Environmental vulnerability of the global ocean epipelagic plankton community interactome

Author: Samuel Chaffron, Pierre E. Galand, Connie Lovejoy, Alison E. Murray, Hugo Sarmento, Tara Oceans Coordinators, Silvia G. Acinas, Marcel Babin, Daniele Iudicone, Olivier Jaillon, Eric Karsenti, Erwan Delage, Patrick Wincker, Lee Karp-Boss, Matthew B. Sullivan, Chris Bowler, Colomban de Vargas, Damien Eveillard, Marko Budinich, Damien Vintache, Nicolas Henry, Charlotte Nef, Mathieu Ardyna, Ahmed A. Zayed, Pedro C. Junger, Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire d'Ecogéochimie des environnements benthiques (LECOB), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire océanologique de Banyuls (OOB), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Nantes (ECN)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Nantes (UN), 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)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Earth System Science [Stanford] (ESS), Stanford EARTH, Stanford University-Stanford University, Department of Microbiology [Columbus], Ohio State University [Columbus] (OSU), Federal University of São Carlos (UFSCar), Institut de Biologie Intégrative et des Systèmes [Québec] (IBIS), Division of Earth and Ecosystem Sciences (DEES), Desert Research Institute (DRI), Department of Marine Biology and Oceanography, Institute of Marine Sciences / Institut de Ciències del Mar [Barcelona] (ICM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Stazione Zoologica Anton Dohrn (SZN), Génomique métabolique (UMR 8030), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE), University of Maine, Adaptation et diversité en milieu marin (AD2M), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-11-BTBR-0008,OCEANOMICS,Biotechnologies et bioressources pour la valorisation des écosystèmes marins planctoniques(2011), ANR-10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010), ANR-10-LABX-0054,MEMOLIFE,Memory in living systems: an integrated approach(2010), ANR-11-IDEX-0001,Amidex,INITIATIVE D'EXCELLENCE AIX MARSEILLE UNIVERSITE(2011), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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)-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-PSL), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE), Agencia Estatal de Investigación (España), Centre National de la Recherche Scientifique (France), European Molecular Biology Laboratory, Helmut Horten Foundation, Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (España), European Research Council, European Commission, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (Brasil), Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, European Project: 862923,AtlantECO, and European Project: 835067,DIATOMIC
Subjects: Multidisciplinary, Environmental change, Ecology, fungi, Biome, Community structure, Climate change, Environmental science, Pelagic zone, sense organs, Plankton, Food web, Environmental niche modelling
Abstract: Marine plankton form complex communities of interacting organisms at the base of the food web, which sustain oceanic biogeochemical cycles and help regulate climate. Although global surveys are starting to reveal ecological drivers underlying planktonic community structure and predicted climate change responses, it is unclear how community-scale species interactions will be affected by climate change. Here, we leveraged Tara Oceans sampling to infer a global ocean cross-domain plankton co-occurrence network—the community interactome—and used niche modeling to assess its vulnerabilities to environmental change. Globally, this revealed a plankton interactome self-organized latitudinally into marine biomes (Trades, Westerlies, Polar) and more connected poleward. Integrated niche modeling revealed biome-specific community interactome responses to environmental change and forecasted the most affected lineages for each community. These results provide baseline approaches to assess community structure and organismal interactions under climate scenarios while identifying plausible plankton bioindicators for ocean monitoring of climate change, This article is contribution number 120 of Tara Oceans.-- 15 pages, 4 figures, supplementary materials https://www.science.org/doi/suppl/10.1126/sciadv.abg1921/suppl_file/sciadv.abg1921_SM.pdf.-- Data and materials availability: Data described here are available at the EBI under the project identifiers PRJEB402 and PRJEB7988 and at PANGAEA (96). All data (raw abundance matrices and interactome graphML files) needed to evaluate the conclusions of the paper are available in the Supplementary Materials. A web server for exploring and searching the global ocean interactome is available at https://saas.ls2n.fr/Tara-Oceans-interactome/, We further thank the commitment of the following sponsors: CNRS (in particular Groupement de Recherche GDR3280 and the Research Federation for the study of Global Ocean Systems Ecology and Evolution, FR2022/Tara Oceans-GOSEE), European Molecular Biology Laboratory (EMBL), Genoscope/CEA, the French Ministry of Research, the French Government “Investissements d’Avenir” programmes OCEANOMICS (ANR-11-BTBR-0008), FRANCE GENOMIQUE (ANR-10-INBS-09-08), MEMO LIFE (ANR-10-LABX-54), PSL* Research University (ANR-11-IDEX-0001-02), ETH and the Helmut Horten Foundation, MEXT/JSPS/KAKENHI (projects 16H06429, 16K21723, 16H06437, and 18H02279), the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (project MAGGY-CTM2017-87736-R), ERC Advanced Award Diatomic (grant agreement 835067 to CB), the CNRS MITI through the interdisciplinary program Modélisation du Vivant (GOBITMAP grant to SC), and the H2020 European Commission project AtlantECO (award number 862923). […]. E.D. is supported by the RFI ATLANSTIC2020 grant (PROBIOSTIC grant to DE). M.Bu. received financial support from the French Facility for Global Environment (FFEM) as part of the “Ocean Plankton, Climate and Development” project. P.C.J. was supported by Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, FAPESP (PhD grant 2017/26786-1). H.S. is supported by a Brazilian Research Council (CNPq) productivity grant (process 309514/2017-7) and FAPESP (grant 2014/14139-3). […] Additional funding from the Natural Sciences and Engineering Council (NSERC) Canada Discovery program is gratefully acknowledged., With the institutional support of the ‘Severo Ochoa Centre of Excellence’ accreditation (CEX2019-000928-S)
Published: 2021

43. Functional analysis of a de novo variant in the neurodevelopment and generalized epilepsy disease gene NBEA

Author: Mark P. Gorman, Alice Leclercq-Blondel, Shino Shimada, Tim Schedl, Stephen C. Pak, Sonia El Mouridi, Thomas Boulin, Gary A. Silverman, Anika Lindsey, May Christine V. Malicdan, Marie Gendrel, Omar Itani, Ariane Soldatos, Darian Turner, Ellen Macnamara, Dustin Baldridge, Jennifer L. Murphy, 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), Washington University School of Medicine in St. Louis, Washington University in Saint Louis (WUSTL), 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), National Institutes of Health [Bethesda] (NIH), Boston Children's Hospital, Harvard Medical School [Boston] (HMS), Undiagnosed Diseases Network, Boulin, Thomas, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Subjects: Candidate gene, Potassium Channels, Endocrinology, Diabetes and Metabolism, Nerve Tissue Proteins, [SDV.BC.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Subcellular Processes [q-bio.SC], Cell fate determination, Biochemistry, 03 medical and health sciences, Epilepsy, 0302 clinical medicine, Endocrinology, Genetics, medicine, [SDV.BC.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Subcellular Processes [q-bio.SC], Missense mutation, Animals, Humans, Generalized epilepsy, Pathology, Molecular, Caenorhabditis elegans, Caenorhabditis elegans Proteins, Child, Molecular Biology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, Gene Editing, 0303 health sciences, biology, Genetic Variation, medicine.disease, biology.organism_classification, Null allele, Neurodevelopmental Disorders, Female, Domain of unknown function, Carrier Proteins, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Neurobeachin (NBEA) was initially identified as a candidate gene for autism. Recently, variants in NBEA have been associated with neurodevelopmental delay and childhood epilepsy. Here, we report on a novel NBEA missense variant (c.5899G > A, p.Gly1967Arg) in the Domain of Unknown Function 1088 (DUF1088) identified in a child enrolled in the Undiagnosed Diseases Network (UDN), who presented with neurodevelopmental delay and seizures. Modeling of this variant in the Caenorhabditis elegans NBEA ortholog, sel-2, indicated that the variant was damaging to in vivo function as evidenced by altered cell fate determination and trafficking of potassium channels in neurons. The variant effect was indistinguishable from that of the reference null mutation suggesting that the variant is a strong hypomorph or a complete loss-of-function. Our experimental data provide strong support for the molecular diagnosis and pathogenicity of the NBEA p.Gly1967Arg variant and the importance of the DUF1088 for NBEA function.
Published: 2021

44. Parasitism reduces oxidative stress of fish host experimentally exposed to PAHs

Author: Frédéric Angelier, Cécile Ribout, Fabrice Alliot, Beatriz Decencière, Noëlie Molbert, Clotilde Biard, Aurélie Goutte, Alexis Millot, Mathieu Leroux-Coyau, Simon Agostini, Sorbonne Université (SU), CEREEP-Ecotron Ile de France (UMS 3194), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Études Biologiques de Chizé - UMR 7372 (CEBC), and 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)
Subjects: Health, Toxicology and Mutagenesis, Ecophysiology, Cyprinidae, 0211 other engineering and technologies, Zoology, Parasitism, 02 engineering and technology, 010501 environmental sciences, Biology, Wildlife, medicine.disease_cause, 01 natural sciences, Acanthocephalan, Environmental pollution, Antioxidants, Host-Parasite Interactions, medicine, Metabolites, Animals, Parasite hosting, GE1-350, 14. Life underwater, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, 0105 earth and related environmental sciences, Pollutant, 021110 strategic, defence & security studies, Host (biology), Squalius, Public Health, Environmental and Occupational Health, Environmental Exposure, General Medicine, Environmental exposure, Aquatic ecotoxicology, biology.organism_classification, Pollution, Environmental sciences, Oxidative Stress, Telomeres, TD172-193.5, 13. Climate action, Bioaccumulation, [SDE]Environmental Sciences, Environmental Pollutants, Oxidative stress
Abstract: International audience; Some parasites are known to bioaccumulate some environmental pollutants within their host. We hypothesized that these parasites may be beneficial for their hosts in polluted environments. We experimentally increased long-term (five weeks) exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs, three levels: 0.1X, 1X, 10X environmental exposure) in European chubs (Squalius cephalus) that were naturally infected or uninfected with acanthocephalan parasites. We monitored PAHs levels in fish tissues, as well as oxidative stress, telomere length and condition indices. Although parasite infection did not significantly reduce the levels of PAHs and PAH metabolites in host tissues, host oxidative status was explained by parasitism and pollution levels. Oxidative damage increased with parasitism in fish exposed to low PAH levels (0.1X) but decreased in infected fish at higher PAH exposure (10X), thus corroborating our hypothesis. Meanwhile, antioxidant capacity did not differ in response to parasite infection nor PAHs exposure. Despite this imbalance in oxidative status, experimental increase in PAH levels did not compromise telomere length, body condition, or survival in infected and uninfected fish. This study provides the first experimental evidence that the outcome of host-parasite interactions can shift from negative to positive as pollutant exposure increases.
Published: 2021

45. Bayesian analysis of Enceladus' plume data to assess methanogenesis

Author: Régis Ferrière, Stephane Mazevet, Boris Sauterey, François Guyot, Antonin Affholder, Institut de biologie de l'ENS Paris (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 de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Arizona, Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides (IMCCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Lille-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), and Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], 010504 meteorology & atmospheric sciences, biology, Methanogenesis, Astronomy and Astrophysics, biology.organism_classification, 01 natural sciences, Seafloor spreading, Methane, Astrobiology, Plume, chemistry.chemical_compound, chemistry, 13. Climate action, Saturn, 0103 physical sciences, Environmental science, 14. Life underwater, Enceladus, 010303 astronomy & astrophysics, 0105 earth and related environmental sciences, Archaea, Hydrothermal vent, [SDU.STU.MI]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Mineralogy
Abstract: Observations from NASA’s Cassini spacecraft established that Saturn’s moon Enceladus has an internal liquid ocean. Analysis of a plume of ocean material ejected into space suggests that alkaline hydrothermal vents are present on Enceladus’s seafloor. On Earth, such deep-sea vents harbour microbial ecosystems rich in methanogenic archaea. Here we use a Bayesian statistical approach to quantify the probability that methanogenesis (biotic methane production) might explain the escape rates of molecular hydrogen and methane in Enceladus’s plume, as measured by Cassini instruments. We find that the observed escape rates (1) cannot be explained solely by the abiotic alteration of the rocky core by serpentinization; (2) are compatible with the hypothesis of habitable conditions for methanogens; and (3) score the highest likelihood under the hypothesis of methanogenesis, assuming that the probability of life emerging is high enough. If the probability of life emerging on Enceladus is low, the Cassini measurements are consistent with habitable yet uninhabited hydrothermal vents and point to unknown sources of methane (for example, primordial methane) awaiting discovery by future missions. What is the origin of the methane detected in Enceladus’s plumes? A Bayesian approach to the problem shows that abiotic serpentinization of rocks cannot explain the methane abundance by itself, and biotic methane production gets the highest likelihood—provided the probability of life emerging at Enceladus is high.
Published: 2021

46. The role of social costs as a mechanism enforcing the honesty of ultraviolet-reflecting signals in a lizard

Author: Arnaud Badiane, Anna Kawamoto, Jean-François Le Galliard, 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), 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), Le Galliard, Jean-François, 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), 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, Lizard, media_common.quotation_subject, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, 05 social sciences, fungi, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, [SDE.BE] Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, [SDE.MCG] Environmental Sciences/Global Changes, Honesty, biology.animal, [SDV.BA.ZV]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, 0501 psychology and cognitive sciences, [SDV.BA.ZV] Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, 050102 behavioral science & comparative psychology, animal communication, deception, male competition, ultraviolet, Zootoca vivipara, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Neuroscience, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Mechanism (sociology), media_common
Abstract: According to animal signalling theory, social costs incurred by aggressive conspecifics are one mechanism maintaining signal honesty. Although our understanding of signal evolution has much improved for pigment-based colours, the mechanisms maintaining the honesty of structural colour signals, such as ultraviolet (UV), remain elusive. Here, we used the common lizard (Zootoca vivipara) to test whether the honesty of UV-reflecting signals displayed on male throats is under social control. To do so, we staged agonistic interactions between non-manipulated focal males and opponents of either larger or smaller body size. We manipulated the UV component of the male throat colour patch to create small cheaters with UV-enhanced throats, large cheaters with UV-reduced throats, and their respective controls. In support of a conventional signal hypothesis, focal males were aggressive towards large cheaters and became submissive when these large cheaters retaliated, and were less submissive against small cheaters. However, that focal males were not more aggressive towards small cheaters contradicts our initial predictions. We confirm that male UV reflectance and bite force were good predictors of contest outcomes in control conditions. Overall, we provide partial evidence suggesting that social costs enforce UV signal honesty in common lizards.
Published: 2021

47. Upregulation of breathing rate during running exercise by central locomotor circuits

Author: Séverine Diem, Julien Bouvier, Coralie Hérent, Gilles Fortin, Institut des Neurosciences Paris-Saclay (NeuroPSI), Université Paris-Saclay-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), 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), Bouvier, Julien, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Subjects: 0303 health sciences, Respiratory rate, business.industry, [SDV]Life Sciences [q-bio], Mesencephalic locomotor region, Respiratory modulation, Optogenetics, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Downregulation and upregulation, Rhythm generator, Medicine, Retrotrapezoid nucleus, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], [SDV.NEU] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Respiratory system, business, Neuroscience, 030217 neurology & neurosurgery, 030304 developmental biology
Abstract: While respiratory adaptation to exercise is compulsory to cope with the increased metabolic supply to body tissues and with the necessary clearing of metabolic waste, the neural apparatus at stake remains poorly identified. Using viral tracing, ex vivo and in vivo optogenetic and chemogenetic interference strategies in mice, we unravel interactive locomotor and respiratory networks’ nodes that mediate the respiratory rate increase that accompanies a running exercise. We show that the mesencephalic locomotor region (MLR) and the lumbar spinal locomotor pattern generator (lumbar CPG), which respectively initiate and execute the locomotor behavior, access the respiratory network through distinct entry points. The MLR directly projects onto the inspiratory rhythm generator, the preBötzinger complex (preBötC), and can trigger a moderate increase of respiratory frequency, prior to, or even in the absence of, locomotion. In contrast, the lumbar CPG projects onto the retrotrapezoid nucleus (RTN) that in turn contacts the preBötC to enforce, during effective locomotion, higher respiratory frequencies. These data expand, on the one hand, the functional implications of the MLR beyond locomotor initiation to a bona fide respiratory modulation. On the other hand, they expand the adaptive respiratory ambitions of the RTN beyond chemoception to “locomotor- ception”.
Published: 2021

48. Cascading effects of moth outbreaks on subarctic soil food webs

Author: Heidy Schimann, Lucie Zinger, Mickaël Hedde, Wilfried Thuiller, Arnaud Foulquier, Irene Calderón-Sanou, Mélanie Roy, Marc Ohlmann, Sara Si-Moussi, Nigel G. Yoccoz, Tamara Münkemüller, Ludovic Gielly, Laboratoire d'Ecologie Alpine (LECA ), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), 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), Ecologie des forêts de Guyane (UMR ECOFOG), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Université de Guyane (UG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), The Arctic University of Norway [Tromsø, Norway] (UiT), Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - 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), Laboratoire de Mathématiques (LAMA), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Evolution et Diversité Biologique (EDB), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto Franco-Argentino sobre Estudios de Clima y sus Impactos [Buenos Aires] (IFAECI), Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Buenos Aires] (FCEyN), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Buenos Aires] (FCEyN), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-16-CE02-0009,GlobNets,Biogéographie globale des réseaux écologiques des forêts du monde(2016), THUILLER, Wilfried, Biogéographie globale des réseaux écologiques des forêts du monde - - GlobNets2016 - ANR-16-CE02-0009 - AAPG2016 - VALID, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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), The Arctic University of Norway (UiT), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), 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, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales [Buenos Aires] (FCEyN), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA)-Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Food Chain, Ecosystem ecology, Science, Biodiversity, Moths, Biology, Poaceae, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Article, 03 medical and health sciences, Mycorrhizae, Animals, Ecosystem, Relative species abundance, Betula, Trophic level, Multidisciplinary, Defoliants, Chemical, Ecology, Plant community, [SDV.EE.IEO] Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis, 15. Life on land, Subarctic climate, [SDE.BE] Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, 030104 developmental biology, Disturbance (ecology), Ecological networks, Medicine, Omnivore, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Environmental Pollution, [SDV.EE.IEO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis
Abstract: The increasing severity and frequency of natural disturbances requires a better understanding of their effects on all compartments of biodiversity. In Northern Fennoscandia, recent large-scale moth outbreaks have led to an abrupt change in plant communities from birch forests dominated by dwarf shrubs to grass-dominated systems. However, the indirect effects on the belowground compartment remained unclear. Here, we combined eDNA survey of multiple trophic groups with network analyses to demonstrate that moth defoliation has far-reaching consequences on soil food webs. Following this disturbance, diversity and relative abundance of certain trophic groups declined (e.g. ectomycorrhizal fungi) while many others profited (e.g. bacterivores, omnivores) making soil food webs more diverse and structurally different. Overall, the direct and indirect consequences of moth outbreaks increased belowground diversity at different trophic levels. Our results highlight that a holistic view of ecosystems improves our understanding of cascading effects of major disturbances on soil food webs.
Published: 2021

49. Ecological recipes for selecting community function

Author: Silvia De Monte, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Max Planck Institute for Evolutionary Biology, Max-Planck-Gesellschaft, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and De Monte, Silvia
Subjects: 0106 biological sciences, 0303 health sciences, Ecology, Computer science, Management science, media_common.quotation_subject, [SDV.BID.EVO]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Populations and Evolution [q-bio.PE], 01 natural sciences, [SDE.BE] Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, 03 medical and health sciences, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, [SDV.BID.EVO] Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Populations and Evolution [q-bio.PE], [SDV.EE.ECO] Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, Ecosystem, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Function (engineering), Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Selection (genetic algorithm), 030304 developmental biology, 010606 plant biology & botany, media_common
Abstract: International audience; Simulations of eco-evolutionary processes involved in artificial selection of microbial communities provide a guide to optimize experimental design for improving ecosystem functions.
Published: 2021

50. Polycomb-dependent differential chromatin compartmentalization determines gene coregulation in Arabidopsis

Author: Jing An, Javier Antunez-Sanchez, Natalia Y. Rodriguez-Granados, Martin Crespi, David Latrasse, Ying Huang, Juan Sebastian Ramirez-Prado, Magdy M. Mahfouz, Federico Ariel, Lorenzo Concia, Moussa Benhamed, Sanchari Sicar, Deborah Manza-Mianza, Fredy Barneche, Heribert Hirt, Aline V. Probst, José F. Gutierrez-Marcos, Rim Brik-Chaouche, Catherine Bergounioux, Cécile Raynaud, Simon Amiard, Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay (IPS2 (UMR_9213 / UMR_1403)), Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), University of Warwick [Coventry], King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), 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), Génétique, Reproduction et Développement (GReD), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA), Universidad Nacional del Litoral [Santa Fe] (UNL), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), 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 Universitaire de France (IUF)China Scholar Council fellowships 201806690005, ANR-19-CE20-0001,3DWheat,Une approche tridimensionnelle de génomique fonctionnelle pour identifier les cibles contrôlant la réponse au stress thermique chez le blé(2019), Raynaud, Cécile, and Une approche tridimensionnelle de génomique fonctionnelle pour identifier les cibles contrôlant la réponse au stress thermique chez le blé - - 3DWheat2019 - ANR-19-CE20-0001 - AAPG2019 - VALID
Subjects: [SDV]Life Sciences [q-bio], macromolecular substances, Interactome, HiChIP, Capture Hi-C, [SDV.GEN.GPL]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Plants genetics, Transcription (biology), Arabidopsis, [SDV.GEN.GPL] Life Sciences [q-bio]/Genetics/Plants genetics, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Genetics, Genetics (clinical), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Epigenomics, Chromatin loops, biology, biology.organism_classification, Chromatin, Cell biology, Chromatin architecture, Polycomb, Histone, biology.protein, [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Chromatin Loop, Reprogramming
Abstract: In animals, distant H3K27me3-marked Polycomb targets can establish physical interactions forming repressive chromatin hubs. In plants, growing evidence suggests that H3K27me3 acts directly or indirectly to regulate chromatin interactions, although how this histone modification modulates 3D chromatin architecture remains elusive. To decipher the impact of the dynamic deposition of H3K27me3 on the Arabidopsis thaliana nuclear interactome, we combined genetics, transcriptomics, and several 3D epigenomic approaches. By analyzing mutants defective for histone H3K27 methylation or demethylation, we uncovered the crucial role of this chromatin mark in short- and previously unnoticed long-range chromatin loop formation. We found that a reduction in H3K27me3 levels led to a decrease in the interactions within Polycomb-associated repressive domains. Regions with lower H3K27me3 levels in the H3K27 methyltransferase clf mutant established new interactions with regions marked with H3K9ac, a histone modification associated with active transcription, indicating that a reduction in H3K27me3 levels induces a global reconfiguration of chromatin architecture. Altogether, our results reveal that the 3D genome organization is tightly linked to reversible histone modifications that govern chromatin interactions. Consequently, nuclear organization dynamics shapes the transcriptional reprogramming during plant development and places H3K27me3 as a key feature in the coregulation of distant genes.
Published: 2021

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