#Cell #systèmenerveux #topographiemoléculaire Topographie moléculaire d'un système nerveux entier

Gene expression of all C.elegans neurons = Profil d'expression des gènes de tous les neurones de C.elegans
CengenApp = Application Cengen
Expression Patterns = Schémas d'Expression
Motif Discovery = Découverte des Motifs
Neuropeptide Diversity = Diversité des Neuropeptides
Differential Expression = Expression Différentielle
Connectivité = Connectivity

 

Nous avons produit des profils d'expression génique des 302 neurones du système nerveux de C.elegans qui correspondent à la résolution unicellulaire de son anatomie et de son schéma de câblage. Nos résultats suggèrent que les classes de neurones individuelles peuvent être identifiées uniquement par l'expression combinatoire de familles de gènes spécifiques. Par exemple, chaque classe de neurones exprime des codes distincts de ∼23 gènes de neuropeptide et de ∼36 récepteurs de neuropeptides, délimitant un réseau de signalisation « sans fil » complexe et étendu. Pour démontrer l'utilité de ce catalogue complet d'expression génique, nous avons utilisé des approches informatiques pour (1) identifier les éléments de régulation cis pour l'expression génique spécifique aux neurones et (2) révéler des protéines d'adhésion avec des rôles potentiels dans le placement des processus et la spécificité synaptique. Nos données d'expression sont disponibles sur https://cengen.org et peuvent être interrogées sur l'application web CengenApp. Nous nous attendons à ce que ce répertoire d'expression génique spécifique aux neurones stimule les recherches sur les mécanismes sous-jacents qui définissent l'anatomie, la connectivité et la fonction dans tout le système nerveux de C.elegans. Seth R. Taylor, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 7 July 2021

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle :  Science Direct / Préparation post : NZ

#trendsingenetics #génome #nyctémère #dynamiques Rythmes du Génome : Dynamiques Circadiennes de la Topologie de la Chromatine de l’Expression Génique Tissu-Spécifique de la Génération de Rythmes Tissus-Spécifiques, aux Comportements

(A)  Modèle du mode d’action des modulations des rythmes externes d’entraînement des rythmes circadiens selon les tissus. L’horloge centrale, logée dans les noyaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus, absorbe la lumière de l’environnement et synchronise les horloges dans les tissus périphériques par la régulation de l’activité locomotrice et des rythmes de prise alimentaire de même que par le truchement des signaux systémiques comme les hormones et les métabolites. Les tissus périphériques, comme les reins, le cœur, le foie, orchestrent les rythmes physiologiques des tissus, comme l’homéostasie du sodium, la pression sanguine et le métabolisme des hydrates de carbone, respectivement. (B et C) Exemples de des mécanismes de génération de la régulation du rythme de l’expression génique tissu-spécifique. (B) Les interactions entre les facteurs de transcription (TFs) tissu-spécifiques et spécifiques à l’horloge biologique peuvent générer une expression génique tissu-spécifique. Par exemple, un gène peut être transcrit de manière rythmique dans un tissu mais pas dans d’autres par la présence ou l’absence de TF tissu-spécifique, ce qui rend accessible un site de liaison à un TF de l’horloge circadienne situé à proximité. (C) Différents tissus peuvent soumettre à régulation la transcription rythmée d’un gène utilisant différents promoteurs alternatifs. Dans cet exemple, le promoteur rythmiquement transcrit est utilisé dans le foie, mais pas dans d’autres tissus. Un gène rythmiquement transcrit est indiqué par une sinusoïde. Une transcription à vitesse constante est indiquée par une ligne plate horizontale. H=Cœur, K=Rein, L=Foie. 

Les rythmes circadiens en physiologie et comportement ont évolué pour entrer en résonnance avec les rythmes quotidiens dans l’environnement externe. Chez les mammifères, les organes orchestrent la physiologie en fonction du temps sur un rythme quotidien, ce qui requière une expression génique rythmée et ciblée vers le tissu correspondant. Bien qu’un ensemble commun de produits de gènes fait un va et vient entre tous les types cellulaires, le profilage d’expression génique sur 24 h dans l’ensemble des tissus a montré que les schémas d’expression génique rythmée sont tissus – spécifiques. Nous soulignons les récents progrès dévoilant comment l’horloge circadienne interagit avec les réseaux régulateurs des gènes, impliquant des fonctions telles que le métabolisme xénobiotique, l’homéostasie du glucose, et le sommeil. Ce progrès dépend non seulement des approches expérimentales complètes, mais aussi des méthodes informatiques d’analyse multivariée des données de génomique périodique fonctionnelle. Nous insistons sur la dynamique des interactions chromatiniennes comme facteur de régulation des rythmes circadiens de transcription génique, des fonctions de l'horloge biologique centrale; et, finalement, du comportement. Finalement, nous discutons des perspectives d'enrichissement des connaissances de l'horloge circadienne chez les animaux à la chronobiologie humaine. Jake Yeung et Felix Naef, dans Trends in Genetics, publication en ligne en avant-première, 8 octobre 2018

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

Méthylation de l’ADN et Indice de Masse Corporelle : analyse sur génome entier

Méthylation de l'ADN et Indice de Masse Corporelle - Copyright: Science Photo Library
Source iconographique et légendaire: http://www.thelancet.com/

L’obésité est problème de santé majeur. Son étiologie est déterminée par les interactions entre mode de vie et  facteurs environnementaux et génétiques. Bien que des associations entre des variantes génétiques et l’Indice de Masse Corporelle (IMC) aient été identifiées, on ne dispose que de peu de données sur les changements épigénétiques en relation avec l’IMC. Nous avons entrepris une analyse du niveau de méthylation au niveau des sites CpG sur génome entier, en relation avec l’IMC.

497 sujets d’origine européenne recrutés par le « Cardiogenics Consortium » ont formé notre cohorte de découverte. Nous avons classé leur ADN à l’aide du test Infinium HumanMethylation450 effectué sur sang complet. Après contrôle de qualité, les niveaux de méthylation ont été testés pour ce qui est de leur association avec l’IMC. Les sites de méthylation montrant une association avec un IMC faussée (artefact) avec une valeur de q de 0.05 ou moins étaient retenus pour réplication dans une cohorte de 339 patients sans lien avec la cohorte initiale de patients d’ethnie caucasienne originaires d’Europe du Nord et issus de la cohorte MARTHA.  Les sites demeurant significatifs dans cette cohorte primaire de réplication étaient testés dans une seconde cohorte de réplication de 1789 patients d’origine Européenne appartenant à la cohorte KORA. Nous avons examiné aussi si les niveaux de méthylation au niveau de sites identifiés montraient une association avec l’IMC et l’ADN du tissu adipeux (n=635) et de la peau (n=395) obtenus chez des femmes blanches participant à l’étude Mu THER. Finalement, nous avons examiné une association méthylation – au niveau de sites associant IMC avec variantes génétiques et l’expression génique.

20 sujets de la  cohorte de découverte ont été exclus des analyses après contrôle de qualité, laissant l’effectif de l’étude s’établir à 459 participants. Après prise en compte des covariables, nous avons identifié une association (valeur de q≤0.05) entre méthylation au niveau de cinq sondes sur trois gènes différents et l’IMC. Les associations entre avec trois de ces sondes – cg22891070, cg27146050, et cg16672562, toutes situées dans l’intron 1 de HIF3A- ont été confirmées à la fois dans la première et la deuxième cohorte de réplication. Pour chaque augmentation de 0.1 de l’indice de méthylation β au niveau de cg22891070, l’IMC était de 3.6% (Intervalle de Confiance -IC-95% 2.4-4.9) plus élevé dans la cohorte de découverte, de 2.7% (1.2-4.2) plus élevé dans la cohorte de réplication primaire, et de 0.8% (0.2-1.4) plus elevé dans la cohorte de réplication secondaire. Concernant la cohorte Mu THER, la méthylation au niveau de cg22891070 du tissu adipeux était associée à l’IMC (p=1.72 x 10^-5) mais pas au niveau de la peau (p=0.882). Nous avons obtenu une corrélation inverse (p=0.005) entre la méthylation au niveau de cg22891070 et l’expression de l’une des sondes HIF3A d’expression génique dans le tissu adipeux.  Deux polymorphismes à simple nucléotide -rs8102595 et rs3826795- ont montré des associations indépendantes avec le niveau de méthylation au niveau de cg22891070 sur toutes les cohortes. Cependant, ces polymorphismes à simple nucléotide n’étaient pas significativement associés à l’IMC.

Un IMC augmenté chez les adultes d’origine Européenne est associée une méthylation augmentée au niveau du locus HIF3A dans les globules routes et dans le tissu adipeux. Nos résultats suggèrent que la perturbation des voies de signalisation des facteurs de transcription inductibles par l’hypoxie pourrait jouer un rôle important dans la réponse aux phénomènes de surpoids corporel chez les personnes.  Katherine J Dick PhD et al, dans The Lancet, publication en ligne en avant – première, 13 mars 2014

Financement : Commission Européenne, National Institute for Health Research, British Heart Foundation et Wellcome Trust

Source: The Lancet Online / Traduction et adaptation: NZ 

Effet modulateur du titre en facteur de transcription sur les niveaux d’expression des gènes

A l'aide d'un modèle thermodynamique, le niveau d'expression génique peut être prédit sur le plan quantitatif à partir du nombre et de la force des sites de liaison en compétition pour un facteur de transcription donné (...).
Source iconographique et légendaire:  http://www.sciencedirect.com/science/journal/aip/00928674

Les modèles de transcription sont souvent construits autour de l’image d’une ARN polymérase et de facteurs de transcription (FTs) agissant sur une copie unique de promoteur. Cependant, la plupart des FTs sont l’objet d’un partage entre des gènes multiples aux affinités de liaison variées. Au-delà de çà, les gènes sont souvent présents en grand nombre d’exemplaires - sous forme de copies identiques multiples sur le chromosome, les plasmides ou les vecteurs viraux ; et dont le nombre de copies se compte en centaines. À l’aide d’un modèle thermodynamique, nous caractérisons les interactions entre le nombre de copies de FTs disponibles et la requête biologique pour un FT donné. Nous démontrons que le pouvoir prédictif de ce modèle non paramétré dépend du nombre de copies de FTs et du nombre de sites de liaison disponibles et leurs affinités respectives ; ce contrôle prédictif comme tel est important dans la compréhension de la transcription et le souhait de définir de manière quantitative le rendement des circuits génétiques. Finalement, nous utilisons ces expériences pour la mesure de la dynamique du nombre de copies de plasmides à travers tout le cycle cellulaire. Robert C. Brewster et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 6 mars 2014

Source : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ