Genomic mapping by DNA fingerprinting analysis using single molecule from hairpin shaped molecule and magnetic tweezers micromanipulation

Les techniques de micromanipulation de molécules d’ADN uniques offrent des perspectives nouvelles pour lire et exploiter l’information contenue dans les génomes. Cela inclut le séquençage, la cartographie, le dénombrement de molécules et l'identification de modifications chimiques de l'ADN. Dans ce contexte, l'Équipe ABCDLab de l'ENS a développé une méthode utilisant l’ouverture et la fermeture mécanique répétée d’une molécule d’ADN en épingle à cheveux par pince magnétique. Cet outil permet de déterminer la position d'hybridation de petits oligonucléotides ainsi que celle d'anticorps révélant la position de marques épigénétiques. Un avantage de cette approche est de pouvoir travailler sur la même molécule pour d’une part identifier les marques épigénétiques et d'autre part réaliser une cartographie de sa position dans le génome. Mon travail de thèse consiste à développer un ensemble de méthodes bio-informatique visant à réaliser cette étape de cartographie. Le signal expérimental consiste en lecture des positions d’hybridation d’un, ou de plusieurs petits oligonucléotides sur la molécule étudiée. Cette mesure permet de construire une signature spécifique de la molécule que l’on peut rechercher dans le génome d’origine. Dans ce travail de thèse, j'ai réalisé des expériences avec sur pinces magnétiques pour acquérir des signatures moléculaires sur des molécules sélectionnées en aveugle dans E. coli. J'ai développé un logiciel capable de faire la recherche de ces signatures dans un génome et ensuite effectué l’ensemble du traitement des données pour tester le logiciel. Après plusieurs étapes d’optimisation, j’ai pu retrouver la position génomique des molécules étudiées, établissant ainsi une preuve de concept de cette stratégie de cartographie. Le travail a concerné l'ensemble de la chaîne de mesure : (1) le choix des sondes utilisées pour constituer la signature d’une molécule observée en optimisant un ensemble de critères liés aux conditions expérimentales et à la combinatoire des motifs de séquence. (2) la mise au point d’algorithmes de cartographie adaptés aux caractéristiques expérimentales des mesures. Enfin, j'ai testé ces algorithmes, à la fois sur des données simulées in silico et in vitro sur de l'ADN d'origine bactérienne. Je discuterais en quoi les performances des solutions de cartographie développées ici sont influencées par, d’une part les limites du montage expérimental actuel, et d’autre part les limites des approches bioinformatiques. Je présenterais les voies d’amélioration possibles de ces dernières. Mes travaux établissent qu'identifier des molécules d’ADN uniques par pinces magnétiques est possible dans le contexte d’application épigénétique et en génomique.Single molecule micromanipulations technic offer new perspectives to read and unravel genome information. This includes sequencing, mapping, molecule counting and identification of DNA modifications. In this respect, ABCDLab team has developed a cutting edge method using repeated mechanical opening and closing of a DNA molecule with a hairpin shape using magnetic tweezers. This tool allows measuring along the DNA molecule the hybridization positions of oligonucleotides a few bases long and also to locate specific antibodies transiently bound to epigenetic markers. With this approach we can identify with the single molecule level epigenetics markers and localized them on the genome. My PhD work consisted of developing a set of bioinformatics methods to perform DNA mapping using magnetics tweezer signal consisting of hybridization positions along the studied molecule. This measurement may be viewed as a fingerprint of the molecule which can be searched on the reference genome. During my thesis, I have realized an experimental test using magnetic tweezers to acquire a set fingerprint data on a set of blinded selected molecules in the E. coli genome. I have developed a software performing a rapid search of these fingerprints inside the genome. Then I have performed the whole data treatment to check the software on the selected molecules. After several rounds of optimization, I have recovered the genetic position of the studied molecules, establishing a proof of concept of this cartography strategy. The work has addressed the whole measuring chain; (1) by choosing the oligonucleotides best adapted to obtain the molecular signature by optimizing the set of experimental constrains and combinatorial motifs of the sequence. (2) by tuning the cartography algorithm to adapt to the experimental measurement constrains. Finally, I have tested these algorithms, both on simulated data in silico and on experimental fingerprint in vitro. I shall discuss how the performances of these cartography solutions that have been developed here are impacted by the experimental limitations of the present technique, and by the bioinformatics limits. I shall present possible improvements to these methods. My studies constitute a proof of concept for genomic and epigenetic applications

Cartographie génomique par analyse de signature ADN sur molécule unique issue de molécules en épingle à cheveux micro-manipulées par pinces magnétiques

Single molecule micromanipulations technic offer new perspectives to read and unravel genome information. This includes sequencing, mapping, molecule counting and identification of DNA modifications. In this respect, ABCDLab team has developed a cutting edge method using repeated mechanical opening and closing of a DNA molecule with a hairpin shape using magnetic tweezers. This tool allows measuring along the DNA molecule the hybridization positions of oligonucleotides a few bases long and also to locate specific antibodies transiently bound to epigenetic markers. With this approach we can identify with the single molecule level epigenetics markers and localized them on the genome. My PhD work consisted of developing a set of bioinformatics methods to perform DNA mapping using magnetics tweezer signal consisting of hybridization positions along the studied molecule. This measurement may be viewed as a fingerprint of the molecule which can be searched on the reference genome. During my thesis, I have realized an experimental test using magnetic tweezers to acquire a set fingerprint data on a set of blinded selected molecules in the E. coli genome. I have developed a software performing a rapid search of these fingerprints inside the genome. Then I have performed the whole data treatment to check the software on the selected molecules. After several rounds of optimization, I have recovered the genetic position of the studied molecules, establishing a proof of concept of this cartography strategy. The work has addressed the whole measuring chain; (1) by choosing the oligonucleotides best adapted to obtain the molecular signature by optimizing the set of experimental constrains and combinatorial motifs of the sequence. (2) by tuning the cartography algorithm to adapt to the experimental measurement constrains. Finally, I have tested these algorithms, both on simulated data in silico and on experimental fingerprint in vitro. I shall discuss how the performances of these cartography solutions that have been developed here are impacted by the experimental limitations of the present technique, and by the bioinformatics limits. I shall present possible improvements to these methods. My studies constitute a proof of concept for genomic and epigenetic applications.Les techniques de micromanipulation de molécules d’ADN uniques offrent des perspectives nouvelles pour lire et exploiter l’information contenue dans les génomes. Cela inclut le séquençage, la cartographie, le dénombrement de molécules et l'identification de modifications chimiques de l'ADN. Dans ce contexte, l'Équipe ABCDLab de l'ENS a développé une méthode utilisant l’ouverture et la fermeture mécanique répétée d’une molécule d’ADN en épingle à cheveux par pince magnétique. Cet outil permet de déterminer la position d'hybridation de petits oligonucléotides ainsi que celle d'anticorps révélant la position de marques épigénétiques. Un avantage de cette approche est de pouvoir travailler sur la même molécule pour d’une part identifier les marques épigénétiques et d'autre part réaliser une cartographie de sa position dans le génome. Mon travail de thèse consiste à développer un ensemble de méthodes bio-informatique visant à réaliser cette étape de cartographie. Le signal expérimental consiste en lecture des positions d’hybridation d’un, ou de plusieurs petits oligonucléotides sur la molécule étudiée. Cette mesure permet de construire une signature spécifique de la molécule que l’on peut rechercher dans le génome d’origine. Dans ce travail de thèse, j'ai réalisé des expériences avec sur pinces magnétiques pour acquérir des signatures moléculaires sur des molécules sélectionnées en aveugle dans E. coli. J'ai développé un logiciel capable de faire la recherche de ces signatures dans un génome et ensuite effectué l’ensemble du traitement des données pour tester le logiciel. Après plusieurs étapes d’optimisation, j’ai pu retrouver la position génomique des molécules étudiées, établissant ainsi une preuve de concept de cette stratégie de cartographie. Le travail a concerné l'ensemble de la chaîne de mesure : (1) le choix des sondes utilisées pour constituer la signature d’une molécule observée en optimisant un ensemble de critères liés aux conditions expérimentales et à la combinatoire des motifs de séquence. (2) la mise au point d’algorithmes de cartographie adaptés aux caractéristiques expérimentales des mesures. Enfin, j'ai testé ces algorithmes, à la fois sur des données simulées in silico et in vitro sur de l'ADN d'origine bactérienne. Je discuterais en quoi les performances des solutions de cartographie développées ici sont influencées par, d’une part les limites du montage expérimental actuel, et d’autre part les limites des approches bioinformatiques. Je présenterais les voies d’amélioration possibles de ces dernières. Mes travaux établissent qu'identifier des molécules d’ADN uniques par pinces magnétiques est possible dans le contexte d’application épigénétique et en génomique

Identification et caractérisation des variétés d’oliviers cultivées en France. Tome 1.

National audienceDans le premier tome, 45 variétés d’olivier sont décrites. Pour chacune, vous trouverez : • la caractérisation morphologique (27 caractères dont les formes de la feuille, du fruit, du noyau) illustrée par six photographies en couleurs pour une identification facile sur le terrain ; • une évaluation agronomique (vigueur de l’arbre, résistance au froid, rendement en huile…) ; • les caractéristiques organoleptiques et chimiques de l’huile ; • la caractérisation moléculaire

Breeding for mixtures in Organic Farming systems: are the traits of pure wheat cultivars predictive of their behavior in wheat-pea mixtures?

International audienc

Identification et caractérisation des variétés d'Olivier cultivées en France - Tome 2

Voir Tome 1 - http://prodinra.inra.fr/record/14216 UMR AGAP - équipe AFEF - Architecture et fonctionnement des espèces fruitièresNational audienceCe second tome vient en complément du premier tome paru fin 2004. Basé sur les mêmes caractères observés, il donne, pour 60 variétés supplémentaires : la caractérisation morphologique de l'arbre, de la feuille, du fruit et du noyau ; une évaluation agronomique en serre (pourcentage de reprise au bouturage) et en verger (caractères de croissance, de sensibilités et de production) ; la zone de culture de chaque variété ainsi que ses principaux synonymes. Six photographies en couleurs (arbre, rameau à fruits, feuille, fruit entier, fruit en coupe et noyau) permettent une identification facile des variétés sur le terrain. Une clef dichotomique comprenant les variétés des deux tomes facilite également la détermination variétale à partir des caractères morphologiques des noyaux (caractères les plus discriminants). L'identification fiable des variétés a été réalisée par marquage moléculaire sur la base de 10 loci et 103 marqueurs microsatellites. Les provenances des arbres analysés et ayant servi à l'établissement du génotype de référence sont données pour chaque variété. Une classification moléculaire des variétés des deux tomes a été réalisée sur la base des 381 arbres analysés et des 103 marqueurs. Les caractères agronomiques du fruit (dont poids moyen et teneur en huile) ainsi que les caractéristiques organoleptiques et chimiques de l'huile sont également donnés pour 27 des 60 variétés

Role of the PLA2-independent peroxiredoxin VI activity in the survival of immortalized fibroblasts exposed to cytotoxic oxidative stress

AbstractPeroxiredoxin VI (PrxVI) is a bifunctional enzyme with non-selenium glutathione peroxidase and Ca2+-independent acidic phospholipase A2 activities. We demonstrate that transfection-mediated PrxVI overexpression protects immortalized human WI-38 and murine NIH3T3 fibroblasts against cytotoxic doses of tert-butylhydroperoxide and H2O2. Mutants for either glutathione peroxidase or phospholipase A2 activity show that glutathione peroxidase but not phospholipase A2 activity is required to promote cell survival after stress. Also, ectopic PrxVI overexpression does not protect telomerase-stabilized WI-38 fibroblasts against stress-induced premature senescence

Are the traits of wheat and pea cultivars in sole crop predictive of their behavior in mixtures? Consequences for advisors and breeders

International audienc

(12008) Kandrup

International audienceCBET 4339 available at Central Bureau for Astronomical Telegrams