Condensation d'ADN plasmidique par des diamines sur un substrat de graphite HOPG

National audienceCe travail vise à améliorer notre connaissance des effets produits par les électrons de basse énergie (EBEs) sur l'ADN. Parmi les composants radiosensibles, les acides nucléiques demeurent en effet une cible critique des EBEs. Ce type d'étude requiert un bon étalement et un contrôle des dépôts d'ADN plasmidique sur des surfaces conductrices. Nous avons étudié en détails la formation de complexes entre des polyamines et l'ADN plasmidique. Une partie du travail a consisté à caractériser les dépôts réalisés sur des substrats de graphite pyrolytique hautement orienté (HOPG) en employant des diamines pour condenser l'ADN. Nous avons montré que dans les conditions opératoires de cette étude, il est possible de créer des dépôts avec des épaisseurs calibrées, présentant un taux dégâts constant et suffisamment bas pour permettre des études ultérieures en gel d'électrophorèse. Ces dépôts, dont l'épaisseur varie de deux à plusieurs dizaines de nanomètres, ont la propriété remarquable de pouvoir être re-dissous dans l'eau sans qu'ils ne subissent de dommages supplémentaires. Les dépôts réalisés avec le diaminopropane ont été exposés aux EBEs et une première exploitation par désorption stimulée (ESD) et par relaxation de plasmide a été effectuée. Ces premiers résultats ouvrent de larges perspectives pour l'utilisation ultérieure des dépôts créés durant ce travail

Dissociative electron attachment to DNA-diamine thin films: Impact of the DNA close environment on the OH(-) and O(-) decay channels.

International audience: We measure the desorption of anions stimulated by the impact of 0-20 eV electrons on highly uniform thin films of plasmid DNA-diaminopropane. The results are accurately correlated with film thickness and composition by AFM and XPS measurements, respectively. Resonant structures in the H(-), O(-), and OH(-) yield functions are attributed to the decay of transient anions into the dissociative electron attachment (DEA) channel. The diamine induces ammonium-phosphate bridges along the DNA backbone, which suppresses the DEA O(-) channel and in counter-part increases considerably the desorption of OH(-). The close environment of the phosphate groups may therefore play an important role in modulating the rate and type of DNA damages induced by low energy electrons

Neutral Products Desorption from DNA Thin Films Induced by Low-Energy Electrons (0.5-20 eV)

International audienceLow-energy electrons (LEEs) are produced in great amount in the biological medium, when submitted to high-energy radiations. They have the ability to induce strand breaks in the DNA duplex, as proven by electrophoresis analysis of irradiated dry deposits. LEE interactions with target molecules induce the formation of different species such as anions, cations, radicals and neutrals. The desorption of anionic species from oligonucleotides and DNA under LEEs irradiation has been intensively explored. The involved mechanisms and sites were successfully identified, including the resonant formation of transient negative ions (TNI) below 15 eV. However, the desorption of neutral products was less explored [4], due to their difficult detection. Exploring this aspect will provide additional information and complete the picture of the dissociating pathways followed by TNIs

Absolute cross section for loss of supercoiled topology induced by 10 eV electrons in highly uniform ∕DNA∕1,3-diaminopropane films deposited on highly ordered pyrolitic graphite.

International audience: It was recently shown that the affinity of doubly charged, 1-3 diaminopropane (Dap(2+)) for DNA permits the growth on highly ordered pyrolitic graphite (HOPG) substrates, of plasmid DNA films, of known uniform thickness [O. Boulanouar, A. Khatyr, G. Herlem, F. Palmino, L. Sanche, and M. Fromm, J. Phys. Chem. C 115, 21291-21298 (2011)]. Post-irradiation analysis by electrophoresis of such targets confirms that electron impact at 10 eV produces a maximum in the yield of single strand breaks that can be associated with the formation of a DNA(-) transient anion. Using a well-adapted deterministic survival model for the variation of electron damage with fluence and film thickness, we have determined an absolute cross section for strand-break damage by 10 eV electrons and inelastic scattering attenuation length in DNA-Dap complex films

Low energy electrons and ultra-soft X-rays irradiation of plasmid DNA. Technical innovations

International audienceIn this paper we present in a first part the latest results of our group which are in relation with the study of DNA damages inflicted by low energy electrons (0-20 eV) in ultra-high vacuum as well as in air under atmospheric conditions. A short description of the drop-casting technique we developed to produce thin and nanometre-scaled DNA layers onto graphite sheets is given. We provide the absolute cross-section for loss of supercoiled topology of plasmid DNA complexed with 1,3diaminopropane (Dap) in the vacuum under 10 eV electron impact and suggest a specific pathway for the dissociation of the transient negative ion formed by resonant capture of such a low energy electron (LEE) by the DNA's phosphate group when complexed to Dap. Well-gauged DNA-Dap layers with various nanometre-scaled thicknesses are used to evaluate the effective attenuation length of secondary photo-LEEs in the energy range (0-20 eV). The values of 11-16 nm for DNA kept under atmospheric conditions are in good agreement with the rare literature data available and which are stemming from computer simulations. In a second part, we describe the method we have developed in order to expose liquid samples of plasmid DNA to ultra-soft X-rays (Al Kα line at 1.5 keV) under hydroxyl radical scavenging conditions. We provide an experimentally determined percentage of indirect effects in aqueous medium kept under standard conditions of 94.7 ± 2.1 % indirect effects; in satisfactory agreement with the data published by others (i.e. 97.7%) relative to gamma irradiation of frozen solutions (Tomita et al., 1995)

Investigating the Use of the First Language in Moroccan EFL Classes

This study aims to investigate whether there is any significant effect of using Moroccan Arabic (Darija) in the English as a Foreign Language classroom on Moroccan students’ language learning. It highlights where Darija is preferred to be used either by students or teachers. Moreover, it seeks to scrutinize whether the mother tongue positively or negatively affects the learners.  Multiple case studies research was conducted in five high schools belonging to Beni Mellal-Khenifra region. 132 students and 7 teachers were the population targeted for data collection. The study adopts a mixed method design where quantitative data is generated through a questionnaire and qualitative data is generated through interviews. The gathered data were analyzed using SPSS and content analysis. The findings show that the vast majority of the targeted populations have positive attitudes towards using Moroccan Arabic (Darija) in English classes. The study gives insights into how to adequately implement Moroccan Arabic in EFL classes. Additionally; the study also sheds light on some obstacles and limitations and provides some future research perspectives

Complexation des acides aminés basiques arginine, histidine et lysine avec l’ADN plasmidique en solution aqueuse : participation à la capture de radicaux sous irradiation X à 1,5 keV

L’environnement chimique de l’ADN en situation biologique est complexe notam-ment en raison de la présence d’histones, protéines nucléaires, associées en quantité approximativement égales à l’ADN pour former la chromatine. Les histones possèdent de nombreux radicaux basiques arginine et lysine chargés positivement et dont la majorité se trouve sur les chaînes émergentes, l’ADN présente quant à lui des charges négatives sur ses groupements phosphates localisés tout au long de la double hélice. Dans cette étude, la complexité de la structure de la chromatine nucléaire est dans un premier temps mimée en solution aqueuse par la formation de complexes entre un ADN plasmidique sonde et les trois acides aminés basiques, Arg, His, Lys, qui, mis à part His, sont protonés au pH physiologique. Ces acides aminés libres en solution sont réputés être des capteurs efficaces de radicaux libres, notamment pour le radical hydroxyle, conférant ainsi un pouvoir protecteur vis-à-vis des effets indirects sur l’ADN en situation d’exposition aux rayonnements ionisants. A concentration fixée, les capacités de capture des acides aminés libres, σ, pour le radical hydroxyle sont typiquement les suivantes σHis ≈σArg > σLys (σLys ≈ 0,1 × σArg). Nous avons mesuré les taux de cassures simple brin par plasmide et par Gray (χ) lors d’expositions de solutions aqueuses de complexes [acide aminé – ADN plasmidique] aux rayons X ultra-mous (1,5 keV). A concentrations égales, les trois acides aminés complexés et présents en large excès ne manifestent pas une capacité de protection de l’ADN proportionnelle à leur capacité de capture libre et en solution ; on trouve en effet des taux de cassures dans l’ordre suivant χHis > χArg > χLys (χLys ≈ 0,01 χArg). Après avoir détaillé le mode opératoire de ces mesures, nous analyserons sur des bases bibliographiques, les modes spécifiques d’interaction des acides aminés basiques avec l’ADN. La spécificité des liaisons de l’arginine avec l’ADN et plus particulièrement sa propension à être un ligand bidentate qui se lie aux bases (principalement G) de l’ADN nous permet d’expliquer les taux de cassures simple brin particulièrement élevés observés avec Arg. Un mécanisme de transfert de radical intermoléculaire est suggéré pour Arg. Un raisonnement globalement similaire peut être tenu pour la lysine. Pour l’histidine, nous suggérons quelques voies possibles qui conduiraient à expliquer les taux de cassure anormalement élevés observés, mais cela demandera des expériences complémentaires

Soft adsorption of densely packed layers of DNA-plasmid * 1,3-diaminopropane complexes onto highly oriented pyrolytic graphite designed to erode in water

International audienceIn this Article, we report a simple and effective method to build up self-assembled and well-calibrated layers of plasmid DNA*1,3-diaminopropane complexes onto highly oriented pyrolitic graphite (HOPG). The method is based on the self-assembly of the poly electrolytes onto HOPG in an excess of positively charged protonated diamines (Dap2+) in comparison to the negatively charged phosphate moieties of the DNA backbone in solution. Although short distortions in the helical parameters of DNA (maximum 12% hypochromicity) are revealed by UV-vis absorption spectrometry, the native B form of the plasmids is conserved. By fixing the excess of positive charges arising from Dap2+ cations, it is possible to construct assemblies of a well-defined thickness ranging typically from 1 monolayer (ML) of DNA to 10 ML; 1 ML has a thickness of 2.2 ± 0.5 nm. Adding TRIS-EDTA (TE) buffer lowers considerably the damage rate observed when plasmids are mixed with Dap2+ in pure water. The thickness of the first dense monolayer matches well the DNA cross-sectional dimensions, indicating that this layer is strongly anchored to the surface; it is insoluble in water. Conversely, thicker layers can be released in aqueous media, and the plasmids do not undergo dramatic damage. In the presence of TE buffer, condensation of the plasmids on the HOPG surface and a further release of the deposits in water yields a loss of supercoiling that ranges typically from 10% to 20% when the layer thickness varies from 22 to 12 nm. Such densely packed and releasable DNA plasmid layers with a very well-characterized and constant thickness constitute a substantial progress for biochemical and radiochemical experiments

Complexation des acides aminés basiques arginine, histidine et lysine avec l’ADN plasmidique en solution aqueuse : participation à la capture de radicaux sous irradiation X à 1,5 keV

L’environnement chimique de l’ADN en situation biologique est complexe notam-ment en raison de la présence d’histones, protéines nucléaires, associées en quantité approximativement égales à l’ADN pour former la chromatine. Les histones possèdent de nombreux radicaux basiques arginine et lysine chargés positivement et dont la majorité se trouve sur les chaînes émergentes, l’ADN présente quant à lui des charges négatives sur ses groupements phosphates localisés tout au long de la double hélice. Dans cette étude, la complexité de la structure de la chromatine nucléaire est dans un premier temps mimée en solution aqueuse par la formation de complexes entre un ADN plasmidique sonde et les trois acides aminés basiques, Arg, His, Lys, qui, mis à part His, sont protonés au pH physiologique. Ces acides aminés libres en solution sont réputés être des capteurs efficaces de radicaux libres, notamment pour le radical hydroxyle, conférant ainsi un pouvoir protecteur vis-à-vis des effets indirects sur l’ADN en situation d’exposition aux rayonnements ionisants. A concentration fixée, les capacités de capture des acides aminés libres, σ, pour le radical hydroxyle sont typiquement les suivantes σHis ≈σArg > σLys (σLys ≈ 0,1 × σArg). Nous avons mesuré les taux de cassures simple brin par plasmide et par Gray (χ) lors d’expositions de solutions aqueuses de complexes [acide aminé – ADN plasmidique] aux rayons X ultra-mous (1,5 keV). A concentrations égales, les trois acides aminés complexés et présents en large excès ne manifestent pas une capacité de protection de l’ADN proportionnelle à leur capacité de capture libre et en solution ; on trouve en effet des taux de cassures dans l’ordre suivant χHis > χArg > χLys (χLys ≈ 0,01 χArg). Après avoir détaillé le mode opératoire de ces mesures, nous analyserons sur des bases bibliographiques, les modes spécifiques d’interaction des acides aminés basiques avec l’ADN. La spécificité des liaisons de l’arginine avec l’ADN et plus particulièrement sa propension à être un ligand bidentate qui se lie aux bases (principalement G) de l’ADN nous permet d’expliquer les taux de cassures simple brin particulièrement élevés observés avec Arg. Un mécanisme de transfert de radical intermoléculaire est suggéré pour Arg. Un raisonnement globalement similaire peut être tenu pour la lysine. Pour l’histidine, nous suggérons quelques voies possibles qui conduiraient à expliquer les taux de cassure anormalement élevés observés, mais cela demandera des expériences complémentaires

Dissociative Electron Attachment to DNA-Diamine thin films: Impact of the DNA close environment on the OH- and O- Decay Channels

We measure the desorption of anions stimulated by the impact of 0–20 eV electrons on highly uniform thin films of plasmid DNA-diaminopropane. The results are accurately correlated with film thickness and composition by AFM and XPS measurements, respectively. Resonant structures in the H(−), O(−), and OH(−) yield functions are attributed to the decay of transient anions into the dissociative electron attachment (DEA) channel. The diamine induces ammonium-phosphate bridges along the DNA backbone, which suppresses the DEA O(−) channel and in counter-part increases considerably the desorption of OH(−). The close environment of the phosphate groups may therefore play an important role in modulating the rate and type of DNA damages induced by low energy electrons