Using phage display technology to obtain Crybodies active against non-target insects

The insecticidal Cry toxins produced by Bacillus thuringiensis (Bt) are increasingly important in the biological control of insect pests and vectors of human disease. Markets for Bt products and transgenic plants expressing their toxins are driven by their specificity, safety and the move away from chemical control agents. However, the high specificity of Cry toxins can also prove to be a limitation when there is no known Cry toxin active against a particular target. Novel activities can be discovered by screening natural Bt isolates or through modifications of the Cry proteins. Here we demonstrate the use of λ-phage displaying Cry1Aa13 toxin variants modified in domain II loop 2 (Crybodies) to select retargeted toxins. Through biopanning using gut tissue from larvae of the non-target insect Aedes aegypti, we isolated a number of phage for further testing. Two of the overexpressed Cry toxin variants showed significant activity against A. aegypti larvae while another induced mortality at the pupal stage. We present the first report of the use of phage display to identify novel activities toward insects from distant taxonomic Orders and establish this technology based on the use of Crybodies as a powerful tool for developing tailor-made insecticides against new target insects

Use of Polar Heliostats to Improve Levels of Natural Lighting inside Buildings with Little Access to Sunlight

The growing need to increase environmental and energy sustainability in buildings (housing, offices, warehouses, etc.) requires the use of solar radiation as a renewable source of energy that can help to lower carbon footprint, making buildings more efficient and thereby contributing to a more sustainable planet, while enhancing the health and wellbeing of its occupants. One of the technologies deployed in the use of solar energy in buildings is heliostats. In this context, this paper presents an analysis of the performance of a heliostat illuminator to improve illumination in a classroom at the Campus of Rabanales of the University of Cordoba (Spain). A design of a system in charge of monitoring and measuring daylighting variables using Arduino hardware technology and free software is shown. This equipment develops the communications, programming and collection of lighting data. In parallel, installation of an artificial lighting system complementary to the natural lighting system is implemented. Finally, an analysis of the impact of the proposed solution on the improvement of energy efficiency is presented. Specifically, it is estimated that up to 64% of savings in artificial lighting can be achieved in spaces with heliostatic illuminators compared to those without them

Analysis of the transcriptional basis of natural transdifferentiation initiation in Y cell using Caenorhabditis elegans as a model organism

Au cours de ce projet de doctorat, j'ai étudié un événement de transdifférenciation naturelle se produisant naturellement in vivo dans une seule cellule en utilisant le ver nématode Caenorhabditis elegans comme organisme modèle. Cette cellule, appelée Y, se différencie d'une identité rectale en une identité moto-neurone appelée PDA. Ce système a fourni des informations clés sur la transition et les étapes cellulaires impliquées dans la transdifférenciation et l'identification des facteurs nucléaires conservés cruciaux pour le démarrage du processus, ou sur l'importance relative et les rôles des facteurs de transcription par rapport aux facteurs de modification des histones pour la dynamique et la robustesse du conversion. Ces preuves suggèrent que de nombreux gènes sont activés ou désactivés. Cependant, la dynamique transcriptionnelle de la transition reste inconnue. Cet événement de transdifférenciation ne peut pas être étudié in vitro. J'ai donc besoin d'utiliser des animaux entiers pour comprendre comment ce processus fonctionne, dans une seule cellule. Pendant le développement de mon travail de thèse, j'ai mis en place de nouvelles façons d'utiliser une méthodologie appelée DamID, que j'ai implémentée sur des animaux entiers. L'identification de l'ADN adénine méthyltransférase (DamID) utilise une fusion entre une protéine d'intérêt, dans notre cas une sous-unité d'ARN polymérase et une adénine méthyltransférase bactérienne (Dam). La liaison de l'ARN polymérase aux gènes transcrits conduit à la méthylation de l'ADN de leur locus génomique, qui peut ensuite être identifié à l'aide de techniques moléculaires. Afin de limiter l'expression des dam ::fusion à la cellule transdifférenciante, j'ai utilisé différentes méthodologies, y compris les systèmes de recombinaison in vivo et le tri cellulaire activé par fluorescence. Ce travail de thèse a produit une collection de gènes spécifiques Y qui peuvent aider à mieux comprendre comment les initiations de la transdifférenciation Y-PDA et quels acteurs clés moléculaires régulent le début de cet événement de transdifférenciation naturelle chez Caenorhabditis elegans. Ce travail de doctorat a également généré un nouveau pipeline DamID utilisant les technologies Oxford Nanopore qui sera extrêmement utile pour mener des études de biologie moléculaire en utilisant ce nématode ou d'autres organismes modèles.During this PhD project, I studied a natural transdifferentiation event naturally occurring in vivo in a single cell using the nematode worm Caenorhabditis elegans as a model organism. This cell, called Y, transdifferentiates from a rectal identity into a moto-neuron identity called PDA. This system has contributed key insights on the transition and cellular steps involved in transdifferentiation and the identification of conserved nuclear factors crucial to the initiation of the process, or the relative importance and roles of transcription factors versus histone modifying factors for the dynamics and robustness of the conversion. Those evidences suggest that many genes are switched ON or OFF. However, the transcriptional dynamics of the transition remains unknown. This transdifferentiation event cannot be studied in vitro. I therefore need to use entire animals to understand how this process functions, in a single cell. During the development of my PhD work, I setup new ways to use a methodology called DamID, which I implemented on whole animals. DNA adenine methyltransferase identification (DamID) uses a fusion between a protein of interest, in our case an RNA polymerase subunit and a bacterial adenine methyltransferases (Dam). Binding of the RNA polymerase to transcribed genes leads to DNA methylation of their genomic locus, which can be subsequently identified using molecular techniques. In order to restrict expression of the dam::fusions to the transdifferentiating cell, I used different methodologies including in vivo recombination systems and fluorescence activated cell sorting. This PhD work have produced a collection of Y specific genes that can help to get a better understanding of how Y-to-PDA transdifferentiation initiates and what molecular key players are regulating the beginning of this natural transdifferentiation event in the Caenorhabditis elegans. This PhD work also generated a new DamID pipeline using Oxford Nanopore Technologies that will be extremely useful to carry molecular biology studies using this nematode or other model organism

Analysis of the transcriptional basis of natural transdifferentiation initiation in Y cell using Caenorhabditis elegans as a model organism

Au cours de ce projet de doctorat, j'ai étudié un événement de transdifférenciation naturelle se produisant naturellement in vivo dans une seule cellule en utilisant le ver nématode Caenorhabditis elegans comme organisme modèle. Cette cellule, appelée Y, se différencie d'une identité rectale en une identité moto-neurone appelée PDA. Ce système a fourni des informations clés sur la transition et les étapes cellulaires impliquées dans la transdifférenciation et l'identification des facteurs nucléaires conservés cruciaux pour le démarrage du processus, ou sur l'importance relative et les rôles des facteurs de transcription par rapport aux facteurs de modification des histones pour la dynamique et la robustesse du conversion. Ces preuves suggèrent que de nombreux gènes sont activés ou désactivés. Cependant, la dynamique transcriptionnelle de la transition reste inconnue. Cet événement de transdifférenciation ne peut pas être étudié in vitro. J'ai donc besoin d'utiliser des animaux entiers pour comprendre comment ce processus fonctionne, dans une seule cellule. Pendant le développement de mon travail de thèse, j'ai mis en place de nouvelles façons d'utiliser une méthodologie appelée DamID, que j'ai implémentée sur des animaux entiers. L'identification de l'ADN adénine méthyltransférase (DamID) utilise une fusion entre une protéine d'intérêt, dans notre cas une sous-unité d'ARN polymérase et une adénine méthyltransférase bactérienne (Dam). La liaison de l'ARN polymérase aux gènes transcrits conduit à la méthylation de l'ADN de leur locus génomique, qui peut ensuite être identifié à l'aide de techniques moléculaires. Afin de limiter l'expression des dam ::fusion à la cellule transdifférenciante, j'ai utilisé différentes méthodologies, y compris les systèmes de recombinaison in vivo et le tri cellulaire activé par fluorescence. Ce travail de thèse a produit une collection de gènes spécifiques Y qui peuvent aider à mieux comprendre comment les initiations de la transdifférenciation Y-PDA et quels acteurs clés moléculaires régulent le début de cet événement de transdifférenciation naturelle chez Caenorhabditis elegans. Ce travail de doctorat a également généré un nouveau pipeline DamID utilisant les technologies Oxford Nanopore qui sera extrêmement utile pour mener des études de biologie moléculaire en utilisant ce nématode ou d'autres organismes modèles.During this PhD project, I studied a natural transdifferentiation event naturally occurring in vivo in a single cell using the nematode worm Caenorhabditis elegans as a model organism. This cell, called Y, transdifferentiates from a rectal identity into a moto-neuron identity called PDA. This system has contributed key insights on the transition and cellular steps involved in transdifferentiation and the identification of conserved nuclear factors crucial to the initiation of the process, or the relative importance and roles of transcription factors versus histone modifying factors for the dynamics and robustness of the conversion. Those evidences suggest that many genes are switched ON or OFF. However, the transcriptional dynamics of the transition remains unknown. This transdifferentiation event cannot be studied in vitro. I therefore need to use entire animals to understand how this process functions, in a single cell. During the development of my PhD work, I setup new ways to use a methodology called DamID, which I implemented on whole animals. DNA adenine methyltransferase identification (DamID) uses a fusion between a protein of interest, in our case an RNA polymerase subunit and a bacterial adenine methyltransferases (Dam). Binding of the RNA polymerase to transcribed genes leads to DNA methylation of their genomic locus, which can be subsequently identified using molecular techniques. In order to restrict expression of the dam::fusions to the transdifferentiating cell, I used different methodologies including in vivo recombination systems and fluorescence activated cell sorting. This PhD work have produced a collection of Y specific genes that can help to get a better understanding of how Y-to-PDA transdifferentiation initiates and what molecular key players are regulating the beginning of this natural transdifferentiation event in the Caenorhabditis elegans. This PhD work also generated a new DamID pipeline using Oxford Nanopore Technologies that will be extremely useful to carry molecular biology studies using this nematode or other model organism

gpa-4 expressing cells identified through Cao et al., 2017 sci-RNA Seq

Cell types with endogenous gpa-4 transcript expression during development from single-cell RNA-seq datasets from Cao et al., 2017.Related Publication: Widespread gpa-4 promoter-driven expression during Caenorhabditis elegans development Jaime Osuna-Luque University of Bern/ ETH Zurich Collin Ewald ETH Zurich Peter Meister University of Bern microPublication Biology https://doi.org/10.17912/micropub.biology.000443 engContact person: Peter Meister [email protected]

Analyse de la base transcriptionnelle de la transdifférenciation naturelle chez Caenorhabditis elegans

During this PhD project, I studied a natural transdifferentiation event naturally occurring in vivo in a single cell using the nematode worm Caenorhabditis elegans as a model organism. This cell, called Y, transdifferentiates from a rectal identity into a moto-neuron identity called PDA. This system has contributed key insights on the transition and cellular steps involved in transdifferentiation and the identification of conserved nuclear factors crucial to the initiation of the process, or the relative importance and roles of transcription factors versus histone modifying factors for the dynamics and robustness of the conversion. Those evidences suggest that many genes are switched ON or OFF. However, the transcriptional dynamics of the transition remains unknown. This transdifferentiation event cannot be studied in vitro. I therefore need to use entire animals to understand how this process functions, in a single cell. During the development of my PhD work, I setup new ways to use a methodology called DamID, which I implemented on whole animals. DNA adenine methyltransferase identification (DamID) uses a fusion between a protein of interest, in our case an RNA polymerase subunit and a bacterial adenine methyltransferases (Dam). Binding of the RNA polymerase to transcribed genes leads to DNA methylation of their genomic locus, which can be subsequently identified using molecular techniques. In order to restrict expression of the dam::fusions to the transdifferentiating cell, I used different methodologies including in vivo recombination systems and fluorescence activated cell sorting. This PhD work have produced a collection of Y specific genes that can help to get a better understanding of how Y-to-PDA transdifferentiation initiates and what molecular key players are regulating the beginning of this natural transdifferentiation event in the Caenorhabditis elegans. This PhD work also generated a new DamID pipeline using Oxford Nanopore Technologies that will be extremely useful to carry molecular biology studies using this nematode or other model organismsAu cours de ce projet de doctorat, j'ai étudié un événement de transdifférenciation naturelle se produisant naturellement in vivo dans une seule cellule en utilisant le ver nématode Caenorhabditis elegans comme organisme modèle. Cette cellule, appelée Y, se différencie d'une identité rectale en une identité moto-neurone appelée PDA. Ce système a fourni des informations clés sur la transition et les étapes cellulaires impliquées dans la transdifférenciation et l'identification des facteurs nucléaires conservés cruciaux pour le démarrage du processus, ou sur l'importance relative et les rôles des facteurs de transcription par rapport aux facteurs de modification des histones pour la dynamique et la robustesse du conversion. Ces preuves suggèrent que de nombreux gènes sont activés ou désactivés. Cependant, la dynamique transcriptionnelle de la transition reste inconnue. Cet événement de transdifférenciation ne peut pas être étudié in vitro. J'ai donc besoin d'utiliser des animaux entiers pour comprendre comment ce processus fonctionne, dans une seule cellule. Pendant le développement de mon travail de thèse, j'ai mis en place de nouvelles façons d'utiliser une méthodologie appelée DamID, que j'ai implémentée sur des animaux entiers. L'identification de l'ADN adénine méthyltransférase (DamID) utilise une fusion entre une protéine d'intérêt, dans notre cas une sous-unité d'ARN polymérase et une adénine méthyltransférase bactérienne (Dam). La liaison de l'ARN polymérase aux gènes transcrits conduit à la méthylation de l'ADN de leur locus génomique, qui peut ensuite être identifié à l'aide de techniques moléculaires. Afin de limiter l'expression des dam ::fusion à la cellule transdifférenciante, j'ai utilisé différentes méthodologies, y compris les systèmes de recombinaison in vivo et le tri cellulaire activé par fluorescence. Ce travail de thèse a produit une collection de gènes spécifiques Y qui peuvent aider à mieux comprendre comment les initiations de la transdifférenciation Y-PDA et quels acteurs clés moléculaires régulent le début de cet événement de transdifférenciation naturelle chez Caenorhabditis elegans. Ce travail de doctorat a également généré un nouveau pipeline DamID utilisant les technologies Oxford Nanopore qui sera extrêmement utile pour mener des études de biologie moléculaire en utilisant ce nématode ou d'autres organismes modèles

Analyse de la base transcriptionnelle de la transdifférenciation naturelle chez Caenorhabditis elegans

During this PhD project, I studied a natural transdifferentiation event naturally occurring in vivo in a single cell using the nematode worm Caenorhabditis elegans as a model organism. This cell, called Y, transdifferentiates from a rectal identity into a moto-neuron identity called PDA. This system has contributed key insights on the transition and cellular steps involved in transdifferentiation and the identification of conserved nuclear factors crucial to the initiation of the process, or the relative importance and roles of transcription factors versus histone modifying factors for the dynamics and robustness of the conversion. Those evidences suggest that many genes are switched ON or OFF. However, the transcriptional dynamics of the transition remains unknown. This transdifferentiation event cannot be studied in vitro. I therefore need to use entire animals to understand how this process functions, in a single cell. During the development of my PhD work, I setup new ways to use a methodology called DamID, which I implemented on whole animals. DNA adenine methyltransferase identification (DamID) uses a fusion between a protein of interest, in our case an RNA polymerase subunit and a bacterial adenine methyltransferases (Dam). Binding of the RNA polymerase to transcribed genes leads to DNA methylation of their genomic locus, which can be subsequently identified using molecular techniques. In order to restrict expression of the dam::fusions to the transdifferentiating cell, I used different methodologies including in vivo recombination systems and fluorescence activated cell sorting. This PhD work have produced a collection of Y specific genes that can help to get a better understanding of how Y-to-PDA transdifferentiation initiates and what molecular key players are regulating the beginning of this natural transdifferentiation event in the Caenorhabditis elegans. This PhD work also generated a new DamID pipeline using Oxford Nanopore Technologies that will be extremely useful to carry molecular biology studies using this nematode or other model organismsAu cours de ce projet de doctorat, j'ai étudié un événement de transdifférenciation naturelle se produisant naturellement in vivo dans une seule cellule en utilisant le ver nématode Caenorhabditis elegans comme organisme modèle. Cette cellule, appelée Y, se différencie d'une identité rectale en une identité moto-neurone appelée PDA. Ce système a fourni des informations clés sur la transition et les étapes cellulaires impliquées dans la transdifférenciation et l'identification des facteurs nucléaires conservés cruciaux pour le démarrage du processus, ou sur l'importance relative et les rôles des facteurs de transcription par rapport aux facteurs de modification des histones pour la dynamique et la robustesse du conversion. Ces preuves suggèrent que de nombreux gènes sont activés ou désactivés. Cependant, la dynamique transcriptionnelle de la transition reste inconnue. Cet événement de transdifférenciation ne peut pas être étudié in vitro. J'ai donc besoin d'utiliser des animaux entiers pour comprendre comment ce processus fonctionne, dans une seule cellule. Pendant le développement de mon travail de thèse, j'ai mis en place de nouvelles façons d'utiliser une méthodologie appelée DamID, que j'ai implémentée sur des animaux entiers. L'identification de l'ADN adénine méthyltransférase (DamID) utilise une fusion entre une protéine d'intérêt, dans notre cas une sous-unité d'ARN polymérase et une adénine méthyltransférase bactérienne (Dam). La liaison de l'ARN polymérase aux gènes transcrits conduit à la méthylation de l'ADN de leur locus génomique, qui peut ensuite être identifié à l'aide de techniques moléculaires. Afin de limiter l'expression des dam ::fusion à la cellule transdifférenciante, j'ai utilisé différentes méthodologies, y compris les systèmes de recombinaison in vivo et le tri cellulaire activé par fluorescence. Ce travail de thèse a produit une collection de gènes spécifiques Y qui peuvent aider à mieux comprendre comment les initiations de la transdifférenciation Y-PDA et quels acteurs clés moléculaires régulent le début de cet événement de transdifférenciation naturelle chez Caenorhabditis elegans. Ce travail de doctorat a également généré un nouveau pipeline DamID utilisant les technologies Oxford Nanopore qui sera extrêmement utile pour mener des études de biologie moléculaire en utilisant ce nématode ou d'autres organismes modèles