Response of Macrophyte Traits to Herbivory and Neighboring Species: Integration of the Functional Trait Framework in the Context of Ecological Invasions

With the increase in the number of introduced species each year, biological invasions are considered as one of the most important environmental problems for native biodiversity. In invaded habitats, the establishment of exotic plant species depends on the abiotic and biotic environment. Herbivores and neighboring plants (native or exotic) comprise an important part of the latter. Herbivores cause trophic and non-trophic damage to focal plants, which respond to herbivory by varying their different traits quantitatively (e.g., growth rate and biomass changes) and qualitatively (e.g., variation in morphological and chemical defenses strategies affecting plant palatability). Neighboring plant species also affect functional traits and the fitness of focal plant species, thus herbivore effects on a focal plant could also depend indirectly on the palatability and defensive traits of the neighboring species inside the community. Here, in a first step toward the integration of associational susceptibility/resistance theories in the field of ecological invasion, we performed a microcosm experiment to consider the effects of an exotic crayfish on the growth rate, morphological traits and damage level of three macrophytes (two exotic, one native) growing in pairwise combinations. We found that (i) the response to herbivore presence and to neighboring species identity seemed to be species specific, and (ii) crayfish enhance the fragmentation rate of the two exotic macrophytes Ludwigia grandiflora and Egeria densa in the presence of the native macrophyte Myriophyllum spicatum, which could indirectly facilitate their invasion success. Indeed, fragmentation can increase dispersal abilities of the exotic macrophytes considered in this study as they are able to generate new plants from their fragments. However, our results showed that the interaction herbivore-neighbor species was hardly significant. Our paper presents some first results on associational resistance/susceptibility and lays the foundation for developing a general framework that combines plant community ecology and biological invasion ecology to explain invasive species success

Tests multiples pour la comparaison des probabilités de survenue d'une infidélité de transcription dans des ARNm sains et cancéreux

International audienceL'implication d'erreurs de transcription dans l'hétérogénéité du cancer avait jusqu'alors été peu considérée. En effet, la transcription est supposée fidèle et contrôlée par un système complexe de vérification. Afin d'étudier l'hétérogénéité des séquences d'ARNm issus de tissus sains et cancéreux de 17 gènes d'intérêt, les probabilités de survenue d'une substitution de base ont été comparées à chaque position des séquences des transcrits à l'aide d'une procédure de tests multiples. Pour cela, les séquences Expressed Sequences Tags, qui sont des copies partielles des ARNm d'un gène, ont été utilisées et un modèle prenant en compte l'erreur de séquençage inhérente à ces données a été proposé. Enfin, l'estimateur Location Based Estimator du nombre moyen de tests faux positifs a été étendu au cas de statistiques de tests discrètes. Cette étude préliminaire a ainsi permis de mettre en évidence les positions des ARNm plus fréquemment sujettes à des substitutions dans les tissus cancéreux que dans les tissus sains et d'introduire la notion d'infidélité de transcription chez l'Homme

Etude de la régulation de l'expression des gènes chez Escherichia coli, en lien avec le transport et le métabolisme du glucose : comprenant : - l'analyse moléculaire de la région promoteur dirigeant l'expression des gènes gapA et yeaA, - l'étude de l'effet de l'absence de protéine EIIBCGlc assurant le transport spécifique du glucose sur le transcriptome d'Escherichia coli.

In Escherichia coli, the glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) is a key enzyme for glucose metabolism and is encoded by the gapA gene. The transcription of this gene is initiated at 4 promoters and mainly at the gapA P1 promoter in the exponential phase of growth. We found that altought beeing a promoter of the -10 extended class, promoter P1 needs a -35 hexamer for activity. The E. coli methionine sulfoxide reductase of the B type (MsrB) is encoded by the yeaA gene which is located upstream and in the opposite direction of gapA. We showed that elements of the gapA-yeaA inter-ORF sequence are involved in the regulation of the two genes, either activating both genes or having opposite effects on them and we obtained data in favor of a translation regulation by the small non-coding RNA RyhB of the MsrB protein expression. We developped a DNA macroarray approach to test for the effect of the inactivation of the EIIBCGlc protein on the E. coli transcriptome. We showed that the expression of genes allowing formation of large pores in the external membrane and flagella were upregulated. We demonstrated the increased motility of the bacteria.Chez Escherichia coli, la glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase (GAPDH), qui est une enzyme clé du métabolisme du glucose est codée par le gène gapA. La transcription de ce gène est initiée au niveau de 4 promoteurs et majoritairement au niveau du promoteur gapA P1 en phase exponentielle de croissance. Nous avons montré qu'il a la particularité d'avoir une boîte -10 étendue, mais de nécessiter la présence d'une boîte -35 pour être efficace. La méthionine sulfoxyde réductase de type B (MsrB) est codée par le gène yeaA situé en amont et en sens opposé à gapA. Nous avons montré que des éléments de séquences inter-ORF régulent chacun des deux gènes soit dans le même sens, soit en sens opposé et nous avons obtenu des arguments en faveur d'une régulation traductionnelle de l'expression de la protéine MsrB par le petit ARN non codant RyhB. Nous avons développé l'approche puces à ADN pour tester l'effet de l'inactivation du transporteur EIIBCGlc sur le transcriptome d'E. coli. Nous avons ainsi montré que l'expression de gènes permettant la formation de pores de plus grande taille dans la membrane externe et de flagelles favorisant la motilité de la bactérie était augmentée

Etude de la régulation de l'expression des gènes chez Escherichia coli, en lien avec le transport et le métabolisme du glucose (comprenant : - l'analyse moléculaire de la région promoteur dirigeant l'expression des gènes gapA et yeaA, - l'étude de l'effet de l'absence de protéine EIIBCGlc assurant le transport spécifique du glucose sur le transcriptome d'Escherichia coli.)

Chez Escherichia coli, la glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase (GAPDH), qui est une enzyme clé du métabolisme du glucose est codée par le gène gapA. La transcription de ce gène est initiée au niveau de 4 promoteurs et majoritairement au niveau du promoteur gapA P1 en phase exponentielle de croissance. Nous avons montré qu'il a la particularité d'avoir une boîte -10 étendue, mais de nécessiter la présence d'une boîte -35 pour être efficace. La méthionine sulfoxyde réductase de type B (MsrB) est codée par le gène yeaA situé en amont et en sens opposé à gapA. Nous avons montré que des éléments de séquences inter-ORF régulent chacun des deux gènes soit dans le même sens, soit en sens opposé et nous avons obtenu des arguments en faveur d'une régulation traductionnelle de l'expression de la protéine MsrB par le petit ARN non codant RyhB. Nous avons développé l'approche puces à ADN pour tester l'effet de l'inactivation du transporteur EIIBCGlc sur le transcriptome d'E. coli. Nous avons ainsi montré que l'expression de gènes permettant la formation de pores de plus grande taille dans la membrane externe et de flagelles favorisant la motilité de la bactérie était augmentée.In Escherichia coli, the glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) is a key enzyme for glucose metabolism and is encoded by the gapA gene. The transcription of this gene is initiated at 4 promoters and mainly at the gapA P1 promoter in the exponential phase of growth. We found that altought beeing a promoter of the -10 extended class, promoter P1 needs a -35 hexamer for activity. The E. coli methionine sulfoxide reductase of the B type (MsrB) is encoded by the yeaA gene which is located upstream and in the opposite direction of gapA. We showed that elements of the gapA-yeaA inter-ORF sequence are involved in the regulation of the two genes, either activating both genes or having opposite effects on them and we obtained data in favor of a translation regulation by the small non-coding RNA RyhB of the MsrB protein expression. We developped a DNA macroarray approach to test for the effect of the inactivation of the EIIBCGlc protein on the E. coli transcriptome. We showed that the expression of genes allowing formation of large pores in the external membrane and flagella were upregulated. We demonstrated the increased motility of the bacteria.NANCY1-SCD Sciences & Techniques (545782101) / SudocSudocFranceF

Transcriptional frameshifts contribute to protein allergenicity

Transcription infidelity (TI) is a mechanism that increases RNA and protein diversity. We found that single-base omissions (i.e., gaps) occurred at significantly higher rates in the RNA of highly-allergenic legumes. Transcripts from peanut, soybean, sesame, and mite allergens contained a higher density of gaps than those of non-allergens. Allergen transcripts translate into proteins with a cationic carboxy-terminus depleted in hydrophobic residues. In mice, recombinant TI variants of the peanut allergen Ara h 2, but not the canonical allergen itself, induced, without adjuvant, the production of anaphylactogenic specific IgE (sIgE) binding to linear epitopes on both canonical and TI segments of the TI variants. The removal of cationic proteins from bovine lactoserum markedly reduced its capacity to induce sIgE. In peanut-allergic children, the sIgE reactivity was directed toward both canonical and TI segments of Ara h 2 variants. We discovered two novel peanut allergens because of their RNA-DNA divergence gap patterns and TI peptide amino-acid composition. Finally, we showed that the sIgE of children with IgE-negative milk allergy targeted cationic proteins in lactoserum. We propose that it is not the canonical allergens, but their TI variants, that initiate sIgE isotype switching, while both canonical and TI variants elicit clinical allergic reactions

Response of Macrophyte Traits to Herbivory and Neighboring Species Integration of the Functional Trait Framework in the Context of Ecological Invasions

German Research Foundation (DFG), Leipzig University within the program of Open Access Publishing; German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle-Jena-Leipzig - German Research Foundation [FZT 118] We acknowledge support from the German Research Foundation (DFG), Leipzig University within the program of Open Access Publishing. LT and BG gratefully acknowledge the support of the German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle-Jena-Leipzig funded by the German Research Foundation (FZT 118).International audienceWith the increase in the number of introduced species each year, biological invasions are considered as one of the most important environmental problems for native biodiversity. In invaded habitats, the establishment of exotic plant species depends on the abiotic and biotic environment. Herbivores and neighboring plants (native or exotic) comprise an important part of the latter. Herbivores cause trophic and non-trophic damage to focal plants, which respond to herbivory by varying their different traits quantitatively (e.g., growth rate and biomass changes) and qualitatively (e.g., variation in morphological and chemical defenses strategies affecting plant palatability). Neighboring plant species also affect functional traits and the fitness of focal plant species, thus herbivore effects on a focal plant could also depend indirectly on the palatability and defensive traits of the neighboring species inside the community. Here, in a first step toward the integration of associational susceptibility/resistance theories in the field of ecological invasion, we performed a microcosm experiment to consider the effects of an exotic crayfish on the growth rate, morphological traits and damage level of three macrophytes (two exotic, one native) growing in pairwise combinations. We found that (i) the response to herbivore presence and to neighboring species identity seemed to be species specific, and (ii) crayfish enhance the fragmentation rate of the two exotic macrophytes Ludwigia grandiflora and Egeria densa in the presence of the native macrophyte Myriophyllum spicatum, which could indirectly facilitate their invasion success. Indeed, fragmentation can increase dispersal abilities of the exotic macrophytes considered in this study as they are able to generate new plants from their fragments. However, our results showed that the interaction herbivore-neighbor species was hardly significant. Our paper presents some first results on associational resistance/susceptibility and lays the foundation for developing a general framework that combines plant community ecology and biological invasion ecology to explain invasive species success

Response of Macrophyte Traits to Herbivory and Neighboring Species: Integration of the Functional Trait Framework in the Context of Ecological Invasions

With the increase in the number of introduced species each year, biological invasions are considered as one of the most important environmental problems for native biodiversity. In invaded habitats, the establishment of exotic plant species depends on the abiotic and biotic environment. Herbivores and neighboring plants (native or exotic) comprise an important part of the latter. Herbivores cause trophic and non-trophic damage to focal plants, which respond to herbivory by varying their different traits quantitatively (e.g., growth rate and biomass changes) and qualitatively (e.g., variation in morphological and chemical defenses strategies affecting plant palatability). Neighboring plant species also affect functional traits and the fitness of focal plant species, thus herbivore effects on a focal plant could also depend indirectly on the palatability and defensive traits of the neighboring species inside the community. Here, in a first step toward the integration of associational susceptibility/resistance theories in the field of ecological invasion, we performed a microcosm experiment to consider the effects of an exotic crayfish on the growth rate, morphological traits and damage level of three macrophytes (two exotic, one native) growing in pairwise combinations. We found that (i) the response to herbivore presence and to neighboring species identity seemed to be species specific, and (ii) crayfish enhance the fragmentation rate of the two exotic macrophytes Ludwigia grandiflora and Egeria densa in the presence of the native macrophyte Myriophyllum spicatum, which could indirectly facilitate their invasion success. Indeed, fragmentation can increase dispersal abilities of the exotic macrophytes considered in this study as they are able to generate new plants from their fragments. However, our results showed that the interaction herbivore-neighbor species was hardly significant. Our paper presents some first results on associational resistance/susceptibility and lays the foundation for developing a general framework that combines plant community ecology and biological invasion ecology to explain invasive species succes

Cutaneous listeriosis, a case series of 16 consecutive patients over 25 years

International audienc

Can we accurately assess disease activity using automated methods in large real-life MRI databases?: Insights from the OFSEP HD database.

International audienceIntroduction:Large real-life databases (DB) of MS patients usually consist of clinical data, including limited imaging metrics.The possibility of re-analyzing images to extract a wide range of metrics is now possible through the use of AI based methods. The presence of new lesions on longitudinal MRIs for example is used to assess the effectiveness of treatments in real-life studies. However, the automated tools that currently identify these new lesions are designed as an aid for radiologists, potentially generating false positives. The possibility of transferring these methods to analyze DB without supervision should be assessed.Objectives/Aims:To compare the performance of an automated method to classify MS patients as “active” or “inactive” based on new lesions on FLAIR images in a large real-life multicentric DB with respect to the data provided in the clinical DB.Methods:We included 1412 pairs of brain MRI scans from 868 MS patients with both FLAIR images available in the French OFSEP HD cohort imaging DB at 2 time points, and the radiological comparison captured in the clinical DB. An automated tool based on a fully convolutional neural network (trained on 159 patients) was used to detect new lesions between the corresponding longitudinal FLAIR images. Then, 160 pairs of brain MRI scans for which the automated method output and the corresponding clinical DB comparison disagree were randomly selected and their MRI were reviewed by 2 experts to constitute a ground truth. Differences in sensitivity, specificity and accuracy between the automated method and the clinical DB were assessed.Results:Overall, 222 out of 1412 (16%) intervals were considered active from the clinical DB, compared to 467 (35%) from the automated method. Over the 160 cases of disagreement included in the ground truth, the automated method correctly classified patients in 66% of the cases and the clinical DB in 34%. More specifically, the automated method was more sensitive than the clinical DB (p<0.001), but the clinical DB was more specific (p<0.001). Under simplified assumptions, we extrapolate from these results a sensitivity, specificity and accuracy of about 0.95, 0.99 and 0.92 for the clinical DB and 0.99, 0.69 and 0.96 for the automated method.Conclusion:The automated analysis of images collected in large real-life databases allows to correctly classify MS patients as active or inactive in a large majority of cases, and offers the possibility to extract other metrics such as lesion number or volume to analyze the efficacy of treatments in real-life.Introduction:Les grandes bases de données réelles de patients atteints de SEP sont généralement constituées de données cliniques, y compris des mesures d'imagerie limitées.La possibilité de réanalyser les images pour en extraire un large éventail de mesures est désormais possible grâce à l’utilisation de méthodes basées sur l’IA. La présence de nouvelles lésions sur les IRM longitudinales est par exemple utilisée pour évaluer l'efficacité des traitements dans des études réelles. Cependant, les outils automatisés qui identifient actuellement ces nouvelles lésions sont conçus pour aider les radiologues, générant potentiellement des faux positifs. La possibilité de transférer ces méthodes pour analyser la base de données sans supervision doit être évaluée.Objectifs/Buts :Comparer les performances d'une méthode automatisée pour classer les patients atteints de SEP comme « actifs » ou « inactifs » sur la base de nouvelles lésions sur les images FLAIR dans une grande base de données multicentrique réelle par rapport aux données fournies dans la base de données clinique.Méthodes :Nous avons inclus 1412 paires d'IRM cérébrales de 868 patients atteints de SEP, avec les FLAIR disponibles aux deux points temporels dans la base de données de la cohorte OFSEP HD, et les données radiologique issues de la base de données clinique. Un outil automatisé basé sur un réseau de neurones convolutif (entraîné sur 159 patients) a été utilisé pour détecter de nouvelles lésions entre les images FLAIR longitudinales correspondantes. Ensuite, 160 paires d'IRM cérébrales pour lesquels les résultats de la méthode automatisée et la comparaison clinique correspondante de la base de données étaient en désaccord ont été sélectionnées au hasard et leur IRM a été examinée par 2 experts pour constituer une vérité terrain. Les différences de sensibilité, de spécificité et d'exactitude entre la méthode automatisée et la base de données clinique ont été évaluées.Résultats:Au total, 222 intervalles sur 1 412 (16 %) ont été considérés comme actifs à partir de la base de données clinique, contre 467 (35 %) à partir de la méthode automatisée. Sur les 160 cas de désaccord inclus dans la vérité terrain, la méthode automatisée a correctement classé les patients dans 66 % des cas et la base de données clinique dans 34 % des cas. Plus précisément, la méthode automatisée était plus sensible que la base de données clinique (p < 0,001), mais la base de données clinique était plus spécifique (p < 0,001). Sous hypothèses simplifiées, nous extrapolons de ces résultats une sensibilité, une spécificité et une précision d'environ 0,95, 0,99 et 0,92 pour la base de données clinique et 0,99, 0,69 et 0,96 pour la méthode automatisée.Conclusion:L'analyse automatisée des images collectées dans de grandes bases de données réelles permet de classer correctement les patients atteints de SEP comme actifs ou inactifs dans une grande majorité des cas, et offre la possibilité d'extraire d'autres paramètres tels que le nombre ou le volume des lésions pour analyser l'efficacité des traitements dans vrai vie