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1. Milk metabolome reveals variations on enteric methane emissions from dairy cows fed a specific inhibitor of the methanogenesis pathway

Author: Diego P. Morgavi, Hamid Boudra, Bénédict Yanibada, Stéphanie Durand, Ulli Hohenester, Fabien Jourdan, Cécile Canlet, Anne Ferlay, Mélanie Pétéra, LESUR, Hélène, Unité Mixte de Recherche sur les Herbivores - UMR 1213 (UMRH), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Plateforme Exploration du Métabolisme-MetaboHUB (PFEM-MetaboHUB), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP), ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - 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EI Purpan), Métabolisme et Xénobiotiques (ToxAlim-MeX), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de Nutrition Humaine (UNH), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Clermont Auvergne (UCA), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Plateforme Exploration du Métabolisme (PFEM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-MetaboHUB-Clermont, MetaboHUB-MetaboHUB, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: Rumen, multiplatform metabolomics, [SDV.BA] Life Sciences [q-bio]/Animal biology, Methanogenesis, [SDV]Life Sciences [q-bio], Gas Chromatography-Mass Spectrometry, 03 medical and health sciences, Metabolomics, Lactation, Genetics, Metabolome, medicine, Animals, [SDV.SA.SPA] Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Animal production studies, Food science, microbial metabolite, 030304 developmental biology, 2. Zero hunger, milk, 0303 health sciences, methane biomarker, Chemistry, dairy cow, [SDV.BA]Life Sciences [q-bio]/Animal biology, 0402 animal and dairy science, 04 agricultural and veterinary sciences, Metabolism, 040201 dairy & animal science, Diet, [SDV] Life Sciences [q-bio], Metabolic pathway, medicine.anatomical_structure, 13. Climate action, [SDV.SA.SPA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Animal production studies, Fermentation, Cattle, Female, Animal Science and Zoology, Gas chromatography, Methane, Food Science
Abstract: International audience; Metabolome profiling in biological fluids is an interesting approach for exploring markers of methane emissions in ruminants. In this study, a multiplatform metabolomics approach was used for investigating changes in milk metabolic profiles related to methanogenesis in dairy cows. For this purpose, 25 primiparous Holstein cows at similar lactation stage were fed the same diet supplemented with (treated, n = 12) or without (control, n = 13) a specific antimethanogenic additive that reduced enteric methane production by 23% with no changes in intake, milk production, and health status. The study lasted 6 wk, with sampling and measures performed in wk 5 and 6. Milk samples were analyzed using 4 complementary analytical methods, including 2 untargeted (nuclear magnetic resonance and liquid chromatography coupled to a quadrupole-time-of-flight mass spectrometer) and 2 targeted (liquid chromatography-tandem mass spectrometry and gas chromatography coupled to a flame ionization detector) approaches. After filtration, variable selection and normalization data from each analytical platform were then analyzed using multivariate orthogonal partial least square discriminant analysis. All 4 analytical methods were able to differentiate cows from treated and control groups. Overall, 38 discriminant metabolites were identified, which affected 10 metabolic pathways including methane metabolism. Some of these metabolites such as dimethylsulfoxide, dimethylsulfone, and citramalic acid, detected by nuclear magnetic resonance or liquid chromatography-mass spectrometry methods, originated from the rumen microbiota or had a microbial-host animal co-metabolism that could be associated with methanogenesis. Also, discriminant milk fatty acids detected by targeted gas chromatography were mostly of ruminal microbial origin. Other metabolites and metabolic pathways significantly affected were associated with AA metabolism. These findings provide new insight on the potential role of milk metabolites as indicators of enteric methane modifications in dairy cows.
Published: 2021

2. Characterisation of hydrocarbon degradation, biosurfactant production, and biofilm formation in Serratia sp. Tan611: a new strain isolated from industrially contaminated environment in Algeria

Author: Emmanuelle Leize-Wagner, Philippe N. Bertin, Lisa Gil, Frédéric Plewniak, Farid Bensalah, Annela Semai, Céline Lopez-Roques, Céline Vandecasteele, Armelle Charrié-Duhaut, Amalia Sayeh, Génétique moléculaire, génomique, microbiologie (GMGM), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université d'Oran 1 Ahmed Ben Bella [Oran], Chimie de la matière complexe (CMC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), CNRS national program EC2CO-MicrobiEn: DMO/DMA project, ANR-10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: Aromatic hydrocarbon catabolism, Serratia, [SDV.BID]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity, Microbiology, Total petroleum hydrocarbons (TPH), 03 medical and health sciences, Bioremediation, Dioxygenase, RNA, Ribosomal, 16S, Food science, Molecular Biology, 030304 developmental biology, chemistry.chemical_classification, 0303 health sciences, biology, Strain (chemistry), 030306 microbiology, Biofilm, Biosurfactant, General Medicine, biology.organism_classification, 16S ribosomal RNA, Hydrocarbons, 6. Clean water, Biodegradation, Environmental, Petroleum, Hydrocarbon, chemistry, 13. Climate action, Algeria, Biofilms, n-alkanes, Bacteria
Abstract: A novel bacterial strain was isolated from industrially contaminated waste water. In the presence of crude oil, this strain was shown to reduce the rate of total petroleum hydrocarbons (TPH) up to 97.10% in 24 h. This bacterium was subsequently identified by 16S rRNA gene sequence analysis and affiliated to the Serratia genus by the RDP classifier. Its genome was sequenced and annotated, and genes coding for catechol 1,2 dioxygenase and naphthalene 1,2-dioxygenase system involved in aromatic hydrocarbon catabolism, and LadA-type monooxygenases involved in alkane degradation, were identified. Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) analysis of crude oil after biological treatment showed that Serratia sp. Tan611 strain was able to degrade n-alkanes (from C-13 to C-25). This bacterium was also shown to produce a biosurfactant, the emulsification index (E24) reaching 43.47% and 65.22%, against vegetable and crude oil, respectively. Finally, the formation of a biofilm was increased in the presence of crude oil. These observations make Serratia sp. Tan611 a good candidate for hydrocarbon bioremediation.
Published: 2021

3. NMR-based metabolic profiling and discrimination of wild tropical tunas by species, size category, geographic origin, and on-board storage condition

Author: Fany Sardenne, Aurélien Amiel, Hervé Guillou, Emmanuel Chassot, Marie Tremblay-Franco, Nathalie Bodin, Edwin Fouché, Cécile Canlet, Laurent Debrauwer, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ToxAlim (ToxAlim), Prévention et promotion de la cancérogénèse par les aliments (ToxAlim-PPCA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Toxicologie Intégrative & Métabolisme (ToxAlim-TIM), This work is a contribution to the project 'CANAL: Influence of environmental and biological factors on tuna meat quality' with the financial support of Thai Union Europe Group (ex-MWBrands Ltd) . All NMR experiments were performed on the instruments of the MetaToul-AXIOM platform, partner of the national infrastructure of metabolomics and fluxomics: MetaboHUB (MetaboHUB-ANR-11-INBS-0010, 2011), ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Subjects: Skipjack tuna, Yellowfin tuna, Magnetic Resonance Spectroscopy, [SDV]Life Sciences [q-bio], Anserine, Carnosine, Bigeye tuna, Purse seine tuna fisheries, Fish measurement, Analytical Chemistry, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0404 agricultural biotechnology, Animals, Metabolomics, High-resolution 1H NMR, 14. Life underwater, Food science, Indian Ocean, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, biology, Tuna, Fishes, food and beverages, 04 agricultural and veterinary sciences, General Medicine, biology.organism_classification, Highly migratory large pelagic fish, 040401 food science, chemistry, Raw white and red muscles, Western Indian Ocean, human activities, Thunnus, Food Science
Abstract: International audience; Tunas are among the most traded and valued fish species, and good traceability of tuna products in the world market is needed to protect both consumers and tuna stocks. To that purpose, high-resolution proton nuclear magnetic resonance (1H NMR) spectroscopy combined with multivariate data analysis was used to investigate the molecular components of the aqueous extract of white and red muscles in three species of wild tropical tuna species, namely yellowfin tuna (Thunnus albacares), skipjack tuna (Katsuwonus pelamis) and bigeye tuna (T. obesus). Principal component analysis (PCA) and partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA) applied to the processed 1H NMR spectra showed significant separation according to the species and size category (i.e., small tunas < 80 cm fork length vs large tunas > 80 cm fork length), the storage conditions on-board the purse-seine vessels (i.e., brine- vs deep-freezing), and the geographical origin (i.e., where the tuna was caught: Mozambique Channel vs western-central Indian Ocean). The major groups of metabolites responsible for differentiation in PLS-DA score plots were the dipeptides (anserine, carnosine) and organic acids (lactate, creatine/phosphocreatine) in the white muscle, and the free amino acids, essential nutrients (choline and its derivatives, phosphatidylethanolamine), dipeptides and organic acids in the red muscle. Our results showed that NMR-based metabolomics is a powerful tool to efficiently discriminate specific profiles among wild tuna species, raw muscle tissues, fish storage conditions and tuna geographical origin.
Published: 2022

4. Gut microbiota derived metabolites contribute to intestinal barrier maturation at the suckling-to-weaning transition

Author: Vassilia Theodorou, Helene Eutamene, Cécile Canlet, Céline Barilly, Patrick Aymard, Sylvie Combes, Béatrice Gabinaud, Eloïse Mussard, Sandra Fourre, Charlotte Paës, Corinne Lencina, Roselyne Gautier, Martin Beaumont, Laurent Cauquil, Christelle Knudsen, Olivier Zemb, Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage (GenPhySE ), Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ToxAlim (ToxAlim), Neuro-Gastroentérologie & Nutrition (ToxAlim-NGN), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), GeT PlaGe, Genotoul (GeT PlaGe), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: 0301 basic medicine, Male, Metabolite, [SDV]Life Sciences [q-bio], RC799-869, Gut flora, chemistry.chemical_compound, Eating, 0302 clinical medicine, RNA, Ribosomal, 16S, solid food, Ingestion, Intestinal Mucosa, Cecum, organoids, biology, digestive, oral, and skin physiology, Gastroenterology, Diseases of the digestive system. Gastroenterology, Cell biology, Animals, Suckling, Infectious Diseases, Milk, [SDV.TOX]Life Sciences [q-bio]/Toxicology, 030211 gastroenterology & hepatology, metabolome, Rabbits, Research Article, Microbiology (medical), Butyrate, Weaning, Microbiology, digestive system, maternal milk, Early life, Permeability, 03 medical and health sciences, In vivo, Metabolome, Organoid, Animals, Humans, intestinal barrier development, Bacteria, Genes, rRNA, biology.organism_classification, Gastrointestinal Microbiome, 030104 developmental biology, chemistry, Gene Expression Regulation, Research Paper/Report, Caco-2 Cells, epithelium, Transcriptome, [SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition, Ex vivo
Abstract: International audience; In suckling mammals, the onset of solid food ingestion is coincident with the maturation of the gut barrier. This ontogenic process is driven by the colonization of the intestine by the microbiota. However, the mechanisms underlying the microbial regulation of the intestinal development in early life are not fully understood. Here, we studied the co-maturation of the microbiota (composition and metabolic activity) and of the gut barrier at the suckling-to-weaning transition by using a combination of experiments in vivo (suckling rabbit model), ex vivo (Ussing chambers) and in vitro (epithelial cell lines and organoids). The microbiota composition, its metabolic activity, para-cellular epithelial permeability and the gene expression of key components of the gut barrier shifted sharply at the onset of solid food ingestion in vivo, despite milk was still predominant in the diet at that time. We found that cecal content sterile supernatant (i.e. containing a mixture of metabolites) obtained after the onset of solid food ingestion accelerated the formation of the epithelial barrier in Caco-2 cells in vitro and our results suggested that these effects were driven by the bacterial metabolite butyrate. Moreover, the treatment of organoids with cecal content sterile supernatant partially replicated in vitro the effects of solid food ingestion on the epithelial barrier in vivo. Altogether, our results show that the metabolites produced by the microbiota at the onset of solid food ingestion contribute to the maturation of the gut barrier at the suckling-to-weaning transition. Targeting the gut microbiota metabolic activity during this key developmental window might therefore be a promising strategy to promote intestinal homeostasis.
Published: 2020

5. Intestinal toxicity of the new type A trichothecenes, NX and 3ANX

Author: Sylvie Puel, J. David Miller, Laura Soler, Isabelle P. Oswald, Yannick Lippi, Manon Neves, Alix Pierron, Biosynthèse & Toxicité des Mycotoxines (ToxAlim-BioToMyc), ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Transcriptomic impact of Xenobiotics (E23 TRiX), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Carleton College, This research was supported in part by the ANR grant 'Newmyco' (ANR-15-CE21-0010), the ANR grant 'EmergingMyco' (ANR-18-CE34-0014) and the Ontario Ministry of Food and Agriculture (FS2015-2617/SF6115)., ANR-15-CE21-0010,Newmyco,Metabolome de deux contaminants fongiques du blé d'importance majeure: identification de nouveaux métabolites toxiques(2015), ANR-18-CE34-0014,EmergingMyco,Les mycotoxines émergentes : un nouveau risque pour l'Homme et les animaux ?(2018), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Subjects: Fusarium, Environmental Engineering, Swine, Health, Toxicology and Mutagenesis, Cell, Explant, Trichothecenes, Type A, Transcriptome, 03 medical and health sciences, Immune system, medicine, Environmental Chemistry, Animals, Humans, Gut, Intestinal Mucosa, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, biology, Cell growth, Chemistry, Gene Expression Profiling, 030302 biochemistry & molecular biology, Public Health, Environmental and Occupational Health, General Medicine, General Chemistry, biology.organism_classification, Pollution, Molecular biology, Deoxynivalenol, 3. Good health, Fusarium graminearum, medicine.anatomical_structure, Vacuolization, Apoptosis, [SDV.TOX]Life Sciences [q-bio]/Toxicology, Toxicity, Caco-2 Cells, Trichothecenes
Abstract: International audience; NX and its acetylated form 3ANX are two new type A trichothecenes produced by Fusarium graminearum whose toxicity is poorly documented. The aim of this study was to obtain a general view of the intestinal toxicity of these toxins. Deoxynivalenol (DON), which differs from NX by the keto group at C8, served as a benchmark. The viability of human intestinal Caco-2 cells decreased after 24 h of exposure to 3 μM NX (−21.4%), 3 μM DON (−20.2%) or 10 μM 3ANX (−17.4%). Histological observations of porcine jejunal explants exposed for 4 h to 10 μM of the different toxins showed interstitial edema and cellular debris. Explants exposed to NX also displayed cell vacuolization, a broken epithelial barrier and high loss of villi. Whole transcriptome profiling revealed that NX, DON and 3ANX modulated 369, 146 and 55 genes, respectively. Functional analyses indicated that the three toxins regulate the same gene networks and signaling pathways mainly; cell proliferation, differentiation, apoptosis and growth, and particularly immune and pro-inflammatory responses. Greater transcriptional impacts were observed with NX than with DON. In conclusion, our data revealed that the three toxins have similar impacts on the intestine but of different magnitude: NX > DON ≫ 3ANX. NX and 3ANX should consequently be included in overall risk analysis linked to the presence of trichothecenes in our diet.
Published: 2022

6. Global Profiling of Toxicologically Relevant Metabolites in Urine: Case Study of Reactive Aldehydes

Author: Robin Costantino, Emilien L. Jamin, Jean-François Martin, Florence Blas-Y-Estrada, Isabelle Jouanin, Laurent Debrauwer, Loïc Mervant, Françoise Guéraud, Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ToxAlim (ToxAlim), Plateforme Ezop (Ezop), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Prévention et promotion de la cancérogénèse par les aliments (ToxAlim-PPCA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim)
Subjects: Male, [SDV.TOX.TCA]Life Sciences [q-bio]/Toxicology/Toxicology and food chain, 010402 general chemistry, Mass spectrometry, Tandem mass spectrometry, 01 natural sciences, Analytical Chemistry, chemistry.chemical_compound, Metabolomics, Tandem Mass Spectrometry, Animals, Data-independent acquisition, Mercapturic acid, chemistry.chemical_classification, Aldehydes, Molecular Structure, 010401 analytical chemistry, Glutathione, Rats, Inbred F344, Acetylcysteine, Rats, 0104 chemical sciences, 3. Good health, chemistry, Biochemistry, [SDV.TOX]Life Sciences [q-bio]/Toxicology, Multivariate Analysis, Electrophile, Polyunsaturated fatty acid
Abstract: International audience; Among the numerous unknown metabolites representative of our exposure, focusing on toxic compounds should provide more relevant data to link exposure and health. For that purpose, we developed and applied a global method using data independent acquisition (DIA) in mass spectrometry to profile specifically electrophilic compounds originating metabolites. These compounds are most of the time toxic, due to their chemical reactivity toward nucleophilic sites present in biomacromolecules. The main line of cellular defense against these electrophilic molecules is conjugation to glutathione, then metabolization into mercapturic acid conjugates (MACs). Interestingly, MACs display a characteristic neutral loss in MS/MS experiments that makes it possible to detect all the metabolites displaying this characteristic loss, thanks to the DIA mode, and therefore to highlight the corresponding reactive metabolites. As a proof of concept, our workflow was applied to the toxicological issue of the oxidation of dietary polyunsaturated fatty acids, leading in particular to the formation of toxic alkenals, which lead to MACs upon glutathione conjugation and metabolization. By this way, dozens of MACs were detected and identified. Interestingly, multivariate statistical analyses carried out only on extracted HRMS signals of MACs yield a better characterization of the studied groups compared to results obtained from a classic untargeted metabolomics approach.
Published: 2019

7. Multiomics Study of Bacterial Growth Arrest in a Synthetic Biology Application

Author: Arieta Shabani, Gwenaëlle Corre, Johannes Geiselmann, Perrine Vasseur, Lidwine Trouilh, Hidde de Jong, Sabrina Ferré, Marie-Ange Teste, Yohann Couté, Delphine Labourdette, Myriam Ferro, Delphine Ropers, Laetitia Faure, Modeling, simulation, measurement, and control of bacterial regulatory networks (IBIS), Laboratoire Adaptation et pathogénie des micro-organismes [Grenoble] (LAPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Jean Roget, Analyse, ingénierie et contrôle des micro-organismes (MICROCOSME), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Grenoble Alpes (UGA), BioSanté (UMR BioSanté), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Génome et Transcriptome (GeT) - Biopuces (TBI-GeT), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), METabolic EXplorer S.A, Laboratoire Interdisciplinaire de Physique [Saint Martin d’Hères] (LIPhy ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Grenoble Alpes (UGA), METabolic EXplorer S.A [Saint-Beauzire], Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ANR-17-CE40-0024,Maximic,Contrôle optimal de cellules microbiennes - stratégies naturelles et synthétiques(2017), ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ANR-11-BINF-0005,RESET,Eteindre et rallumer la machinerie d'expression génique chez les bactéries: de modèles mathématiques aux applications biotechnologiques(2011), and ANR-10-LABX-0049,GRAL,Grenoble Alliance for Integrated Structural Cell Biology(2010)
Subjects: Glycerol, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [SDV]Life Sciences [q-bio], Biomedical Engineering, Acetates, Bacterial growth, Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (miscellaneous), Metabolic engineering, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Bioreactors, Downregulation and upregulation, RNA polymerase, Escherichia coli, RNA, Messenger, growth switch, multiomics data integration, Gene, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, bioinformatics, metabolic engineering, synthetic circuit, 0303 health sciences, Messenger RNA, 030306 microbiology, Chemistry, Escherichia coli Proteins, Translation (biology), DNA-Directed RNA Polymerases, Gene Expression Regulation, Bacterial, General Medicine, Cell biology, Glucose, Proteome, Synthetic Biology, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM]
Abstract: International audience; We investigated the scalability of a previously developed growth switch based on external control of RNA polymerase expression. Our results indicate that, in liter-scale bioreactors operating in fed-batch mode, growth-arrested Escherichia coli cells are able to convert glucose to glycerol at an increased yield. A multiomics quantification of the physiology of the cells shows that, apart from acetate production, few metabolic side effects occur. However, a number of specific responses to growth slow-down and growth arrest are launched at the transcriptional level. These notably include the downregulation of genes involved in growth-associated processes, such as amino acid and nucleotide metabolism and translation. Interestingly, the transcriptional responses are buffered at the proteome level, probably due to the strong decrease of the total mRNA concentration after the diminution of transcriptional activity and the absence of growth dilution of proteins. Growth arrest thus reduces the opportunities for dynamically adjusting the proteome composition, which poses constraints on the design of biotechnological production processes but may also avoid the initiation of deleterious stress responses.
Published: 2021

8. MDH2 is a metabolic switch rewiring the fuelling of respiratory chain and TCA cycle

Author: Jean-Charles Portais, Thibaut Molinié, Edern Cahoreau, Elodie Cougouilles, Claudine David, Arnaud Mourier, Institut de biochimie et génétique cellulaires (IBGC), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: 0303 health sciences, biology, Chemistry, Respiratory chain, [SDV.BC.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Subcellular Processes [q-bio.SC], Mitochondrion, Redox, Citric acid cycle, 03 medical and health sciences, Cytosol, [SDV.GEN.GA]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Animal genetics, 0302 clinical medicine, Mitochondrial respiratory chain, Biochemistry, biology.protein, Citrate synthase, NAD+ kinase, [SDV.BBM.BC]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biochemistry [q-bio.BM], 030217 neurology & neurosurgery, 030304 developmental biology
Abstract: The mitochondrial respiratory chain (RC) enables many metabolic processes by regenerating both mitochondrial and cytosolic NAD+ and ATP. The oxidation by the RC of the NADH metabolically produced in the cytosol involves redox shuttles as the malate-aspartate shuttle (MAS) and is of paramount importance for cell fate. However, the specific metabolic regulations allowing mitochondrial respiration to prioritize NADH oxidation in response to high NADH/NAD+ redox stress have not been elucidated. Our work demonstrates the crucial role played by MDH2 in orchestrating the electron fuelling of the RC. On one hand, MDH2 mediated oxaloacetate (OAA) production allows mitochondria to metabolize pyruvate and glutamate and to feed complex I with NADH, whereas on the other hand, OAA inhibits complex II. This regulatory mechanism synergistically increases RC’s NADH oxidative capacity and rewires MDH2 driven anaplerosis of the TCA favouring the oxidation of malate produced by the MAS.
Published: 2021

9. Cannabinoids vs. whole metabolome: Relevance of cannabinomics in analyzing Cannabis varieties

Author: Maxime Bonhomme, Pedro Vásquez-Ocmín, Sylvie Fournier, Alexandre Maciuk, Stéphane Bertani, Guillaume Marti, Fabienne Mathis, Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Biomolécules : Conception, Isolement, Synthèse (BioCIS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), HEMP-it ADN, Fédération Nationale des Producteurs de Chanvre (FNPC), Metatoul - Agromix, MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales (LRSV), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Evolution des Interactions Plantes-Microorganismes, Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales (LRSV), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), MetaToul Agromix, MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales (LRSV), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Bertani, Stéphane, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: Chemotypes, Computational biology, Cannabis sativa, 01 natural sciences, Biochemistry, Cannabinomics, Analytical Chemistry, 03 medical and health sciences, [CHIM] Chemical Sciences, Metabolome, Environmental Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Statistical analysis, Genotyping, [SDV.BV.PEP] Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, Spectroscopy, 030304 developmental biology, Cannabis, 0303 health sciences, Chemotype, biology, Cannabinoids, Chemistry, 010401 analytical chemistry, biology.organism_classification, MESH: Cannabis, 0104 chemical sciences, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, MESH: Cannabinoids, Identification (biology), MESH: Metabolome, Phytocannabinoids
Abstract: International audience; Cannabis sativa has a long history of domestication both for its bioactive compounds and its fibers. This has produced hundreds of varieties, usually characterized in the literature by chemotypes, with Δ9-THC and CBD content as the main markers. However, chemotyping could also be done based on minor compounds (phytocannabinoids and others). In this work, a workflow, which we propose to name cannabinomics, combines mass spectrometry of the whole metabolome and statistical analysis to help differentiate C. sativa varieties and deciphering their characteristic markers. By applying this cannabinomics approach to the data obtained from 20 varieties of C. sativa (classically classified as chemotype I, II, or III), we compared the results with those obtained by a targeted quantification of 11 phytocannabinoids. Cannabinomics can be considered as a complementary tool for phenotyping and genotyping, allowing the identification of minor compounds playing a key role as markers of differentiation.
Published: 2021

10. In vitro assessment of polychlorinated biphenyl bioaccessibility in meat: Influence of fat content, cooking level and consumer age on consumer uptake

Author: Isabelle Albert, Jérémy Ratel, Christelle Planche, Erwan Engel, Jessica Tressou, Gaud Dervilly, Patrick Blinet, Cheng Zhang, Magaly Angénieux, Frédéric Mercier, Laurent Debrauwer, Philippe Marchand, ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Qualité des Produits Animaux (QuaPA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Laboratoire d'étude des Résidus et Contaminants dans les Aliments (LABERCA), Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Mathématiques et Informatique Appliquées (MIA-Paris), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and ANR-12-ALID-0004,SOMEAT,Sécurité sanitaire des viandes issues de l'agriculture biologique(2012)
Subjects: Meat, Fat content, [SDV]Life Sciences [q-bio], Bioaccessibility, 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, Dietary uptake, Analytical Chemistry, chemistry.chemical_compound, 0404 agricultural biotechnology, Polychlorinated biphenyls, Humans, Food science, Cooking, 0105 earth and related environmental sciences, Aged, 2. Zero hunger, Chemistry, In vitro digestion, Polychlorinated biphenyl, food and beverages, Bayes Theorem, Biological Transport, 04 agricultural and veterinary sciences, General Medicine, 040401 food science, [SDV.TOX]Life Sciences [q-bio]/Toxicology, Digestion, Comprehensive two-dimensional gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry (GC×GC-ToF/MS), Food Science
Abstract: International audience; In a risk assessment perspective, this work aims to assess the bioaccessibility of PCBs in meat. A standardised in vitro static digestion protocol was set up and coupled with extraction, clean-up and GC × GC-ToF/MS multianalyte method to monitor the fate of PCBs in meat during digestion. Starting with spiked meat, PCB bioaccessibility in 11% fat medium-cooked meat varied in adults from 20.6% to 30.5% according to congeners. PCB bioaccessibility increased to 44.2–50.1% in 5% fat meat and decreased to 6.2–9.1% and to 14.6–19.4% in digestion conditions mimicking infants and elderly, respectively. Intense cooking also decreased PCB bioaccessibility to 18.0–26.7%. Bioaccessibility data obtained with spiked meat were validated with measurements carried out in incurred meat samples. Finally, mean uptake distributions are obtained from a modular Bayesian approach. These distributions feature a lower mode when the fat content is higher, the meat is well-done cooked, and the consumers are older.
Published: 2021

11. SDR enzymes oxidize specific lipidic alkynylcarbinols into cytotoxic protein-reactive species

Author: V. Bernardes-Genisson, P. Rulliere, M. V. de Brito, P. R. A. Zanon, Julien Marcoux, C. Barthes, M. Marcellin, Odile Burlet-Schiltz, Pascal Demange, Etienne Joly, Patrick Calsou, Sébastien Britton, R. Hee, K. Pradines, Maria da Conceição F. de Oliveira, S. M. Hacker, Olivier Bouchez, Dymytrii Listunov, Céline Noirot, J.-B. Izquierdo, Remi Chauvin, Valérie Maraval, Stéphanie Ballereau, Remy-Felix Serre, Yves Genisson, Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Technische Universität Munchen - Université Technique de Munich [Munich, Allemagne] (TUM), Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Universidade Federal do Ceará = Federal University of Ceará (UFC), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), Britton, Sébastien, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Technical University of Munich (TUM), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [SDV]Life Sciences [q-bio], Dehydrogenase, [SDV.GEN] Life Sciences [q-bio]/Genetics, 01 natural sciences, 03 medical and health sciences, [CHIM] Chemical Sciences, medicine, [SDV.BBM] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, Cytotoxic T cell, [CHIM]Chemical Sciences, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, Cytotoxicity, 030304 developmental biology, chemistry.chemical_classification, 0303 health sciences, [SDV.GEN]Life Sciences [q-bio]/Genetics, 010405 organic chemistry, Endoplasmic reticulum, 3. Good health, 0104 chemical sciences, [SDV] Life Sciences [q-bio], Enzyme, chemistry, Biochemistry, Mechanism of action, Unfolded protein response, medicine.symptom, Proto-oncogene tyrosine-protein kinase Src
Abstract: Hundreds of cytotoxic natural or synthetic lipidic compounds contain chiral alkynylcarbinol motifs, but the mechanism of action of those potential therapeutic agents remains unknown. Using a genetic screen in haploid human cells, we discovered that the enantiospecific cytotoxicity of numerous terminal alkynylcarbinols, including the highly cytotoxic dialkynylcarbinols, involves a bioactivation by HSD17B11, a short-chain dehydrogenase/reductase (SDR) known to oxidize the C-17 carbinol center of androstan-3-alpha,17-beta-diol to the corresponding ketone. A similar oxidation of dialkynylcarbinols generates dialkynylketones, that we characterize as highly protein-reactive electrophiles. We established that, once bioactivated in cells, the dialkynylcarbinols covalently modify several proteins involved in protein-quality control mechanisms, resulting in their lipoxidation on cysteines and lysines through Michael addition. For some proteins, this triggers their association to cellular membranes and results in endoplasmic reticulum stress, unfolded protein response activation, ubiquitin-proteasome system inhibition and cell death by apoptosis. Finally, as a proof-of-concept, we show that generic lipidic alkynylcarbinols can be devised to be bioactivated by other SDRs, including human RDH11 and HPGD/15-PGDH. Given that the SDR superfamily is one of the largest and most ubiquitous, this unique cytotoxic mechanism-of-action could be widely exploited to treat diseases, in particular cancer, through the design of tailored prodrugs. Graphical abstract
Published: 2021

12. Suspect screening and targeted analyses: Two complementary approaches to characterize human exposure to pesticides

Author: Nathalie Bonvallot, Jean-Pierre Cravedi, Lucas Regnaut, Laurent Debrauwer, Fabien Mercier, Sylvaine Cordier, Emilien L. Jamin, Cécile Chevrier, Barbara Le Bot, Jean-François Martin, Institut de recherche en santé, environnement et travail (Irset), Université d'Angers (UA)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP), Département Santé Environnement Travail et Génie Sanitaire (DSETGS), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ToxAlim (ToxAlim), Laboratoire d'étude et de recherche en environnement et santé (LERES), This work was sponsored by the French PNRPE program (Programme National de Recherche sur les Pertubateurs Endocriniens) [13-MRES-PNRPE-7-CVS-049, 2013]. All suspect screening experiments were performed on the instruments of the MetaToul-AXIOM platform, partner of the national infrastructure of metabolomics and fluxomics: MetaboHUB [MetaboHUB-ANR-11-INBS-0010, 2011]., ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), Université d'Angers (UA)-Université de Rennes (UR)-École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Metatoul AXIOM (E20 ), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université d'Angers (UA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Jonchère, Laurent, and Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation - - METABOHUB2011 - ANR-11-INBS-0010 - INBS - VALID
Subjects: [SDE] Environmental Sciences, Environmental Engineering, Diazinon, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 010501 environmental sciences, Biology, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, Biomonitoring, Environmental Chemistry, Waste Management and Disposal, 0105 earth and related environmental sciences, Plant protection products, Fenpropimorph, Chromatography, Mass spectrometry, Pesticide, Pollution, chemistry, [SDV.SPEE] Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, Azoxystrobin, Chlorpyrifos, Mixtures, Biocides, [SDE]Environmental Sciences, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, Procymidone, Carbofuran, Biomarkers
Abstract: International audience; Characterizing human exposure to pesticides is challenging because their metabolites have a broad diversity of chemical structures. We aimed to study the interest of associating suspect screening and targeted analysis to identify multiple pesticide exposure of pregnant women. Approximately 300 urinary samples collected during early pregnancy (France) were analyzed by UHPLC/HRMS using both a suspect screening approach and targeted multiresidue analysis. Sixty-eight pesticides were selected according to available data on agricultural practices and analytical feasibility and 435 known or putative metabolites were added based on the literature. Compounds detected using the two approaches were compared and the place of residence was studied as a determinant of exposure for illustrative purposes. Suspect screening resulted in the characterization of 28 pesticide metabolites, corresponding to three fungicides (azoxystrobin, fenpropimorph, and procymidone), three herbicides (an arylphenoxypropionic acid derivative, chlorpropham, and phenmedipham), and one insecticide (carbofuran). The targeted approach led to the identification of pyrethroids, organophosphorus, fluazifop-P-butyl, and chlorpyrifos in >60% of samples and prochloraz, bromoxynil, diazinon, and procymidone in 10 to 50%. Both urban and rural areas were identified as being determinants of exposure, depending on the active substance. This combined strategy better characterizes pesticide mixtures. Suspect screening allows the detection of metabolites of pesticides that are rarely studied and not measured in biomonitoring studies, mainly because it allows the detection of conjugated phase II metabolites (azoxystrobin and fenpropimorph). The targeted approach complements it with the detection of highly polar and low molecular-weight metabolites, the confirmation of the parent compound, and the quantification of compounds for which analytical standards are commercially available or may be synthesized (organophosphorous, pyrethroids, and fluazifop-P-butyl). In addition, we detected several metabolites that have never been described in humans (fenpropimorph and azoxystrobin), which deserve to be candidates in the selection of markers of exposure.
Published: 2021

13. Transgenerational metabolomic fingerprints in mice ancestrally exposed to the obesogen TBT

Author: Raquel Chamorro-Garcia, Bruce Blumberg, Isabelle Jouanin, Riann Jenay Egusquiza, Bassem M. Shoucri, Marie Tremblay-Franco, Cécile Canlet, Roselyne Gautier, Daniel Zalko, Nathalie Poupin, University of California [Irvine] (UCI), University of California, Métabolisme et Xénobiotiques (ToxAlim-MeX), ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), University of California [Irvine] (UC Irvine), University of California (UC), Metatoul AXIOM (E20 ), MetaboHUB-MetaToul, and LESUR, Hélène
Subjects: Male, [SDV]Life Sciences [q-bio], Physiology, Disease, Endocrine Disruptors, Metabolic disruptor, Oral and gastrointestinal, mycotoxin, chemistry.chemical_compound, Mice, 0302 clinical medicine, Pregnancy, 2.1 Biological and endogenous factors, Obesogen, GE1-350, Aetiology, General Environmental Science, 0303 health sciences, Liver Disease, Tributyltin, 3. Good health, [SDV] Life Sciences [q-bio], Endocrine disruptor, post-harvest disease, Female, Pediatric Research Initiative, aggressiveness factor, Biology, 03 medical and health sciences, Metabolomics, Insulin resistance, medicine, Metabolome, Animals, Obesity, Penicillium expansum, patulin, Metabolic and endocrine, apples, 030304 developmental biology, Nutrition, Prevention, medicine.disease, Estrogen, Environmental sciences, chemistry, Transgenerational effects, Trialkyltin Compounds, Digestive Diseases, 030217 neurology & neurosurgery, Environmental Sciences
Abstract: Author(s): Chamorro-Garcia, Raquel; Poupin, Nathalie; Tremblay-Franco, Marie; Canlet, Cecile; Egusquiza, Riann; Gautier, Roselyne; Jouanin, Isabelle; Shoucri, Bassem M; Blumberg, Bruce; Zalko, Daniel | Abstract: BackgroundEndocrine disrupting chemicals (EDCs) contribute to the etiology of metabolic disorders such as obesity, insulin resistance and hepatic dysfunction. Concern is growing about the consequences of perinatal EDC exposure on disease predisposition later in life. Metabolomics are promising approaches for studying long-term consequences of early life EDC exposure. These approaches allow for the identification and characterization of biomarkers of direct or ancestral exposures that could be diagnostic for individual susceptibility to disease and help to understand mechanisms through which EDCs act.ObjectivesWe sought to identify metabolomic fingerprints in mice ancestrally exposed to the model obesogen tributyltin (TBT), to assess whether metabolomics could discriminate potential trans-generational susceptibility to obesity and recognize metabolic pathways modulated by ancestral TBT exposure.MethodsWe used non-targeted 1H NMR metabolomic analyses of plasma and liver samples collected from male and female mice ancestrally exposed to TBT in two independent transgenerational experiments in which F3 and F4 males became obese when challenged with increased dietary fat.ResultsMetabolomics confirmed transgenerational obesogenic effects of environmentally relevant doses of TBT in F3 and F4 males, in two independent studies. Although females never became obese, their specific metabolomic fingerprint evidenced distinct transgenerational effects of TBT in female mice consistent with impaired capacity for liver biotransformation.DiscussionThis study is the first application of metabolomics to unveil the transgenerational effects of EDC exposure. Very early, significant changes in the plasma metabolome were observed in animals ancestrally exposed to TBT. These changes preceded the onset of obesogenic effects elicited by increased dietary fat in the TBT groups, and which ultimately resulted in significant changes in the liver metabolome. Development of metabolomic fingerprints could facilitate the identification of individuals carrying the signature of ancestral obesogen exposure that might increase their susceptibility to other risk factor such as increased dietary fat.
Published: 2021

14. Towards Aldehydomics: Untargeted Trapping and Analysis of Reactive Diet-Related Carbonyl Compounds Formed in the Intestinal Lumen

Author: Nathalie Naud, Maria-Helena Noguer-Meireles, Isabelle Jouanin, Françoise Guéraud, Sylvie Chevolleau, Fabrice Pierre, Jean-François Martin, Laurent Debrauwer, Loïc Mervant, Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ToxAlim (ToxAlim), Prévention et promotion de la cancérogénèse par les aliments (ToxAlim-PPCA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), This research was funded by French National Agency for Research (ANR, grant ANR-10ALIA-014) and by the INRAE-AlimH research division., ANR-10-ALIA-0014,SECURIVIANDE,Stratégies préventives de la cancérogenèse colorectale en production et transformation des viandes(2010), LESUR, Hélène, PROGRAMME DE RECHERCHE EN ALIMENTATION ET INDUSTRIES ALIMENTAIRES - Stratégies préventives de la cancérogenèse colorectale en production et transformation des viandes - - SECURIVIANDE2010 - ANR-10-ALIA-0014 - ALIA - VALID, Metatoul AXIOM (E20 ), MetaboHUB-MetaToul, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Subjects: malondialdehyde, Physiology, [SDV]Life Sciences [q-bio], Clinical Biochemistry, isotopic labelling, RM1-950, Tandem mass spectrometry, Mass spectrometry, 01 natural sciences, Biochemistry, Aldehyde, Article, Lipid peroxidation, Isotopic labeling, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Metabolomics, untargeted trapping, aldehydes, 4-hydroxy-hexenal, Derivatization, Molecular Biology, 030304 developmental biology, chemistry.chemical_classification, 0303 health sciences, Chromatography, Chemistry, 010401 analytical chemistry, HPLC–HRMS, Fatty acid, lipid peroxidation, Cell Biology, 4-hydroxy-nonenal, 0104 chemical sciences, 3. Good health, [SDV] Life Sciences [q-bio], fecal water, Therapeutics. Pharmacology, metabolomic
Abstract: International audience; Lipid peroxidation and subsequent formation of toxic aldehydes, such as 4-hydroxynonenal, is known to be involved in numerous pathophysiological processes, possibly including the development of colorectal cancer. This work aimed at the development of an untargeted approach using high-performance liquid chromatography coupled with high-resolution mass spectrometry (HPLC–HRMS) for tracking aldehydes in both suspect screening and untargeted methods in fecal water, representing the aqueous environment of colon epithelial cells. This original approach is based on the introduction of a characteristic isotopic labeling by selective derivatization of the carbonyl function using a brominated reagent. Following a metabolomics workflow, the developed methodology was applied to the characterization of aldehyde compounds formed by lipid peroxidation in rats fed two different diets differentially prone to lipoperoxidation. Derivatized aldehydes were first selectively detected on the basis of their isotopic pattern, then annotated and finally identified by tandem mass spectrometry. This original approach allowed us to evidence the occurrence of expected aldehydes according to their fatty acid precursors in the diet, and to characterize other aldehydes differentiating the different diets.
Published: 2021

15. IsoSolve: An Integrative Framework to Improve Isotopic Coverage and Consolidate Isotopic Measurements by Mass Spectrometry and/or Nuclear Magnetic Resonance

Author: Serguei Sokol, Fabien Létisse, Guy Lippens, Jean-Charles Portais, Christoph Wittmann, Michael Kohlstedt, Pierre Millard, Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Saarland University [Saarbrücken], Geroscience and rejuvenation research center (RESTORE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-EFS-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), grant HIGHFLUX by the Transnational Access to Research Infrastructures scheme - H2020 Framework Programme of the European Commission 730976, Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale (Inserm)European Commission, ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-EFS-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Carbon Isotopes, Magnetic Resonance Spectroscopy, Symbolic calculus, Chemistry, Spectroscopy methods, Isotopic tracer, Mass spectrometry, Mass Spectrometry, Analytical Chemistry, Nuclear magnetic resonance, Isotope Labeling, [CHIM]Chemical Sciences, Amino Acids, Software, Topology (chemistry)
Abstract: International audience; Stable-isotope labeling experiments are widely used to investigate the topology and functioning of metabolic networks. Label incorporation into metabolites can be quantified using a broad range of mass spectrometry (MS) and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy methods, but in general, no single approach can completely cover isotopic space, even for small metabolites. The number of quantifiable isotopic species could be increased and the coverage of isotopic space improved by integrating measurements obtained by different methods; however, this approach has remained largely unexplored because no framework able to deal with partial, heterogeneous isotopic measurements has yet been developed. Here, we present a generic computational framework based on symbolic calculus that can integrate any isotopic data set by connecting measurements to the chemical structure of the molecules. As a test case, we apply this framework to isotopic analyses of amino acids, which are ubiquitous to life, central to many biological questions, and can be analyzed by a broad range of MS and NMR methods. We demonstrate how this integrative framework helps to (i) clarify and improve the coverage of isotopic space, (ii) evaluate the complementarity and redundancy of different techniques, (iii) consolidate isotopic data sets, (iv) design experiments, and (v) guide future analytical developments. This framework, which can be applied to any labeled element, isotopic tracer, metabolite, and analytical platform, has been implemented in IsoSolve (available at https://github.com/MetaSys-LISBP/IsoSolve and https://pypi.org/project/IsoSolve), an open-source software that can be readily integrated into data analysis pipelines.
Published: 2021

16. Statistical Integration of ‘Omics Data Increases Biological Knowledge Extracted from Metabolomics Data: Application to Intestinal Exposure to the Mycotoxin Deoxynivalenol

Author: Marie Tremblay-Franco, Claire Naylies, Imourana Alassane-Kpembi, Cécile Canlet, Philippe Pinton, Yannick Lippi, Isabelle P. Oswald, Roselyne Gautier, Manon Neves, Laurent Debrauwer, ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Metatoul AXIOM (E20 ), MetaboHUB-MetaToul, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Biosynthèse & Toxicité des Mycotoxines (ToxAlim-BioToMyc), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Montréal (UdeM), This research was funded by the French National Infrastructure for metabolomics and fluxomics MetaboHUB ANR-11-INBS-010 and by the ExpoMycoPig project ANR-17-Carn012 and by an internal Toxalim grant., ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), LESUR, Hélène, Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation - - METABOHUB2011 - ANR-11-INBS-0010 - INBS - VALID, Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Subjects: Endocrinology, Diabetes and Metabolism, [SDV]Life Sciences [q-bio], Computational biology, Biology, Biochemistry, Microbiology, Article, Omics data, Transcriptome, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, transcriptomics, 0302 clinical medicine, Metabolomics, statistical integration, Gene expression, mycotoxin exposure 1, metabolomics 3, mycotoxin exposure, Mycotoxin, Molecular Biology, Organism, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Phenotype, metabolomics, QR1-502, Metabolomics data, [SDV] Life Sciences [q-bio], chemistry, 030220 oncology & carcinogenesis, statistical integration 4, transcriptomics 2
Abstract: International audience; The effects of low doses of toxicants are often subtle and information extracted from metabolomic data alone may not always be sufficient. As end products of enzymatic reactions, metabolites represent the final phenotypic expression of an organism and can also reflect gene expression changes caused by this exposure. Therefore, the integration of metabolomic and transcriptomic data could improve the extracted biological knowledge on these toxicants induced disruptions. In the present study, we applied statistical integration tools to metabolomic and transcriptomic data obtained from jejunal explants of pigs exposed to the food contaminant, deoxynivalenol (DON). Canonical correlation analysis (CCA) and self-organizing map (SOM) were compared for the identification of correlated transcriptomic and metabolomic features, and O2-PLS was used to model the relationship between exposure and selected features. The integration of both ‘omics data increased the number of discriminant metabolites discovered (39) by about 10 times compared to the analysis of the metabolomic dataset alone (3). Besides the disturbance of energy metabolism previously reported, assessing correlations between both functional levels revealed several other types of damage linked to the intestinal exposure to DON, including the alteration of protein synthesis, oxidative stress, and inflammasome activation. This confirms the added value of integration to enrich the biological knowledge extracted from metabolomics
Published: 2021
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17. Clay‐Na as a sorbent for the extraction of anti‐inflammatory compounds in water samples

Author: Laurent Debrauwer, Rafik Kalfat, Sylvie Chevolleau, Sihem Ben Hassine, Ibtissem Ghorbel-Abid, Malika Trabelsi-Ayadi, Hassen Khazri, National Institute of Research and Physico-Chemical Analysis, Partenaires INRAE, Faculté des Sciences de Bizerte [Université de Carthage], Université de Carthage - University of Carthage, Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-MetaToul-MetaboHUB, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Sorbent, Anti-Inflammatory Agents, Fresh Water, Filtration and Separation, 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, High-performance liquid chromatography, Analytical Chemistry, Adsorption, anti-inflammatory compounds, solid-phase extraction, Solid phase extraction, high-performance liquid chromatography, 0105 earth and related environmental sciences, Detection limit, Chromatography, clay-Na, Chemistry, Elution, Sodium, Solid Phase Extraction, 010401 analytical chemistry, Extraction (chemistry), 0104 chemical sciences, Solvent, [SDV.TOX]Life Sciences [q-bio]/Toxicology, Clay, Water Pollutants, Chemical
Abstract: International audience; In this work, clay-Na particles are used as the adsorbent for the solid-phase extraction of acidic compounds. The novel sorbent under study is based on high-specific surface area, cation-exchange capacity designed specifically to offer ion-exchange properties with the goal being to selectively extract a group of acidic compounds. The effects of the extraction parameters including extraction elution solvent, sample volume and pH. In optimum conditions, the repeatability for one fiber (n = 3), expressed as % relative standard deviation, was between 0.3 and 4.3% for the acid compounds. The detection limits for the studied acidic compounds were between 0.1–0.6 μg/L. The developed method offers the advantages of being simple to use and having a low cost of equipment.
Published: 2019

18. Integrative study of diet-induced mouse models of NAFLD identifies PPARα as a sexually dimorphic drug target

Author: Françoise Lenfant, Anne Fougerat, Cheng Zhang, Laurence Gamet-Payrastre, Marion Régnier, Maeva Guillaume, Lorraine Smith, Thierry Levade, Arnaud Polizzi, Yannick Lippi, Caroline Sommer, Marine Huillet, Talal Al Saati, Hervé Guillou, Sandrine Lagarrigue, Sarra Smati, Nicolas Loiseau, Jinghong Wan, Catherine Postic, Yuna Blum, Alain Marrot, Adil Mardinoglu, Tiffany Fougeray, Muhammad Arif, Walter Wahli, Blandine Tramunt, Christophe Bureau, Patricia Dubot, Pierre Gourdy, Sandrine Ellero-Simatos, Céline Lukowicz, Alexandra Montagner, Frédéric Lasserre, Rémy Burcelin, Aurélie Batut, Claire Naylies, Jean-François Arnal, Alexia Laroyenne, Nathalie Hennuyer, Sophie Lotersztajn, Justine Bertrand-Michel, Bart Staels, Jean-Philippe Pradère, Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Toxicologie Intégrative & Métabolisme (ToxAlim-TIM), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut de Génétique et Développement de Rennes (IGDR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Transcriptomic impact of Xenobiotics (E23 TRiX), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Royal Institute of Technology [Stockholm] (KTH ), ANEXPLO, Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre Régional d'Exploration Fonctionnelle et Ressources Expérimentales (CREFRE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Lab Excellence Inflamex (CRI INSERM U1149 - Bichat Medical Faculty), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Plateforme Ezop (Ezop), Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse (CRCT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Récepteurs Nucléaires, Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (RNMCD - U1011), Institut Pasteur de Lille, Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)-Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Lille-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Lille] (CHRU Lille), Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Elevage [Rennes] (PEGASE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre de recherche sur l'Inflammation (CRI (UMR_S_1149 / ERL_8252 / U1149)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPC), Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016)), Lee Kong Chian School of Medicine, Nanyang Technological University [Singapour], Université de Lausanne (UNIL), CHU Toulouse [Toulouse], ANR-20-CE14-0035-04, Agence Nationale de la Recherche, FATMAL, Joint Programming Initiative A healthy diet for a healthy life, N/A, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, N/A, Société Française de Nutrition, N/A, Société Francophone du Diabète, N/A, Société Nationale Française de Gastro-Entérologie, N/A, Association Française pour l'Etude du Foie, N/A, Région Occitanie, N/A, Agreenskills, ANR-17-CE14-0035,PUSHUPS,Etude de la dysfonction des cellules souches musculaires au cours du sepsis(2017), LESUR, Hélène, Etude de la dysfonction des cellules souches musculaires au cours du sepsis - - PUSHUPS2017 - ANR-17-CE14-0035 - AAPG2017 - VALID, Institut des Maladies Métaboliques et Casdiovasculaires (UPS/Inserm U1297 - I2MC), Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Ligue Nationale Contre le Cancer (LNCC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre Régional d'Exploration Fonctionnelle et Ressources Expérimentales (CREFRE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers, Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL), Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Nanyang Technological University (NTU), Hôpital de Rangueil, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre Régional d'Exploration Fonctionnelle et Ressources Expérimentales (CREFRE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Récepteurs Nucléaires, Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires - U1011 (RNMCD)
Subjects: Male, medicine.medical_specialty, [SDV]Life Sciences [q-bio], Peroxisome proliferator-activated receptor, Biology, Diet, High-Fat, Transcriptome, Mice, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Non-alcoholic Fatty Liver Disease, Fibrosis, Internal medicine, lipid metabolism, medicine, Metabolome, Animals, Humans, PPAR alpha, nonalcoholic steatohepatitis, liver metabolism, 030304 developmental biology, chemistry.chemical_classification, 0303 health sciences, Fatty liver, Gastroenterology, [SDV.MHEP.HEG]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Hépatology and Gastroenterology, Lipid metabolism, Lipidome, medicine.disease, [SDV.MHEP.HEG] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Hépatology and Gastroenterology, Mice, Inbred C57BL, [SDV] Life Sciences [q-bio], Gene expression profiling, Disease Models, Animal, [SDV.AEN] Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition, Endocrinology, Liver, chemistry, gene expression, Female, 030211 gastroenterology & hepatology, [SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition
Abstract: ObjectiveWe evaluated the influence of sex on the pathophysiology of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). We investigated diet-induced phenotypic responses to define sex-specific regulation between healthy liver and NAFLD to identify influential pathways in different preclinical murine models and their relevance in humans.DesignDifferent models of diet-induced NAFLD (high-fat diet, choline-deficient high-fat diet, Western diet or Western diet supplemented with fructose and glucose in drinking water) were compared with a control diet in male and female mice. We performed metabolic phenotyping, including plasma biochemistry and liver histology, untargeted large-scale approaches (liver metabolome, lipidome and transcriptome), gene expression profiling and network analysis to identify sex-specific pathways in the mouse liver.ResultsThe different diets induced sex-specific responses that illustrated an increased susceptibility to NAFLD in male mice. The most severe lipid accumulation and inflammation/fibrosis occurred in males receiving the high-fat diet and Western diet, respectively. Sex-biased hepatic gene signatures were identified for these different dietary challenges. The peroxisome proliferator-activated receptor α (PPARα) co-expression network was identified as sexually dimorphic, and in vivo experiments in mice demonstrated that hepatocyte PPARα determines a sex-specific response to fasting and treatment with pemafibrate, a selective PPARα agonist. Liver molecular signatures in humans also provided evidence of sexually dimorphic gene expression profiles and the sex-specific co-expression network for PPARα.ConclusionsThese findings underscore the sex specificity of NAFLD pathophysiology in preclinical studies and identify PPARα as a pivotal, sexually dimorphic, pharmacological target.Trial registration numberNCT02390232.
Published: 2021

19. The pregnane X receptor drives sexually dimorphic hepatic changes in lipid and xenobiotic metabolism in response to gut microbiota in mice

Author: Frédéric Lasserre, Sharon Barretto, Maïwenn Olier, Laurence Gamet-Payrastre, Claire Naylies, Hervé Guillou, Sandrine Bruel, Laurence Guzylack, Nicolas Loiseau, Céline Lukowicz, Elodie Person, Colette Bétoulières, Marion Régnier, Laila Mselli-Lakhal, Vassilia Theodorou, Walter Wahli, Anne Fougerat, Yannick Lippi, Arnaud Polizzi, Sarra Smati, Sandrine Ellero-Simatos, Daniel Zalko, Marine Huillet, ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Toxicologie Intégrative & Métabolisme (ToxAlim-TIM), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Transcriptomic impact of Xenobiotics (E23 TRiX), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Métabolisme et Xénobiotiques (ToxAlim-MeX), Plateforme Ezop (Ezop), Neuro-Gastroentérologie & Nutrition (ToxAlim-NGN), Exposition, Perturbation Endocrino-métabolique et Reproduction (ToxAlim-EXPER), Lee Kong Chian School of Medicine, Nanyang Technological University [Singapour], Center for Integrative Genomics - Institute of Bioinformatics, Génopode (CIG), Swiss Institute of Bioinformatics [Lausanne] (SIB), Université de Lausanne (UNIL)-Université de Lausanne (UNIL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Nanyang Technological University (NTU), and Lee Kong Chian School of Medicine (LKCMedicine)
Subjects: Male, Microbiology (medical), medicine.medical_specialty, [SDV]Life Sciences [q-bio], Gut microbiota, Gut flora, Microbiology, digestive system, Xenobiotics, Transcriptome, Microbial ecology, Mice, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, NR1I2, Internal medicine, medicine, Animals, Female, Gastrointestinal Microbiome/genetics, Lipids, Liver, Mice, Inbred C57BL, Pregnane X Receptor/genetics, Fatty acid metabolism, Pregnane X receptor, Transcriptomics, Xenobiotic metabolism, Gut Microbiota, 030304 developmental biology, chemistry.chemical_classification, 0303 health sciences, biology, Effector, Research, QR100-130, Fatty acid, Biological sciences [Science], biology.organism_classification, digestive system diseases, Gastrointestinal Microbiome, 3. Good health, Endocrinology, chemistry, 030220 oncology & carcinogenesis, Xenobiotic, Drug metabolism
Abstract: Background The gut microbiota–intestine–liver relationship is emerging as an important factor in multiple hepatic pathologies, but the hepatic sensors and effectors of microbial signals are not well defined. Results By comparing publicly available liver transcriptomics data from conventional vs. germ-free mice, we identified pregnane X receptor (PXR, NR1I2) transcriptional activity as strongly affected by the absence of gut microbes. Microbiota depletion using antibiotics in Pxr+/+vs Pxr-/- C57BL/6J littermate mice followed by hepatic transcriptomics revealed that most microbiota-sensitive genes were PXR-dependent in the liver in males, but not in females. Pathway enrichment analysis suggested that microbiota–PXR interaction controlled fatty acid and xenobiotic metabolism. We confirmed that antibiotic treatment reduced liver triglyceride content and hampered xenobiotic metabolism in the liver from Pxr+/+ but not Pxr-/- male mice. Conclusions These findings identify PXR as a hepatic effector of microbiota-derived signals that regulate the host’s sexually dimorphic lipid and xenobiotic metabolisms in the liver. Thus, our results reveal a potential new mechanism for unexpected drug–drug or food–drug interactions.
Published: 2021

20. An annotation database for chemicals of emerging concern in exposome research

Author: Meijer, J., Lamoree, M., Hamers, T., Antignac, J.-P., Hutinet, S., Debrauwer, L., Covaci, A., Huber, C., Krauss, M., Walker, D.I., Schymanski, E.L., Vermeulen, R., Vlaanderen, J., Sub Neuro/Tandheelkunde, IRAS OH Epidemiology Chemical Agents, dIRAS RA-2, Fonds National de la Recherche - FnR [sponsor], Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB): Environmental Cheminformatics (Schymanski Group) [research center], Institute for Risk Assessment Sciences [Utrecht, The Netherlands] (IRAS), Utrecht University [Utrecht], Vrije Universiteit Brussel [Bruxelles] (VUB), Laboratoire d'étude des Résidus et Contaminants dans les Aliments (LABERCA), École nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Metatoul AXIOM (E20 ), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Toxicological Center, University of Antwerp (UA)-Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Helmholtz Zentrum für Umweltforschung = Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ), Icahn School of Medicine at Mount Sinai [New York] (MSSM), Luxembourg Centre For Systems Biomedicine (LCSB), University of Luxembourg [Luxembourg], acknowledge financial support by the HBM4EU project funded by the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 733032. In addition, JV and RV acknowledge funding by EXPANSE (EC H2020, grant agreement No 874627) and EXPOSOME-NL. EXPOSOME-NL is funded through the Gravitation program of the Dutch Ministry of Education, Culture, and Science and the Netherlands Organization for Scientific Research (NWO grant number 024.004.017). ELS acknowledges funding support from the Luxembourg National Research Fund (FNR) for project A18/BM/12341006. Support was also provided to DIW by the US National Institute of Health, award number U2C ES030859. ELS thanks Evan Bolton, Jeff Zhang, Paul Thiessen (PubChem), Antony Williams (US EPA), Steffen Neumann (IPB Halle) and Natalia Glowacka for their assistance in the PubChem, CompTox, MetFrag and NORMAN-SLE website integration of CECscreen, respectively., HBM4EU project - European Union733032EXPANSE (EC H2020)874627EXPOSOME-NLGravitation program of the Dutch Ministry of Education, Culture, and ScienceNetherlands Organization for Scientific Research (NWO)024.004.017Luxembourg National Research FundA18/BM/12341006United States Department of Health & Human ServicesNational Institutes of Health (NIH) - USAU2CES030859, European Project: 733032,H2020,HBM4EU(2017), Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Sub Neuro/Tandheelkunde, IRAS OH Epidemiology Chemical Agents, dIRAS RA-2, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), E&H: Environmental Chemistry and Toxicology, AIMMS, and E&H: Environmental Health and Toxicology
Subjects: Exposome, Quantitative structure–activity relationship, High-resolution mass spectrometry, Environmental sciences & ecology [F08] [Life sciences], 010504 meteorology & atmospheric sciences, Databases, Factual, Computer science, In silico, [SDV]Life Sciences [q-bio], Computational biology, 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, Annotation, Environmental Science(all), Tandem Mass Spectrometry, Humans, Annotation database, GE1-350, Computer Simulation, Biology, 0105 earth and related environmental sciences, General Environmental Science, ADME, Chemicals of emerging concern, Data Management, Exposome research, Environmental sciences, Chemistry, Identification (information), Sciences de l'environnement & écologie [F08] [Sciences du vivant]
Abstract: Background: Chemicals of Emerging Concern (CECs) include a very wide group of chemicals that are suspected to be responsible for adverse effects on health, but for which very limited information is available. Chromato-graphic techniques coupled with high-resolution mass spectrometry (HRMS) can be used for non-targeted screening and detection of CECs, by using comprehensive annotation databases. Establishing a database focused on the annotation of CECs in human samples will provide new insight into the distribution and extent of exposures to a wide range of CECs in humans. Objectives: This study describes an approach for the aggregation and curation of an annotation database (CECscreen) for the identification of CECs in human biological samples. Methods: The approach consists of three main parts. First, CECs compound lists from various sources were aggregated and duplications and inorganic compounds were removed. Subsequently, the list was curated by standardization of structures to create & ldquo;MS-ready & rdquo; and & ldquo;QSAR-ready & rdquo; SMILES, as well as calculation of exact masses (monoisotopic and adducts) and molecular formulas. The second step included the simulation of Phase I metabolites. The third and final step included the calculation of QSAR predictions related to physicochemical properties, environmental fate, toxicity and Absorption, Distribution, Metabolism, Excretion (ADME) processes and the retrieval of information from the US EPA CompTox Chemicals Dashboard. Results: All CECscreen database and property files are publicly available (DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo. 3956586). In total, 145,284 entries were aggregated from various CECs data sources. After elimination of du-plicates and curation, the pipeline produced 70,397 unique & ldquo;MS-ready & rdquo; structures and 66,071 unique QSAR-ready structures, corresponding with 69,526 CAS numbers. Simulation of Phase I metabolites resulted in 306,279 unique metabolites. QSAR predictions could be performed for 64,684 of the QSAR-ready structures, whereas information was retrieved from the CompTox Chemicals Dashboard for 59,739 CAS numbers out of 69,526 inquiries. CECscreen is incorporated in the in silico fragmentation approach MetFrag. Discussion: The CECscreen database can be used to prioritize annotation of CECs measured in non-targeted HRMS, facilitating the large-scale detection of CECs in human samples for exposome research. Large-scale detection of CECs can be further improved by integrating the present database with resources that contain CECs (metabolites) and meta-data measurements, further expansion towards in silico and experimental (e.g., MassBank) generation of MS/MS spectra, and development of bioinformatics approaches capable of using cor-relation patterns in the measured chemical features.
Published: 2021

21. Does the Phytochemical Diversity of Wild Plants Like the Erythrophleum genus Correlate with Geographical Origin?

Author: David Touboul, Olivier J. Hardy, Nausicaa Noret, Marie Faes, Pierre Van Antwerpen, Caroline Stevigny, Florence Souard, Marie Tremblay-Franco, Cédric Delporte, Cécile Vanhaverbeke, Jean-François Martin, Anaïs Pasiphaé Gorel, Faculté de Pharmacie [Bruxelles] (ULB), Université libre de Bruxelles (ULB), Faculté des Sciences [Bruxelles] (ULB), Département de pharmacochimie moléculaire (DPM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Chimie des Substances Naturelles (ICSN), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratory of Plant Ecology, Department of Plants and Crops, Faculty of Bioscience Engineering, Ghent University, Ghent, Belgium, LC-MS platform was supported by the Belgian National Fund for Scientific Research (FRS, Nffi 3.4553.08 and T.0136.13 PDR) and the Universite libre de Bruxelles (FER-2007)., Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Subjects: 0106 biological sciences, eco-metabolomics, cassane-type diterpenes, Metabolite, [SDV]Life Sciences [q-bio], Chimie analytique, Pharmaceutical Science, Sciences biomédicales en général, phytochemical, Biology, plant fingerprint, geographic variation, 01 natural sciences, Analytical Chemistry, lcsh:QD241-441, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Metabolomics, lcsh:Organic chemistry, Genus, Drug Discovery, Botany, Metabolome, molecular networks, natural variation, Physical and Theoretical Chemistry, Chimie pharmaceutique, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Erythrophleum, specialized metabolites, Organic Chemistry, 15. Life on land, plant-omics, biology.organism_classification, metabolomics, Molecular network, chemistry, Phytochemical, Chemistry (miscellaneous), Erythrophleum suaveolens, Molecular Medicine, Sciences pharmaceutiques, Biologie, 010606 plant biology & botany
Abstract: Secondary metabolites are essential for plant survival and reproduction. Wild undomesticated and tropical plants are expected to harbor highly diverse metabolomes. We investigated the metabolomic diversity of two morphologically similar trees of tropical Africa, Erythrophleum suaveolens and E. ivorense, known for particular secondary metabolites named the cassaine-type diterpenoids. To assess how the metabolome varies between and within species, we sampled leaves from individuals of different geographic origins but grown from seeds in a common garden in Cameroon. Metabolites were analyzed using reversed phase LC-HRMS(/MS). Data were interpreted by untargeted metabolomics and molecular networks based on MS/MS data. Multivariate analyses enabled us to cluster samples based on species but also on geographic origins. We identified the structures of 28 cassaine-type diterpenoids among which 19 were new, 10 were largely specific to E. ivorense and five to E. suaveolens. Our results showed that the metabolome allows an unequivocal distinction of morphologically-close species, suggesting the potential of metabolite fingerprinting for these species. Plant geographic origin had a significant influence on relative concentrations of metabolites with variations up to eight (suaveolens) and 30 times (ivorense) between origins of the same species. This shows that the metabolome is strongly influenced by the geographical origin of plants (i.e. genetic factors)., info:eu-repo/semantics/published
Published: 2021

22. Procyclic trypanosomes recycle glucose catabolites and TCA cycle intermediates to stimulate growth in the presence of physiological amounts of proline

Author: Villafraz, Oriana, Biran, Marc, Pineda, Erika, Plazolles, Nicolas, Cahoreau, Edern, Ornitz Oliveira Souza, Rodolpho, Thonnus, Magali, Allmann, Stefan, Tetaud, Emmanuel, Rivière, Loïc, Silber, Ariel M., Barrett, Michael P., Zíková, Alena, Boshart, Michael, Portais, Jean-Charles, Bringaud, Frédéric, Microbiologie Fondamentale et Pathogénicité (MFP), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de résonance magnétique des systèmes biologiques (CRMSB), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Universidade de São Paulo = University of São Paulo (USP), Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), University of Glasgow, Institute of Parasitology [České Budějovice] (BIOLOGY CENTRE CAS), Biology Centre of the Czech Academy of Sciences (BIOLOGY CENTRE CAS), Czech Academy of Sciences [Prague] (CAS)-Czech Academy of Sciences [Prague] (CAS), Geroscience and rejuvenation research center (RESTORE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-EFS-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bordeaux, CNRS, ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), ANR-15-CE15-0025,GLYCONOV,Voies métaboliques glycosomales non glycolytiques: nouvelles fonctions pour le développement et la virulence des trypanosomes(2015), ANR-19-CE15-0004,AdipoTryp,Interactions métaboliques entre les adipocytes et les trypanosomes, un nouveau paradigme pour les trypanosomoses(2019), ANR-11-LABX-0024,ParaFrap,Alliance française contre les maladies parasitaires(2011), Université de Bordeaux (UB), Microbiologie cellulaire et moléculaire et pathogénicité (MCMP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Universidade de São Paulo (USP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-EFS-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-15-CE15-002501, ANR19-CE15-0004-01, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), VIAUD, Karine, Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation - - METABOHUB2011 - ANR-11-INBS-0010 - INBS - VALID, Voies métaboliques glycosomales non glycolytiques: nouvelles fonctions pour le développement et la virulence des trypanosomes - - GLYCONOV2015 - ANR-15-CE15-0025 - AAPG2015 - VALID, Interactions métaboliques entre les adipocytes et les trypanosomes, un nouveau paradigme pour les trypanosomoses - - AdipoTryp2019 - ANR-19-CE15-0004 - AAPG2019 - VALID, and Laboratoires d'excellence - Alliance française contre les maladies parasitaires - - ParaFrap2011 - ANR-11-LABX-0024 - LABX - VALID
Subjects: Metabolic Processes, Pyruvate, Trypanosoma, Proline, Tsetse Flies, QH301-705.5, Physiology, Citric Acid Cycle, Trypanosoma brucei brucei, Excretion, Carbohydrates, [SDV.MP.PRO] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Protistology, Biochemistry, [SDV.MP.PRO]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Protistology, Glucose Metabolism, Animals, [SDV.MP.PAR]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Parasitology, Biology (General), Amino Acids, Protozoans, Alanine, Organic Compounds, Organic Chemistry, Monosaccharides, fungi, Organisms, Chemical Compounds, Biology and Life Sciences, Eukaryota, Proteins, Cyclic Amino Acids, RC581-607, Ketones, Parasitic Protozoans, Insect Vectors, Chemistry, Glucose, Trypanosomiasis, African, Metabolism, Aliphatic Amino Acids, Physical Sciences, Carbohydrate Metabolism, RNA Interference, Immunologic diseases. Allergy, Physiological Processes, Oxidation-Reduction, Acids, [SDV.MP.PAR] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Parasitology, Research Article
Abstract: Trypanosoma brucei, a protist responsible for human African trypanosomiasis (sleeping sickness), is transmitted by the tsetse fly where the procyclic forms of the parasite develop in the proline-rich (1–2 mM) and glucose-depleted digestive tract. Proline is essential for the midgut colonization of the parasite in the insect vector, however other carbon sources could be available and used to feed its central metabolism. Here we show that procyclic trypanosomes can consume and metabolize metabolic intermediates, including those excreted from glucose catabolism (succinate, alanine and pyruvate), with the exception of acetate, which is the ultimate end-product excreted by the parasite. Among the tested metabolites, tricarboxylic acid (TCA) cycle intermediates (succinate, malate and α-ketoglutarate) stimulated growth of the parasite in the presence of 2 mM proline. The pathways used for their metabolism were mapped by proton-NMR metabolic profiling and phenotypic analyses of thirteen RNAi and/or null mutants affecting central carbon metabolism. We showed that (i) malate is converted to succinate by both the reducing and oxidative branches of the TCA cycle, which demonstrates that procyclic trypanosomes can use the full TCA cycle, (ii) the enormous rate of α-ketoglutarate consumption (15-times higher than glucose) is possible thanks to the balanced production and consumption of NADH at the substrate level and (iii) α-ketoglutarate is toxic for trypanosomes if not appropriately metabolized as observed for an α-ketoglutarate dehydrogenase null mutant. In addition, epimastigotes produced from procyclics upon overexpression of RBP6 showed a growth defect in the presence of 2 mM proline, which is rescued by α-ketoglutarate, suggesting that physiological amounts of proline are not sufficient per se for the development of trypanosomes in the fly. In conclusion, these data show that trypanosomes can metabolize multiple metabolites, in addition to proline, which allows them to confront challenging environments in the fly., Author summary In the midgut of its insect vector, trypanosomes rely on proline to feed their energy metabolism. However, the availability of other potential carbon sources that can be used by the parasite is currently unknown. Here we show that tricarboxylic acid (TCA) cycle intermediates, i.e. succinate, malate and α-ketoglutarate, stimulate growth of procyclic trypanosomes incubated in a medium containing 2 mM proline, which is in the range of the amounts measured in the midgut of the fly. Some of these additional carbon sources are needed for the development of epimastigotes, which differentiate from procyclics in the midgut of the fly, since their growth defect observed in the presence of 2 mM proline is rescued by addition of α-ketoglutarate. In addition, we have implemented new approaches to study a poorly explored branch of the TCA cycle converting malate to α-ketoglutarate, which was previously described as non-functional in the parasite, regardless of the glucose levels available. The discovery of this branch reveals that a full TCA cycle can operate in procyclic trypanosomes. Our data broaden the metabolic potential of trypanosomes and pave the way for a better understanding of the parasite’s metabolism in various organ systems of the tsetse fly, where it develops.
Published: 2021

23. Safety assessment of cosmetics by read across applied to metabolomics data of in vitro skin and liver models

Author: Sandrine Bessou-Touya, Marie Tremblay-Franco, Yves Brunel, Hélène Duplan, Cécile Canlet, Emilien L. Jamin, Daniel Zalko, Carine Jacques, Jean-François Martin, Laurent Debrauwer, Pierre-Jacques Ferret, Isabelle Jouanin, Centre de Recherche Pierre Fabre (Centre de R&D Pierre Fabre), PIERRE FABRE, Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ToxAlim (ToxAlim), Métabolisme et Xénobiotiques (ToxAlim-MeX), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Subjects: Swine, Health, Toxicology and Mutagenesis, media_common.quotation_subject, [SDV]Life Sciences [q-bio], Skin mode, Cosmetics, Pharmacology, Toxicology, Cell Line, 03 medical and health sciences, Animal data, 0302 clinical medicine, Metabolomics, In vivo, Toxicity Tests, Metabolome, Animals, Humans, Cells, Cultured, 030304 developmental biology, media_common, Skin, Skin metabolism, 0303 health sciences, Chemistry, In vitro toxicology, Lipid metabolism, General Medicine, 3. Good health, Liver, Consumer Product Safety, 030220 oncology & carcinogenesis, Toxicity, Read-across, Female, Decanoic Acids
Abstract: International audience; As a result of the cosmetics testing ban, safety evaluations of cosmetics ingredients must now be conducted using animal-free methods. A common approach is read across, which is mainly based on structural similarities but can also be conducted using biological endpoints. Here, metabolomics was used to assess biological effects to enable a read across between a candidate cosmetic ingredient, DIV665, only studied using in vitro assays, and a structurally similar reference compound, PA102, previously investigated using traditional in vivo toxicity methods. The (1) cutaneous distribution after topical application, (2) skin metabolism, (3) liver metabolism and (4) effect on the intracellular metabolomic profiles of in vitro skin and hepatic models, SkinEthic®RHE model and HepaRG® cells were investigated. The compounds exhibited similar skin penetration and skin and liver metabolism, with small differences attributed to their physicochemical properties. The effects of both compounds on the metabolome of RHE and HepaRG® cells were similarly small, both in terms of the metabolites modulated and the magnitude of changes. The patterns of metabolome changes did not fit with any known signature relating to a mode of action known to be linked to liver toxicity e.g. modification of the Krebs cycle, urea synthesis and lipid metabolism, were more reflective of transient adaptive responses. Overall, these studies indicate that PA102 is biologically similar to DIV665, allowing read across of safety endpoints, such as in vivo sub-chronic (but not reproduction toxicity) studies, for the former to be applied to DIV665. Based on this, in the absence of animal data (which is prohibited for new chemicals), it could be concluded that DIV665 applied according to the consumer topical use scenario, is similar to PA102, and is predicted to exhibit low local skin and systemic toxicity
Published: 2021

24. Development and validation of a UHPLC-ESI-QTOF mass spectrometry method to analyze opines, plant biomarkers of crown gall or hairy root diseases

Author: Isabelle Kerzaon, Yves Dessaux, David Chapulliot, Rosa Padilla, Floriant Bellvert, Xavier Nesme, Vincent Gaillard, Ludovic Vial, Thao Nhi Le, Céline Lavire, Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université d'Orléans (UO), Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), French national program EC2CO (project IBAD) BioEnviS Research Federation French Ministere de l'Education Nationale, de l'Enseignement Superieur et de la Recherche Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia (CONACyT)CVU 397515Rhone-Alpes international cooperation and mobility program (CMIRA), Institut de Chimie Organique et Analytique (ICOA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Orléans (UO)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and CCSD, Accord Elsevier
Subjects: Spectrometry, Mass, Electrospray Ionization, Opines, Agrobacterium, Clinical Biochemistry, Opine, Arginine, Mass spectrometry, Plant Roots, 030226 pharmacology & pharmacy, 01 natural sciences, Biochemistry, Analytical Chemistry, Matrix (chemical analysis), 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Plant Tumors, Quantification, Diagnosis, Gall, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, [SDV.BV] Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Mannitol, Chromatography, High Pressure Liquid, Plant Diseases, Octopine, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, Chromatography, biology, 010401 analytical chemistry, Crown (botany), Reproducibility of Results, food and beverages, Cell Biology, General Medicine, biology.organism_classification, 0104 chemical sciences, [SDV.EE] Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, Detection, chemistry, UHPLC-ESI-MS-QTOF, Nopaline, Biomarkers
Abstract: International audience; Opines are low-molecular-weight metabolites specifically biosynthesized by agrobacteria-transformed plant cells when plants are struck by crown gall and hairy root diseases, which cause uncontrolled tissue overgrowth. Transferred DNA is sustainably incorporated into the genomes of the transformed plant cells, so that opines constitute a persistent biomarker of plant infection by pathogenic agrobacteria and can be targeted for crown gall/hairy root disease diagnosis. We developed a general, rapid, specific and sensitive analytical method for overall opine detection using ultra-high-performance liquid chromatography-electrospray ionization quadrupole time-of-flight mass spectrometry (UHPLC-ESI-MS-QTOF), with easy preparation of samples. Based on MS, MS/MS and chromatography data, the detection selectivity of a wide range of standard opines was validated in pure solution and in different plant extracts. The method was successfully used to detect different structural types of opines, including opines for which standard compounds are unavailable, in tumors or hairy roots induced by pathogenic strains. As the method can detect a wide range of opines in a single run, it represents a powerful tool for plant gall analysis and crown gall/hairy root disease diagnosis. Using an appropriate dilution of plant extract and a matrix-based calibration curve, the quantification ability of the method was validated for three opines belonging to different families (nopaline, octopine, mannopine), which were accurately quantified in plant tissue extracts.
Published: 2021

25. Estimated dietary pesticide exposure from plant-based foods using NMF-derived profiles in a large sample of French adults

Author: Mathilde Touvier, Rodolphe Vidal, Denis Lairon, Julia Baudry, Pauline Rebouillat, Bruno Taupier-Letage, Jean Pierre Cravedi, Laurence Gamet-Payrastre, Emmanuelle Kesse-Guyot, Laurent Debrauwer, Serge Hercberg, Equipe 3: EREN- Equipe de Recherche en Epidémiologie Nutritionnelle (CRESS - U1153), Université Sorbonne Paris Nord-Centre de Recherche Épidémiologie et Statistique Sorbonne Paris Cité (CRESS (U1153 / UMR_A_1125 / UMR_S_1153)), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut Technique de l'Agriculture Biologique (ITAB), ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Toxicologie Intégrative & Métabolisme (ToxAlim-TIM), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Hôpital Avicenne [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Centre recherche en CardioVasculaire et Nutrition = Center for CardioVascular and Nutrition research (C2VN), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), French Ministry of Health (DGS), Sante Publique France, the National Institute for Health and Medical Research (INSERM), the National Institute for Agricultural Research (INRA), the National Conservatory of Arts and Crafts (CNAM) and the Sorbonne Paris Nord University. The BioNutriNet project was supported by the French National Research Agency (ANR) in the context of the 2013 Programme de Recherche Systemes Alimentaires Durables (ANR-13-ALID-0001), ANR-13-ALID-0001,BioNutriNet,Consommation d'aliments issus de l'agriculture biologique: déterminants et motivation vis-à-vis de la durabilité, impact nutritionnel, économique, environnemental et toxicologique(2013), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Metatoul AXIOM (E20 ), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), LESUR, Hélène, Systèmes Alimentaires Durables - Consommation d'aliments issus de l'agriculture biologique: déterminants et motivation vis-à-vis de la durabilité, impact nutritionnel, économique, environnemental et toxicologique - - BioNutriNet2013 - ANR-13-ALID-0001 - ALID - VALID, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPC)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), and HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPC)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Adult, Male, 0301 basic medicine, Organic farming, Epidemiology, [SDV]Life Sciences [q-bio], Population, Medicine (miscellaneous), Spinosad, Food Contamination, 030209 endocrinology & metabolism, Biology, Acetamiprid, Dietary exposure, Cypermethrin, Toxicology, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, medicine, Humans, [SDV.EE.SANT] Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Health, Pesticides, education, 2. Zero hunger, [SDV.EE.SANT]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Health, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, education.field_of_study, 030109 nutrition & dietetics, Nutrition and Dietetics, Pesticide, Diet, [SDV] Life Sciences [q-bio], [SDV.EE] Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, chemistry, Cohort, Food, Organic, Energy Intake, Food contaminant, medicine.drug
Abstract: International audience; Purpose: This study, conducted in participants of the NutriNet-Santé cohort, aims to identify dietary pesticide exposure profiles (derived from Non-negative Matrix Factorization) from conventional and organic foods among a large sample of general population French adults.Methods: Organic and conventional dietary intakes were assessed using a self-administered semi-quantitative food frequency questionnaire. Exposure to 25 commonly used pesticides was evaluated using food contamination data from Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt Stuttgart accounting for farming system (organic or conventional). Dietary pesticide exposure profiles were identified using Non-Negative Matrix factorization (NMF), especially adapted for non-negative data with excess zeros. The NMF scores were introduced in a hierarchical clustering process.Results: Overall, the identified clusters (N = 34,193) seemed to be exposed to the same compounds with gradual intensity. Cluster 1 displayed the lowest energy intake and estimated dietary pesticide exposure, high organic food (OF) consumption (23.3%) and a higher proportion of male participants than other groups. Clusters 2 and 5 presented intermediate energy intake, lower OF consumption and intermediate estimated pesticide exposure. Cluster 3 showed high conventional fruits and vegetable (FV) intake, high estimated pesticide exposure, and fewer smokers. Cluster 4 estimated pesticide exposure varied more across compounds than for other clusters, with highest estimated exposures for acetamiprid, azadirachtin, cypermethrin, pyrethrins, spinosad. OF proportion in the diet was the highest (31.5%).Conclusion: Estimated dietary pesticide exposures appeared to vary across the clusters and to be related to OF proportion in the diet.
Published: 2021

26. Glycerol suppresses glucose consumption in trypanosomes through metabolic contest

Author: Brice Rotureau, Oriana Villafraz, Marc Biran, Loïc Rivière, Nicolas Plazolles, Marion Wargnies, Erika Pineda, Pauline Morand, Emmanuel Tetaud, Corinne Asencio, Frédéric Bringaud, Hanna Kulyk, Edern Cahoreau, Stefan Allmann, Arnaud Mourier, Jean-Charles Portais, Microbiologie cellulaire et moléculaire et pathogénicité (MCMP), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de résonance magnétique des systèmes biologiques (CRMSB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Biologie cellulaire des Trypanosomes - Trypanosome Cell Biology, Institut Pasteur [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut de biochimie et génétique cellulaires (IBGC), STROMALab, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Etablissement Français du Sang-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), FB's team is supported by the Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS, https://www.cnrs.fr/) (financial support for consumables and salary of permanent positions), the Université de Bordeaux (https://www.u-bordeaux.fr/) (financial support for consumables and salary of permanent positions), the Agence National de Recherche (ANR, https://anr.fr/) through the grants GLYCONOV (grant number ANR-15-CE15-0025-01) and ADIPOTRYP (grant number ANR19-CE15-0004-01) (financial support for consumables and PM and EP salary) and the Laboratoire d’Excellence (https://www.enseignementsup-recherche.gouv.fr/cid51355/laboratoires-d-excellence.html) through the LabEx ParaFrap (grant number ANR-11-LABX-0024) (financial support for consumables and SA salary), the ParaMet PhD programme of Marie Curie Initial Training Network (https://ec.europa.eu/research/mariecurieactions/) (FP7-PEOPLE-2011-ITN-290080) (financial support for consumables and MW salary) and the 'Fondation pour le Recherche Médicale' (FRM, https://www.frm.org/) ('Equipe FRM', grant n°EQU201903007845) (financial support for consumables and EP salary). BR is supported by and the Institut Pasteur (financial support for consumables and salary of permanent positions). JCP's team from Metabolomics & Fluxomics facilities (Toulouse, France, http://www.metatoul.fr) is supported by the Agence National de Recherche (ANR, https://anr.fr/) (grant MetaboHUB-ANR-11-INBS-0010) (financial support for consumables and salary of permanent positions)., We thank Daniel Inaoka (University of Nagasaki, Japan) and Hiromi Imamura (University of Tokyo, Japan) for providing us with the ATeam construct, Paul A. Michels (Edinburgh, UK) for providing us with the anti-GK, anti-aldolase, and anti-enolase immune sera, as well as K. Ersfeld, (Hull University, UK) for the anti-Myc immune serum and Christel Pujol (Bordeaux Imaging Center, France) for her invaluable technical assistance for the FRET and FLIM experiments. The microscopy was done in the Bordeaux Imaging Center, a service unit of CNRS-INSERM and Bordeaux University, member of the national infrastructure France BioImaging., ANR-15-CE15-0025,GLYCONOV,Voies métaboliques glycosomales non glycolytiques: nouvelles fonctions pour le développement et la virulence des trypanosomes(2015), ANR-19-CE15-0004,AdipoTryp,Interactions métaboliques entre les adipocytes et les trypanosomes, un nouveau paradigme pour les trypanosomoses(2019), Microbiologie Fondamentale et Pathogénicité (MFP), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut Pasteur [Paris] (IP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement Français du Sang-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement Français du Sang-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), VIAUD, Karine, Voies métaboliques glycosomales non glycolytiques: nouvelles fonctions pour le développement et la virulence des trypanosomes - - GLYCONOV2015 - ANR-15-CE15-0025 - AAPG2015 - VALID, and Interactions métaboliques entre les adipocytes et les trypanosomes, un nouveau paradigme pour les trypanosomoses - - AdipoTryp2019 - ANR-19-CE15-0004 - AAPG2019 - VALID
Subjects: Glycerol, Glycerol kinase, Enzyme Metabolism, Catabolite repression, Biochemistry, Microbodies, Fluorophotometry, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Spectrum Analysis Techniques, Adenosine Triphosphate, Glucose Metabolism, Glycerol Kinase, Hexokinase, Fluorescence Resonance Energy Transfer, Biology (General), Enzyme Chemistry, 2. Zero hunger, chemistry.chemical_classification, Protozoans, 0303 health sciences, Organic Compounds, General Neuroscience, Monomers, Monosaccharides, Eukaryota, Chemistry, Spectrophotometry, Physical Sciences, Carbohydrate Metabolism, General Agricultural and Biological Sciences, [SDV.MP.PAR] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Parasitology, Research Article, Trypanosoma, Cell Physiology, QH301-705.5, Trypanosoma brucei brucei, Carbohydrates, Nutrient sensing, Biology, Carbohydrate metabolism, Research and Analysis Methods, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Cell Line, 03 medical and health sciences, Trypanosoma Brucei, [SDV.MP.PAR]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Parasitology, 030304 developmental biology, General Immunology and Microbiology, Organic Chemistry, Organisms, Chemical Compounds, Biology and Life Sciences, Cell Biology, Polymer Chemistry, Parasitic Protozoans, Cell Metabolism, Metabolic pathway, Enzyme, Metabolism, Glucose, chemistry, Enzymology, 030217 neurology & neurosurgery, Trypanosoma Brucei Gambiense
Abstract: Microorganisms must make the right choice for nutrient consumption to adapt to their changing environment. As a consequence, bacteria and yeasts have developed regulatory mechanisms involving nutrient sensing and signaling, known as “catabolite repression,” allowing redirection of cell metabolism to maximize the consumption of an energy-efficient carbon source. Here, we report a new mechanism named “metabolic contest” for regulating the use of carbon sources without nutrient sensing and signaling. Trypanosoma brucei is a unicellular eukaryote transmitted by tsetse flies and causing human African trypanosomiasis, or sleeping sickness. We showed that, in contrast to most microorganisms, the insect stages of this parasite developed a preference for glycerol over glucose, with glucose consumption beginning after the depletion of glycerol present in the medium. This “metabolic contest” depends on the combination of 3 conditions: (i) the sequestration of both metabolic pathways in the same subcellular compartment, here in the peroxisomal-related organelles named glycosomes; (ii) the competition for the same substrate, here ATP, with the first enzymatic step of the glycerol and glucose metabolic pathways both being ATP-dependent (glycerol kinase and hexokinase, respectively); and (iii) an unbalanced activity between the competing enzymes, here the glycerol kinase activity being approximately 80-fold higher than the hexokinase activity. As predicted by our model, an approximately 50-fold down-regulation of the GK expression abolished the preference for glycerol over glucose, with glucose and glycerol being metabolized concomitantly. In theory, a metabolic contest could be found in any organism provided that the 3 conditions listed above are met., This study shows that Trypanosomes use a "metabolic contest" for the regulation of nutrient utilization based on the competition between two enzymes for a common substrate, instead of the well known "catabolite repression" used by most microorganisms.
Published: 2021

27. Heme-Iron-Induced Production of 4-Hydroxynonenal in Intestinal Lumen May Have Extra-Intestinal Consequences through Protein-Adduct Formation

Author: Fabrice Pierre, Vassilia Theodorou, Estelle Pujos-Guillot, Mylène Delosière, Denys Durand, Sylvie Chevolleau, Julia Keller, Céline Chantelauze, Laurent Debrauwer, Charlotte Joly, Françoise Guéraud, Isabelle Jouanin, Maria-Helena Noguer-Meireles, Florence Blas-Y-Estrada, ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Unité de Nutrition Humaine (UNH), Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité Mixte de Recherche sur les Herbivores - UMR 1213 (UMRH), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Plateforme Ezop (Ezop), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Prévention et promotion de la cancérogénèse par les aliments (ToxAlim-PPCA), Neuro-Gastroentérologie & Nutrition (ToxAlim-NGN), ITMO Cancer (Plan cancer 2009-2013)/INCa/INSERM, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Metatoul AXIOM (E20 ), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: 0301 basic medicine, Physiology, Metabolite, Clinical Biochemistry, protein-adducts, Biochemistry, Intestinal absorption, 4-Hydroxynonenal, Lipid peroxidation, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Lipid oxidation, medicine, Molecular Biology, 2. Zero hunger, Communication, lcsh:RM1-950, heme iron, Skeletal muscle, lipid peroxidation, Cell Biology, 4-hydroxynonenal, 3. Good health, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, lcsh:Therapeutics. Pharmacology, chemistry, 030220 oncology & carcinogenesis, Red meat, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, Digestion, [SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition
Abstract: International audience; Some epidemiological studies show that heme iron consumption, in red meat, is associated to the development of several chronic diseases, including cancers and cardio-metabolic diseases. As heme iron intestinal absorption is finely regulated, we hypothesized that heme iron may act indirectly, through the peroxidation of dietary lipids, in food or in the intestinal lumen during digestion. This heme-iron-induced lipid peroxidation provokes the generation of toxic lipid oxidation products that could be absorbed, such as 4-hydroxynonenal (HNE). In a first experiment, heme iron given to rats by oral gavage together with the linoleic-acid-rich safflower oil induced the formation of HNE in the intestinal lumen. The HNE major urinary metabolite was elevated in the urine of the treated rats, indicating that this compound has been absorbed. In a second experiment, we showed that stable isotope-labeled HNE given orally to rats was able to reach non-intestinal tissues as a bioactive form and to make protein-adducts in heart, liver and skeletal muscle tissues. The presence of HNE-protein adducts in those tissues suggests a putative biological role of diet-originating HNE in extra-intestinal organs. This finding could have major consequences on the onset/development of chronic diseases associated with red meat over-consumption, and more largely to peroxidation-prone food consumption.
Published: 2020

28. Lipid membranes from naked mole-rat brain lipids are cholesterol-rich, highly phase-separated, and sensitive to amyloid-induced damage

Author: Ewan St. John Smith, Janet R. Kumita, Paulina Urriola-Munoz, Bharat Bhushan, Nicolas Cenac, Thomas J. Park, Stephanie M. Cologna, Kenneth S. Rankin, Justine Bertrand-Michel, Swapan Preet, Matt Davies, Andrew A. Smith, Michele Vendruscolo, Daniel Frankel, Melissa R Pergande, Yavuz Kulaberoglu, Newcastle University [Newcastle], University of Cambridge [UK] (CAM), Plateau MetaToul-LIPIDOMIQUE = MetaToul-Lipidomics, Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-MetaboHUB-MetaToul, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), University of Chicago, Institut de Recherche en Santé Digestive (IRSD ), National Science Foundation (Award #1655494 to T.J.P. and S.M.C.), Cancer Resarch UK/RCUK (Award C56829/A22053 to D.F., K.R. and E.St.J.S.), BBSRC-DTP studentship (A.A.S.), Centre for Misfolding Diseases (A.A.S, S.P, M.V., J.R.K.), ANR-18-CE14-0039,LiBacPain,Les lipopeptides produits par le microbiote : de l'hypersensibilité à la thérapie dans le syndrome de l'intestin irritable(2018), SEGUIN, Nathalie, APPEL À PROJETS GÉNÉRIQUE 2018 - Les lipopeptides produits par le microbiote : de l'hypersensibilité à la thérapie dans le syndrome de l'intestin irritable - - LiBacPain2018 - ANR-18-CE14-0039 - AAPG2018 - VALID, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-MetaToul-MetaboHUB, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Subjects: Ceramide, Amyloid, Liquid ordered phase, Amyloid beta, [SDV.MHEP.PHY] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Tissues and Organs [q-bio.TO], [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, [SDV.MHEP.PHY]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Tissues and Organs [q-bio.TO], Lipid bilayer, [SDV.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Naked mole-rat, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, [SDV.MHEP] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology, biology, Chemistry, biology.organism_classification, Membrane, Biophysics, biology.protein, lipids (amino acids, peptides, and proteins), Sphingomyelin, 030217 neurology & neurosurgery, [SDV.MHEP]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology
Abstract: Naked mole-rats are extraordinarily long-lived rodents that do not develop age-related neurodegenerative diseases. Remarkably, they do not accumulate amyloid plaques, even though their brains contain high concentrations of amyloid beta peptide, even from a young age Therefore, these animals offer an opportunity to investigate mechanisms of resistance against the neurotoxicity of amyloid beta aggregation. Working in this direction, here we examine the composition, phase behaviour, and amyloid beta interactions of naked mole-rat brain lipids. Relative to mouse, naked mole-rat brain lipids are rich in cholesterol and contain sphingomyelin in lower amounts and of shorter chain lengths. Proteins associated with metabolism of ceramides, sphingomyelin and ceramide receptor activity were also found to be decreased in naked mole-rat brain lysates. Correspondingly, we find that naked mole-rat brain lipid membranes exhibit a high degree of phase separation, with the liquid ordered phase occupying up to 80% of the supported lipid bilayer. These observations are consistent with the membrane pacemaker hypothesis of ageing, according to which long-living species have lipid membranes particularly resistant to oxidative damage. However, we found that exposure to amyloid beta disrupts the naked mole-rat brain lipid membranes while those formed from mouse brain lipids exhibit small, well-defined footprints, whereby the amyloid beta penetrates deeply into the lipid membranes. These results suggest that in naked mole-rats the lipid composition of cell membranes may offer neuroprotection through resistance to oxidative processes rather than through mechanical effects.
Published: 2020

29. Mitigation of heterocyclic aromatic amines in cooked meat. Part I: Informed selection of antioxidants based on molecular modeling

Author: Patrick Blinet, Frédéric Mercier, Laurent Debrauwer, Sylvie Chevolleau, Laurent Chaloin, Erwan Engel, Maïa Meurillon, Magaly Angénieux, Qualité des Produits Animaux (QuaPA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Recherche en Infectiologie de Montpellier (IRIM), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MetaToul AXIOM (E20), ToxAlim (ToxAlim), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul), MetaboHUB-MetaToul, Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), This research was conducted as part of the MARMEAT project supported by the TRANSFORM division of the French National Research Institute for Agriculture, Food and the Environment (INRAE)., Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Métabolomique et Fluxomique (MetaToul) (TBI-MetaToul), MetaToul-MetaboHUB, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Models, Molecular, Informed choice, Molecular model, Mitigation, [SDV]Life Sciences [q-bio], education, Molecular modeling, Wine, Structure activity relationship (SAR), Resveratrol, 01 natural sciences, Antioxidants, Analytical Chemistry, chemistry.chemical_compound, Structure-Activity Relationship, 0404 agricultural biotechnology, Heterocyclic Compounds, Origanum, Quinoxalines, Analog design, Structure–activity relationship, Animals, Food science, Cooked meat, Cooking, Amines, Carcinogen, chemistry.chemical_classification, Tea, Chemistry, Plant Extracts, 010401 analytical chemistry, Aromatic amine, 04 agricultural and veterinary sciences, General Medicine, Heterocyclic aromatic amines, 040401 food science, 0104 chemical sciences, Red Meat, Formulation, [SDV.TOX]Life Sciences [q-bio]/Toxicology, Quinolines, Cattle, Heterocyclic Aromatic Amines, [SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition, Food Science
Abstract: International audience; This work aimed to develop a method permitting an informed choice of antioxidants to reduce carcinogenic heterocyclic aromatic amine (HAA) formation during proteinaceous food cooking. Therefore, a three-step approach was developed. First, the most promising antioxidants were selected using molecular modeling approaches. For this, analog design was used to highlight the most suitable antioxidants based on their diversification potential using bioisosteric replacement. Then, structure activity relationship studies allowed drawing the relevant properties for inhibiting HAA formation and explained partly the inhibitory activity. Secondly, the approved antioxidants were tested in ground beef patties to assess their inhibitory properties against HAA formation. Resveratrol was found to be the most efficient as it totally inhibited MeIQ and reduced MeIQx and PhIP formation by 40 and 70%, respectively. Finally, natural ingredients rich in these antioxidants were evaluated. Oregano was found to totally inhibit MeIQ formation and to reduce by half MeIQx and PhIP formation.
Published: 2020

30. Perinatal exposure to a dietary pesticide cocktail does not increase susceptibility to high-fat diet-induced metabolic perturbations at adulthood but modifies urinary and fecal metabolic fingerprints in C57Bl6/J mice

Author: Wendy Klement, Hervé Guillou, Léonie Dopavogui, Lorraine Smith, Laurence Gamet-Payrastre, Guylène Feuillet, Nicola Marchi, Arnaud Polizzi, Frédéric de Bock, Emilien L. Jamin, Laurent Debrauwer, Sandrine Ellero-Simatos, Céline Lukowicz, Benoist Schaal, Sharon Barretto, Nicolas Loiseau, Bruno Patris, Cécile Canlet, Laila Mselli-Lakhal, Frédéric Lasserre, Anne Fougerat, Colette Denis, Toxicologie Intégrative & Métabolisme (ToxAlim-TIM), ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Génomique Fonctionnelle (IGF), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre des Sciences du Goût et de l'Alimentation [Dijon] (CSGA), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Exposition, Perturbation Endocrino-métabolique et Reproduction (ToxAlim-EXPER), L.S. PhD is supported by grants from the Ministry for Agriculture and Food and the Ministry for an Ecological and Solidary Transition, with the financial support of the French Biodiversity Agency and from the department AlimH of INRAE. This work was supported by a grant from the Ministry for Agriculture and Food and the Ministry for an Ecological and Solidary Transition, with the financial support of the French Biodiversity Agency (Epidemicmac and GepeTho), by ANR, France (Syneract and Hepatobrain) and Region Occitanie. We thank Anexplo Genotoul MetaToul for their excellent work on plasma biochemistry. All MS and NMR experiments were performed using instruments of the Metatoul-AXIOM platform, partner of the national infrastructure of metabolomics and fluxomics: MetaboHUB [MetaboHUB-ANR-11-INBS-0010, 2011], ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Metatoul AXIOM (E20 ), MetaboHUB-MetaToul, Guerineau, Nathalie C., and Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation - - METABOHUB2011 - ANR-11-INBS-0010 - INBS - VALID
Subjects: Tolerable daily intake, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDV]Life Sciences [q-bio], Physiology, Urine, 010501 environmental sciences, Perinatal, Diet, High-Fat, 01 natural sciences, Energy homeostasis, Dietary exposure, chemistry.chemical_compound, Feces, Mice, Lactation, Medicine, Animals, Metabolomics, Pesticides, lcsh:Environmental sciences, Captan, 0105 earth and related environmental sciences, General Environmental Science, lcsh:GE1-350, 2. Zero hunger, Perinatal Exposure, business.industry, Pesticide, Pesticide cocktail, Gastrointestinal Microbiome, [SDV] Life Sciences [q-bio], Mice, Inbred C57BL, medicine.anatomical_structure, Metabolism, chemistry, 13. Climate action, Female, business
Abstract: International audience; Background: We recently demonstrated that chronic dietary exposure to a mixture of pesticides at low-doses induced sexually dimorphic obesogenic and diabetogenic effects in adult mice. Perinatal pesticide exposure may also be a factor in metabolic disease etiology. However, the long-term consequences of perinatal pesticide exposure remain controversial and largely unexplored.Objectives: Here we assessed how perinatal exposure to the same low-dose pesticide cocktail impacted metabolic homeostasis in adult mice.Methods: Six pesticides (boscalid, captan, chlopyrifos, thiachloprid, thiophanate, and ziram) were incorporated in food pellets. During the gestation and lactation periods, female (F0) mice were fed either a pesticide-free or a pesticide-enriched diet at doses exposing them to the tolerable daily intake (TDI) level for each compound, using a 1:1 body weight scaling from humans to mice. All male and female offsprings (F1) were then fed the pesticide-free diet until 18 weeks of age, followed by challenge with a pesticide-free high-fat diet (HFD) for 6 weeks. Metabolic parameters, including body weight, food and water consumption, glucose tolerance, and urinary and fecal metabolomes, were assessed over time. At the end of the experiment, we evaluated energetic metabolism and microbiota activity using biochemical assays, gene expression profiling, and 1H NMR-based metabolomics in the liver, urine, and feces.Results: Perinatal pesticide exposure did not affect body weight or energy homeostasis in 6- and 14-week-old mice. As expected, HFD increased body weight and induced metabolic disorders as compared to a low-fat diet. However, HFD-induced metabolic perturbations were similar between mice with and without perinatal pesticide exposure. Interestingly, perinatal pesticide exposure induced time-specific and sex-specific alterations in the urinary and fecal metabolomes of adult mice, suggesting long-lasting changes in gut microbiota.Conclusions: Perinatal pesticide exposure induced sustained sexually dimorphic perturbations of the urinary and fecal metabolic fingerprints, but did not significantly influence the development of HFD-induced metabolic diseases.
Published: 2020

31. Developmental Modulation of Root Cell Wall Architecture Confers Resistance to an Oomycete Pathogen

Author: Abhishek Chatterjee, Justine Toulotte, Edouard Evangelisti, Etienne-Pascal Journet, Frédéric Debellé, Aleksandr Gavrin, Thomas Rey, Thomas A. Torode, Siobhan A. Braybrook, Hiroki Takagi, Sebastian Schornack, Ryohei Terauchi, David Rengel, Varodom Charoensawan, Fernanda de Carvalho-Niebel, J L Kaplan, Laboratoire des interactions plantes micro-organismes (LIPM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Apollo-University Of Cambridge Repository, University of Cambridge [UK] (CAM), Iwate Biotechnology Research Center (IBRC), Mahidol University [Bangkok], Laboratoire des Interactions Plantes Microbes Environnement (LIPME), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), University of California [Los Angeles] (UCLA), University of California, ANR-10-LABX-0041,TULIP,Towards a Unified theory of biotic Interactions: the roLe of environmental(2010), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Gavrin, Aleksandr [0000-0003-0179-8491], Schornack, Sebastian [0000-0002-7836-5881], and Apollo - University of Cambridge Repository
Subjects: Phytophthora, 0301 basic medicine, disease resistance, [SDV]Life Sciences [q-bio], Mutant, Rhizobia, Plant Roots, Article, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Cell wall, QH301, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Cell Wall, Gene Expression Regulation, Plant, Medicago truncatula, susceptibility gene, Endomembrane system, Secretion, Symbiosis, Actin, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Plant Diseases, Plant Proteins, Oomycete, biology, root endosymbiosis, Plants, Genetically Modified, biology.organism_classification, SCAR/WAVE, Actins, Cell biology, Xyloglucan, 030104 developmental biology, chemistry, Host-Pathogen Interactions, Mutation, susceptibility gen, General Agricultural and Biological Sciences, 030217 neurology & neurosurgery, Rhizobium
Abstract: Summary The cell wall is the primary interface between plant cells and their immediate environment and must balance multiple functionalities, including the regulation of growth, the entry of beneficial microbes, and protection against pathogens. Here, we demonstrate how API, a SCAR2 protein component of the SCAR/WAVE complex, controls the root cell wall architecture important for pathogenic oomycete and symbiotic bacterial interactions in legumes. A mutation in API results in root resistance to the pathogen Phytophthora palmivora and colonization defects by symbiotic rhizobia. Although api mutant plants do not exhibit significant overall growth and development defects, their root cells display delayed actin and endomembrane trafficking dynamics and selectively secrete less of the cell wall polysaccharide xyloglucan. Changes associated with a loss of API establish a cell wall architecture with altered biochemical properties that hinder P. palmivora infection progress. Thus, developmental stage-dependent modifications of the cell wall, driven by SCAR/WAVE, are important in balancing cell wall developmental functions and microbial invasion., Graphical Abstract, Highlights • The SCAR protein API controls actin and endomembrane trafficking dynamics • SCAR proteins of several plant species can support symbiosis and pathogen infection • A mutation in API affects specific biochemical properties of plant cell walls • An altered wall architecture results in root resistance to Phytophthora palmivora, Subtly altered plant cell walls can be decisive for disease. Gavrin et al. show that the Medicago SCAR/WAVE complex protein API controls actin cytoskeleton dynamics in roots. Local changes associated with a loss of API establish a cell wall architecture with altered biochemical properties that hinder infection progress by an oomycete pathogen.
Published: 2020

32. Joint automatic metabolite identification and quantification of a set of 1H NMR spectra

Author: Gaëlle Lefort, Cécile Canlet, Laurence Liaubet, Nathalie Marty-Gasset, Rémi Servien, Nathalie Vialaneix, Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage (GenPhySE ), Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] (LBE), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Innovations Thérapeutiques et Résistances (InTheRes), SubPig project funded by INRAE metaprogram fund GISA, ANR-16-CONV-0004,DIGITAG,Institut Convergences en Agriculture Numérique(2016), ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Subjects: Computer science, Metabolite, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Spectral line, Analytical Chemistry, Set (abstract data type), 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Metabolomics, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, [MATH.MATH-ST]Mathematics [math]/Statistics [math.ST], Metabolome, [SDV.BBM.BC]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biochemistry [q-bio.BM], 030304 developmental biology, [STAT.AP]Statistics [stat]/Applications [stat.AP], 0303 health sciences, business.industry, 010401 analytical chemistry, Pattern recognition, [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], 0104 chemical sciences, Identification (information), chemistry, Proton NMR, Biomarker (medicine), Artificial intelligence, Joint (audio engineering), business, Biological system, [CHIM.CHEM]Chemical Sciences/Cheminformatics
Abstract: Metabolomics is a promising approach to characterize phenotypes or to identify biomarkers. It is also easily accessible through NMR, which can provide a comprehensive understanding of the metabolome of any living organisms. However, the analysis of 1H NMR spectrum remains difficult, mainly due to the different problems encountered to perform automatic identification and quantification of metabolites in a reproducible way. In addition, methods that perform automatic identification and quantification of metabolites often do it for one given complex mixture spectrum. Hence, when a set of complex mixture spectra coming from the same experiment has to be processed, the approach is simply repeated independently for every spectrum, despite their resemblance. Here, we present a new method that is the first to identify and quantify metabolites by integrating information coming from several complex spectra of the same experiment. The performances of this new method are then evaluated on both simulated and real datasets. The results show an improvement in the metabolite identification and in the accuracy of metabolite quantifications, especially when the concentration is low. This joint procedure is available in version 2.0 of ASICS package.
Published: 2020

33. Lactate fluxes mediated by the monocarboxylate transporter-1 are key determinants of the metabolic activity of beige adipocytes

Author: Jean-Charles Portais, Cedric Moro, Anne Galinier, Corinne Barreau, Edward T. Chouchani, Christophe Guissard, Isabelle Ader, Luc Pénicaud, Yannick Jeanson, Edern Cahoreau, Damien Lagarde, Anne-Karine Bouzier-Sore, Lindsay Peyriga, Luc Pellerin, Audrey Carrière, Louis Casteilla, Emmanuelle Arnaud, STROMALab, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Etablissement Français du Sang-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Interactions Biotiques et Santé Végétale, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre Hospitalier Universitaire de Purpan (CHU Purpan), Centre de résonance magnétique des systèmes biologiques (CRMSB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB), Ischémie Reperfusion en Transplantation d’Organes Mécanismes et Innovations Thérapeutiques ( IRTOMIT), Université de Poitiers-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Dana-Farber Cancer Institute [Boston], Harvard Medical School [Boston] (HMS), European Commission MP0022856, ANR-18-CE18-0006,hiPSC-Adipospheres,Un modèle 3D d'adipocytes beiges dérivés de cellules iPS humaines pour le criblage de molécules et pour la thérapie cellulaire de l'obésité(2018), ANR-10-LABX-0057,TRAIL,Translational Research and Advanced Imaging Laboratory(2010), ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement Français du Sang-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Résonance Magnétique des Systèmes Biologiques (CRMSB)
Subjects: 0301 basic medicine, Male, [SDV]Life Sciences [q-bio], Adipose tissue, White adipose tissue, Biochemistry, chemistry.chemical_compound, Mice, glycolysis as Manuscript RA120.016303, Adipocyte, Brown adipose tissue, Uncoupling protein, Glycolysis, Adipocytes, Beige, monocarboxylate transporters, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, biology, Symporters, CL, CL316.243, Chemistry, Thermogenesis, glycolysis, Thermogenin, Cell biology, uncoupling protein-1, medicine.anatomical_structure, Monocarboxylate transporter 1, beige adipocytes, ANR, Agence Nationale pour la Recherche, LCM, laser capture microdissection, Signal Transduction, Research Article, Monocarboxylic Acid Transporters, AZD, AZD3965, uncoupling protein 1, 03 medical and health sciences, UCP1, uncoupling protein 1, medicine, Animals, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, Lactic Acid, lactate fluxes, Molecular Biology, 030102 biochemistry & molecular biology, Mesenchymal Stem Cells, Cell Biology, Mice, Inbred C57BL, BAT, brown adipose tissue, 030104 developmental biology, Gene Expression Regulation, biology.protein, MCTs, monocarboxylate transporters
Abstract: International audience; Activation of energy-dissipating brown/beige adipocytes represents an attractive therapeutic strategy against metabolic disorders. While lactate is known to induce beiging through the regulation of Ucp1 gene expression, the role of lactate transporters on beige adipocytes' ongoing metabolic activity remains poorly understood. To explore the function of the lactate-transporting monocarboxylate transporters (MCTs), we used a combination of primary cell culture studies, C-13 isotopic tracing, laser microdissection experiments, and in situ immunofluorescence of murine adipose fat pads. Dissecting white adipose tissue heterogeneity revealed that the MCT1 is expressed in inducible beige adipocytes as the emergence of uncoupling protein 1 after cold exposure was restricted to a subpopulation of MCT1-expressing adipocytes suggesting MCT1 as a marker of inducible beige adipocytes. We also observed that MCT1 mediates bidirectional and simultaneous inward and outward lactate fluxes, which were required for efficient utilization of glucose by beige adipocytes activated by the canonical beta 3-adrenergic signaling pathway. Finally, we demonstrated that significant lactate import through MCT1 occurs even when glucose is not limiting, which feeds the oxidative metabolism of beige adipocytes. These data highlight the key role of lactate fluxes in finely tuning the metabolic activity of beige adipocytes according to extracellular metabolic conditions and reinforce the emerging role of lactate metabolism in the control of energy homeostasis.
Published: 2020

34. Combinatory therapy targeting mitochondrial oxidative phosphorylation improves efficacy of IDH mutant inhibitors in acute myeloid leukemia

Author: Floriant Bellvert, Camille Montersino, Pierre-Luc Mouchel, Brandon Nicolay, Guillaume Cazals, Laurent Fernando, Nicolas Broin, Jean-Charles Portais, Joe Marszalek, Clément Larrue, Norbert Vey, Sebastien Ronseaux, Thomas Farge, Jean-Emmanuel Sarry, Andrei Turtoi, Aliki Zavoriti, Tony Kaoma, Courtney D. DiNardo, Emeline Chu-Van, Claudie Bosc, Guillaume Cognet, Rémy Castellano, Héléna Boutzen, Cédric Cassan, Claire Calmettes, Florence Castelli, Marie Sabatier, Arnaud Pigneux, Evgenia Turtoi, Yves Collette, Martin Carroll, Yves Gibon, Emeline Boet, Laetitia K. Linares, Mathilde Gotanègre, Francois Fenaille, Laurent Le Cam, Lara Gales, Marc Conti, Nathalie Poupin, Mary A. Selak, Lucille Stuani, Andrew Futreal, Christian Recher, Marina Konopleva, Feng Wang, Estelle Saland, Mohsen Hosseini, Audrey Bidet, Kiyomi Morita, Natalia Baran, Koichi Takahashi, Sylvain Loric, Pierre Bories, Fabien Jourdan, Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse (CRCT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), The University of Texas M.D. Anderson Cancer Center [Houston], Métabolisme et Xénobiotiques (ToxAlim-MeX), ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire d'Etude du Métabolisme des Médicaments (LEMM), Service de Pharmacologie et Immunoanalyse (SPI), Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Métabolomique et Fluxomique (MetaToul) (TBI-MetaToul), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille (CRCM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Paoli-Calmettes, Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Aix Marseille Université (AMU), Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier (IRCM - U1194 Inserm - UM), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), Luxembourg Institute of Health (LIH), Cellules Souches, Plasticité Cellulaire, Médecine Régénératrice et Immunothérapies (IRMB), Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier), Institut Universitaire du Cancer de Toulouse - Oncopole (IUCT Oncopole - UMR 1037), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Biologie du fruit et pathologie (BFP), Université de Bordeaux (UB)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut du Cancer de Montpellier (ICM), Department of Medicine, Division of Haematology–Oncology, University of Pennsylvania, University of Pennsylvania [Philadelphia], Institut Paoli-Calmettes, Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC), CHU Bordeaux [Bordeaux], Laboratoire de Mesures Physiques, Université de Montpellier (UM), Réseau régional de cancérologie Onco-Occitanie, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Agios Pharmaceuticals, MD Anderson Cancer Center [Houston], The University of Texas Health Science Center at Houston (UTHealth), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Aix Marseille Université (AMU)-Institut Paoli-Calmettes, Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), University of Pennsylvania, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Jourdan, Fabien, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: 0303 health sciences, IDH1, Chemistry, Mutant, Myeloid leukemia, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, Oxidative phosphorylation, 3. Good health, Citric acid cycle, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, [SDV.CAN] Life Sciences [q-bio]/Cancer, 030220 oncology & carcinogenesis, Cancer cell, Cancer research, Epigenetics, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], Beta oxidation, [INFO.INFO-BI] Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], 030304 developmental biology
Abstract: Isocitrate dehydrogenases (IDH) are involved in redox control and central metabolism. Mutations in IDH induce epigenetic and transcriptional reprogramming, differentiation bias, BCL-2 dependence and susceptibility to mitochondrial inhibitors in cancer cells. Here we show that high sensitivity to mitochondrial oxidative phosphorylation (OxPHOS) inhibitors is due to an enhanced mitochondrial oxidative metabolism in cell lines, PDX and patients with acute myeloid leukemia (AML) harboring IDH mutation. Along with an increase in TCA cycle intermediates, this AML-specific metabolic behavior mechanistically occurs through the increase in methylation-driven CEBPα- and CPT1a-induced fatty acid oxidation, electron transport chain complex I activity and mitochondrial respiration in IDH1 mutant AML. Furthermore, an IDH mutant inhibitor that significantly and systematically reduces 2-HG oncometabolite transiently reverses mitochondrial FAO and OxPHOS gene signature and activities in patients who responded to the treatment and achieved the remission. However, at relapse or in patients who did not respond, IDH mutant inhibitor failed to block these mitochondrial properties. Accordingly, OxPHOS inhibitors such as IACS-010759 improve anti-AML efficacy of IDH mutant inhibitors alone and in combination with chemotherapyin vivo. This work provides a scientific rationale for combinatory mitochondrial-targeted therapies to treat IDH mutant-positive AML patients, especially those unresponsive to or relapsing from IDH mutant-specific inhibitors.
Published: 2020

35. Transgenerational metabolic disorders and reproduction defects induced by benzo[a]pyrene in Xenopus tropicalis

Author: Sophie Sroda, Marie Usal, Sylvie Veyrenc, Marie Tremblay-Franco, Jean-Baptiste Fini, Muriel Raveton, Christophe Regnault, Marie Darracq--Ghitalla-Ciock, Cécile Canlet, Stéphane Reynaud, Laboratoire d'Ecologie Alpine (LECA ), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Physiologie moléculaire et adaptation (PhyMA), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-ToxAlim (ToxAlim), Metatoul AXIOM (E20 ), MetaboHUB-MetaToul, ToxAlim (ToxAlim), and CCSD, Accord Elsevier
Subjects: [SDE] Environmental Sciences, medicine.medical_specialty, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Health, Toxicology and Mutagenesis, Metabolite, media_common.quotation_subject, Xenopus, Population, 010501 environmental sciences, Biology, Endocrine Disruptors, Toxicology, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, Metabolic Diseases, Internal medicine, medicine, Benzo(a)pyrene, Sexual maturity, Animals, Humans, Xenopus tropicalis, Metamorphosis, education, 0105 earth and related environmental sciences, media_common, education.field_of_study, Reproduction, Fatty liver, General Medicine, medicine.disease, biology.organism_classification, Pollution, Metabolic syndrome, Endocrinology, chemistry, Endocrine disruptor, Amphibian population decline, [SDE]Environmental Sciences, Female, Transgenerational
Abstract: International audience; Metabolic disorders induced by endocrine disruptors (ED) may contribute to amphibian population declines but no transgenerational studies have evaluated this hypothesis. Here we show that Xenopus tropicalis, exposed from the tadpole stage, to the ED benzo[a]pyrene (BaP, 50 ng.L−1) produced F2 progeny with delayed metamorphosis and sexual maturity. At the adult stage, F2–BaP females displayed fatty liver with inflammation, tissue disorganization and metabolomic and transcriptomic signatures typical of nonalcoholic steato-hepatitis (NASH). This phenotype, similar to that observed in F0 and F1 females, was accompanied by a pancreatic insulin secretory defect. Metabolic disrupted F2–BaP females laid eggs with metabolite contents significantly different from the control and these eggs did not produce viable progeny. This study demonstrated that an ED can induce transgenerational disruption of metabolism and population collapse in amphibians under laboratory conditions. These results show that ED benzo[a]pyrene can impact metabolism over multiple generations and support epidemiological studies implicating environmental EDs in metabolic diseases in humans.
Published: 2020

36. Meta-omics Provides Insights into the Impact of Hydrocarbon Contamination on Microbial Mat Functioning

Author: Patricia Bonin, Rémy Guyoneaud, Johanne Aubé, Pavel Senin, Olivier Pringault, Christophe Klopp, Céline Jeziorski, Olivier Bouchez, Marisol Goñi-Urriza, Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l'environnement et les materiaux (IPREM), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Los Alamos National Laboratory (LANL), Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Toulon (UTLN), MARine Biodiversity Exploitation and Conservation (UMR MARBEC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Plateforme Bio-Informatique - Génotoul, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), ANR-11-BSV7-0014,FUNHYMAT,Structure et fonctionnement de tapis microbiens contaminés avec des hydrocarbures(2011), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Ecosystèmes lagunaires : organisation biologique et fonctionnement (ECOLAG), Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Génétique Animale (DEPT GA), GeT PlaGe, Genotoul, Unité de Biométrie et Intelligence Artificielle (UBIA), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de microbiologie des environnements extrêmophiles (LM2E), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GeT PlaGe, Genotoul (GeT PlaGe), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), and Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: 0301 basic medicine, BACTERIAL, GENES, Environmental remediation, 030106 microbiology, Soil Science, Polycyclic aromatic hydrocarbon, BIODEGRADATION, Oceanospirillales, diversity, BIOREMEDIATION, functioning, 03 medical and health sciences, Microbial ecology, Microbial mats, Alteromonadales, Microbial mat, Functioning, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, metatranscriptomic, chemistry.chemical_classification, Diversity, metagenomics, Bacteria, Ecology, biology, COMMUNITY RESPONSE, ARCHAEAL, microbial mats, DEGRADATION, Contamination, biology.organism_classification, OIL, Hydrocarbons, 030104 developmental biology, Metabolism, chemistry, 13. Climate action, Metagenomics, Environmental chemistry, [SDE]Environmental Sciences, Metagenome, Metatranscriptomic, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Transcriptome, metabolism, Water Pollutants, Chemical
Abstract: International audience; Photosynthetic microbial mats are stable, self-supported communities. Due to their coastal localization, these mats are frequently exposed to hydrocarbon contamination and are able to grow on it. To decipher how this contamination disturbs the functioning of microbial mats, we compared two mats: a contaminated mat exposed to chronic petroleum contamination and a reference mat. The taxonomic and metabolic structures of the mats in spring and fall were determined using metagenomic and metatranscriptomic approaches. Extremely high contamination disturbed the seasonal variations of the mat. ABC transporters, two-component systems, and type IV secretion system-related genes were overabundant in the contaminated mats. Xenobiotic degradation metabolism was minor in the metagenomes of both mats, and only the expression of genes involved in polycyclic aromatic hydrocarbon degradation was higher in the contaminated mat. Interestingly, the expression rates of genes involved in hydrocarbon activation decreased during the 1-year study period, concomitant with the decrease in easily degradable hydrocarbons, suggesting a transient effect of hydrocarbon contamination. Alteromonadales and Oceanospirillales hydrocarbonoclastic bacteria appeared to be key in hydrocarbon remediation in the contaminated mat. Overall, the contaminated microbial mat was able to cope with hydrocarbon contamination and displayed an adaptive functioning that modified seasonal behaviour.
Published: 2020

37. Postprandial NMR-Based Metabolic Exchanges Reflect Impaired Phenotypic Flexibility across Splanchnic Organs in the Obese Yucatan Mini-Pig

Author: Isabelle Savary-Auzeloux, Cécile Canlet, Nathalie Poupin, Dominique Dardevet, Marie Tremblay-Franco, Aurélien Amiel, Fabien Jourdan, Sergio Polakof, Laurent Debrauwer, Didier Rémond, Metatoul AXIOM (E20 ), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Métabolisme et Xénobiotiques (ToxAlim-MeX), ToxAlim (ToxAlim), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Unité de Nutrition Humaine (UNH), Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), INRAE AlimH department funding French Infrastructure for Metabolomics and Fluxomics MetaboHUB-ANR-11-INBS-0010, Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Métabolomique et Fluxomique (MetaToul) (TBI-MetaToul), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: 0301 basic medicine, Blood Glucose, Magnetic Resonance Spectroscopy, Swine, high fat-high sucrose diet, [SDV]Life Sciences [q-bio], postprandial, mini-pigs, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Dietary Sucrose, energy metabolism, Glucose homeostasis, Homeostasis, Intestinal Mucosa, Nutrition and Dietetics, Glycogen, Postprandial Period, metabolomics, Postprandial, Swine, Miniature, Animal Nutritional Physiological Phenomena, Female, Splanchnic, lcsh:Nutrition. Foods and food supply, arteriovenous differences, medicine.medical_specialty, 030209 endocrinology & metabolism, lcsh:TX341-641, Biology, Diet, High-Fat, liver, Article, 03 medical and health sciences, Metabolomics, Insulin resistance, Internal medicine, medicine, Metabolome, Animals, Obesity, intestine, phenotypic flexibility, medicine.disease, 030104 developmental biology, Endocrinology, chemistry, Insulin Resistance, [SDV.MHEP]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology, Food Science
Abstract: The postprandial period represents one of the most challenging phenomena in whole-body metabolism, and it can be used as a unique window to evaluate the phenotypic flexibility of an individual in response to a given meal, which can be done by measuring the resilience of the metabolome. However, this exploration of the metabolism has never been applied to the arteriovenous (AV) exploration of organs metabolism. Here, we applied an AV metabolomics strategy to evaluate the postprandial flexibility across the liver and the intestine of mini-pigs subjected to a high fat&ndash, high sucrose (HFHS) diet for 2 months. We identified for the first time a postprandial signature associated to the insulin resistance and obesity outcomes, and we showed that the splanchnic postprandial metabolome was considerably affected by the meal and the obesity condition. Most of the changes induced by obesity were observed in the exchanges across the liver, where the metabolism was reorganized to maintain whole body glucose homeostasis by routing glucose formed de novo from a large variety of substrates into glycogen. Furthermore, metabolites related to lipid handling and energy metabolism showed a blunted postprandial response in the obese animals across organs. Finally, some of our results reflect a loss of flexibility in response to the HFHS meal challenge in unsuspected metabolic pathways that must be further explored as potential new events involved in early obesity and the onset of insulin resistance.
Published: 2020

38. MS-CleanR: A Feature-Filtering Workflow for Untargeted LC–MS Based Metabolomics

Author: Bernard Dumas, Virginie Durand, Hiroshi Tsugawa, Ophélie Fraisier-Vannier, Guillaume Marti, Aurélien Amiel, Justine Chervin, Guillaume Cabanac, Olivier André, Sylvie Fournier, Virginie Puech, Omar Abdelaziz Benamar, Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales (LRSV), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Recherche d’Information et Synthèse d’Information (IRIT-IRIS), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaToul Agromix, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-MetaboHUB-MetaToul, Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Evolution des Interactions Plantes-Microorganismes, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), De Sangosse, Recherche et développement, Groupe De Sangosse, Interactions Microbiennes dans la Rhizosphère et les Racines, RIKEN Center for Sustainable Resource Science [Yokohama] (RIKEN CSRS), RIKEN - Institute of Physical and Chemical Research [Japon] (RIKEN), RIKEN Center for Integrative Medical Sciences [Yokohama] (RIKEN IMS), SOLutionS pour des Traitements Intégrés dans une Conduite Environnementale PSPC SOLSTICE, ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Métabolomique et Fluxomique (MetaToul) (TBI-MetaToul), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Metatoul - Agromix, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-MetaToul-MetaboHUB, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: MS-DIAL, Databases, Factual, Arabidopsis thaliana, [SDV]Life Sciences [q-bio], Arabidopsis, Computational biology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Mass Spectrometry, Analytical Chemistry, Annotation, Metabolomics, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, Liquid chromatography–mass spectrometry, Medicago truncatula, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Degeneracy (biology), MS-FINDER, Chromatography, High Pressure Liquid, Untargeted metabolomics, biology, Chemistry, 010401 analytical chemistry, [SDV.BBM.MN]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular Networks [q-bio.MN], biology.organism_classification, LC-MS, 0104 chemical sciences, Identification (information), Workflow, annotation, Feature (computer vision), [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], Software
Abstract: International audience; Untargeted metabolomics using liquid chromatog-raphy−mass spectrometry (LC−MS) is currently the gold-standard technique to determine the full chemical diversity in biological samples. However, this approach still has many limitations; notably, the difficulty of accurately estimating the number of unique metabolites profiled among the thousands of MS ion signals arising from chromatograms. Here, we describe a new workflow, MS-CleanR, based on the MS-DIAL/MS-FINDER suite, which tackles feature degeneracy and improves annotation rates. We show that implementation of MS-CleanR reduces the number of signals by nearly 80% while retaining 95% of unique metabolite features. Moreover, the annotation results from MS-FINDER can be ranked according to the database chosen by the user, which enhance identification accuracy. Application of MS-CleanR to the analysis of Arabidopsis thaliana grown in three different conditions fostered class separation resulting from multivariate data analysis and led to annotation of 75% of the final features. The full workflow was applied to metabolomic profiles from three strains of the leguminous plant Medicago truncatula that have different susceptibilities to the oomycete pathogen Aphanomyces euteiches. A group of glycosylated triterpenoids overrepresented in resistant lines were identified as candidate compounds conferring pathogen resistance. MS-CleanR is implemented through a Shiny interface for intuitive use by end-users (available at https://github.com/eMetaboHUB/MS-CleanR). U ntargeted or discovery-based metabolomics have become an essential tool in all biological sciences including clinical research, 1,2 plant science, 3 and natural product mining, 4 among many other applications. Living organisms are estimated to contain more than one million distinct compounds. 5 According to the MetaboLights database (DB), 80% of untargeted metabolomics workflows rely on liquid chromatography−mass spectrometry (LC−MS) (https:// www.ebi.ac.uk/metabolights/). Due to its broad coverage of metabolites, LC−MS based metabolomics has become the preferred tool to detect hundreds of compounds encountered in complex biological materials. Many software programs have been developed to turn features (m/z × retention time (RT) pairs) extracted from LC−MS raw data into chromatographic peak lists, including web-based interfaces such as XCMS, 6 Workflow4Metabolomics, 7 local GUI with MZmine, 8 and MS-DIAL. 9 Despite significant progress in feature extraction, it is challenging to accurately estimate the number of unique metabolites in a crude extract profiled by LC−MS. 10 On average, untargeted LC−MS yields hundred to thousands of signals, which may be attributed to either isotopes, contaminants, adducts, dimers, multimers, and heteromeric complexes or artifacts. The feature attribution processing which aims to decipher ion linkages is an essential step prior to metabolite annotation, which refers to tentative metabolite assignment to a given feature. Following these steps, the annotation rate can be calculated as the number of unique annotated metabolites over total features counts. Patti and colleagues 11 used the term "degenerate features" to describe feature relationships between multiple m/z signals arising from in-source phenomena and derived from the same metabolite. Their study demonstrated that feature inflation is highly underestimated in untargeted LC−MS based metabolomics. Additionally, this redundancy trend may have important consequences on metabolite annotation by increasing both false positive results and the number of "unknown" arising from wrongly attributed signals. This is especially true when
Published: 2020

39. Targeting MDM2-dependent serine metabolism as a therapeutic strategy for liposarcoma

Author: Marie-Christine Chateau, Laurent Le Cam, Giuseppe Arena, Nelly Firmin, Jean-Charles Portais, Madi Y. Cissé, Laurie Gayte, Aurélie Maran-Gonzalez, Laetitia K. Linares, Hélène Delpech, Frédéric Chibon, Romain Riscal, Floriant Bellvert, Maryse Fuentes, Sophie Le Gellec, Charles Theillet, Maud Heuillet, Samuel Pyrdziak, S. Carrere, Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier (IRCM - U1194 Inserm - UM), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), Equipe labelisée Ligue Contre le Cancer, UNICANCER - Institut régional du Cancer Montpellier Val d'Aurelle (ICM), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque, Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut Universitaire du Cancer de Toulouse - Oncopole (IUCT Oncopole - UMR 1037), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut Claudius Regaud, Fondation ARC, Ligue contre le Cancer (Equipe labelisee 2016), Montpellier comprehensive cancer center (SIRIC) 12553, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), CHU Toulouse [Toulouse]-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Subjects: Antineoplastic Agents, Liposarcoma, Serine, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, medicine, Humans, neoplasms, 030304 developmental biology, Therapeutic strategy, 0303 health sciences, biology, Oncogene, Chemistry, Proto-Oncogene Proteins c-mdm2, General Medicine, Metabolism, medicine.disease, In vitro, 3. Good health, Chromatin, enzymes and coenzymes (carbohydrates), 030220 oncology & carcinogenesis, biology.protein, Cancer research, Mdm2, Tumor Suppressor Protein p53, [SDV.MHEP]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology
Abstract: International audience; Well-differentiated and dedifferentiated liposarcomas (LPSs) are characterized by a systematic amplification of the MDM2 oncogene, which encodes a key negative regulator of the p53 pathway. The molecular mechanisms underlying MDM2 overexpression while sparing wild-type p53 in LPS remain poorly understood. Here, we show that the p53-independent metabolic functions of chromatin-bound MDM2 are exacerbated in LPS and mediate an addiction to serine metabolism that sustains nucleotide synthesis and tumor growth. Treatment of LPS cells with Nutlin-3A, a pharmacological inhibitor of the MDM2-p53 interaction, stabilized p53 but unexpectedly enhanced MDM2-mediated control of serine metabolism by increasing its recruitment to chromatin, likely explaining the poor clinical efficacy of this class of MDM2 inhibitors. In contrast, genetic or pharmacological inhibition of chromatin-bound MDM2 by SP141, a distinct MDM2 inhibitor triggering its degradation, or interfering with de novo serine synthesis, impaired LPS growth both in vitro and in clinically relevant patient-derived xenograft models. Our data indicate that targeting MDM2 functions in serine metabolism represents a potential therapeutic strategy for LPS.
Published: 2020

40. Suspect and non-targeted screening of chemicals of emerging concern for human biomonitoring, environmental health studies and support to risk assessment: From promises to challenges and harmonisation issues

Author: Noelia Caballero-Casero, Martin Krauss, Robert Barouki, Jana Klánová, Jeroen Meijer, Marja H. Lamoree, Annelaure Damont, François Fenaille, Herbert Oberacher, Jean-Philippe Antignac, Bruno Le Bizec, Jelle Vlaanderen, Denis Sarigiannis, Mariane Pourchet, Elliott J. Price, Laurent Debrauwer, Adrian Covaci, Laboratoire d'étude des Résidus et Contaminants dans les Aliments (LABERCA), Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Masaryk University [Brno] (MUNI), Toxicological Center, University of Antwerp (UA)-Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Institute of Legal Medicine, Innsbruck Medical University [Austria] (IMU), Vrije Universiteit Amsterdam [Amsterdam] (VU), Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire d'Etude du Métabolisme des Médicaments (LEMM), Service de Pharmacologie et Immunoanalyse (SPI), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS), Institute for Risk Assessment Sciences [Utrecht, The Netherlands] (IRAS), Utrecht University [Utrecht], Helmholtz Zentrum für Umweltforschung = Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ), Aristotle University of Thessaloniki, Toxicité environnementale, cibles thérapeutiques, signalisation cellulaire (T3S - UMR_S 1124), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), The authors thank the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme HBM4EU under Grant Agreement No. 733032 for its financial support, as well as the Region pays de la Loire, France for its co-funding of the M.P. E.P. acknowledges support from the Czech Operational Programme Research, Development and Education - Project, European Project: 733032, E&H: Environmental Chemistry and Toxicology, AIMMS, LESUR, Hélène, European Union's Horizon 2020 research and innovation programme - 733032 - INCOMING, École nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Metatoul AXIOM (E20 ), MetaboHUB-MetaToul, Innsbruck Medical University = Medizinische Universität Innsbruck (IMU), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Non targeted, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Computer science, [SDV]Life Sciences [q-bio], 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, High resolution mass spectrometry, SDG 3 - Good Health and Well-being, Environmental health, Biomonitoring, Chemical of emerging concern, Metabolites, Humans, Profiling (information science), [SDV.EE.SANT] Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Health, Biology, lcsh:Environmental sciences, 0105 earth and related environmental sciences, General Environmental Science, lcsh:GE1-350, [SDV.EE.SANT]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Health, Warning system, business.industry, Non-targeted screening, Environmental Exposure, Suspect screening, Food safety, [SDV] Life Sciences [q-bio], [SDV.TOX] Life Sciences [q-bio]/Toxicology, Chemistry, Workflow, 13. Climate action, [SDV.TOX]Life Sciences [q-bio]/Toxicology, Environmental Pollutants, Suspect, business, Risk assessment, Environmental Health, Biological Monitoring, Chromatography, Liquid, Environmental Monitoring
Abstract: Large-scale suspect and non-targeted screening approaches based on high-resolution mass spectrometry (HRMS) are today available for chemical profiling and holistic characterisation of biological samples. These advanced techniques allow the simultaneous detection of a large number of chemical features, including markers of human chemical exposure. Such markers are of interest for biomonitoring, environmental health studies and support to risk assessment. Furthermore, these screening approaches have the promising capability to detect chemicals of emerging concern (CECs), document the extent of human chemical exposure, generate new research hypotheses and provide early warning support to policy. Whilst of growing importance in the environment and food safety areas, respectively, CECs remain poorly addressed in the field of human biomonitoring. This shortfall is due to several scientific and methodological reasons, including a global lack of harmonisation. In this context, the main aim of this paper is to present an overview of the basic principles, promises and challenges of suspect and non-targeted screening approaches applied to human samples as this specific field introduce major specificities compared to other fields. Focused on liquid chromatography coupled to HRMS-based data acquisition methods, this overview addresses all steps of these new analytical workflows. Beyond this general picture, the main activities carried out on this topic within the particular framework of the European Human Biomonitoring initiative (project HBM4EU, 2017-2021) are described, with an emphasis on harmonisation measures.
Published: 2020

41. Development and validation of a modified QuEChERS protocol coupled to UHPLC-APCI-MS/MS for the simple and rapid quantification of 16 heterocyclic aromatic amines in cooked beef

Author: Sylvie Chevolleau, A. Bouville, Laurent Debrauwer, Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: Time Factors, [SDV]Life Sciences [q-bio], Atmospheric-pressure chemical ionization, Quechers, 01 natural sciences, Analytical Chemistry, Matrix (chemical analysis), 0404 agricultural biotechnology, Heterocyclic Compounds, Tandem Mass Spectrometry, QuEChERS extraction, Validation, Animals, Cooking, Amines, Chromatography, High Pressure Liquid, 2. Zero hunger, Chromatography, Molecular Structure, Chemistry, Solid Phase Extraction, 010401 analytical chemistry, Extraction (chemistry), Ms analysis, 04 agricultural and veterinary sciences, General Medicine, Cooked beef, Heterocyclic aromatic amines, 040401 food science, 0104 chemical sciences, Red Meat, UHPLC-APCI-MS/MS, [SDV.TOX]Life Sciences [q-bio]/Toxicology, Carcinogens, Cattle, Heterocyclic Aromatic Amines, [SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition, Food Science
Abstract: International audience; Heterocyclic aromatic amines (HAAs) are neo-formed compounds generated during the cooking of meats and are known or suspected to be mutagenic and carcinogenic. In this study, a novel, simple, and fast methodology combining salting-out liquid-liquid microextraction, solid-phase extraction (SPE), and UHPLC-APCI-MS/MS was developed for the analysis of 16 HAAs. The QuEChERS extraction (quick, easy, cheap, efficient, rugged, and safe) was revisited and modified using mixed-mode SPE purification to adapt the method to the particular physicochemical properties of HAAs and the fatty nature of the beef matrix. The UHPLC-MS/MS analysis was performed on a C8 column in less than 4 min using positive APCI ionisation and an internal standard. The method was validated according to the European Medicines Agency and Eurachem guidelines and was successfully applied to beef samples of various cooking degrees, showing HAA levels similar to those shown by previous studies.
Published: 2020

42. The emerging roles of lactate as a redox substrate and signaling molecule in adipose tissues

Author: Isabelle Ader, Yannick Jeanson, Anne Galinier, Louis Casteilla, Jean-Charles Portais, Damien Lagarde, Audrey Carrière, STROMALab, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement Français du Sang-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), Societe Francaise de Nutrition, Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale (Inserm), European Project: 278373,EC:FP7:HEALTH,FP7-HEALTH-2011-two-stage,DIABAT(2011), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Etablissement Français du Sang-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Métabolomique et Fluxomique (MetaToul) (TBI-MetaToul), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Centre Hospitalier Universitaire de Purpan (CHU Purpan)
Subjects: 0301 basic medicine, Physiology, [SDV]Life Sciences [q-bio], Adipose tissue, 030209 endocrinology & metabolism, medicine.disease_cause, Biochemistry, Redox, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Adipose Tissue, Brown, Brown adipose tissue, medicine, Animals, Humans, Inducer, Lactic Acid, Uncoupling protein-1, Uncoupling Protein 1, Chemistry, Thermogenesis, Adipose tissues, General Medicine, Substrate (biology), Adipose Tissue, Beige, Cell biology, Oxidative Stress, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, Ketone bodies, Lactate, Browning, Energy Metabolism, Oxidation-Reduction, Function (biology), Oxidative stress
Abstract: International audience; Thermogenic (brown and beige) adipose tissues improve glucose and lipid homeostasis and therefore represent putative targets to cure obesity and related metabolic diseases including type II diabetes. Beside decades of research and the very well-described role of noradrenergic signaling, mechanisms underlying adipocytes plasticity and activation of thermogenic adipose tissues remain incompletely understood. Recent studies show that metabolites such as lactate control the oxidative capacity of thermogenic adipose tissues. Long time viewed as a metabolic waste product, lactate is now considered as an important metabolic substrate largely feeding the oxidative metabolism of many tissues, acting as a signaling molecule and as an inter-cellular and inter-tissular redox carrier. In this review, we provide an overview of the recent findings highlighting the importance of lactate in adipose tissues, from its production to its role as a browning inducer and its metabolic links with brown adipose tissue. We also discuss additional function(s) than thermogenesis ensured by brown and beige adipose tissues, i.e., their ability to dissipate high redox pressure and oxidative stress thanks to the activity of the uncoupling protein-1, helping to maintain tissue and whole organism redox homeostasis and integrity.
Published: 2020

43. Simultaneous Measurement of Metabolite Concentration and Isotope Incorporation by Mass Spectrometry

Author: Maud Heuillet, Jean-Charles Portais, Madi Y. Cissé, Laetitia K. Linares, Pierre Millard, Serge N. Manie, Fabien Létisse, Floriant Bellvert, Laurent Le Cam, MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier (IRCM - U1194 Inserm - UM), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), Chemistry, Oncogenesis, Stress and Signaling (COSS), Université de Rennes (UR)-CRLCC Eugène Marquis (CRLCC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), STROMALab, Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement Français du Sang-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Région Provence-Alpes-Cote d'AzurRégion Occitanie, SICOVAL, Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale (Inserm), ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement Français du Sang-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Jonchère, Laurent, Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation - - METABOHUB2011 - ANR-11-INBS-0010 - INBS - VALID, Métabolomique et Fluxomique (MetaToul) (TBI-MetaToul), MetaToul-MetaboHUB, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CRLCC Eugène Marquis (CRLCC)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Etablissement Français du Sang-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Subjects: [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, Metabolite, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, 010402 general chemistry, Mass spectrometry, 01 natural sciences, Mass Spectrometry, Analytical Chemistry, chemistry.chemical_compound, Biosynthesis, [SDV.CAN] Life Sciences [q-bio]/Cancer, Animals, Amino Acids, Cells, Cultured, Chromatography, High Pressure Liquid, chemistry.chemical_classification, Carbon Isotopes, Chromatography, Isotope, Nitrogen Isotopes, Endoplasmic reticulum, 010401 analytical chemistry, Metabolism, 0104 chemical sciences, Amino acid, Rats, [SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, chemistry, Isotope Labeling, Unfolded protein response
Abstract: International audience; Studies of the topology, functioning, and regulation of metabolic systems are based on two main types of information that can be measured by mass spectrometry the (absolute or relative) concentration of metabolites and their isotope incorporation in C-labeling experiments. These data are currently obtained from two independent experiments because the C-labeled internal standard (IS) used to determine the concentration of a given metabolite overlaps the C-mass fractions from which its C-isotopologue distribution (CID) is quantified. Here, we developed a generic method with a dedicated processing workflow to obtain these two sets of information simultaneously in a unique sample collected from a single cultivation, thereby reducing by a factor of 2 both the number of cultivations to perform and the number of samples to collect, prepare, and analyze. The proposed approach is based on an IS labeled with other isotope(s) that can be resolved from the C-mass fractions of interest. As proof-of-principle, we analyzed amino acids using a doubly labeled NC-cell extract as IS. Extensive evaluation of the proposed approach shows a similar accuracy and precision compared to state-of-the-art approaches. We demonstrate the value of this approach by investigating the dynamic response of amino acids metabolism in mammalian cells upon activation of the protein kinase R (PKR)-like endoplasmic reticulum kinase (PERK), a key component of the unfolded protein response. Integration of metabolite concentrations and isotopic profiles reveals a reduced de novo biosynthesis of amino acids upon PERK activation. The proposed approach is generic and can be applied to other (micro)organisms, analytical platforms, isotopic tracers, or classes of metabolites.
Published: 2020

44. Reconstitution of intestinal stem cell niche in vitro with pharmacological inhibitors or L-WRN conditioned medium differentially regulates epithelial proliferation, differentiation and barrier function in rabbit caecum organoids

Author: Cécile Pouzet, Claire Cherbuy, Eloïse Mussard, Sandra Fourre, Aude Rubio, Virginie Helies, Nathalie Vergnolle, Martin Beaumont, Géraldine Pascal, Sylvie Combes, Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage (GenPhySE ), Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Fédération de Recherche Agrobiosciences, Interactions et Biodiversité (FR AIB), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MICrobiologie de l'ALImentation au Service de la Santé (MICALIS), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Recherche en Santé Digestive (IRSD ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Beaumont, Martin
Subjects: culture medium, [SDV]Life Sciences [q-bio], Cell, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, monolayer, Gene expression, enteroid, medicine, Organoid, Barrier function, Actin, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, [SDV.MHEP] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology, [SDV.BA.MVSA]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Veterinary medicine and animal Health, Chemistry, [SDV.BA.MVSA] Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Veterinary medicine and animal Health, Intestinal epithelium, In vitro, Cell biology, [SDV] Life Sciences [q-bio], medicine.anatomical_structure, spheroid, 030220 oncology & carcinogenesis, Stem cell, epithelium, [SDV.MHEP]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology
Abstract: Intestinal organoids are self-organized 3-dimensional (3D) structures formed by a single layer of polarized epithelial cells. This innovative in vitro model is highly relevant to study physiology of the intestinal epithelium and its role in nutrition and barrier function. However, this model has never been developed in rabbits, while it would have potential applications for biomedical and veterinary research. Here, we cultured rabbit caecum organoids with either pharmacological inhibitors (2Ki medium) or L-WRN cells conditioned medium (L-WRN CM) to reconstitute the intestinal stem cell niche in vitro. Large spherical organoids were obtained with the 2Ki medium and this morphology was associated with a high level of proliferation and stem cells markers gene expression. In contrast, organoids cultured with L-WRN CM had a smaller diameter; a greater cell height and part of them were not spherical. When the L-WRN CM was used at low concentration (5%) for two days, the gene expression of stem cells and proliferation markers were very low, while absorptive and secretory cells markers and antimicrobial peptides were elevated. Epithelial cells within organoids were polarized in 3D cultures with 2Ki medium or L-WRN CM (apical side towards the lumen). We cultured dissociated organoid cells in 2D monolayers, which allowed accessibility to the apical compartment. Under these conditions, actin stress fibers were observed with the 2Ki medium, while perijonctionnal localization of actin was observed with the L-WRN CM suggesting, in 2D cultures as well, a higher differentiation level in the presence of L-WRN CM. In conclusion, rabbit caecum organoids cultured with the 2Ki medium were more proliferative and less differentiated than organoids cultured with L-WRN CM. We propose that organoids cultured with the 2Ki medium could be used to rapidly generate in vitro a large number of rabbit intestinal epithelial stem cells while organoids cultured with the L-WRN CM represent a suitable model to study differentiated rabbit epithelium.
Published: 2020

45. ScalaFlux: a scalable approach to quantify fluxes in metabolic subnetworks

Author: Julia A. Vorholt, Patrick Kiefer, Stéphanie Heux, Jean-Charles Portais, Uwe Schmitt, Pierre Millard, Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Scientific IT Services, Department of Biology [ETH Zürich] (D-BIOL), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), Métabolomique et Fluxomique (MetaToul) (TBI-MetaToul), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm), ETH Zurich, ANR-16-CE11-0022,ENZINVIVO,Détermination in vivo des paramètres enzymatiques dans une voie métabolique synthétique(2016), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Biology, University of Memphis, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Metabolic Analysis, 0301 basic medicine, 0106 biological sciences, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, Computer science, Biochemistry, Physical Chemistry, 01 natural sciences, 0302 clinical medicine, Polyisoprenyl Phosphates, Metabolic flux analysis, Metabolites, Biology (General), Subnetwork, flux métabolique, Carbon Isotopes, 0303 health sciences, Ecology, Simulation and Modeling, Systems Biology, metabolic flux, 3. Good health, Chemistry, Bioassays and Physiological Analysis, Reaction Dynamics, Metabolic Engineering, Computational Theory and Mathematics, Modeling and Simulation, Physical Sciences, Scalability, Metabolic Labeling, Metabolic Pathways, Biological system, Network Analysis, Metabolic Networks and Pathways, Research Article, Computer and Information Sciences, QH301-705.5, Systems biology, Saccharomyces cerevisiae, Research and Analysis Methods, Biosynthesis, Models, Biological, Metabolic engineering, Metabolic Networks, Cellular and Molecular Neuroscience, 03 medical and health sciences, 010608 biotechnology, Genetics, Molecular Biology Techniques, Molecular Biology, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 030304 developmental biology, Terpenes, Biology and Life Sciences, Robustness (evolution), Missing data, Metabolic Flux Analysis, Metabolic pathway, Metabolism, 030104 developmental biology, Cell Labeling, Identifiability, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: 13C-metabolic flux analysis (13C-MFA) allows metabolic fluxes to be quantified in living organisms and is a major tool in biotechnology and systems biology. Current 13C-MFA approaches model label propagation starting from the extracellular 13C-labeled nutrient(s), which limits their applicability to the analysis of pathways close to this metabolic entry point. Here, we propose a new approach to quantify fluxes through any metabolic subnetwork of interest by modeling label propagation directly from the metabolic precursor(s) of this subnetwork. The flux calculations are thus purely based on information from within the subnetwork of interest, and no additional knowledge about the surrounding network (such as atom transitions in upstream reactions or the labeling of the extracellular nutrient) is required. This approach, termed ScalaFlux for SCALAble metabolic FLUX analysis, can be scaled up from individual reactions to pathways to sets of pathways. ScalaFlux has several benefits compared with current 13C-MFA approaches: greater network coverage, lower data requirements, independence from cell physiology, robustness to gaps in data and network information, better computational efficiency, applicability to rich media, and enhanced flux identifiability. We validated ScalaFlux using a theoretical network and simulated data. We also used the approach to quantify fluxes through the prenyl pyrophosphate pathway of Saccharomyces cerevisiae mutants engineered to produce phytoene, using a dataset for which fluxes could not be calculated using existing approaches. A broad range of metabolic systems can be targeted with minimal cost and effort, making ScalaFlux a valuable tool for the analysis of metabolic fluxes., Author summary Metabolism is a fundamental biochemical process that enables all organisms to operate and grow by converting nutrients into energy and ‘building blocks’. Metabolic flux analysis allows the quantification of metabolic fluxes in vivo, i.e. the actual rates of biochemical conversions in biological systems, and is increasingly used to probe metabolic activity in biology, biotechnology and medicine. Isotope labeling experiments coupled with mathematical models of large metabolic networks are the most commonly used approaches to quantify fluxes within cells. However, many biological questions only require flux information from a subset of reactions, not the full network. Here, we propose a new approach with three main advantages over existing methods: better scalability (fluxes can be measured through a single reaction, a metabolic pathway or a set of pathways of interest), better robustness to missing data and information gaps, and lower requirements in terms of measurements and computational resources. We validate our method both theoretically and experimentally. ScalaFlux can be used for high-throughput flux measurements in virtually any metabolic system and paves the way to the analysis of dynamic fluxome rearrangements.
Published: 2020

46. Transcription-associated topoisomerase activities control DNA-breaks production by G-quadruplex ligands

Author: Céline Noirot, Patrick Calsou, Remy-Felix Serre, Olivier Bouchez, Eric Defrancq, Jean-François Riou, Linh-Trang Nguyên, Sébastien Britton, Dennis Gomez, Angélique Pipier, Madeleine Bossaert, Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Structure et Instabilité des Génomes (STRING), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département de Chimie Moléculaire (DCM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Grenoble Alpes (UGA), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GeT PlaGe, Genotoul (GeT PlaGe), Département de Chimie Moléculaire - Ingéniérie et Intéractions BioMoléculaires (DCM - I2BM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Britton, Sébastien, Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique - - France-Génomique2010 - ANR-10-INBS-0009 - INBS - VALID, Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: CX5461, [SDV]Life Sciences [q-bio], [SDV.GEN] Life Sciences [q-bio]/Genetics, G-quadruplex, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Transcription (biology), [SDV.BBM] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, Topoisomerase 2, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, DNA-breaks, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, [SDV.GEN]Life Sciences [q-bio]/Genetics, biology, Chemistry, Effector, Topoisomerase, Point mutation, RNA, Telomere, Cell biology, 030220 oncology & carcinogenesis, biology.protein, Transcription, DNA
Abstract: G-quadruplexes (G4), non-canonical DNA structures, are involved in several essential processes. Stabilization of G4 structures by small compounds (G4 ligands) affects almost all DNA transactions, including telomere maintenance and genomic stability. Here, thanks to a powerful and unbiased genetic approach, we identify topoisomerase 2-alpha (TOP2A) as the main effector of cell cytotoxicity induced by CX5461, a G4 ligand currently undergoing phase I/II clinical trials. This approach also allowed to identify new point mutations affecting TOP2A activity without compromising cell viability. Moreover, based on cross-resistance studies and siRNA-based protein depletion we report that TOP2A plays a major role in cell cytotoxicity induced by two unrelated clastogenic G4 ligands, CX5461 and pyridostatin (PDS). We also report that cytotoxic effects induced by both compounds are associated with topoisomerase 2-mediated DNA breaks production. Finally, we show that TOP2-mediated DNA breaks production is strongly associated with RNA Pol II-dependent transcription and is countered by topoisomerase 1 (TOP1). Altogether our results indicate that clastogenic G4 ligands act as DNA structure-driven TOP2-poisons at transcribed regions bearing G-quadruplex structures.
Published: 2020

47. Increasing field strength versus advanced isotope labeling for NMR based fluxomics

Author: Fabien Létisse, Edern Cahoreau, Pierre Millard, Guy Lippens, Mickael Dinclaux, Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle (UGSF), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaboHUB-AR-11-INBS-0010, Region Provence-Alpes-Cote d'Azur Region Occitanie, European Union (EU), SICOVAL, Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle - UMR 8576 (UGSF), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: deuteration, [PHYS]Physics [physics], Resolution (mass spectrometry), Field (physics), Isotope, 010405 organic chemistry, Chemistry, [SDV]Life Sciences [q-bio], Field strength, General Chemistry, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, fluxomics, metabolomics, 0104 chemical sciences, Metabolomics, Heteronuclear molecule, Deuterium, high field NMR, Computational chemistry, General Materials Science, Fluxomics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience; Nuclear magnetic resonance (NMR)-based fluxomics seeks to measure the incorporation of isotope labels in selected metabolites to follow kinetically the synthesis of the latter. It can however equally be used to understand the biosynthetic origin of the same metabolites. We investigate here different NMR approaches to optimize such experiments in terms of resolution and time requirement. Using the isoleucine biosynthesis as an example, we explore the use of different field strengths ranging from 500 MHz to 1.1 GHz. Because of the different field dependence of chemical shift and heteronuclear J couplings, the spectra change at different field strengths. We equally explore the approach to silence the leucine/valine methyl signals through the use of a suitable deuterated precursor, thereby allowing selective observation of the Ile C-13 labeling pattern. Combining both approaches, we arrive at an efficient procedure for the NMR-based exploration of Ile biosynthesis.
Published: 2020

48. 1H-NMR metabolomics response to a realistic diet contamination with the mycotoxin deoxynivalenol: Effect of probiotics supplementation

Author: Mathieu Castex, Marie Tremblay-Franco, Caroline Achard, Philippe Pinton, Ana Paula Frederico Rodrigues Loureiro Bracarense, Fabien Jourdan, Anne Marie Cossalter, Cécile Canlet, Imourana Alassane-Kpembi, Maxime Chalzaviel, Sylvie Combes, Isabelle P. Oswald, ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université d'Abomey-Calavi, University of Abomey Calavi (UAC), Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Métabolisme et Xénobiotiques (ToxAlim-MeX), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), MedDay Pharmaceuticals, Biosynthèse & Toxicité des Mycotoxines (ToxAlim-BioToMyc), Plateforme Ezop (Ezop), Lallemand S.A.S., Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage (GenPhySE ), Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Lab. Patologia Animal, and State University of Londrina = Universidade Estadual de Londrina
Subjects: pig, Biology, Toxicology, law.invention, histology, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Probiotic, 0404 agricultural biotechnology, Metabolomics, law, mycotoxins, Metabolome, Food science, Mycotoxin, intestine, 030304 developmental biology, Subclinical infection, 2. Zero hunger, 0303 health sciences, Saccharomyces cerevisiae boulardii, 04 agricultural and veterinary sciences, General Medicine, Metabolism, 040401 food science, metabolomics, Yeast, 3. Good health, chemistry, [SDV.TOX]Life Sciences [q-bio]/Toxicology, Toxicity, [SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition, Food Science
Abstract: International audience; Low-level contamination of food and feed by deoxynivalenol (DON) is unavoidable. We investigated the effects of subclinical treatment with DON, and supplementation with probiotic yeast Saccharomyces cerevisiae boulardii I1079 as a preventive strategy in piglets. Thirty-six animals were randomly assigned to either a control diet, a diet contaminated with DON (3 mg/kg), a diet supplemented with yeast (4 × 109 CFU/kg), or a DON-contaminated diet supplemented with yeast, for four weeks. Plasma and tissue samples were collected for biochemical analysis, 1H-NMR untargeted metabolomics, and histology. DON induced no significant modifications in biochemical parameters. However, lesion scores were higher and metabolomics highlighted alterations of amino acid and 2-oxocarboxylic acid metabolism. Administering yeast affected aminoacyl-tRNA synthesis and amino acid and glycerophospholipid metabolism. Yeast supplementation of piglets exposed to DON prevented histological alterations, and partial least square discriminant analysis emphasised similarity between the metabolic profiles of their plasma and that of the control group. The effect on liver metabolome remained marginal, indicating that the toxicity of the mycotoxin was not eliminated. These findings show that the 1H-NMR metabolomics profile is a reliable biomarker to assess subclinical exposure to DON, and that supplementation with S. cerevisiae boulardii increases the resilience of piglets to this mycotoxin.
Published: 2020

49. Study of in vitro interaction between Fusarium verticillioides and Streptomyces sp. using metabolomics

Author: Caroline Strub, Justine Bertrand-Michel, Sabine Schorr-Galindo, Angélique Fontana, Marie Lagree, Phuong-Anh Nguyen, Démarche intégrée pour l'obtention d'aliments de qualité (UMR Qualisud), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Avignon Université (AU)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université Montpellier 1 (UM1), Unité de Nutrition Humaine (UNH), Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Plateau MetaToul-LIPIDOMIQUE = MetaToul-Lipidomics, Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Avignon Université (AU)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université Montpellier 1 (UM1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), MetaToul Lipidomics, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), and Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Fusarium, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, Proteomics, Microbiology, Streptomyces, Fungal Proteins, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Metabolomics, Bacterial Proteins, Fumonisin, 030304 developmental biology, chemistry.chemical_classification, 0303 health sciences, biology, 030306 microbiology, General Medicine, biology.organism_classification, In vitro, Amino acid, Metabolic pathway, chemistry, Biochemistry, Metabolic Networks and Pathways
Abstract: International audience; The Streptomyces sp. strain AV05 isolated from an organic amendment was found to impact both growth and fumonisin production of Fusarium verticillioides during in vitro direct confrontation. In order to investigate the interactions between the Streptomyces sp. strain AV05 and F. verticillioides, a metabolomic approach was used. The study of the endometabolomes of the microorganisms was carried out in two different conditions: the microorganisms were cultivated alone or in confrontation. The aim of this study was to examine the modifications of the endometabolome of F. verticillioides in confrontation with the Streptomyces strain. The metabolites involved in these modifications were identified using 2D NMR. Many metabolites were found to be overproduced in confrontation assays with the Streptomyces strain, notably 16 proteinogenic amino acids, inosine, and uridine. This suggested that fungal metabolic pathways such as protein synthesis have been affected due to interaction. Thus, metabolomic studies, as well as proteomics or transcriptomics, are useful for deciphering the mechanisms of interactions between biological control agents and mycotoxigenic fungi. This comprehension is one of the key elements of the improvement of the selection and use of antagonistic agents.
Published: 2020

50. Sources of variation of DNA methylation in rainbow trout: combined effects of temperature and genetic background

Author: Alain Roulet, Lionel Goardon, Céline Ciobotaru, Jean-Michel Le Calvez, Maria Bernard, Mathieu Charles, Audrey Prézelin, Marjorie Bideau, Olivier Bouchez, Laurent Labbé, Nicolas Dechamp, Edwige Quillet, Xavier Cousin, Alexandre Fricot, Mathilde Dupont-Nivet, Marco Moroldo, Delphine Lallias, Génétique Animale et Biologie Intégrative (GABI), Université Paris-Saclay-AgroParisTech-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Système d'Information des GENomes des Animaux d'Elevage (SIGENAE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Pisciculture Expérimentale INRAE des Monts d'Arrée (PEIMA), Biologie de la Reproduction, Environnement, Epigénétique & Développement (BREED), Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École nationale vétérinaire d'Alfort (ENVA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), H2020 European Research Council652831, European Project: 652831,H2020,H2020-INFRAIA-2014-2015,AQUAEXCEL2020(2015), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), École nationale vétérinaire - Alfort (ENVA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MARine Biodiversity Exploitation and Conservation (UMR MARBEC), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), École nationale vétérinaire d'Alfort (ENVA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: 0301 basic medicine, Cancer Research, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Embryonic Development, Biology, DNA methyltransferase, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 0302 clinical medicine, Animals, isogenic lines, 14. Life underwater, Epigenetics, Genetic variability, dnmt3, Molecular Biology, Gene, Genetics, DNA methylation, EpiRADseq, Temperature, [SDV.BBM.BM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology, Methylation, rainbow trout, [SDV.GEN.GA]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Animal genetics, 030104 developmental biology, chemistry, 030220 oncology & carcinogenesis, Oncorhynchus mykiss, Rainbow trout, Genetic Background, DNA, Research Paper
Abstract: International audience; Phenotypic plasticity is a key component of the ability of organisms to respond to changing environmental conditions. In this study, we aimed to study the establishment of DNA methylation marks in response to an environmental stress in rainbow trout and to assess whether these marks depend on the genetic background. The environmental stress chosen here was temperature, a known induction factor of epigenetic marks in fish. To disentangle the role of epigenetic mechanisms such as DNA methylation in generating phenotypic variations, nine rainbow trout isogenic lines with no genetic variability within a line were used. For each line, half of the eggs were incubated at standard temperature (11°C) and the other half at high temperature (16°C), from eyed-stage to hatching. In order to gain a first insight into the establishment of DNA methylation marks in response to an early temperature regime (control 11°C vs. heated 16°C), we have studied the expression of 8 dnmt3 (DNA methyltransferase) genes, potentially involved in de novo methylation, and analysed global DNA methylation in the different rainbow trout isogenic lines using LUMA (LUminometric Methylation Assay). Finally, finer investigation of genome-wide methylation patterns was performed using EpiRADseq, a reduced-representation library approach based on the ddRADseq (Double Digest Restriction Associated DNA) protocol, for six rainbow trout isogenic lines. We have demonstrated that thermal history during embryonic development alters patterns of DNA methylation, but to a greater or lesser extent depending on the genetic background.
Published: 2020
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