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1. NMR metabolite quantification of a synthetic urine sample: an inter-laboratory comparison of processing workflows

Author: Canlet, Cécile, DEBORDE, Catherine, Cahoreau, Edern, da Costa, Grégory, Gautier, Roselyne, Jacob, Daniel, Jousse, Cyril, Lacaze, Mélia, Le Mao, Inès, Martineau, Estelle, Peyriga, Lindsay, Richard, Tristan, Silvestre, Virginie, Traïkia, Mounir, Moing, Annick, Giraudeau, Patrick, ToxAlim (ToxAlim), 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 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 AXIOM (E20 ), 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), Biologie du fruit et pathologie (BFP), Université de Bordeaux (UB)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaboHUB-Bordeaux, MetaboHUB, Plateforme Bordeaux Metabolome, Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Bordeaux, MetaboHUB-MetaboHUB, Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - 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UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), MetaboHUB-Grand-Ouest, ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), and European Project: 814747,SUMMIT
Subjects: Synthetic urine, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, [SDV]Life Sciences [q-bio], Peak integration, Metabolomic profiling, Deconvolution, Quantitative NMR
Abstract: International audience; Introduction Absolute quantification of individual metabolites in complex biological samples is crucial in targeted metabolomic profiling. Objectives An inter-laboratory test was performed to evaluate the impact of the NMR software, peak-area determination method (integration vs. deconvolution) and operator on quantification trueness and precision. Methods A synthetic urine containing 32 compounds was prepared. One site prepared the urine and calibration samples, and performed NMR acquisition. NMR spectra were acquired with two pulse sequences including water suppression used in routine analyses. The pre-processed spectra were sent to the other sites where each operator quantified the metabolites using internal referencing or external calibration, and his/her favourite in-house, open-access or commercial NMR tool. Results For 1D NMR measurements with solvent presaturation during the recovery delay (zgpr), 20 metabolites were successfully quantified by all processing strategies. Some metabolites could not be quantified by some methods. For internal referencing with TSP, only one half of the metabolites were quantified with a trueness below 5%. With peak integration and external calibration, about 90% of the metabolites were quantified with a trueness below 5%. The NMRProcFlow integration module allowed the quantification of several additional metabolites. The number of quantified metabolites and quantification trueness improved for some metabolites with deconvolution tools. Trueness and precision were not significantly different between zgpr- and NOESYpr-based spectra for about 70% of the variables. Conclusion External calibration performed better than TSP internal referencing. Inter-laboratory tests are useful when choosing to better rationalize the choice of quantification tools for NMR-based metabolomic profiling and confirm the value of spectra deconvolution tools.
Published: 2023

2. Addition of dairy lipids and probiotic in infant formulas modulates gut microbiota and intestinal physiology with long-term consequences; a preclinical study in a minipig model

Author: Lemaire, Marion, Mariadassou, Mahendra, Le Normand, Laurence, Randuineau, Gwenaelle, Rome, Véronique, Canlet, Cécile, Tremblay-Franco, Marie, Ligneul, Amandine, Guerville, Mathilde, Boudry, Gaëlle, Blat, Sophie, Le Huërou-Luron, Isabelle, Nutrition, Métabolismes et Cancer (NuMeCan), Université de Rennes (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Mathématiques et Informatique Appliquées du Génome à l'Environnement [Jouy-En-Josas] (MaIAGE), 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), ToxAlim (ToxAlim), LACTALIS RECHERCHE ET DEVELOPPEMENT (LACTALIS R&D), Groupe Lactalis, and This project was funded by Lactalis Recherche et Développement
Subjects: [SDV]Life Sciences [q-bio]
Abstract: International audience; Whereas breast milk is the gold standard, most infants are at least partly formula-fed.The aim of the present study was to investigate the short- and long-term effects of the addition of dairy lipids (DL) in infant formulas as an alternative to plant lipid-based infant formula, on gut microbiota composition and activity, and on intestinal immune and barrier functions, and of a probiotic, Lactobacillus fermentum (Lf), on the same parameters.Piglets received from postnatal day (PND) 2 to 28 a balanced formula containing either: only plant lipids (PL), a half-half mixture of PL and DL (DL), or a half-half mixture of PL and DL supplemented with Lf (DL+Lf). Pigs were subsequently fed a standard diet for 1 month and then challenged with a high-fat, high-sucrose diet for 3 months until PDN140. Dietary-induced changes in gut microbiota composition were observed at both PDN28 and PDN140, mainly within Firmicutes (Lachnospiraceae, Ruminococcaceae and Lactobacillaceae families) and Bacteroidetes (Prevotellaceae, Bacteroidaceae and Bacteroidales S24-7 group families) phyla. At PND28, twenty fecal metabolites (such as valerate, butyrate, amino acids, glucose) discriminated the three groups. DL and DL+Lf reinforced tight junction protein expressions in colon, with moderate changes in epithelial barrier permeability. At PND140, DL+Lf decreased the inflammation risk through decreased ileal pro-inflammatory cytokine secretion and increased ileal expression of genes encoding tight junction proteins. A slight but persisting and coherent effect of probiotic Lf on gut microbiota composition was observed between PND28 and PND140, even after discontinuation of its intake. Correlations between gut microbiota composition and intestinal physiology confirmed the involvement of gut microbiota in such processes.In conclusion, the addition of DL in infant formula changed the microbial signature and gut physiology in infants. The addition of Lf enhanced the beneficial effects observed in the long term. The addition of DL±Lf appears to be safe.
Published: 2023

3. Mitochondria Transfer from Mesenchymal Stem Cells Confers Chemoresistance to Glioblastoma Stem Cells through Metabolic Rewiring

Author: Jean Nakhle, Khattar Khattar, Tülin Özkan, Adel Boughlita, Daouda Abba Moussa, Amelie Darlix, Frédérique Lorcy, Valérie RIGAU, Luc BAUCHET, Sabine Gerbal-Chaloin, Martine Daujat-Chavanieu, Floriant Bellvert, Laurent Turchi, Thierry Virolle, Jean-Philippe Hugnot, Nicolas Buisine, Mireille Galloni, Valerie Dardalhon, Anne-Marie Rodriguez, Marie-Luce Vignais, Institut de Génomique Fonctionnelle (IGF), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier (IGMM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Geroscience and rejuvenation research center (RESTORE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), 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), CHU Montpellier, Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier), Ankara University School of Medicine [Turkey], Université de Montpellier (UM), Institut du Cancer de Montpellier (ICM), Hôpital Gui de Chauliac [CHU Montpellier], Neurochirurgie [Hôpital Gui de Chauliac], Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Hôpital Gui de Chauliac [CHU Montpellier], 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 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), Institut de Biologie Valrose (IBV), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Physiologie moléculaire et adaptation (PhyMA), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Adaptation Biologique et Vieillissement = Biological Adaptation and Ageing (B2A), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), Institut de recherche en biothérapie, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), Neuroradiologie [Hôpital Gui de Chauliac], and Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)
Subjects: [SDV.NEU.NB]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Neurobiology, [SDV.BC.IC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Cell Behavior [q-bio.CB], [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology
Abstract: International audience; Glioblastomas (GBM) are heterogeneous tumors with high metabolic plasticity. Their poor prognosis is linked to the presence of glioblastoma stem cells (GSC), which support resistance to therapy, notably to temozolomide (TMZ). Mesenchymal stem cells (MSC) recruitment to GBM contributes to GSC chemoresistance, by mechanisms still poorly understood. Here, we provide evidence that MSCs transfer mitochondria to GSCs through tunneling nanotubes, which enhances GSCs resistance to TMZ. More precisely, our metabolomics analyses reveal that MSC mitochondria induce GSCs metabolic reprograming, with a nutrient shift from glucose to glutamine, a rewiring of the tricarboxylic acid cycle from glutaminolysis to reductive carboxylation and increase in orotate turnover as well as in pyrimidine and purine synthesis. Metabolomics analysis of GBM patient tissues at relapse after TMZ treatment documents increased concentrations of AMP, CMP, GMP, and UMP nucleotides and thus corroborate our in vitro analyses. Finally, we provide a mechanism whereby mitochondrial transfer from MSCs to GSCs contributes to GBM resistance to TMZ therapy, by demonstrating that inhibition of orotate production by Brequinar (BRQ) restores TMZ sensitivity in GSCs with acquired mitochondria. Altogether, these results identify a mechanism for GBM resistance to TMZ and reveal a metabolic dependency of chemoresistant GBM following the acquisition of exogenous mitochondria, which opens therapeutic perspectives based on synthetic lethality between TMZ and BRQ.Significance: Mitochondria acquired from MSCs enhance the chemoresistance of GBMs. The discovery that they also generate metabolic vulnerability in GSCs paves the way for novel therapeutic approaches.
Published: 2023

4. How metabolomics is used to support the MetaPath solution through metabolic profiling of sourdough fermentation industry ecosystem models?

Author: ROCHER, Amandine, Vandeckerkove, Pascal, Poilpré, Emmanuel, PEYRIGA, Lindsay, Bellvert, Floriant, 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), Lesaffre, and Projet Bpi France
Subjects: [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [SDV.IDA]Life Sciences [q-bio]/Food engineering
Abstract: Consumer expectations and societal evolutions are at the heart of the concerns of fermentation professionals. The organoleptic properties of their products are closely correlated to its manufacturing process but also to its composition specifically the microbial ecosystems introduced to produce this fermentation. In this context, the Bpifrance MetaPath project aims to reconstruct the metabolic maps of these microbial ecosystems in order to guide the industrialist in the selection of microbial strains at the time of product design. As a partner, the MetaToul platform aims to perform metabolic profiling of ecosystems in the sourdough model of industrial partner Lesaffre. The sample preparation and analysis methods developed on the MetaToul platform on this complex matrix allow a complete and precise study of the central and energetic metabolism (~80 metabolites) of these ecosystem models. It was validated with the addition of IDMS on repeatability parameters, extraction yield and matrix effect. The samples produced for metabolomics are analyzed on the following analytical systems: ion chromatography coupled to an LTQ-Orbitrap-Velos (Thermo) for the analysis of central energetic metabolism, liquid chromatography coupled to a QExactive+ (Thermo) for the analysis of amino acids, coenzymes A and the mevalonate pathway. The metabolic profiling data produced on the different ecosystem models of the partner will be integrated with others omics data into the MetaPath solution by Abolis/ Microbiome Studio partner in order to reconstruct active metabolic maps, true identity cards of the metabolic activity of microbial ecosystems in the fermentation of sourdough matrix.
Published: 2023

5. How metabolomics is used to support the MetaPath solution through metabolic profiling of cheese fermentation industry ecosystem models ?

Author: ROCHER, Amandine, Fernandez, Annabelle, PEYRIGA, Lindsay, Bellvert, Floriant, 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), and Projet Bpi France
Subjects: [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [SDV.IDA]Life Sciences [q-bio]/Food engineering
Abstract: International audience; Consumer expectations and societal evolutions are at the heart of the concerns of fermentation professionals. The organoleptic properties of their products are closely correlated to the manufacturing process but also to its composition specifically the microbial ecosystems introduced to produce this fermentation. In this context, the Bpifrance MetaPath project aims to reconstruct the metabolic maps of these microbial ecosystems in order to guide the industrialist in the selection of microbial strains at the time of product design. As a partner, the MetaToul platform aims to perform metabolic profiling of ecosystems in the cheese model of industrial partner Bel. The sample preparation and analysis methods developed on the MetaToul platform on this complex matrix allow a complete and precise study of the central and energetic metabolism (~80 metabolites) of these ecosystem models. It was validated with the addition of IDMS on repeatability parameters, extraction yield and matrix effect. The samples produced for metabolomics are analyzed on the following analytical systems: ion chromatography coupled to an LTQ-Orbitrap-Velos (Thermo) for the analysis of central energetic metabolism, liquid chromatography coupled to a QExactive+ (Thermo) for the analysis of amino acids, coenzymes A and the mevalonate pathway. The metabolic profiling data produced on the different ecosystem models of the partner will be integrated with others omics data into the MetaPath solution by Abolis/ Microbiome Studio partner in order to reconstruct active metabolic maps, true identity cards of the metabolic activity of microbial ecosystems in the fermentation of cheese matrix.
Published: 2023

6. A carvacrol-based product reduces Campylobacter jejuni load and alters microbiota composition in the caeca of chickens

Author: Allaoua, Marion, Bonnafé, Elsa, Etienne, Pierre, Noirot, Virginie, Gabarrou, Jean-François, Castinel, Adrien, Pascal, Géraldine, Darbot, Vincent, Treilhou, Michel, Combes, Sylvie, Gabarrou, Jean‐François, Laboratoires Phodé, 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), Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage (GenPhySE ), Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), and 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)
Subjects: feed additive, [SDV.BA.MVSA]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Veterinary medicine and animal Health, animal diseases, Microbiota, digestive, oral, and skin physiology, food and beverages, microbiome, 16Sr RNA gene sequencing, General Medicine, bacterial infections and mycoses, foodborne disease, digestive system, Applied Microbiology and Biotechnology, essential oil, Campylobacter jejuni, broiler chicken, RNA, Ribosomal, 16S, Campylobacter Infections, Animals, Cymenes, PICRUSt2, Cecum, Chickens, Poultry Diseases, Biotechnology
Abstract: Aim This study was conducted to test the ability of a carvacrol-based formulation (Phodé, France) to decrease the C. jejuni caecal load in inoculated broiler chickens and to study the impact of the C. jejuni inoculation alone or combined with the product, on the caecal microbiota. Methods and Results On day 1, chickens were either fed a control feed or the same diet supplemented with a carvacrol-based product. On day 21, the carvacrol-supplemented chickens and half of the non-supplemented chickens were inoculated with C. jejuni (108 CFU). Quantitative PCR was used to quantify C. jejuni in chicken caecal samples and 16S rRNA gene sequencing was carried out at 25, 31 and 35 days of age. A significant decrease of 1.4 log of the C. jejuni caecal load was observed in 35-day-old chickens supplemented with the product, compared to the inoculated and unsupplemented group (p < 0.05). The inoculation with C. jejuni significantly increased the population richness, Shannon and Simpson diversity and altered beta-diversity. Compared to the control group, the C. jejuni inoculation causes significant changes in the microbiota. The carvacrol-based product associated with C. jejuni inoculation increased the diversity and strongly modified the structure of the microbial community. Functional analysis by 16S rRNA gene-based predictions further revealed that the product up-regulated the pathways involved in the antimicrobial synthesis, which could explain its shaping effect on the caecal microbiota. Conclusions Our study confirmed the impairment of the caecal bacterial community after inoculation and demonstrated the ability of the product to reduce the C. jejuni load in chickens. Further investigations are needed to better understand the mode of action of this product to promote the installation of a beneficial microbiota to its host. Significance and Impact of the Study Results suggested that this product could be promising to control C. jejuni contamination of broilers.
Published: 2022

7. Exploring metabolic acclimation of the cloud microflora to contrasting summer day and winter night conditions using metatranscriptomics and fluxomics approaches

Author: Muriel Joly, Domitille Jarrige, Jonathan Vyscocil, Florent Rossi, Céline Judon, Françoise Bringel, Emilie E.L. Muller, Stéphane Vuilleumier, Thierry Nadalig, Jean-Charles Portais, Lindsay Peyriga, Floriant Bellvert, Hanna Kulyk, Angelica Bianco, Laurent Deguillaume, Anne-Marie Delort, Pierre Amato, Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (ICCF), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA)-Institut national polytechnique Clermont Auvergne (INP Clermont Auvergne), Université Clermont Auvergne (UCA)-Université Clermont Auvergne (UCA), Génétique moléculaire, génomique, microbiologie (GMGM), Université de Strasbourg (UNISTRA)-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), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT), Laboratoire de Météorologie Physique (LaMP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA), and ANR-19-CE01-0004,METACLOUD,Intégration du métabolisme microbien dans la chimie des nuages : des 'omiques' au modèle(2019)
Subjects: [SDE]Environmental Sciences
Abstract: Metabolically active microorganisms are increasingly acknowledged as actors of cloud chemical reactivity able to use organic compounds present in clouds (e.g. organic acids, aldhedydes) for their metabolism (Vaïtilingom et al., 2013). Uncharacterized biological activity may play a major role especially during the night, while during daytime the abiotic degradation of organic compounds would be driven and dominated by hydroxyl radical (•OH) chemistry (Vaïtilingom et al., 2011). To better understand and predict the impact of biological activity on atmospheric chemical reactivity, the metabolic pathways of the whole cloud microbiome and their modulations by environmental conditions (temperature, light, oxidants) must now be assessed.The METACLOUD project addresses metabolic acclimatation of cloud microorganisms under two contrasted situations simulating a summer day (17°C, with solar light and presence of hydrogen peroxide) and a winter night (at 5°C, in the dark and without hydrogen peroxide). A focus is made on formaldehyde assimilations as this compound is a key intermediate both in cloud radical chemistry and in many C1 biological pathway, using fluxomics (LC-HRMS and IC-HRMS) on 13C-formaldehyde supplemented samples. Experiments were conducted in specially designed photobioreactors, either on (1) freshly sampled cloud water from the research station at the top of the puy de Dôme station (1465m asl, PUY, France) including naturally present microorganisms, or (2) an artificial consortium assembled from microbial strains isolated from cloud water sampled at PUY and resuspended in an artificial medium mimicking the composition of marine cloud water (major inorganic and organic compounds).Metatranscriptomes and metabolomes indicate metabolic acclimations of the cloud microbiome to model summer/winter conditions, especially linked with fatty acid regulation and central metabolism (e.g. citrate cycle). First results with 13C-formaldehyde showed carbon incorporation from this molecule into several classes of metabolites (e.g. nucleotides, amino acids, central metabolites), illustrating the complex biological fate of this compound in the environment. The data will be used to implement biological activity on cloud chemistry models. Vaïtilingom M. et al. (2011) Atmospheric chemistry of carboxylic acids: microbial implication versus photochemistry. Atmos. Chem. Phys. 11, 8721-8733. doi: 10.5194/acp-11-8721-2011.Vaïtilingom M. et al. (2013) Potential impact of microbial activity on the oxidant capacity and organic carbon budget in clouds. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 110, 559-564. doi: 10.1073/pnas.1205743110.
Published: 2023

8. Genome structures resolve the early diversification of teleost fishes

Author: Elise Parey, Alexandra Louis, Jerome Montfort, Olivier Bouchez, Céline Roques, Carole Iampietro, Jerome Lluch, Adrien Castinel, Cécile Donnadieu, Thomas Desvignes, Christabel Floi Bucao, Elodie Jouanno, Ming Wen, Sahar Mejri, Ron Dirks, Hans Jansen, Christiaan Henkel, Wei-Jen Chen, Margot Zahm, Cédric Cabau, Christophe Klopp, Andrew W. Thompson, Marc Robinson-Rechavi, Ingo Braasch, Guillaume Lecointre, Julien Bobe, John H. Postlethwait, Camille Berthelot, Hugues Roest Crollius, Yann Guiguen, Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons (LPGP), Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), 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)-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), University of Oregon [Eugene], Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL), Swiss Institute of Bioinformatics [Lausanne] (SIB), Hunan Normal University (HNU), Florida Atlantic University [Boca Raton], Future Genomics Technologies, Universiteit Leiden, Norwegian University of Life Sciences (NMBU), National Taiwan University [Taiwan] (NTU), Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage (GenPhySE ), Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-École nationale supérieure agronomique de Toulouse (ENSAT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-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), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), Western Michigan University [Kalamazoo], Michigan State University [East Lansing], Michigan State University System, Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité (ISYEB ), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), Génomique fonctionnelle comparative - Comparative functional genomics, Institut Pasteur [Paris] (IP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), This work was supported by the Agence Nationale de la Recherche, France (ANR) on the GenoFish project, 2016–2021 (grant No. ANR-16-CE12-003) to H.R.C., C.B., J.B., J.H.P., M.R.C., and Y.G., and by France Génomique National infrastructure, funded as part of 'Investissement d’avenir' program managed by ANR (grant No. ANR-10-INBS-09) to C.D. Part of the fellowship to E.P. was supported by funds from the European Union Horizon 2020 research and innovation program under Grant Agreement No 817923 (AQUA-FAANG). M.R.-R. was supported by the Swiss National Science Foundation grant 31003A_173048. J.H.P and I.B were supported by the National Institutes of Health under grant agreement No. R01OD011116. W.J.C. was supported by MOST grants No. 111-2611-M-002-025, 110-2611-M-002-013, and 108-2611-M-002-012-MY2., ANR-16-CE12-0035,GenoFish,Evolution des génes et des génomes après duplication compléte(2016), ANR-10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010), European Project: 817923,H2020,H2020-EU.3.2.1.1., H2020-EU.3.2.3.1.,AQUA-FAANG(2019), DYnamique et Organisation des GENomes - Equipe de l'IBENS (DYOGEN), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, Institute of Oceanography [Taipei], Plateforme Bio-Informatique - Génotoul, 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)-Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), 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)-BioInfOmics, Génétique des génomes - Genetics of Genomes (UMR 3525), Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Swiss National Science Foundation grant 31003A_173048, National Institute of Health under grant agreement No R01OD011116, and Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)
Subjects: Animals, Zebrafish/genetics, Fishes/genetics, Eels/genetics, Biological Evolution, Phylogeny, Genome, Evolution, Molecular, Multidisciplinary, [SDV]Life Sciences [q-bio], [SDV.BA.ZV]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Vertebrate Zoology, [SDV.BID]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity
Abstract: Accurate species phylogenies are a prerequisite for evolutionary research. Teleosts are by far the largest and the most diversified group of extant vertebrates, but relationships among the three oldest lineages of extant teleosts remain unresolved. Based on seven high-quality new genome assemblies in Elopomorpha (tarpons, eels), we revisited the topology of the deepest branches of the teleost phylogeny using independent gene sequence and chromosomal rearrangement phylogenomic approaches. These analyses converged to a single scenario that unambiguously places the Elopomorpha and Osteoglossomorpha (bony-tongues) in a monophyletic group sister to all other teleosts, i.e., the Clupeocephala lineage. This finding resolves over 50 years of controversy on the evolutionary relationships of these lineages and highlights the power of combining different levels of genome-wide information to solve complex phylogenies.One-Sentence SummaryWhole-genome analyses place Elopomorpha (tarpons, eels) and Osteoglossomorpha (bony-tongues) as sister groups at the deepest branching of crown teleosts.
Published: 2023

9. An ancient truncated duplication of the anti‐Müllerian hormone receptor type 2 gene is a potential conserved master sex determinant in the Pangasiidae catfish family

Author: Ming Wen, Qiaowei Pan, Elodie Jouanno, Jerome Montfort, Margot Zahm, Cédric Cabau, Christophe Klopp, Carole Iampietro, Céline Roques, Olivier Bouchez, Adrien Castinel, Cécile Donnadieu, Hugues Parrinello, Charles Poncet, Elodie Belmonte, Véronique Gautier, Jean-Christophe Avarre, Remi Dugue, Rudhy Gustiano, Trần Thị Thúy Hà, Marc Campet, Kednapat Sriphairoj, Josiane Ribolli, Fernanda L. de Almeida, Thomas Desvignes, John H. Postlethwait, Christabel Floi Bucao, Marc Robinson-Rechavi, Julien Bobe, Amaury Herpin, Yann Guiguen, Hunan Normal University (HNU), Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons (LPGP), Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL), Plateforme Bio-Informatique - Génotoul, 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)-Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), 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)-BioInfOmics, 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), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-École nationale supérieure agronomique de Toulouse (ENSAT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), 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), Institut de Génomique Fonctionnelle (IGF), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Génétique Diversité et Ecophysiologie des Céréales (GDEC), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Clermont Auvergne (UCA), Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (UMR ISEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Research Institute of Freshwater Fisheries (CRIFI-RIFF), Research Institute for Aquaculture, Neovia Asia, Kasetsart University (KU), Universidade Federal de Santa Catarina = Federal University of Santa Catarina [Florianópolis] (UFSC), Embrapa Amazônia Ocidental, Partenaires INRAE, University of Oregon [Eugene], Swiss Institute of Bioinformatics [Lausanne] (SIB), Swiss Institute of Bioinformatics [Genève] (SIB), National Institutes of Health : R01 OD011116, National Institutes of Health: R35 GM139635, ANR-13-ISV7-0005,PhyloSex,Evolution des déterminants majeurs du sexe chez les poissons.(2013), ANR-16-CE12-0035,GenoFish,Evolution des génes et des génomes après duplication compléte(2016), ANR-10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010), MING WEN, State Key Laboratory of Developmental Biology of Freshwater Fish, College of Life Science, Hunan Normal University, QIAOWEI PAN, INRAE, LPGP, ELODIE JOUANNO, INRAE, LPGP, JEROME MONTFORT, INRAE, LPGP, MARGOT ZAHM, Plate-forme bio-informatique Genotoul, Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse, INRAE, CÉDRIC CABAU, SIGENAE, GenPhySE, Université de Toulouse, INRAE, CHRISTOPHE KLOPP, SIGENAE, CAROLE IAMPIETRO, INRAE, CÉLINE ROQUES, INRAE, OLIVIER BOUCHEZ, INRAE, ADRIEN CASTINEL, INRAE, CÉCILE DONNADIEU, INRAE, HUGUES PARRINELLO, Montpellier GenomiX, CHARLES PONCET, GDEC Gentyane, INRAE, Université Clermont Auvergne, ELODIE BELMONTE, GDEC Gentyane, INRAE, Université Clermont Auvergne, VÉRONIQUE GAUTIER, GDEC Gentyane, INRAE, Université Clermont Auvergne, JEAN-CHRISTOPHE AVARRE, ISEM, CNRS, IRD, Univ Montpellier, REMI DUGUE, ISEM, CNRS, IRD, Univ Montpellier, RUDHY GUSTIANO, Research Institute of Freshwater Fisheries (CRIFI-RIFF), TRÂN THI THÚY HÀ, Research Institute for Aquaculture, MARC CAMPET, Neovia Asia, KEDNAPAT SRIPHAIROJ, Faculty of Natural Resources and Agro-Industry, JOSIANE RIBOLLI, Laboratório de Biologia e Cultivo de Peixes de Água Doce, Universidade Federal de Santa Catarina, FERNANDA LOUREIRO ALMEIDA OSULLIVAN, CPAA, THOMAS DESVIGNES, Institute of Neuroscience, University of Oregon, JOHN H. POSTLETHWAIT, Institute of Neuroscience, University of Oregon, CHRISTABEL FLOI BUCAO, Department of Ecology and Evolution, University of Lausanne, MARC ROBINSON-RECHAVI, Department of Ecology and Evolution, University of Lausanne, JULIEN BOBE, INRAE, LPGP, AMAURY HERPIN, INRAE, LPGP, and YANN GUIGUEN, INRAE, LPGP.
Subjects: Male, Male genome assembly, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [SDV.BA.MVSA]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Veterinary medicine and animal Health, Receptors, Peptide, Animals, Catfishes/genetics, Phylogeny, Receptors, Peptide/genetics, Receptors, Transforming Growth Factor beta/genetics, Y Chromosome/genetics, amhr2, evolution, male genome assembly, pangasiid catfishes, sex determination, Evolution, Pangasiid catfishes, [SDV.BDLR]Life Sciences [q-bio]/Reproductive Biology, Sex determination, [SDV.GEN.GA]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Animal genetics, Peixe-gato, Y Chromosome, Genetics, Hormônio, Receptors, Transforming Growth Factor beta, Catfishes, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Biotechnology
Abstract: The evolution of sex determination (SD) mechanisms in teleost fishes is amazingly dynamic, as reflected by the variety of different master sex-determining genes identified, even sometimes among closely related species. Pangasiids are a group of economically important catfishes in many South-Asian countries, but little is known about their sex determination system. Here, we generated novel genomic resources for 12 Pangasiid species and provided a first characterization of their SD system. Based on an Oxford Nanopore long-read chromosome-scale high quality genome assembly of the striped catfish Pangasianodon hypophthalmus, we identified a duplication of the anti-Müllerian hormone receptor type II gene (amhr2), which was further characterized as being sex-linked in males and expressed only in testicular samples. These first results point to a male-specific duplication on the Y chromosome (amhr2by) of the autosomal amhr2a. Sequence annotation revealed that the P. hypophthalmus Amhr2by is truncated in its N-terminal domain, lacking the cysteine-rich extracellular part of the receptor that is crucial for ligand binding, suggesting a potential route for its neofunctionalization. Short-read genome sequencing and reference-guided assembly of 11 additional Pangasiid species, along with sex-linkage studies, revealed that this truncated amhr2by duplication is also conserved as a male-specific gene in many Pangasiids. Reconstructions of the amhr2 phylogeny suggested that amhr2by arose from an ancient duplication / insertion event at the root of the Siluroidei radiation that is dated around 100 million years ago. Altogether these results bring multiple lines of evidence supporting that amhr2by is an ancient and conserved master sex-determining gene in Pangasiid catfishes, a finding that highlights the recurrent usage of the transforming growth factor β pathway in teleost sex determination and brings another empirical case towards the understanding of the dynamics or stability of sex determination systems.
Published: 2022

10. Key Findings of the French BioNutriNet Project on Organic Food–Based Diets: Description, Determinants, and Relationships to Health and the Environment

Author: Jean-Pierre Cravedi, Louise Seconda, Pauline Rebouillat, Pilar Galan, Julia Baudry, Christine Boizot-Santai, Serge Hercberg, Sandrine Péneau, Denis Lairon, Joséphine Brunin, Emmanuelle Kesse-Guyot, Benjamin Allès, Philippe Pointereau, Laurent Debrauwer, Bruno Taupier-Letage, Rodolphe Vidal, Véronique Ducros, Louis-Georges Soler, Mathilde Touvier, Marie-Josèphe Amiot, Brigitte Langevin, 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), 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), 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), Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME), Institut Technique de l'Agriculture Biologique (ITAB), Montpellier Interdisciplinary center on Sustainable Agri-food systems (Social and nutritional sciences) (UMR MoISA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - 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), Alimentation et sciences sociales (ALISS), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU), ToxAlim (ToxAlim), 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 (INPT - EI 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 (INPT - EI Purpan), Association Solagro (Solagro), 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), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-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), 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-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-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), Solagro, 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), 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), 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), 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: Observational data, Dietary greenhouse gas emissions, 030309 nutrition & dietetics, Health Status, [SDV]Life Sciences [q-bio], Medicine (miscellaneous), Review, Environment, Dietary pesticide exposure, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Environmental health, Monetary diet cost, medicine, Humans, Sustainability indicators, 030212 general & internal medicine, 2. Zero hunger, Consumption (economics), 0303 health sciences, Nutrition and Dietetics, Land use, Pesticide residue, medicine.disease, Obesity, Dietary scores, Diet, 3. Good health, Cumulative energy demand, Diabetes Mellitus, Type 2, 13. Climate action, Chronic diseases, Greenhouse gas, Organic farming, Food systems, Food, Organic, Business, Organic food consumption, Externality, Food Science
Abstract: International audience; Few studies have investigated the relationships between organic food consumption, dietary patterns, monetary diet cost, health, and the environment. To address these issues, a consortium of French epidemiologists, nutritionists, economists, and toxicologists launched the BioNutriNet project in 2013. In 2014, an FFQ documented the usual organic and nonorganic (conventional) food consumption of approximately 35,000 NutriNet-Santé participants. Then, individual organic and conventional food intakes were merged with price, environmental, and pesticide residue data sets, which distinguished between conventional and organic farming methods. Many studies were conducted to characterize organic consumers and their environmental impacts (i.e., greenhouse gas emissions, energy demand, and land use) and organic food consumption impacts on health. We observed that organic consumers had diets that were healthier and richer in plant-based food than nonorganic consumers. Their diets were associated with higher monetary costs, lower environmental impacts, and reduced exposure to certain pesticide residues. Regular consumption of organic food was associated with reduced risks of obesity, type 2 diabetes, postmenopausal breast cancer, and lymphoma. Although several observations have been confirmed by several studies conducted in other countries, our results should be replicated in other cultural settings and coupled with experimental studies to be able to draw causal conclusions. Finally, the main finding of the BioNutriNet project is that while organic food consumption could be associated with positive externalities on human health and the environment, organic-based diets should be accompanied by dietary shifts toward plant-based diets to allow for better planetary and human health.
Published: 2022

11. Enriched PUFA environment of Leishmania infantum promastigotes promotes the accumulation of lipid mediators and favors parasite infectivity towards J774 murine macrophages

Author: Marine, Leroux, Hana, Bouazizi-Ben Messaoud, Céline, Luquain-Costaz, Lars P, Jordheim, Pauline, Le Faouder, Marie-Paule, Gustin, Karim, Aoun, Philippe, Lawton, Samira, Azzouz-Maache, Isabelle, Delton, Laboratoire d'automatique, de génie des procédés et de génie pharmaceutique (LAGEPP), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon (UNICANCER/CRCL), Centre Léon Bérard [Lyon]-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Léon Bérard [Lyon], MetaToul Lipidomics, 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)-Institut des Maladies Métaboliques et Casdiovasculaires (UPS/Inserm U1297 - I2MC), 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), Institut des Maladies Métaboliques et Casdiovasculaires (UPS/Inserm U1297 - I2MC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Parasitologie, Institut Pasteur de Tunis, Institut Pasteur de Tunis, Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)-Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP), and University of Tunis El Manar
Subjects: reactive oxygen species, [SDV.MHEP.MI]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases, arachidonic acid, [SDV.MP.PAR]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Parasitology, lipid mediators, docosahexaenoic acid, Leishmania infantum, macrophages
Abstract: Leishmania parasites are the causative agents of visceral or cutaneous leishmaniasis in humans and of canine leishmaniosis. The macrophage is the predilected host cell of Leishmania in which the promastigote stage is transformed into amastigote. We previously showed changes in the fatty acid composition (FA) of lipids in two strains of Leishmania donovani upon differentiation of promastigote to amastigote, including increased proportions of arachidonic acid (AA) and to a less extent of docosahexaenoic acid (DHA). Here, we carried out supplementation with AA or DHA on two Leishmania infantum strains, a visceral (MON-1) and a cutaneous (MON-24), to evaluate the role of these FA in parasite/macrophage interactions. The proportions of AA or DHA in total lipids were significantly increased in promastigotes cultured in AA- or DHA-supplemented media compared to controls. The content of FA-derived oxygenated metabolites was enhanced in supplemented strains, generating especially epoxyeicosatrienoic acids (11,12- and 14,15-EET) and hydroxyeicosatetraenoic acids (5- and 8- HETE) from AA, and hydroxydocosahexaenoic acids (14- and 17-HDoHE) from DHA. For both MON-1 and MON-24, AA-supplemented promastigotes showed higher infectivity towards J774 macrophages as evidenced by higher intracellular amastigote numbers. Higher infectivity was observed after DHA supplementation for MON-24 but not MON-1 strain. ROS production by macrophages increased upon parasite infection, but only minor change was observed between control and supplemented parasites. We propose that under high AA or DHA environment that is associated with AA or DHA enrichment of promastigote lipids, FA derivatives can accumulate in the parasite, thereby modulating parasite infectivity towards host macrophages.
Published: 2023

12. Suspicions of two bridgehead invasions of Xylella fastidiosa subsp. multiplex in France

Author: Enora Dupas, Karine Durand, Adrien Rieux, Martial Briand, Olivier Pruvost, Amandine Cunty, Nicolas Denancé, Cécile Donnadieu, Bruno Legendre, Céline Lopez-Roques, Sophie Cesbron, Virginie Ravigné, Marie-Agnès Jacques, Institut de Recherche en Horticulture et Semences (IRHS), Université d'Angers (UA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers, 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), Peuplements végétaux et bioagresseurs en milieu tropical (UMR PVBMT), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Laboratoire de santé des végétaux (LSV Angers), Laboratoire de la santé des végétaux (LSV), Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES)-Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), 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)-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), Plant Health Institute of Montpellier (UMR PHIM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, 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 Montpellier (UM), the GET-PACBIO program (« Programme operationnel FEDER-FSE MIDI-PYRENEES ET GARONNE 2014-2020 ») European Union (European Regional Development Fund, ERDF contract GURDT 2016-1731-0006632), Conseil Régional de La Réunion and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (CIRAD). Agence Nationale pour la Recherche., and ANR-17-CE35-0009,MUSEOBACT,'Une nuit au musée': mieux reconstuire les emergences de bactéries pathogènes des cultures grâce à des échantillons historiques(2017)
Subjects: MESH: France, MESH: Xylella, Medicine (miscellaneous), MESH: Italy, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, MESH: Europe, General Agricultural and Biological Sciences, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology
Abstract: Of American origin, a wide diversity of Xylella fastidiosa strains belonging to different subspecies have been reported in Europe since 2013 and its discovery in Italian olive groves. Strains from the subspecies multiplex (ST6 and ST7) were first identified in France in 2015 in urban and natural areas. To trace back the most probable scenario of introduction in France, the molecular evolution rate of this subspecies was estimated at 3.2165 × 10-7 substitutions per site per year, based on heterochronous genome sequences collected worldwide. This rate allowed the dating of the divergence between French and American strains in 1987 for ST6 and in 1971 for ST7. The development of a new VNTR-13 scheme allowed tracing the spread of the bacterium in France, hypothesizing an American origin. Our results suggest that both sequence types were initially introduced and spread in Provence-Alpes-Côte d’Azur (PACA); then they were introduced in Corsica in two waves from the PACA bridgehead populations.
Published: 2023

13. Validation of carbon isotopologue distribution measurements by GC-MS and application to 13 C-metabolic flux analysis of the tricarboxylic acid cycle in Brassica napus leaves

Author: Younès Dellero, Solenne Berardocco, Cécilia Berges, Olivier Filangi, Alain Bouchereau, Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP), Université de Rennes (UR)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers, 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), Plateforme de Profilage Métabolique et de Métabolomique (P2M2), MetaboHUB-Grand-Ouest, MetaboHUB-MetaboHUB, 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), IB2021_TRICYCLE of INRAE BAP Division, 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), Projet IB2021_TRICYCLE, financé par le département BAP-INRAE, dellero, Younès, and Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation - - METABOHUB2011 - ANR-11-INBS-0010 - INBS - VALID
Subjects: carbon isotopologue distribution, pyruvate dehydrogenase complex, Plant Science, Plant, [SDV.BV.BOT]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics, TCA cycle, phosphoenolpyruvate carboxylase, [SDV.BV.BOT] Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics, trimethylsilyl derivatives (TMS)
Abstract: The estimation of metabolic fluxes in photosynthetic organisms represents an important challenge that has gained interest over the last decade with the development of 13C-Metabolic Flux Analysis at isotopically non-stationary steady-state. This approach requires a high level of accuracy for the measurement of Carbon Isotopologue Distribution in plant metabolites. But this accuracy has still not been evaluated at the isotopologue level for GC-MS, leading to uncertainties for the metabolic fluxes calculated based on these fragments. Here, we developed a workflow to validate the measurements of CIDs from plant metabolites with GC-MS by producing tailor-made E. coli standard extracts harboring a predictable binomial CID for some organic and amino acids. Overall, most of our TMS-derivatives mass fragments were validated with these standards and at natural isotope abundance in plant matrices. Then, we applied this validated MS method to investigate the light/dark regulation of plant TCA cycle by incorporating U-13C-pyruvate to Brassica napus leaf discs. We took advantage of pathway-specific isotopologues/isotopomers observed between two and six hours of labeling to show that the TCA cycle can operate in a cyclic manner under both light and dark conditions. Interestingly, this forward cyclic flux mode has a nearly four-fold higher contribution for pyruvate-to-citrate and pyruvate-to-malate fluxes than the phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPc) flux reassimilating carbon derived from some mitochondrial enzymes. The contribution of stored citrate to the mitochondrial TCA cycle activity was also questioned based on dynamics of 13C-enrichment in citrate, glutamate and succinate and variations of citrate total amounts under light and dark conditions. Interestingly, there was a light-dependent 13C-incorporation into glycine and serine showing that decarboxylations from pyruvate dehydrogenase complex and TCA cycle enzymes were actively reassimilated and could represent up to 5% to net photosynthesis.
Published: 2023

14. Urinary Metabolome Analysis Reveals Potential Microbiota Alteration and Electrophilic Burden Induced by High Red Meat Diet: Results from the French NutriNet‐Santé Cohort and an in vivo Intervention Study in Rats

Author: Loïc Mervant, Marie Tremblay‐Franco, Maïwenn Olier, Emilien Jamin, Jean‐Francois Martin, Lidwine Trouilh, Charline Buisson, Nathalie Naud, Claire Maslo, Cécile Héliès‐Toussaint, Edwin Fouché, Emmanuelle Kesse‐Guyot, Serge Hercberg, Pilar Galan, Mélanie Deschasaux‐Tanguy, Mathilde Touvier, Fabrice Pierre, Laurent Debrauwer, Francoise Guéraud, 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), ToxAlim (ToxAlim), 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), Réseau National Alimentation Cancer Recherche (réseau NACRe), Génome et Transcriptome (GeT) - Biopuces (TBI-GeT), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), 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)-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), 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), 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), In the context of NutriNet-Santé study, we especially thank Younes Esseddik andNathalie Arnault. We are also grateful to the Genotoul bioinformatics platform Toulouse Occitanieand Sigenae group for providing help and storage resources thanks to Galaxy instance (https://vmgalaxy-prod.toulouse.inra.fr). Sources of support for the work: PhD doctoral fellowship of LM wasco-funded by INRAE (Nutrition, Chemical Food Safety and Consumer Behaviour Scientific Division)and French region Occitanie. All MS experiments were performed on the instruments of theMetaToul-AXIOM platform, partner of the national infrastructure of metabolomics and fluxomics:MetaboHUB [MetaboHUB-ANR-11-INBS-0010, 2011]. This work has been funded by the 'InstitutNational du Cancer' (INCA_12705)-Project PLBIO18-130 and approved by the 'Réseau NACRe'.Graphical abstract was created with Biorender., and ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011)
Subjects: Red meat, Microbiota, [SDV]Life Sciences [q-bio], Lipid peroxidation, Metabolomics, Mercapturic acids, Food Science, Biotechnology
Abstract: International audience; Scope: High red and processed meat consumption is associated with several adverse outcomes such as colorectal cancer and overall global mortality. However, the underlying mechanisms remain debated and need to be elucidated.Methods and results: Urinary untargeted LC-MS metabolomics data from 240 subjects from the French cohort NutriNet-Santé were analysed. Individuals were matched and divided into 3 groups according to their consumption of red and processed meat: high red and processed meat consumers, non-red and processed meat consumers and an at random group. Results were supported by a preclinical experiment where rats were fed either a high red meat or a control diet. Microbiota derived metabolites, in particular indoxyl sulfate and cinnamoylglycine, were found impacted by the high red meat diet in both studies, suggesting a modification of microbiota by the high red/processed meat diet. Rat microbiota sequencing analysis strengthened this observation. Although not evidenced in the human study, rat mercapturic acid profile concomitantly revealed an increased lipid peroxidation induced by high red meat diet.Conclusion: Novel microbiota metabolites were identified as red meat consumption potential biomarkers, suggesting a deleterious effect, which could partly explain the adverse effects associated with high red and processed meat consumption.
Published: 2023

15. 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 - 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), 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

16. In vivo metabolomic study uncovers distinct metabolic phenotypes of host tissues and predicts oxidative state of acute myeloid leukemia

Author: Guillaume Cognet, Lucille Stuani, Thomas Farge, Mathilde Gotanègre, Maud Heuillet, Lara Gales, Amandine Rocher, Nina Lager-Lachaud, Claudie Bosc, Marie Sabatier, Estelle Saland, Ambrine Sahal, Laura Poillet-Perez, Francois Vergez, Véronique de Mas, Christian Récher, Jean-Charles Portais, Floriant Bellvert, Jean-Emmanuel Sarry, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT), 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), Toulouse Biotechnology Institute (TBI), and 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)
Subjects: in vivo metabolomics, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, leukemia, prediction, metabolic niche, OxPHOS state
Abstract: Background Metabolic adaptation is a hallmark of cancer including acute myeloid leukemia (AML). Tumor microenvironment is also described as an essential support of leukemic metabolism. We explored how systemic and tissue metabolism was rewired in leukemia-bearing mice and upon chemotherapy. Methods Using AML cell line- and primary patient-derived xenograft models, we developed in vivo metabolomics to uncover the metabolic pattern of 10 tissues including plasma, bone marrow, spleen, liver, adipose tissue, lung, pancreas, kidney, heart and muscle. Results In vivo targeted mass spectrometry allowed metabolic characterization of tissues from naïve and AML-xenografted immunocompromised mice. AML xenotransplantation and cytarabine treatment induced AML cell type-dependent global changes in tissue metabolomes. Infiltration of high OxPHOS MOLM14 cells that are intrinsically chemoresistant, induced minor changes in tissue metabolomes. In contrast, low OxPHOS U937 xenograft led to major reprogramming of metabolic tissue niches for survival upon chemotherapy. Interestingly, plasma metabolite signatures could predict the oxidative phenotype of leukemic cells. Conclusion Major metabolic changes in host tissues play a crucial role in tumor xenotransplantation and define their OxPHOS state in AML. Since mitochondrial phenotype is an essential determinant of drug response in AML, plasma metabolite signatures might be novel biomarkers for patient stratification.
Published: 2022

17. Mosquito sex and mycobiota contribute to fructose metabolism in the Asian tiger mosquito Aedes albopictus

Author: Morgane Guégan, Edwige Martin, Van Tran Van, Benjamin Fel, Anne-Emmanuelle Hay, Laurent Simon, Noémie Butin, Floriant Bellvert, Feth el Zahar Haichar, Claire Valiente Moro, 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), Équipe 3 - Écologie, Évolution, Écosystemes Souterrains (E3S), Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés (LEHNA), Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), 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), 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), Microbiologie, adaptation et pathogénie (MAP), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), French National Programme EC2CO-Biohefect/Ecodyn//Dril/MicrobiEen (<>) ERA-NET BiodivERsA ANR-13-EBID-0007-01Austrian Science Fund (FWF)I-1437German Research Foundation (DFG)European Commission KL 2087/6-1, ANR-18-CE32-0005,DIORE,Régulation de la dénitrification par la nature des exsudats racinaires(2018), 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), 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)-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), ROSSI, Sabine, and Régulation de la dénitrification par la nature des exsudats racinaires - - DIORE2018 - ANR-18-CE32-0005 - AAPG2018 - VALID
Subjects: Microbiology (medical), Male, Sugar assimilation, Microbiota, Stable isotope probing, Fructose, Microbiology, Gastrointestinal Microbiome, [SDV.MP]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology, Mosquito, FungiC-13 metabolomic, Aedes, Animals, Carbohydrate Metabolism, Female, [SDV.MP] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology
Abstract: Background Plant floral nectars contain natural sugars such as fructose, which are a primary energy resource for adult mosquitoes. Despite the importance of carbohydrates for mosquito metabolism, a limited knowledge is available about the pathways involved in sugar assimilation by mosquitoes and their associated microbiota. To this end, we used 13C-metabolomic and stable isotope probing approaches coupled to high-throughput sequencing to reveal fructose-related mosquito metabolic pathways and the dynamics of the active gut microbiota following fructose ingestion. Results Our results revealed significant differences in metabolic pathways between males and females, highlighting different modes of central carbon metabolism regulation. Competitive and synergistic interactions of diverse fungal taxa were identified within the active mycobiota following fructose ingestion. In addition, we identified potential cross-feeding interactions between this. Interestingly, there is a strong correlation between several active fungal taxa and the presence of fructose-derived metabolites. Conclusions Altogether, our results provide novel insights into mosquito carbohydrate metabolism and demonstrate that dietary fructose as it relates to mosquito sex is an important determinant of mosquito metabolism; our results also further highlight the key role of active mycobiota interactions in regulating the process of fructose assimilation in mosquitoes. This study opens new avenues for future research on mosquito-microbiota trophic interactions related to plant nectar-derived sugars. Graphical Abstract
Published: 2022

18. Prospective association between dietary pesticide exposure profiles and type 2 diabetes risk in the NutriNet-Santé cohort

Author: Pauline Rebouillat, Rodolphe Vidal, Jean-Pierre Cravedi, Bruno Taupier-Letage, Laurent Debrauwer, Laurence Gamet-Payrastre, Hervé Guillou, Mathilde Touvier, Léopold K. Fezeu, Serge Hercberg, Denis Lairon, Julia Baudry, Emmanuelle Kesse-Guyot, 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), 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), Institut Technique de l'Agriculture Biologique (ITAB), ToxAlim (ToxAlim), 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 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), Toxicologie Intégrative & Métabolisme (ToxAlim-TIM), 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), 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), The NutriNet-Santé study is supported by the following public institutions: French Ministry of Health (DGS), Santé Publique France, the National Institute for Health and Medical Research (INSERM), the French National Research Institute for Agriculture, Food and Environment (INRAE), 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 Systèmes Alimentaires Durables (ANR-13-ALID-0001). This study is also supported by the Medical Research Foundation (FRM n° ENV202109013962). Pauline Rebouillat is supported by a doctoral fellowship from Sorbonne ParisNord University., 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), 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-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-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), 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), 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: Organic farming, Type 2 diabetes, Epidemiology, Health, Toxicology and Mutagenesis, [SDV]Life Sciences [q-bio], Public Health, Environmental and Occupational Health, Middle Aged, Dietary exposure, Diet, [SDV] Life Sciences [q-bio], Cohort Studies, Environmental health, Diabetes Mellitus, Type 2, Risk Factors, Humans, Female, Food, Organic, Pesticides
Abstract: Background Studies focusing on dietary pesticides in population-based samples are scarce and little is known about potential mixture effects. We aimed to assess associations between dietary pesticide exposure profiles and Type 2 Diabetes (T2D) among NutriNet-Santé cohort participants. Methods Participants completed a Food Frequency Questionnaire at baseline, assessing conventional and organic food consumption. Exposures to 25 active substances used in European Union pesticides were estimated using the Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt Stuttgart residue database accounting for farming practices. T2D were identified through several sources. Exposure profiles were established using Non-Negative Matrix Factorization (NMF), adapted for sparse data. Cox models adjusted for known confounders were used to estimate hazard ratios (HR) and 95% confidence interval (95% CI), for the associations between four NMF components, divided into quintiles (Q) and T2D risk. Results The sample comprised 33,013 participants aged 53 years old on average, including 76% of women. During follow-up (median: 5.95 years), 340 incident T2D cases were diagnosed. Positive associations were detected between NMF component 1 (reflecting highest exposure to several synthetic pesticides) and T2D risk on the whole sample: HRQ5vsQ1 = 1.47, 95% CI (1.00, 2.18). NMF Component 3 (reflecting low exposure to several synthetic pesticides) was associated with a decrease in T2D risk, among those with high dietary quality only (high adherence to French dietary guidelines, including high plant foods consumption): HRQ5vsQ1 = 0.31, 95% CI (0.10, 0.94). Conclusions These findings suggest a role of dietary pesticide exposure in T2D risk, with different effects depending on which types of pesticide mixture participants are exposed to. These associations need to be confirmed in other types of studies and settings, and could have important implications for developing prevention strategies (regulation, dietary guidelines). Trial Registration This study is registered in ClinicalTrials.gov (NCT03335644).
Published: 2022

19. Development of a polymerase chain reaction (PCR)-based genetic sex identification method in the chub mackerel Scomber japonicus and blue mackerel S. australasicus

Author: Reoto Tani, Tetsuro Morita, Christophe Klopp, Yann Guiguen, Ryosuke Yazawa, Marine Milhes, Wataru Kawamura, Goro Yoshizaki, Tokyo University of Marine Science and Technology (TUMSAT), Plateforme Bio-Informatique - Génotoul, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Système d'Information des GENomes des Animaux d'Elevage (SIGENAE), 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), Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons (LPGP), Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-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), 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: Broodstock management, Pool-seq, [SDV]Life Sciences [q-bio], Molecular sexing, Mackerel, Zoology, Sexing, Broodstock, Aquatic Science, 03 medical and health sciences, Blue mackerel S. australasicus, Chub mackerel, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, 14. Life underwater, 030304 developmental biology, Scomber, 0303 health sciences, biology, [SDV.BDLR]Life Sciences [q-bio]/Reproductive Biology, 04 agricultural and veterinary sciences, Chub mackerel Scomber japonicus, biology.organism_classification, Sexual dimorphism, 040102 fisheries, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Heterogametic sex, Sex ratio
Abstract: International audience; Chub mackerel Scomber japonicus and blue mackerel S. australasicus have become important aquaculture target species in Japan. For an efficient and stable aquaculture production of mackerels, it is desirable to work with a female-biased broodstock and thus to be able to manage precisely their sex ratio. As these two mackerel species do not have any external sexual dimorphism, direct biopsy of the gonads or measurement of sex hormone plasma levels is used in research to determine their phenotypic sex. However, these methods are associated with handling stress that results in gonadal atresia. Besides, it is difficult to identify sex using these methods in immature individuals. Therefore, genetic sexing would be desirable in these species to overcome these problems. In this study, we developed molecular sex identification tools for both chub and blue mackerels using sex-specific single-nucleotide variations (SNVs) identified by pool-sequencing (pool-seq) analyses. Genomic DNA was isolated from 30 males and females, in each species, and sequenced as pooled samples. Results of these pool-seq analyses identified a clear XX/XY male heterogametic sex-determination system in blue mackerel and a ZZ/ZW female heterogametic system in chub mackerel. Using this pool-seq information, we designed primer sets for genetic sex identification in both species. Results demonstrated that these primer sets are robust and accurate in assessing the genotypic sex of both blue and chub mackerels (accuracy > 99.5% in the chub, and > 94.5% in the blue mackerel) in various geographical samples of different ages. This method can now be applied for the efficient management of sex ratios in both mackerel aquaculture populations and wild-caught animals for fisheries management.
Published: 2021

20. Wild Wheat Rhizosphere-Associated Plant Growth-Promoting Bacteria Exudates: Effect on Root Development in Modern Wheat and Composition

Author: Houssein Zhour, Fabrice Bray, Israa Dandache, Guillaume Marti, Stéphanie Flament, Amélie Perez, Maëlle Lis, Llorenç Cabrera-Bosquet, Thibaut Perez, Cécile Fizames, Ezekiel Baudoin, Ikram Madani, Loubna El Zein, Anne-Aliénor Véry, Christian Rolando, Hervé Sentenac, Ali Chokr, Jean-Benoît Peltier, Bray, Fabrice, Institut des Sciences des Plantes de Montpellier (IPSIM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, 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 Montpellier (UM), Faculty of Sciences [Lebanese University] | Faculté des Sciences [Université Libanaise], Lebanese University [Beirut] (LU), Miniaturisation pour la Synthèse, l’Analyse et la Protéomique - UAR 3290 (MSAP), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MetaToul Agromix, MetaboHUB-MetaToul, 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)-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), 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), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, 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), Laboratoire des symbioses tropicales et méditerranéennes (UMR LSTM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, 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), 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: plant–microbiome communication, Organic Chemistry, diazotroph, durum wheat, PGPR, bacterial exudate, metabolomics, proteomics, General Medicine, [SDV.BV.BOT]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics, [SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, Catalysis, Computer Science Applications, Inorganic Chemistry, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, [SDV.BV] Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Physical and Theoretical Chemistry, Molecular Biology, Spectroscopy, [SDV.EE.IEO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis
Abstract: International audience; Diazotrophic bacteria isolated from the rhizosphere of a wild wheat ancestor, grown from its refuge area in the Fertile Crescent, were found to be efficient Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR), upon interaction with an elite wheat cultivar. In nitrogen-starved plants, they increased the amount of nitrogen in the seed crop (per plant) by about twofold. A bacterial growth medium was developed to investigate the effects of bacterial exudates on root development in the elite cultivar, and to analyze the exo-metabolomes and exo-proteomes. Altered root development was observed, with distinct responses depending on the strain, for instance, with respect to root hair development. A first conclusion from these results is that the ability of wheat to establish effective beneficial interactions with PGPRs does not appear to have undergone systematic deep reprogramming during domestication. Exo-metabolome analysis revealed a complex set of secondary metabolites, including nutrient ion chelators, cyclopeptides that could act as phytohormone mimetics, and quorum sensing molecules having inter-kingdom signaling properties. The exo-proteome-comprised strain-specific enzymes, and structural proteins belonging to outer-membrane vesicles, are likely to sequester metabolites in their lumen. Thus, the methodological processes we have developed to collect and analyze bacterial exudates have revealed that PGPRs constitutively exude a highly complex set of metabolites; this is likely to allow numerous mechanisms to simultaneously contribute to plant growth promotion, and thereby to also broaden the spectra of plant genotypes (species and accessions/cultivars) with which beneficial interactions can occur.
Published: 2022

21. Comparative phylotranscriptomics reveals a 110 million years-old symbiotic program

Author: Cyril Libourel, Jean Keller, Lukas Brichet, Anne-Claire Cazalé, Sébastien Carrère, Tatiana Vernié, Jean-Malo Couzigou, Caroline Callot, Isabelle Dufau, Stéphane Cauet, William Marande, Tabatha Bulach, Amandine Suin, Catherine Masson-Boivin, Philippe Remigi, Pierre-Marc Delaux, Delphine Capela, Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales (LRSV), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), 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), 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), Centre National de Ressources Génomiques Végétales (CNRGV), 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 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)-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), French National Research Institute for Agriculture, Food and Environment (INRAE, Plant Health and Environment Division), Fédération de Recherche Agrobiosciences, Interactions et Biodiversité, project Engineering Nitrogen Symbiosis for Africa (ENSA) currently funded through a grant to the University of Cambridge by the Bill & Melinda Gates Foundation (OPP1172165) and the UK Foreign, Commonwealth and Development Office as Engineering Nitrogen Symbiosis for Africa (OPP1172165)., European Research Council (ERC) under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program (grant agreement No 101001675 - ORIGINS), ANR-10-LABX-0041,TULIP,Towards a Unified theory of biotic Interactions: the roLe of environmental(2010), ANR-18-EURE-0019,TULIP-GSR,The Toulouse-Perpignan(2018), and European Project: 609398,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2013-COFUND,AGREENSKILLSPLUS(2014)
Subjects: [SDV]Life Sciences [q-bio]
Abstract: SummarySymbiotic interactions have structured past and present ecosystems and shaped the evolution of life. As any trait, the symbiotic state observed in extant species builds on ancestral and conserved features, and lineage-specific innovations. From these mixed origins, defining the ancestral state of symbiotic associations is challenging although it is instrumental for understanding how symbiotic abilities emerge from non-symbiotic states. Here we aimed at reconstructing the intermediate steps leading to the root-nodule nitrogen-fixing symbiosis (RNS) observed in some extant flowering plants. For this, we compared the transcriptomic responses of nine host plants in response to symbiotic bacteria. We included the mimosoid legume Mimosa pudica for which we assembled a chromosome-level genome and generated the transcriptomic response to experimentally evolved bacterial symbionts. With this dataset, we reconstructed the ancestral RNS transcriptome, composed of most already described symbiotic genes together with hundreds of novel candidates. We found that the response to the chemical signals produced by the symbiont, nodule organogenesis and nitrogen-fixation are predominantly linked to ancestral responses, although these traits have diversified in the different nitrogen-fixing lineages. We detected a clear signature of recent and convergent evolution for the ability to release intracellular symbiosomes in two legume lineages, exemplified by the expression of different classes of small proteins in each group, potentially leading to the convergent gain of symbiotic evolutionary stability. Our findings demonstrate that most of the novelties for RNS were mostly in place in the most recent common ancestor of the RNS-forming species that lived on Earth 110 million years ago.Graphical abstractA little graphical/nice phylogeny with nodes of interestHighlightsWe sequenced a high-quality genome of the Mimosoideae Mimosa pudicaThe nitrogen-fixing root-nodule symbiosis relies on an ancestral transcriptomic responseAll symbiotic traits involve genes of the ancestral symbiotic programSymbiont perception, nodule organogenesis and nitrogen-fixation are essentially ancestral processesConvergent evolution of intracellular accommodation of symbionts additionally involves lineage-specific genes
Published: 2022

22. Transition to ripening in tomato requires hormone-controlled genetic reprogramming initiated in gel tissue

Author: Ximena, Chirinos, Shiyu, Ying, Maria Aurineide, Rodrigues, Elie, Maza, Anis, Djari, Guojian, Hu, Mingchun, Liu, Eduardo, Purgatto, Sylvie, Fournier, Farid, Regad, Mondher, Bouzayen, Julien, Pirrello, Génomique et Biotechnologie des Fruits, Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales (LRSV), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), 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)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Sichuan University [Chengdu] (SCU), Universidade de São Paulo = University of São Paulo (USP), 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), 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)-Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales (LRSV), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), ANR-10-LABX-0041,TULIP,Towards a Unified theory of biotic Interactions: the roLe of environmental(2010), and European Project: 679796,H2020,H2020-SFS-2015-2,TomGEM(2016)
Subjects: [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology
Abstract: International audience; Ripening is the last stage of the developmental program in fleshy fruits. During this phase, fruits become edible and acquire their unique sensory qualities and post-harvest potential. Although our knowledge of the mechanisms that regulate fruit ripening has improved considerably over the past decades, the processes that trigger the transition to ripening remain poorly deciphered. While transcriptomic profiling of tomato (Solanum lycopersicum L.) fruit ripening to date has mainly focused on the changes occurring in pericarp tissues between the Mature Green and Breaker stages, our study addresses the changes between the Early Mature Green and Late Mature Green stages in the gel and pericarp separately. The data showed that the shift from an inability to initiate ripening to the capacity to undergo full ripening requires extensive transcriptomic reprogramming that takes place first in the locular tissues before extending to the pericarp. Genome-wide transcriptomic profiling revealed the wide diversity of transcription factor (TF) families engaged in the global reprogramming of gene expression and identified those specifically regulated at the Mature Green stage in the gel but not in the pericarp, thereby providing potential targets toward deciphering the initial factors and events that trigger the transition to ripening. The study also uncovered an extensive reformed homeostasis for most plant hormones, highlighting the multihormonal control of ripening initiation. Our data unveil the antagonistic roles of ethylene and auxin during the onset of ripening and show that auxin treatment delays fruit ripening via impairing the expression of genes required for System-2 autocatalytic ethylene production that is essential for climacteric ripening. This study unveils the detailed features of the transcriptomic reprogramming associated with the transition to ripening of tomato fruit and shows that the first changes occur in the locular gel before extending to pericarp and that a reformed auxin homeostasis is essential for the ripening to proceed.
Published: 2022

23. A chromosome-level, haplotype-phased Vanilla planifolia genome highlights the challenge of partial endoreplication for accurate whole-genome assembly

Author: Piet, Quentin, Droc, Gaetan, Marande, William, Sarah, Gautier, Bocs, Stéphanie, Klopp, Christophe, Bourge, Mickael, Siljak-Yakovlev, Sonja, Bouchez, Olivier, Lopez-Roques, Céline, Lepers-Andrzejewski, Sandra, Bourgois, Laurent, Zucca, Joseph, Dron, Michel, Besse, Pascale, Grisoni, Michel, Jourda, Cyril, Charron, Carine, Peuplements végétaux et bioagresseurs en milieu tropical (UMR PVBMT), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, 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 Montpellier (UM), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), South Green Bioinformatics Platform [Montpellier], Centre National de Ressources Génomiques Végétales (CNRGV), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Plateforme Bio-Informatique - Génotoul, 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)-Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), 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)-BioInfOmics, Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT 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), Ecologie Systématique et Evolution (ESE), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), 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), Etablissement public Vanille de Tahiti, Eurovanille, V. Mane Fils, 620 route de Grasse, 06620 Le Bar sur Loup, France., Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay (IPS2 (UMR_9213 / UMR_1403)), Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), This work was supported by grants from Eurovanille and V. Mane Fils companies. The research was co-funded by the Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (CIRAD), the Université de La Réunion (UR), the Institut National de Recherche pour l’Agriculture l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), the Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and the Etablissement Vanille de Tahiti (EVT). This work was also supported by grants from the European Regional Development Fund (ERDF), the Conseil Régional de la Réunion, and the Conseil Départemental de la Réunion. This work was supported by France Génomique National infrastructure, funded as part of 'Investissement d’avenir' program managed by Agence Nationale pour la Recherche (ANR-10-INBS-0009, France Génomique) and has also benefited from Imagerie-Gif core facility, supported by l’Agence Nationale de la Recherche (ANR-11-EQPX-0029 Morphoscope 2, ANR-10-INBS-04 France BioImaging, ANR-11-IDEX-0003-02 IDEX Paris-Saclay)., ANR-10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010), ANR-11-EQPX-0029,MORPHOSCOPE 2,Imagerie et reconstruction multiéchelles de la morphogenèse. (Plateforme d'innovation technologique et méthodologique pour l'imagerie in vivo et la reconstruction des dynamiques multiéchelles de la morphogenèse)(2011), ANR-10-INBS-0004,France-BioImaging,Développment d'une infrastructure française distribuée coordonnée(2010), and ANR-11-IDEX-0003,IPS,Idex Paris-Saclay(2011)
Subjects: optical mapping, Genome Size, Haplotypes, partial endoreplication, vanilla, whole-genome sequencing, [SDV]Life Sciences [q-bio], genome hub, Endoreduplication, Chromosomes
Abstract: International audience; Vanilla planifolia, the species cultivated to produce one of the world’s most popular flavors, is highly prone to partial genome endoreplication, which leads to highly unbalanced DNA content in cells. We report here the first molecular evidence of partial endoreplication at the chromosome scale by the assembly and annotation of an accurate haplotype-phased genome of V. planifolia. Cytogenetic data demonstrated that the diploid genome size is 4.09 Gb, with 16 chromosome pairs, although aneuploid cells are frequently observed. Using PacBio HiFi and optical mapping, we assembled and phased a diploid genome of 3.4 Gb with a scaffold N50 of 1.2 Mb and 59 128 predicted protein-coding genes. The atypical k-mer frequencies and the uneven sequencing depth observed agreed with our expectation of unbalanced genome representation. Sixty-seven percent of the genes were scattered over only 30% of the genome, putatively linking gene-rich regions and the endoreplication phenomenon. By contrast, low-coverage regions (non-endoreplicated) were rich in repeated elements but also contained 33% of the annotated genes. Furthermore, this assembly showed distinct haplotype-specific sequencing depth variation patterns, suggesting complex molecular regulation of endoreplication along the chromosomes. This high-quality, anchored assembly represents 83% of the estimated V. planifolia genome. It provides a significant step toward the elucidation of this complex genome. To support post-genomics efforts, we developed the Vanilla Genome Hub, a user-friendly integrated web portal that enables centralized access to high-throughput genomic and other omics data and interoperable use of bioinformatics tools.
Published: 2022

24. Update on technological developments and opportunities with Workflow4Metabolomics

Author: Pavot, Lain, Pétéra, Mélanie, Paulhe, Nils, Guitton, Yann, Le Corguillé, Gildas, Saint-Vanne, Julien, Tremblay-Franco, Marie, Canlet, Cécile, Martin, Jean-François, Weber, Ralf, Delporte, Cédric, Souard, Florence, Dalle, Céline, Giacomoni, Franck, Plateforme Exploration du Métabolisme (PFEM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-MetaboHUB-Clermont, MetaboHUB-MetaboHUB, 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), ABiMS - Informatique et bioinformatique = Analysis and Bioinformatics for Marine Science (ABIMS), Fédération de recherche de Roscoff (FR2424), Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ToxAlim (ToxAlim), 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 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), University of Birmingham [Birmingham], Université libre de Bruxelles (ULB), Institut de Recherche Biomédicale des Armées [Brétigny-sur-Orge] (IRBA), Plateforme Exploration du Métabolisme-MetaboHUB (PFEM-MetaboHUB), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP), 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-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), 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), Institut de Recherche Biomédicale des Armées (IRBA), and Petera, Mélanie
Subjects: Métabolomique non ciblée, [CHIM.ANAL] Chemical Sciences/Analytical chemistry, Galaxy web interface, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, [CHIM.CHEM] Chemical Sciences/Cheminformatics, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], Traitement de données, [CHIM.CHEM]Chemical Sciences/Cheminformatics, [INFO.INFO-BI] Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM]
Abstract: International audience; IntroductionMetabolomics data analysis is a complex and multistep process, which is constantly evolving with the development of new analytical technologies, mathematical methods, bioinformatics tools and databases. The Workflow4Metabolomics (W4M) infrastructure[1] provides tools in a single online web interface (through Galaxy[1]). During the last two years, W4M has evolved with new upgrades for LC-MS, LC-MSMS, GC-MS and NMR pipelines, including preprocessing, quality control, statistical analysis and annotation tools. W4M also proposes new community resources promoting open science in metabolomics.Technological and methodological innovationW4M major updates include: Specific Galaxy interactive tools with NMRPro[2] for NMR spectra visualization and Xseeker for visualization and annotation of LC-MSMS data (In collaboration with CHOPIN ANR project[3]); An improved MSMS pipeline; New annotation tools suite allowing connexion with PeakForest[4], a new spectral data manager infrastructure for laboratories; New functionalities regarding mixed model computation for repeated measure designs, and improvements in annotation of complex mixture bidimensional NMR spectra. New training resources through the Galaxy Training Network (GTN) are also proposed, and Training Infrastructure as a Service (TIass) is available through the new usegalaxy.fr host.Results and impactW4M’s improvements increase raw data input management and LC/GC-MS(MS) workflow efficiency. We highlight how current advances, along with community training as through the yearly international school Workflow4Experimenters, contribute to open data analysis practices worldwide. In addition the W4M organization on Github repository aims to review code, annotate tools and propose a showcase for contributors from the metabolomics community.References[1] Giacomoni F., Le Corguillé et al (2015). Workflow4Metabolomics: A collaborative research infrastructure for computational metabolomics. Bioinformatics 2015, May 1;31(9):1493-5. doi: 10.1093/bioinformatics/btu813[2] Mohamed A, Nguyen CH, Mamitsuka H. NMRPro: an integrated web component for interactive processing and visualization of NMR spectra. Bioinformatics. 2016 Jul 1;32(13):2067-8. doi: 10.1093/bioinformatics/btw102. Epub 2016 Feb 26. PMID: 27153725.[3] https://anr.fr/ProjetIA-16-RHUS-0007[4] Paulhe, N., Canlet, C., Damont, A. et al. PeakForest: a multi-platform digital infrastructure for interoperable metabolite spectral data and metadata management. Metabolomics 18, 40 (2022). doi: 10.1007/s11306-022-01899-3[5] Afgan E. et al. The Galaxy platform for accessible, reproducible and collaborative biomedical analyses: 2016 update. Nucleic Acids Res. 2016 Jul 8;44(W1):W3-W10. doi: 10.1093/nar/gkw343
Published: 2022

25. MS2Snoop: un package R pour automatiser l'extraction et le nettoyage des spectres MS/MS en métabolomique

Author: Wagner, Kevin, Pavot, Lain, Giacomoni, Franck, Marti, Guillaume, Guitton, Yann, Debrauwer, Laurent, Jamin, Emilien L., Martin, Jean-François, 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), ToxAlim (ToxAlim), Unité de Nutrition Humaine (UNH), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Clermont Auvergne (UCA), MetaToul Agromix, 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)-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 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), Plateforme Metabolomics, Lipidomics and Steroidomics Analysis (MELISA), École nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Grand-Ouest, MetaboHUB-MetaboHUB, and ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011)
Subjects: XCMS, W4M, [SDV]Life Sciences [q-bio], MS/MS, Metabolomics, [CHIM]Chemical Sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-DATA-AN]Physics [physics]/Physics [physics]/Data Analysis, Statistics and Probability [physics.data-an]
Abstract: International audience; Introduction Omics approaches including metabolomics generate huge datasets requiring powerful processing tools. In the field of non-targeted mass spectrometry metabolomics, HRMS data mining has been the subject of much work, with the development of powerful interactive tools, including Workflow4Metabolomics (W4M). One of the main bottlenecks of current workflows lies in the complexity of the interpretation of results, in particular a lack of reliable MS/MS spectra reference databases to be used for confident identification (level 1 and 2 according to the metabolomics standard initiative). Creating reliable and well curated DB remains a laborious and challenging task, but necessary to ensure the quality of the reference spectra. In this work, we present a tool inspired by manual curation allowing the export of MS/MS data from targeted and data dependent (DDA) fragmentation methods to laboratory spectral databases, named “MS2Snoop”. Method Already integrated in W4M pipelines, MS2Snoop works with R and uses as starting point the peak list extracted from LC-MS and MS/MS analyses with XCMS 3.0 using W4M. Then, lists of precursors and fragment ions are processed with MSPurity using W4M, to assign fragmentation spectra to XCMS features, and to filter data on the purity of precursor ions. From these data, MS2Snoop has been developed to allow: • Retrieval of precursor and fragment ions data (m/z, RT, scan-by-scan intensities). • Matching of precursor ions with a list of expected compounds. • Establishing relationships between a precursor and its potential fragment ions via grouping, to obtain a raw spectrum. • Selecting a reference ion in the spectrum (precursor ion if still present, otherwise the most abundant ion). • Determining correlation between the reference ion and the other ions of the fragmentation spectrum using all scans. • Constructing a curated spectrum by eliminating ions with a correlation value lower than a threshold defined by the user. Results MS2Snoop was assessed on targeted MSMS analyses for about 30 compounds (pesticides and some of their metabolites) by performing the steps presented above. To validate these spectra, a manual curation was performed on the same data to compare the m/z and relative abundances of raw and MS2snoop treated spectra. The majority of the automatically extracted spectra using MS2Snoop showed similar results as spectra curated by an expert (fragment ions list, relative abundances), showing that MS2Snoop deconvolution process was efficient to provide automatically cleaned MS/MS spectra without interfering ions on all tested compounds. Conclusion MS2Snoop already allows extracting and cleaning MS/MS datasets using common data processing steps for metabolomics studies as a starting point, and then combined with inputs of a list of expected compounds and MS/MS raw data deconvoluted by MSPurity. Developed and validated with targeted MS/MS spectra, MS2Snoop is compatible with DDA spectra in the limit of the number of MS/MS scans acquired. This package will allow high throughput extraction of MS/MS spectra in order to feed the PeakForest project. Preliminary results obtained with MS2Snoop allowed considering it as a valuable tool for confident annotation of metabolites on chromatographic methods coupled to non-targeted mass spectrometry. A beta version is already publicly available on W4M.
Published: 2022

26. Miniaturisation of metabolomic and fluxomic workflow on spheroids cultures applied to the treatment of gastric cancer

Author: LAGER-LACHAUD, Nina, Alzeeb, George, Butin, Noémie, Lante, Thibaud, Kulyk, Hanna, Bergès, Cécilia, Corcos, Laurent, Le Jossic-Corcos, Catherine, Bellvert, Floriant, 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), Génétique, génomique fonctionnelle et biotechnologies (UMR 1078) (GGB), EFS-Université de Brest (UBO)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Brestois Santé Agro Matière (IBSAM), Université de Brest (UBO), 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), and ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011)
Subjects: [CHIM]Chemical Sciences
Abstract: International audience; Spheroid (3D) culture models are becoming essential to mimic what happens in tissues in vivo. They are more representative of the cell-cellcontact, dynamic interactions and reduce the impact of plastic compared to traditional 2D cultures. According to the models of cultures,metabolic differences were observed (in glycolytic activity, ATP production and sugar nucleotides synthesis). Expression of drug resistance genesmay be also different and spheroids are often more resistant to the drug than 2D cultures. Culture of single spheroids are used to analyse withhigh throughput a large number of conditions. The challenge of this project was to be able to perform a study of metabolism for single spheroid(metabolomics and 13C metabolomics) of gastric cancer cell line.
Published: 2022

27. Preliminary results of a MetaboHUB 2.0 inter-laboratory test on 1D 1H NMR metabolite quantification of a synthetic urine

Author: Deborde, Catherine, Giraudeau, Patrick, Cahoreau, Edern, da Costa, Gregory, Gautier, Roselyne, Jacob, Daniel, Jousse, Cyril, Lacaze, Melia, Le Mao, Inès, Martineau, Estelle, Moing, Annick, Peyriga, Lindsay, Richard, Tristan, Silvestre, Virginie, Traïkia, Mounir, Canlet, Cécile, Plateforme Bordeaux Metabolome, Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Bordeaux, MetaboHUB-MetaboHUB, Biologie du fruit et pathologie (BFP), Université de Bordeaux (UB)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Chimie Et Interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation (CEISAM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), 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), Unité de Recherche Œnologie [Villenave d'Ornon] (OENO), Université de Bordeaux (UB)-Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV)-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), Metatoul AXIOM (E20 ), 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), Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (ICCF), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA)-Institut national polytechnique Clermont Auvergne (INP Clermont Auvergne), Université Clermont Auvergne (UCA)-Université Clermont Auvergne (UCA), Plateforme Exploration du Métabolisme (PFEM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-MetaboHUB-Clermont, CAPACITÉS SAS, and Nantes Université (Nantes Univ)
Subjects: [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, [SDV]Life Sciences [q-bio]
Abstract: International audience
Published: 2022

28. Evaluation of the nemabiome approach for the study of equine strongylid communities

Author: Élise Courtot, Michel Boisseau, Sophie Dhorne-Pollet, Delphine Serreau, Amandine Gesbert, Fabrice Reigner, Marta Basiaga, Tetiana Kuzmina, Jérôme Lluch, Gwenolah Annonay, Claire Kuchly, Irina Diekmann, Jürgen Krücken, Georg von Samson-Himmelstjerna, Nuria Mach, Guillaume Sallé, Infectiologie et Santé Publique (UMR ISP), Université de Tours (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Interactions hôtes-agents pathogènes [Toulouse] (IHAP), 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-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Génétique Animale et Biologie Intégrative (GABI), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité Expérimentale de Physiologie Animale de l‘Orfrasiére (UE PAO), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), University of Agriculture in Krakow, I.I. Schmalhausen Institute of Zoology of NASU, National Academy of Sciences of Ukraine (NASU), 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-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), Freie Universität Berlin, Institute for Parasitology and Tropical Veterinary Medicine, and MACH, Nuria
Subjects: [SDV] Life Sciences [q-bio], cyathostomin mock communities, cytochrome c oxidase, infective larvae, [SDV]Life Sciences [q-bio], COI barcode, equine strongylid species, ITS-2, parasite control strategies
Abstract: Basic knowledge on the biology and epidemiology of equine strongylid species remains insufficient although it would contribute to the design of better parasite control strategies. Nemabiome is a convenient tool to quantify and to identify species in bulk samples that could overcome the hurdle that cyathostomin morphological identification represents. To date, this approach has relied on the internal transcribed spacer 2 (ITS-2) of the ribosomal RNA cistron and its predictive performance and associated biases both remain unaddressed.This study aimed to bridge this knowledge gap using cyathostomin mock communities and comparing performances of the ITS-2 and a cytochrome c oxidase subunit I (COI) barcode newly developed in this study. The effects of bioinformatic parameters were investigated to determine the best analytical pipelines. Subsequently, barcode predictive abilities were compared across various mock community compositions. The replicability of the approach and the amplification biases of each barcode were estimated. Results were also compared between various types of biological samples, i.e. eggs, infective larvae or adults.Overall, the proposed COI barcode was suboptimal relative to the ITS-2 rDNA region, because of PCR amplification biases, a reduced sensitivity and higher divergence from the expected community composition. Metabarcoding yielded consistent community composition across the three sample types, although infective larvae may remain the most tractable in the field. Additional strategies to improve the COI barcode performances are discussed. These results underscore the critical need of mock communities for metabarcoding purposes.
Published: 2022

29. SNP4OrphanSpecies: A bioinformatics pipeline to isolate molecular markers for studying genetic diversity of orphan species

Author: Penaud, Benjamin, Laurent, Benoit, Milhes, Marine, Noüs, Camille, Ehrenmann, François, Dutech, Cyril, Biodiversité, Gènes & Communautés (BioGeCo), Université de Bordeaux (UB)-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), Laboratoire Cogitamus, ANR-10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010), DESAILLY, Marion, and Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique - - France-Génomique2010 - ANR-10-INBS-0009 - INBS - VALID
Subjects: [SDE] Environmental Sciences, forest diseases and pests, Ecology, whole-genome sequencing, amplicon, [SDE]Environmental Sciences, biological invasion, single-copy genes, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics
Abstract: For several decades, an increase in disease or pest emergences due to anthropogenic introduction or environmental changes has been recorded. This increase leads to serious threats to the genetic and species diversity of numerous ecosystems. Many of these events involve species with poor or no genomic resources (called here "orphan species"). This lack of resources is a serious limitation to our understanding of the origin of emergent populations, their ability to adapt to new environments and to predict future consequences to biodiversity. Analyses of genetic diversity are an efficient method to obtain this information rapidly, but require available polymorphic genetic markers. We developed a generic bioinformatics pipeline to rapidly isolate such markers with the goal for the pipeline to be applied in studies of invasive taxa from different taxonomic groups, with a special focus on forest fungal pathogens and insect pests. This pipeline is based on: 1) an automated de novo genome assembly obtained from shotgun whole genome sequencing using paired-end Illumina technology; 2) the isolation of single-copy genes conserved in species related to the studied emergent organisms; 3) primer development for multiplexed short sequences obtained from these conserved genes. Previous studies have shown that intronic regions of these conserved genes generally contain several single nucleotide polymorphisms within species. The pipeline's functionality was evaluated with sequenced genomes of five invasive or expanding pathogen and pest species in Europe (Armillaria ostoyae (Romagn.) Herink 1973, Bursaphelenchus xylophilus Steiner & Buhrer 1934, Sphaeropsis sapinea (fr.) Dicko & B. Sutton 1980, Erysiphe alphitoides (Griffon & Maubl.) U. Braun & S. Takam. 2000, Thaumetopoea pityocampa Denis & Schiffermüller, 1775). We successfully isolated several pools of one hundred short gene regions for each assembled genome, which can be amplified in multiplex. The bioinformatics pipeline is user-friendly and requires little computational resources. This easy-to-set-up and run method for genetic marker identification will be useful for numerous laboratories studying biological invasions, but with limited resources and expertise in bioinformatics.
Published: 2022

30. metagWGS: a workflow to analyse short and long HiFi metagenomic reads Taxonomic profile HiFi vs Short reads assembly

Author: Fourquet, Joanna, Mainguy, Jean, Vienne, Maïna, Noirot, Céline, Martin, Pierre, Darbot, Vincent, Bouchez, Olivier, Castinel, Adrien, Combes, Sylvie, Iampietro, Carole, Gaspin, Christine, Milan, Denis, Donnadieu, Cécile, Pascal, Géraldine, Hoede, Claire, Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Plateforme Bio-Informatique - Génotoul, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, 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), 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)-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), Société Française de Bioinformatique, GDR Bioinformatique Moléculaire, Institut Français de Bioinformatique, Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique, FEDER funds (Programme Opérationnel FEDER-FSE_Midi-Pyrénées et Garonne 2014-2020), ATB_Biofilm funded by PNREST Anses, 2020/01/142, and Hoede, Claire
Subjects: bioInfOmics, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], [INFO.INFO-BI] Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM]
Abstract: International audience
Published: 2022

31. Gestational exposure to bisphenol A induces region-specific changes in brain metabolomic fingerprints in sheep

Author: Davy Guignard, Cécile Canlet, Marie Tremblay-Franco, Elodie Chaillou, Roselyne Gautier, Véronique Gayrard, Nicole Picard-Hagen, Henri Schroeder, Fabien Jourdan, Daniel Zalko, Catherine Viguié, Nicolas J. Cabaton, 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), Physiologie de la reproduction et des comportements [Nouzilly] (PRC), Institut Français du Cheval et de l'Equitation [Saumur] (IFCE)-Université de Tours (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Exposition, Perturbation Endocrino-métabolique et Reproduction (ToxAlim-EXPER), 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), Nutrition-Génétique et Exposition aux Risques Environnementaux (NGERE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Lorraine (UL), 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), Métabolisme et Xénobiotiques (ToxAlim-MeX), Davy Guignard received a PhD grand from the Doctoral School 'SEVAB' of the university Paul Sabatier of Toulouse, France., ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), LESUR, Hélène, and Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation - - METABOHUB2011 - ANR-11-INBS-0010 - INBS - VALID
Subjects: endocrine system, Sheep, [SDV]Life Sciences [q-bio], Neurodevelopment, Brain, Metabolomic, Endocrine Disruptors, [SDV] Life Sciences [q-bio], [SDV.TOX] Life Sciences [q-bio]/Toxicology, Mice, Bisphenol A, Phenols, Maternal Exposure, Pregnancy, Prenatal Exposure Delayed Effects, [SDV.TOX]Life Sciences [q-bio]/Toxicology, Animals, Humans, Female, Benzhydryl Compounds, Fetal exposure, General Environmental Science, Environmental contaminants
Abstract: International audience; Fetal brain development depends on maternofetal thyroid function. In rodents and sheep, perinatal BPA exposure is associated with maternal and/or fetal thyroid disruption and alterations in central nervous system development as demonstrated by metabolic modulations in the encephala of mice. We hypothesized that a gestational exposure to a low dose of BPA affects maternofetal thyroid function and fetal brain development in a region-specific manner. Pregnant ewes, a relevant model for human thyroid and brain development, were exposed to BPA (5 µg/kg bw/d, sc). The thyroid status of ewes during gestation and term fetuses at delivery was monitored. Fetal brain development was assessed by metabolic fingerprints at birth in 10 areas followed by metabolic network-based analysis. BPA treatment was associated with a significant time-dependent decrease in maternal TT4 serum concentrations. For 8 fetal brain regions, statistical models allowed discriminating BPA-treated from control lambs. Metabolic network computational analysis revealed that prenatal exposure to BPA modulated several metabolic pathways, in particular excitatory and inhibitory amino-acid, cholinergic, energy and lipid homeostasis pathways. These pathways might contribute to BPA-related neurobehavioral and cognitive disorders. Discrimination was particularly clear for the dorsal hippocampus, the cerebellar vermis, the dorsal hypothalamus, the caudate nucleus and the lateral part of the frontal cortex. Compared with previous results in rodents, the use of a larger animal model allowed to examine specific brain areas, and generate evidence of the distinct region-specific effects of fetal BPA exposure on the brain metabolome. These modifications occur concomitantly to subtle maternal thyroid function alteration. The functional link between such moderate thyroid changes and fetal brain metabolomic fingerprints remains to be determined as well as the potential implication of other modes of action triggered by BPA such as estrogenic ones. Our results pave the ways for new scientific strategies aiming at linking environmental endocrine disruption and altered neurodevelopment.
Published: 2022

32. A dual legume-rhizobium transcriptome of symbiotic nodule senescence reveals coordinated plant and bacterial responses

Author: Laurent Sauviac, Antoine Rémy, Emeline Huault, Mélanie Dalmasso, Théophile Kazmierczak, Marie‐Françoise Jardinaud, Ludovic Legrand, Corentin Moreau, Bryan Ruiz, Anne‐Claire Cazalé, Sophie Valière, Benjamin Gourion, Laurence Dupont, Véronique Gruber, Eric Boncompagni, Eliane Meilhoc, Pierre Frendo, Florian Frugier, Claude Bruand, Frugier, Florian, Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay (IPS2 (UMR_9213 / UMR_1403)), Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Universite Paris-Saclay, French National Research Agency (ANR), European Commission, Labex SPS, Labex TULIP, EUR SPS, Labex Signalife, EUR TULIP GS, IDEX UCA JEDI, 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), Institut Sophia Agrobiotech (ISA), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Côte d'Azur (UCA), 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), 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)-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: S4o, root nodule, senescence, Physiology, [SDV]Life Sciences [q-bio], NAC transcription factor, RNA sequencing, Plant Science, [SDV.BV.BOT]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics, [SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, [SDV] Life Sciences [q-bio], cytokinin, Gene Expression Regulation, Plant, RNA, Plant, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Nitrogen Fixation, Medicago truncatula, cytokinin, NAC transcription factor, nitrogen fixation, RNA sequencing, root nodule, S4o, senescence, symbiosis, Root Nodules, Plant, Symbiosis, Transcriptome, [SDV.MP.MYC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Mycology, Plant Proteins, Rhizobium
Abstract: International audience; Senescence determines plant organ lifespan depending on aging and environmental cues. During the endosymbiotic interaction with rhizobia, legume plants develop a specific organ, the root nodule, which houses nitrogen (N)-fixing bacteria. Unlike earlier processes of the legume-rhizobium interaction (nodule formation, N fixation), mechanisms controlling nodule senescence remain poorly understood. To identify nodule senescence-associated genes, we performed a dual plant-bacteria RNA sequencing approach on Medicago truncatula-Sinorhizobium meliloti nodules having initiated senescence either naturally (aging) or following an environmental trigger (nitrate treatment or salt stress). The resulting data allowed the identification of hundreds of plant and bacterial genes differentially regulated during nodule senescence, thus providing an unprecedented comprehensive resource of new candidate genes associated with this process. Remarkably, several plant and bacterial genes related to the cell cycle and stress responses were regulated in senescent nodules, including the rhizobial RpoE2-dependent general stress response. Analysis of selected core nodule senescence plant genes allowed showing that MtNAC969 and MtS40, both homologous to leaf senescence-associated genes, negatively regulate the transition between N fixation and senescence. In contrast, overexpression of a gene involved in the biosynthesis of cytokinins, well-known negative regulators of leaf senescence, may promote the transition from N fixation to senescence in nodules.
Published: 2022

33. Metabolomics and modelling approaches for systems metabolic engineering

Author: Jasmeet Kaur Khanijou, Hanna Kulyk, Cécilia Bergès, Leng Wei Khoo, Pnelope Ng, Hock Chuan Yeo, Mohamed Helmy, Floriant Bellvert, Wee Chew, Kumar Selvarajoo, Singapore Institute of Food and Biotechnology Innovation [Singapore, Singapore] (SIFBI / A*STAR ), 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), Bioinformatics Institute [Singapore], Agency for science, technology and research [Singapore] (A*STAR), Lakehead University, National University of Singapore (NUS), Nanyang Technological University [Singapour], School of Biological Sciences, Singapore Institute of Food and Biotechnology Innovation (SIFBI), A*STAR, Bioinformatics Institute (BII), A*STAR, National University of Singapore, 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), and KULYK, Hanna
Subjects: [SDV] Life Sciences [q-bio], Kinetic modelling, Quantitative metabolomics, Constraint-based modelling, [SDV]Life Sciences [q-bio], Endocrinology, Diabetes and Metabolism, Dynamic Metabolomics, Machine learning, Biomedical Engineering, Biological sciences [Science], Dynamic metabolomics, Spatial metabolomics, Quantitative Metabolomics
Abstract: Metabolic engineering involves the manipulation of microbes to produce desirable compounds through genetic engineering or synthetic biology approaches. Metabolomics involves the quantitation of intracellular and extracellular metabolites, where mass spectrometry and nuclear magnetic resonance based analytical instrumentation are often used. Here, the experimental designs, sample preparations, metabolite quenching and extraction are essential to the quantitative metabolomics workflow. The resultant metabolomics data can then be used with computational modelling approaches, such as kinetic and constraint-based modelling, to better understand underlying mechanisms and bottlenecks in the synthesis of desired compounds, thereby accelerating research through systems metabolic engineering. Constraint-based models, such as genome scale models, have been used successfully to enhance the yield of desired compounds from engineered microbes, however, unlike kinetic or dynamic models, constraint-based models do not incorporate regulatory effects. Nevertheless, the lack of time-series metabolomic data generation has hindered the usefulness of dynamic models till today. In this review, we show that improvements in automation, dynamic real-time analysis and high throughput workflows can drive the generation of more quality data for dynamic models through time-series metabolomics data generation. Spatial metabolomics also has the potential to be used as a complementary approach to conventional metabolomics, as it provides information on the localization of metabolites. However, more effort must be undertaken to identify metabolites from spatial metabolomics data derived through imaging mass spectrometry, where machine learning approaches could prove useful. On the other hand, single-cell metabolomics has also seen rapid growth, where understanding cell-cell heterogeneity can provide more insights into efficient metabolic engineering of microbes. Moving forward, with potential improvements in automation, dynamic real-time analysis, high throughput workflows, and spatial metabolomics, more data can be produced and studied using machine learning algorithms, in conjunction with dynamic models, to generate qualitative and quantitative predictions to advance metabolic engineering efforts. National Research Foundation (NRF) Published version This work was supported by the Intra-create Thematic Grant “Cities” (grant number: NRF2019-THE001-0007).
Published: 2022

34. An optimization method for untargeted MS-based isotopic tracing investigations of metabolism

Author: Noémie Butin, Cécilia Bergès, Jean-Charles Portais, Floriant Bellvert, Geroscience and rejuvenation research center (RESTORE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), 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), 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 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), Université Paul Sabatier, Toulouse, France, Astruc, Suzette, 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), 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), 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: Untargeted analysis, LC, [SDV]Life Sciences [q-bio], Endocrinology, Diabetes and Metabolism, Clinical Biochemistry, MS, Biochemistry, Mass Spectrometry, [SDV] Life Sciences [q-bio], Parameter optimization, Isotope Labeling, Isotope labelling experiments, Escherichia coli, Metabolomics, Chromatography, Liquid
Abstract: Introduction Stable isotope tracer studies are increasingly applied to explore metabolism from the detailed analysis of tracer incorporation into metabolites. Untargeted LC/MS approaches have recently emerged and provide potent methods for expanding the dimension and complexity of the metabolic networks that can be investigated. A number of software tools have been developed to process the highly complex MS data collected in such studies; however, a method to optimize the extraction of valuable isotopic data is lacking. Objectives To develop and validate a method to optimize automated data processing for untargeted MS-based isotopic tracing investigations of metabolism. Methods The method is based on the application of a suitable reference material to rationally perform parameter optimization throughout the complete data processing workflow. It was applied in the context of 13C-labelling experiments and with two different software, namely geoRge and X13CMS. It was illustrated with the study of a E. coli mutant impaired for central metabolism. Results The optimization methodology provided significant gain in the number and quality of extracted isotopic data, independently of the software considered. Pascal triangle samples are well suited for such purpose since they allow both the identification of analytical issues and optimization of data processing at the same time. Conclusion The proposed method maximizes the biological value of untargeted MS-based isotopic tracing investigations by revealing the full metabolic information that is encoded in the labelling patterns of metabolites.
Published: 2022

35. Early Introduction of Plant Polysaccharides Drives the Establishment of Rabbit Gut Bacterial Ecosystems and the Acquisition of Microbial Functions

Author: Charlotte Paës, Thierry Gidenne, Karine Bébin, Joël Duperray, Charly Gohier, Emeline Guené-Grand, Gwénaël Rebours, Céline Barilly, Béatrice Gabinaud, Laurent Cauquil, Adrien Castinel, Géraldine Pascal, Vincent Darbot, Patrick Aymard, Anne-Marie Debrusse, Martin Beaumont, Sylvie Combes, COMBES, Sylvie, 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), Groupe CCPA, Evialis, MIXscience, Wisium, Groupe Techna, 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-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)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Physiology, microbiota maturation, polysaccharides, Biochemistry, Microbiology, Genetics, intestinal development, [SDV.SA.SPA] Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Animal production studies, Molecular Biology, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, [SDV.BA.MVSA]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Veterinary medicine and animal Health, gut microbiota, starch, digestive, oral, and skin physiology, young mammal, [SDV.BA.MVSA] Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Veterinary medicine and animal Health, gut health, metabolomics, [SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, Computer Science Applications, first food, [SDV.AEN] Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition, [SDV.SA.SPA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Animal production studies, Modeling and Simulation, [SDV.MP.BAC] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, [SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition, microbiota development
Abstract: International audience; In mammals, the introduction of solid food is pivotal for the establishment of the gut microbiota. However, the effects of the first food consumed on long-term microbiota trajectory and host response are still largely unknown. This study aimed to investigate the influences of (i) the timing of first solid food ingestion and (ii) the consumption of plant polysaccharides on bacterial community dynamics and host physiology using a rabbit model. To modulate the first exposure to solid nutrients, solid food was provided to suckling rabbits from two different time points (3 or 15 days of age). In parallel, food type was modulated with the provision of diets differing in carbohydrate content throughout life: the food either was formulated with a high proportion of rapidly fermentable fibers (RFF) or was starch-enriched. We found that access to solid food as of 3 days of age accelerated the gut microbiota maturation. Our data revealed differential effects according to the digestive segment: precocious solid food ingestion influenced to a greater extent the development of bacterial communities of the appendix vermiformis, whereas life course polysaccharides ingestion had marked effects on the cecal microbiota. Greater ingestion of RFF was assumed to promote pectin degradation as revealed by metabolomics analysis. However, transcriptomic and phenotypic host responses remained moderately affected by experimental treatments, suggesting little outcomes of the observed microbiome modulations on healthy subjects. In conclusion, our work highlighted the timing of solid food introduction and plant polysaccharides ingestion as two different tools to modulate microbiota implantation and functionality. IMPORTANCE: Our study was designed to gain a better understanding of how different feeding patterns affect the dynamics of gut microbiomes and microbe–host interactions. This research showed that the timing of solid food introduction is a key component of the gut microbiota shaping in early developmental stages, though with lower impact on settled gut microbiota profiles in older individuals.
Published: 2022

36. Transcriptomic and DNA methylation response to feed intake in the duodenum in high- and low- feed efficiency pig lines

Author: Devailly, Guillaume, Fêve, Katia, Saci, Safia, Sarry, Julien, Valière, Sophie, Bouchez, Olivier, Ravon, Laure, Billon, Yvon, Beaumont, Martin, Gilbert, Hélène, 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), 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)-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), Unité Expérimentale Elevages Porcins Innovants (GenESI), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), French Minister of Higher Education, Research and Innovation (APAFIS#21107-2018120415595562 v10), and Devailly, Guillaume
Subjects: [SDV.MHEP.PHY] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Tissues and Organs [q-bio.TO], [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], [SDV.MHEP.PHY]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Tissues and Organs [q-bio.TO], [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN]
Abstract: International audience; Feed efficiency is a complex trait of interest in animal breeding to reduce environmental impact of livestock herding and the cost of animal feed. A divergent selection on feed efficiency was carried out in pigs for more than 10 generations at an INRAE experimental unit, establishing lines of relative high- and low-feed efficiency in large white pigs. The objective of this study was to identify the molecular mechanisms underlying the divergence in feed efficiency between the two pig lines in the duodenum. We focused on the duodenum because of its sensory role in the hunger satiety pathways.Duodenum mucosal samples were collected in post-weaning pigs from the two divergent lines either after a 12 h period of feed restriction, or with a 10 h period of feed restriction followed by a 2 h period of ad libitum feed access (n = 6 per group and per line). Transcritomes and methylomes were analysed by poly-A RNA sequencing (RNA-seq) and by methylated DNA precipitation followed by sequencing (MeDP-seq), respectively. Transcriptomic reads were analysed with nf-core/rnaseq and limma-voom. MeDP-seq reads were analysed with nf-core/chipseq and the BayMeth method.A total of 962 genes were differentially expressed in the duodenum mucosa between the conditions (fasted vs fed), in contrast with 318 differentially expressed genes when comparing the divergent lines. The DNA methylome of the duodenum mucosa was unaffected by short term feed intake, but was distinct between the lines. More transcripts were affected by short term feed intake in the feed-efficient line than in the other line, including genes of the incretine secretion pathways involved in the production of GIP and GLP-1.Thus the duodenum transcriptomic response to short term feed intake was distinct in feed efficient and less efficient pig lines. These differences might in part be due to differences in DNA methylation profiles.
Published: 2022

37. Comparative Transcriptomics Suggests Early Modifications by Vintec® in Grapevine Trunk of Hormonal Signaling and Secondary Metabolism Biosynthesis in Response to Phaeomoniella chlamydospora and Phaeoacremonium minimum

Author: Ana Romeo-Oliván, Justine Chervin, Coralie Breton, Thierry Lagravère, Jean Daydé, Bernard Dumas, Alban Jacques, Physiologie, Pathologie et Génétique Végétales (PPGV), Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), 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, MetaToul Agromix, MetaboHUB-MetaToul, 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-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)-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), Interactions Microbiennes dans la Rhizosphère et les Racines, Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales (LRSV), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, and Benson-Rumiz, Alicia
Subjects: Microbiology (medical), Phaeomoniella chlamydospora, Phaeoacremonium minimum, esca, Trichoderma atroviride SC1, food and beverages, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, [SDV.BV] Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, biocontrol, grapevine trunk diseases, Microbiology
Abstract: Given their well-known antifungal abilities, species of the genus Trichoderma are of significant interest in modern agriculture. Recent studies have shown that Trichoderma species can induce plant resistance against different phytopathogens. To further extend this line of investigation, we investigate herein the transcriptomic response of grapevine trunk to Vintec®, which is a Trichoderma atroviride SC1-based commercial formulation for biological control of grapevine trunk diseases and which reduces wood colonization. The aim of the study is to understand whether the biocontrol agent Vintec® modifies the trunk response to Phaeoacremonium minimum and Phaeomoniella chlamydospora, which are two esca-associated fungal pathogens. An analysis of transcriptional regulation identifies clusters of co-regulated genes whose transcriptomic reprogramming in response to infection depends on the absence or presence of Vintec®. On one hand, the results show that Vintec® differentially modulates the expression of putative genes involved in hormonal signaling, especially those involved in auxin signaling. On the other hand, most significant gene expression modifications occur among secondary-metabolism-related genes, especially regarding phenylpropanoid metabolism and stilbene biosynthesis. Taken together, these results suggest that the biocontrol agent Vintec® induces wood responses that counteract disease development.
Published: 2022

38. Avancées réalisées en métabarcoding et en métagénomique dans le cadre du projet SeqOccIn grâce au séquençage longs fragments

Author: Milan, Denis, Mainguy, Jean, Castinel, Adrien, Bouchez, Olivier, Combes, Sylvie, Hoede, Claire, Pascal, Géraldine, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), Plateforme Bio-Informatique - Génotoul, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, 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), 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), and Pascal, Géraldine
Subjects: [SDV] Life Sciences [q-bio], [SDV]Life Sciences [q-bio], [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], [INFO.INFO-BI] Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM]
Abstract: National audience
Published: 2022

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

Author: Julien Marcoux, Etienne Joly, Pascal Demange, Patrick RA Zanon, Dymytrii Listunov, Pauline Rullière, Cécile Barthes, Céline Noirot, Jean-Baptiste Izquierdo, Alexandrine Rozié, Karen Pradines, Romain Hee, Maria Vieira de Brito, Marlène Marcellin, Remy-Felix Serre, Olivier Bouchez, Odile Burlet-Schiltz, Maria Conceição Ferreira Oliveira, Stéphanie Ballereau, Vania Bernardes-Génisson, Valérie Maraval, Patrick Calsou, Stephan M Hacker, Yves Génisson, Remi Chauvin, Sébastien Britton, Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Technische Universität München = Technical University of Munich (TUM), Leiden Institute of Chemistry, Universiteit Leiden, Laboratoire de chimie de coordination (LCC), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), 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 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)-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: chiral cytototoxic lipid, General Immunology and Microbiology, General Neuroscience, short-chain dehydrogenase/reductase, chemical biology, unfolded protein response, Antineoplastic Agents, General Medicine, Endoplasmic Reticulum Stress, Lipids, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Short Chain Dehydrogenase-Reductases, prodrugs, Unfolded Protein Response, biochemistry, Humans, human, ubiquitin-proteasome system, [SDV.BBM.BC]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biochemistry [q-bio.BM]
Abstract: © 2022, Demange et al.; International audience; 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.
Published: 2022

40. 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

41. Assessment of exposure to pesticide mixtures in five European countries by a harmonized urinary suspect screening approach

Author: Ottenbros, Ilse, Lebret, Erik, Huber, Carolin, Lommen, Arjen, Antignac, Jean-Philippe, Čupr, Pavel, Šulc, Libor, Mikeš, Ondřej, Szigeti, Tamás, Középesy, Szilvia, Martinsone, Inese, Martinsone, Zanna, Akulova, Lasma, Pardo, Olga, Fernández, Sandra F, Coscollá, Clara, Pedraza-Diaz, Susana, Krauss, Martin, Debrauwer, Laurent, Wagner, Kévin, Nijssen, Rosalie, Mol, Hans, Vitale, Chiara Maria, Klanova, Jana, Molina, Borja Garlito, León, Nuria, Vermeulen, Roel, Luijten, Mirjam, Vlaanderen, Jelle, IRAS OH Epidemiology Chemical Agents, IRAS OH Epidemiology Microbial Agents, Unión Europea. Comisión Europea. H2020, Ministry of Education, Youth and Sports (República Checa), IRAS OH Epidemiology Chemical Agents, IRAS OH Epidemiology Microbial Agents, National Institute for Public Health and the Environment [Bilthoven] (RIVM), Institute for Risk Assessment Sciences [Utrecht, The Netherlands] (IRAS), Utrecht University [Utrecht], Helmholtz Zentrum für Umweltforschung = Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ), Goethe-University Frankfurt am Main, Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR), École nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS), 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), Research Centre for Toxic Compounds in the Environment [Brno] (RECETOX / MUNI), Faculty of Science [Brno] (SCI / MUNI), Masaryk University [Brno] (MUNI)-Masaryk University [Brno] (MUNI), National center for public health [Hungary], Riga Stradins University (RSU), Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunitat Valenciana [Espagne] (FISABIO), Institute of Health Carlos III, 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), ToxAlim (ToxAlim), Universitat Jaume I, Tuberculosis Reference Laboratory [RIVM], This project has received funding from the European Union's Horizon 2020 research and innovation program under grant agreement No 733032 HBM4EU, No 857560and No 857340. P.Č. O.M. & L.Š. acknowledge the RECETOX research infrastructure supported by the Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic (LM2018121) and the Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic (CZ.02.1.01/0.0/0.0/17_043/0009632)., and European Project: 733032,H2020,HBM4EU(2017)
Subjects: Adult, HBM4EU, [SDV]Life Sciences [q-bio], Public Health, Environmental and Occupational Health, Agriculture, Chlorpropham, Environmental Exposure, Suspect screening, Correlation patterns, Team Pesticides 2, Pesticide exposure, Europe, Mixtures, Co-occurrence, Humans, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, Pesticides, Biomarkers, VLAG
Abstract: Humans are exposed to a mixture of pesticides through diet as well as through the environment. We conducted a suspect-screening based study to describe the probability of (concomitant) exposure to a set of pesticide profiles in five European countries (Latvia, Hungary, Czech Republic, Spain and the Netherlands). We explored whether living in an agricultural area (compared to living in a peri-urban area), being a a child (compared to being an adult), and the season in which the urine sample was collected had an impact on the probability of detection of pesticides (-metabolites). In total 2088 urine samples were collected from 1050 participants (525 parent-child pairs) and analyzed through harmonized suspect screening by five different laboratories. Fourty pesticide biomarkers (either pesticide metabolites or the parent pesticides as such) relating to 29 pesticides were identified at high levels of confidence in samples across all study sites. Most frequently detected were biomarkers related to the parent pesticides acetamiprid and chlorpropham. Other biomarkers with high detection rates in at least four countries related to the parent pesticides boscalid, fludioxonil, pirimiphos-methyl, pyrimethanil, clothianidin, fluazifop and propamocarb. In 84% of the samples at least two different pesticides were detected. The median number of detected pesticides in the urine samples was 3, and the maximum was 13 pesticides detected in a single sample. The most frequently co-occurring substances were acetamiprid with chlorpropham (in 62 urine samples), and acetamiprid with tebuconazole (30 samples). Some variation in the probability of detection of pesticides (-metabolites) was observed with living in an agricultural area or season of urine sampling, though no consistent patterns were observed. We did observe differences in the probability of detection of a pesticide (metabolite) among children compared to adults, suggesting a different exposure and/or elimination patterns between adults and children. This survey demonstrates the feasibility of conducting a harmonized pan-European sample collection, combined with suspect screening to provide insight in the presence of exposure to pesticide mixtures in the European population, including agricultural areas. Future improvements could come from improved (harmonized) quantification of pesticide levels. This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program under grant agreement No 733032 HBM4EU, No 857560 and No 857340. P.C., O.M. & L.S. acknowledge the RECETOX research infrastructure supported by the Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic (LM2018121) and the Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic (CZ.02.1.01/0.0/0.0/17_043/0009632). This publication reflects only the author’s view and the European Commission is not responsible for any use that may be made of the information it contains. BG was supported by the Margarita Salas postdoctoral contract MGS/2021/25 (UP2021-021) financed by the European UnionNextGenerationEU. Sí
Published: 2023

42. Species interactions, stability, and resilience of the gut microbiota - Helminth assemblage in horses

Author: Michel Boisseau, Sophie Dhorne-Pollet, David Bars-Cortina, Élise Courtot, Delphine Serreau, Gwenolah Annonay, Jérôme Lluch, Amandine Gesbert, Fabrice Reigner, Guillaume Sallé, Núria Mach, MACH, Nuria, Infectiologie et Santé Publique (UMR ISP), Université de Tours (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Interactions hôtes-agents pathogènes [Toulouse] (IHAP), 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-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Génétique Animale et Biologie Intégrative (GABI), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Universitat de Lleida, 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-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), Unité Expérimentale de Physiologie Animale de l‘Orfrasiére (UE PAO), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Station d'Amélioration Génétique des Animaux (SAGA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), and Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Tours (UT)
Subjects: 16S, Multidisciplinary, anthelmintic, nematode, [SDV]Life Sciences [q-bio], cyathostomin, RNAseq, immune response, [SDV] Life Sciences [q-bio], metabarcoding, pyrantel, nemabiome, strongyle, ITS-2, IgA
Abstract: The nature and strength of interactions entertained among helminths and their host gut microbiota remain largely unexplored. Using 40 naturally infected Welsh ponies, we tracked the gut microbiota-cyathostomin temporal dynamics during parasite community removal and reassembly, and the associated host immune response. Infected ponies harboured 14 species of cyathostomins, overwhelmed by the abundance of Cylicocyclus nassatus. Parasite carriers exhibited gut environment modifications, higher Shannon entropy and orderly rearrangements of prokaryotic assemblages, with protective Clostridia species contributing to the successional nemabiome-microbiota crosstalk. Yet, the gut ecosystem was remarkably stable, and the host systemic response defined enrichment for B-cell activation and IgA production without corresponding changes in parasite burdens. Therefore, Clostridia microbial protection likely reduced fluctuating dynamics between the microbiota-parasite-host triad and favoured parasite tolerance. The system stability was disrupted by pyrantel treatment and parasite removal, with dire early consequences on the gut environment, microbiota diversity, and cytokine networks while highlighting the detrimental effect of cyathostomin burdens on Enterococcus spp. Both ecological communities were highly resilient to disturbance and recovered their pre-treatment compositions but for Cylicostephanus longibursatus in the parasite community. However, gut microbiotas failed to restore their original stability and shifted towards an interacting unstable state, with transient coexistence between Clostridia and core bacterial taxa, e.g. Fibrobacter and Prevotella, evoking their crucial role as stabilising forces for this new equilibrium. These observations highlight how anthelmintic treatment alters the gut microbiota stability and open new perspectives for adding nutritional intervention to current parasite management strategies in the field.
Published: 2023

43. Redirecting substrate regioselectivity using engineered ΔN123-GBD-CD2 branching sucrases for the production of pentasaccharide repeating units of S. flexneri 3a, 4a and 4b haptens

Author: Benkoulouche, Mounir, Ben Imeddourene, Akli, Barel, Louis-Antoine, Le Heiget, Guillaume, Pizzut, Sandra, Kulyk, Hanna, Bellvert, Floriant, Bozonnet, Sophie, Mulard, Laurence, Remaud-Siméon, Magali, Moulis, Claire, André, Isabelle, 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), Chimie des Biomolécules - Chemistry of Biomolecules, Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Cité (UPCité), Université Paris 13 (UP13), 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), TGIR- RMN-THC Fr3050 CNRS, ANR-15-CE07-0019,CarbUniVax,Synergie entre synthèse chimique et ingénierie d'enzymes pour le développement de vaccins glycoconjugués à large spectre(2015), 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 Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Paris (UP), 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-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), 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: [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [SDV.BBM.BS]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Structural Biology [q-bio.BM], Science, Carbohydrates, Glycobiology, Oligosaccharides, Protein Engineering, Article, Enzymes, Shigella flexneri, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, Bacterial Proteins, Medicine, Structural biology, Haptens, Sucrase
Abstract: International audience; The (chemo-)enzymatic synthesis of oligosaccharides has been hampered by the lack of appropriate enzymatic tools with requisite regio-and stereo-specificities. Engineering of carbohydrate-active enzymes, in particular targeting the enzyme active site, has notably led to catalysts with altered regioselectivity of the glycosylation reaction thereby enabling to extend the repertoire of enzymes for carbohydrate synthesis. Using a collection of 22 mutants of ΔN 123-GBD-CD2 branching sucrase, an enzyme from the Glycoside Hydrolase family 70, containing between one and three mutations in the active site, and a lightly protected chemically synthesized tetrasaccharide as an acceptor substrate, we showed that altered glycosylation product specificities could be achieved compared to the parental enzyme. Six mutants were selected for further characterization as they produce higher amounts of two favored pentasaccharides compared to the parental enzyme and/or new products. The produced pentasaccharides were shown to be of high interest as they are precursors of representative haptens of Shigella flexneri serotypes 3a, 4a and 4b. Furthermore, their synthesis was shown to be controlled by the mutations introduced in the active site, driving the glucosylation toward one extremity or the other of the tetrasaccharide acceptor. To identify the molecular determinants involved in the change of ΔN 123-GBD-CD2 regioselectivity, extensive molecular dynamics simulations were carried out in combination with in-depth analyses of amino acid residue networks. Our findings help to understand the interrelationships between the enzyme structure, conformational flexibility and activity. They also provide new insight to further engineer this class of enzymes for the synthesis of carbohydrate components of bacterial haptens. Carbohydrate-active enzymes catalyze a wide range of chemical reactions. They have emerged as a practical alternative to chemical catalysts, avoiding multiple steps of protection and deprotection often required in chemical synthesis to control the reactivity of the sugar hydroxyl groups and regio-and stereo-selectivity of the reaction. Some of them are rather versatile biocatalysts often displaying naturally a relaxed substrate specificity. This promiscuity can be further exacerbated by enzyme engineering to either broaden or narrow down the range of recognized substrates and/or control the reaction selectivity 1. In particular, mutagenesis targeting the enzyme
Published: 2021

44. GC/MS-based 13C metabolic flux analysis resolves the parallel and cyclic photomixotrophic metabolism of Synechocystis sp. PCC 6803 and selected deletion mutants including the Entner-Doudoroff and phosphoketolase pathways

Author: Dennis Schulze, Michael Kohlstedt, Judith Becker, Edern Cahoreau, Lindsay Peyriga, Alexander Makowka, Sarah Hildebrandt, Kirstin Gutekunst, Jean-Charles Portais, Christoph Wittmann, Universität des Saarlandes [Saarbrücken], 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), 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), Christian-Albrechts University of Kiel, German Research Foundation (DFG)INST 256/418-1, ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), SCD, INSA Toulouse, Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation - - METABOHUB2011 - ANR-11-INBS-0010 - INBS - VALID, 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), and 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)
Subjects: MESH: Aldehyde-Lyases, MESH: Amino Acids, Calvin-Benson-Bassham cycle, Bioengineering, Glycolytic shunt, Cyanobacteria, Oxidative pentose phosphate pathway, MESH: Carbon Dioxide, 13C metabolic fux analysis, Applied Microbiology and Biotechnology, photomixotrophic growth, Entner-Doudorof pathway, Entner‑Doudoroff pathway, GC–MS, [SDV.BBM.BC]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biochemistry [q-bio.BM], [SDV.BBM.BC] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biochemistry [q-bio.BM], TCA cycle, Phosphoketolase pathway, [SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, NMR, MESH: Gas Chromatography-Mass Spectrometry, Glucose, MESH: Metabolic Flux Analysis, CO2, [SDV.MP.BAC] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, C metabolic flux analysis, Calvin‑Benson‑Bassham cycle, Biotechnology
Abstract: Background Cyanobacteria receive huge interest as green catalysts. While exploiting energy from sunlight, they co-utilize sugar and CO2. This photomixotrophic mode enables fast growth and high cell densities, opening perspectives for sustainable biomanufacturing. The model cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 possesses a complex architecture of glycolytic routes for glucose breakdown that are intertwined with the CO2-fixing Calvin-Benson-Bassham (CBB) cycle. To date, the contribution of these pathways to photomixotrophic metabolism has remained unclear. Results Here, we developed a comprehensive approach for 13C metabolic flux analysis of Synechocystis sp. PCC 6803 during steady state photomixotrophic growth. Under these conditions, the Entner-Doudoroff (ED) and phosphoketolase (PK) pathways were found inactive but the microbe used the phosphoglucoisomerase (PGI) (63.1%) and the oxidative pentose phosphate pathway (OPP) shunts (9.3%) to fuel the CBB cycle. Mutants that lacked the ED pathway, the PK pathway, or phosphofructokinases were not affected in growth under metabolic steady-state. An ED pathway-deficient mutant (Δeda) exhibited an enhanced CBB cycle flux and increased glycogen formation, while the OPP shunt was almost inactive (1.3%). Under fluctuating light, ∆eda showed a growth defect, different to wild type and the other deletion strains. Conclusions The developed approach, based on parallel 13C tracer studies with GC–MS analysis of amino acids, sugars, and sugar derivatives, optionally adding NMR data from amino acids, is valuable to study fluxes in photomixotrophic microbes to detail. In photomixotrophic cells, PGI and OPP form glycolytic shunts that merge at switch points and result in synergistic fueling of the CBB cycle for maximized CO2 fixation. However, redirected fluxes in an ED shunt-deficient mutant and the impossibility to delete this shunt in a GAPDH2 knockout mutant, indicate that either minor fluxes (below the resolution limit of 13C flux analysis) might exist that could provide catalytic amounts of regulatory intermediates or alternatively, that EDA possesses additional so far unknown functions. These ideas require further experiments.
Published: 2022

45. Genome-wide identification of fitness determinants in the Xanthomonas campestris bacterial pathogen during early stages of plant infection

Author: Julien S. Luneau, Maël Baudin, Thomas Quiroz Monnens, Sébastien Carrère, Olivier Bouchez, Marie‐Françoise Jardinaud, Carine Gris, Jonas François, Jayashree Ray, Babil Torralba, Matthieu Arlat, Jennifer D. Lewis, Emmanuelle Lauber, Adam M. Deutschbauer, Laurent D. Noël, Alice Boulanger, 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), United States Department of Agriculture (USDA), University of California [Berkeley] (UC Berkeley), University of California (UC), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), 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)-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), Lawrence Berkeley National Laboratory [Berkeley] (LBNL), USDA ARS Grants : 2030-21000-046-00D, 2030-21000-05000D, NSF Directorate for Biological Sciences Grant IOS1557661, ANR-18-EURE-0019,TULIP-GSR,The Toulouse-Perpignan(2018), and European Project
Subjects: Xanthomonas, Physiology, Plant Biology & Botany, Plant Science, Brassica, xylem, Xanthomonas campestris, Bacterial Proteins, Xylem, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Genetics, 2.2 Factors relating to the physical environment, RB-TnSeq, Aetiology, Plant Diseases, Agricultural and Veterinary Sciences, Virulence, Prevention, Biological Sciences, [SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, fitness, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, Infectious Diseases, Emerging Infectious Diseases, hydathodes, Zero Hunger, Brassica oleracea, Infection
Abstract: International audience; Plant diseases are an important threat to food production. While major pathogenicity determinants required for disease have been extensively studied, less is known on how pathogens thrive during host colonization, especially at early infection stages. Here, we used randomly barcoded-transposon insertion site sequencing (RB-TnSeq) to perform a genome-wide screen and identify key bacterial fitness determinants of the vascular pathogen Xanthomonas campestris pv campestris (Xcc) during infection of the cauliflower host plant (Brassica oleracea). This high-throughput analysis was conducted in hydathodes, the natural entry site of Xcc, in xylem sap and in synthetic media. Xcc did not face a strong bottleneck during hydathode infection. In total, 181 genes important for fitness were identified in plant-associated environments with functional enrichment in genes involved in metabolism but only few genes previously known to be involved in virulence. The biological relevance of 12 genes was independently confirmed by phenotyping single mutants. Notably, we show that XC_3388, a protein with no known function (DUF1631), plays a key role in the adaptation and virulence of Xcc possibly through c-di-GMP-mediated regulation. This study revealed yet unsuspected social behaviors adopted by Xcc individuals when confined inside hydathodes at early infection stages.
Published: 2022

46. Nuclear HMGB1 protects from nonalcoholic fatty liver disease through negative regulation of liver X receptor

Author: Jean Personnaz, Enzo Piccolo, Alizée Dortignac, Jason S. Iacovoni, Jérôme Mariette, Vincent Rocher, Arnaud Polizzi, Aurélie Batut, Simon Deleruyelle, Lucas Bourdens, Océane Delos, Lucie Combes-Soia, Romain Paccoud, Elsa Moreau, Frédéric Martins, Thomas Clouaire, Fadila Benhamed, Alexandra Montagner, Walter Wahli, Robert F. Schwabe, Armelle Yart, Isabelle Castan-Laurell, Justine Bertrand-Michel, Odile Burlet-Schiltz, Catherine Postic, Pierre-Damien Denechaud, Cédric Moro, Gaelle Legube, Chih-Hao Lee, Hervé Guillou, Philippe Valet, Cédric Dray, Jean-Philippe Pradère, Institut des Maladies Métaboliques et Casdiovasculaires (UPS/Inserm U1297 - I2MC), 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), 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), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRAE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), SIAAP - Direction du Développement et de la Prospective, SIAAP, Toxicologie Intégrative & Métabolisme (ToxAlim-TIM), ToxAlim (ToxAlim), 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 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), 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), Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Unité de biologie moléculaire, cellulaire et du développement - UMR5077 (MCD), Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Center for Integrative Genomics - Institute of Bioinformatics, Génopode (CIG), Swiss Institute of Bioinformatics [Lausanne] (SIB), Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL)-Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL), Lee Kong Chian School of Medicine, Nanyang Technological University [Singapour], Columbia University [New York], 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 - 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), Harvard T.H. Chan School of Public Health, This study was supported by grants from INSERM, Paul Sabatier University, the Agence Nationale de la Recherche (ANR-17-CE14-0016, to J.-P.P.), and the Région Occitanie and Association Française d’Etude et de Recherche sur l’Obésité (to J.-P.P.). J.P. was supported by a scholarship from Paul Sabatier University. E.P. was supported by a scholarship from Agence Nationale de la Recherche (ANR-17-CE14-0016). R.P. was supported by a scholarship from Région Midi-Pyrénées-INSERM (no. 15050341). O.B.-S. and L.C.-S. and the proteomic facility were supported, in part, by the Région Occitanie, European funds (Fonds Européens de Développement Régional, FEDER), Toulouse Métropole, and the French Ministry of Research with the Investissement d’Avenir Infrastructures Nationales en Biologie et Santé program (ProFI, Proteomics French Infrastructure project, ANR-10-INBS-08), ANR-17-CE14-0016,HOLISTic,Rôle de la protéine HMGB1 au cours du stress metabolique(2017), and Lee Kong Chian School of Medicine (LKCMedicine)
Subjects: Fatty Liver, Multidisciplinary, [SDV]Life Sciences [q-bio], Medicine [Science], chemical and pharmacologic phenomena, Lipid Metabolisms
Abstract: Dysregulations of lipid metabolism in the liver may trigger steatosis progression, leading to potentially severe clinical consequences such as nonalcoholic fatty liver diseases (NAFLDs). Molecular mechanisms underlying liver lipogenesis are very complex and fine-tuned by chromatin dynamics and multiple key transcription factors. Here, we demonstrate that the nuclear factor HMGB1 acts as a strong repressor of liver lipogenesis. Mice with liver-specific Hmgb1 deficiency display exacerbated liver steatosis, while Hmgb1-overexpressing mice exhibited a protection from fatty liver progression when subjected to nutritional stress. Global transcriptome and functional analysis revealed that the deletion of Hmgb1 gene enhances LXRα and PPARγ activity. HMGB1 repression is not mediated through nucleosome landscape reorganization but rather via a preferential DNA occupation in a region carrying genes regulated by LXRα and PPARγ. Together, these findings suggest that hepatocellular HMGB1 protects from liver steatosis development. HMGB1 may constitute a new attractive option to therapeutically target the LXRα-PPARγ axis during NAFLD. Published version This study was supported by grants from INSERM, Paul Sabatier University, the Agence Nationale de la Recherche (ANR-17-CE14-0016, to J.-P.P.), and the Région Occitanie and Association Française d’Etude et de Recherche sur l’Obésité (to J.-P.P.). J.P. was supported by a scholarship from Paul Sabatier University. E.P. was supported by a scholarship from Agence Nationale de la Recherche (ANR-17-CE14-0016). R.P. was supported by a scholarship from Région Midi-Pyrénées-INSERM (no. 15050341). O.B.-S. and L.C.-S. and the proteomic facility were supported, in part, by the Région Occitanie, European funds (Fonds Européens de Développement Régional, FEDER), Toulouse Métropole, and the French Ministry of Research with the Investissement d’Avenir Infrastructures Nationales en Biologie et Santé program (ProFI, Proteomics French Infrastructure project, ANR-10-INBS-08).
Published: 2022

47. Rabbit targeted genomic sequences after heterologous hybridization using human exome

Author: Nathalie Iannuccelli, Julien Sarry, Yvon Billon, Patrick Aymard, Virginie Helies, Cédric Cabau, Cécile Donnadieu, Julie Demars, SEGUIN, Nathalie, 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), Unité Expérimentale Elevages Porcins Innovants (GenESI), 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), 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), and INRAE Animal Genetics Department
Subjects: Mammals, [SDV.BA.MVSA]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Veterinary medicine and animal Health, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [SDV.BA] Life Sciences [q-bio]/Animal biology, Genotyping Techniques, [SDV.BA]Life Sciences [q-bio]/Animal biology, Targeted DNA sequencing, Capture, [SDV.BA.MVSA] Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Veterinary medicine and animal Health, High-Throughput Nucleotide Sequencing, General Medicine, Rabbit, Heterologous hybridization, Exons, Genomics, Polymorphism, Single Nucleotide, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, [SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Animals, Humans, Exome, Rabbits, Human
Abstract: Objective Causal mutations for major genes that underlie a broad range of morphological traits are often located within exons of genes that then affect protein functions. Non-model organism genetic studies are not easy to perform due to the lack of genome-wide molecular tools such as SNP genotyping array. Genotyping-By-Sequencing (GBS) methods offer an alternative. Consequently, we used this approach that is focused on the exome to target and identify major genes in rabbit populations. Data description We used a heterologous enrichment method before sequencing, allowing us to capture the rabbit exome using the marketed human panel since mammal protein coding genes are well conserved across the phylogenic tree of species. This targeted strategy was performed on 52 French rabbits from 5 different French strains (Californian, New-Zealand, Castor, Chinchilla and Laghmere). We generated 3.4 billion sequencing reads and approximately 29–140 million of reads per DNA sample. The expected exome coverage per sample ranged between 118 and 566X. The present dataset could be useful for the scientific community working on rabbit species in order to (i) improve the annotation of the rabbit reference genome Oryctolagus cuniculus (OryCun2.0), (ii) enrich the characterization of polymorphisms segregating in rabbits and (iii) evaluate the genetic biodiversity in different rabbit strains. Raw sequences were deposited in the European Nucleotide Archive (ENA) at the European Molecular Biology Laboratory- European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI) data portal under bioproject accession number PRJEB37917.
Published: 2022

48. A selective bottleneck during host entry drives the evolution of new legume symbionts

Author: Ginaini Grazielli Doin de Moura, Saida Mouffok, Nil Gaudu, Anne-Claire Cazalé, Marine Milhes, Tabatha Bulach, Sophie Valière, David Roche, Jean-Baptiste Ferdy, Catherine Masson-Boivin, Delphine Capela, Philippe Remigi, 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 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)-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), Institut de Biologie François JACOB (JACOB), 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), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Evolution et Diversité Biologique (EDB), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), French Ministère de l’Enseignement Supérieur de la Recherche et de l’Innovation (MESRI)., ANR-16-CE20-0011,REPLAY,Rejouer l'évolution des rhizobia: vers un cadre conceptuel et pratique pour le design de nouveaux symbiotes fixateurs(2016), ANR-21-CE02-0019,SELECT,Sélection de bactéries endosymbiotiques par la plante-hôte(2021), ANR-10-LABX-0041,TULIP,Towards a Unified theory of biotic Interactions: the roLe of environmental(2010), ANR-18-EURE-0019,TULIP-GSR,The Toulouse-Perpignan(2018), and European Project: 609398,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2013-COFUND,AGREENSKILLSPLUS(2014)
Subjects: rhizobium, [SDV]Life Sciences [q-bio], Genetics, experimental evolution, adaptation, population bottleneck, Molecular Biology, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, symbiosis
Abstract: During the emergence of new host–microbe symbioses, microbial fitness results from the ability to complete the different steps of symbiotic life cycles, where each step imposes specific selective pressures. However, the relative contribution of these different selective pressures to the adaptive trajectories of microbial symbionts is still poorly known. Here, we characterized the dynamics of phenotypic adaptation to a simplified symbiotic life cycle during the experimental evolution of a plant pathogenic bacterium into a legume symbiont. We observed that fast adaptation was predominantly explained by improved competitiveness for host entry, which outweighed adaptation to within-host proliferation. Whole-population sequencing of bacteria at regular time intervals along this evolution experiment revealed the continuous accumulation of new mutations (fuelled by a transient hypermutagenesis phase occurring at each cycle before host entry, a phenomenon described in previous work) and sequential sweeps of cohorts of mutations with similar temporal trajectories. The identification of adaptive mutations within the fixed mutational cohorts showed that several adaptive mutations can co-occur in the same cohort. Moreover, all adaptive mutations improved competitiveness for host entry, while only a subset of those also improved within-host proliferation. Computer simulations predict that this effect emerges from the presence of a strong selective bottleneck at host entry occurring before within-host proliferation and just after the hypermutagenesis phase in the rhizosphere. Together, these results show how selective bottlenecks can alter the relative influence of selective pressures acting during bacterial adaptation to multistep infection processes.
Published: 2022

49. Rapid assessment of fatty acyls chains of phospholipids and plasmalogens by atmospheric pressure chemical ionization in positive mode and high-resolution mass spectrometry using in-source generated monoacylglycerol like fragments intensities

Author: Sonia Abreu, Sylvie Héron, Audrey Solgadi, Bastien Prost, Jessica Dalloux-Chioccioli, Alice Kermarrec, Anne Meynier, Justine Bertrand-Michel, Alain Tchapla, Pierre Chaminade, Lipides : systèmes analytiques et biologiques (Lip(Sys)²), Université Paris-Saclay, Institut de Chimie Physique (ICP), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ingénierie et Plateformes au Service de l'Innovation Thérapeutique (IPSIT), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), 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), Unité de recherche sur les Biopolymères, Interactions Assemblages (BIA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut des Maladies Métaboliques et Casdiovasculaires (UPS/Inserm U1297 - I2MC), 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), Groupe de chimie analytique de Paris-Sud - Laboratoire d’Étude des Techniques et Instruments d'Analyse Moléculaire (LETIAM), and Institut Universitaire de Technologie d'Orsay (IUT d'Orsay)
Subjects: Organic Chemistry, Plasmalogens, General Medicine, Biochemistry, Gas Chromatography-Mass Spectrometry, Mass Spectrometry, Analytical Chemistry, Plasmalogens Fatty acyls composition, Atmospheric Pressure, Atmospheric pressure chemical ionization, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, Monoglycerides, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, Normal phase chromatography, Phospholipids
Abstract: International audience; We recently published a new concept using monoacylglycerol-like fragments [MG+H-H2O]+ (ions B) pro-duced in-source by atmospheric pressure photoionization in positive mode and high-resolution massspectrometry for the determination of the fatty acyl (FA) composition of triacylglycerols (TGs) from plantoils. This study extends the concept to the phospholipids (PLs) category and shows that the APCI+ sourcecan also be used. Moreover, the coupling with NP-LC allows to simultaneously analyze different PLsclasses in the same sample. We compared the relative intensities of the ions B produced in-source tothe % composition of FAs determined by GC-FID. In the case of PLs from natural extracts composed ex-clusively of diacyl-PLs, the relative intensities of ions B are close to the % of the FAs obtained by GC-FID.This approach is not directly useable for extracts containing plasmalogens (P-PLs). For these PLs, acidichydrolysis by HCl fumes allows hydrolyzing selectively vinyl ether functions to form lyso-PLs. The analy-sis of hydrolyzed extracts makes it possible to obtain the composition of P-PLs FAs thanks to the lyso-PLsthus formed, while the diacyl-PLs composition remains unchanged. Unlike GC-FID FAs determination, thisapproach allows a distinction between the diacyl-PLs and P-PLs FAs composition. We also found that theion B intensities were consistent among the PL classes (PG, PE, PA, PI, CL, PS and PC) and lyso- forms(LPE and LPC). In the case of the diacyl-PLs extracts analyzed, no statistically significant differences werefound between the PLs FAs compositions calculated from ion B intensities and the corresponding GC-FIDdata. A weighting coefficient was applied to correct ion B intensities issued from polyunsaturated FAswith three or more double bonds. The fatty alkenyls composition of P-PLs could also be calculated fromthe % intensities of specific ions.
Published: 2022

50. 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

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