Abstract Most marine organisms have a biphasic life cycle during which a pelagic larva is transformed into a radically different juvenile. In vertebrates the role of thyroid hormones (TH) in triggering this transition is well known, but how the morphological and physiological changes are integrated in a coherent way with the ecological transition remains poorly explored. To gain insight into this question, we performed an integrative analysis of metamorphosis of a marine teleost, the clownfish Amphiprion ocellaris . We reveal how TH coordinate a change in color vision as well as a major metabolic shift in energy production, hence highlighting its central integrative role in regulating this transformation. By manipulating the activity of LXR, a major regulator of metabolism, we also reveal a tight link between metabolic changes and metamorphosis progression. Strikingly, we observed that these regulations are at play in the wild revealing how hormones coordinate energy needs with available resources during life cycle.

Abstract The deposition of amyloid β (Aβ) in blood vessels of the brain, known as cerebral amyloid angiopathy (CAA), is observed in more than 90% of Alzheimer’s disease (AD) patients. The presence of such CAA pathology is not as evident, however, in most mouse models of AD, thereby making it difficult to examine the contribution of CAA to the pathogenesis of AD. Since blood levels of soluble amyloid precursor protein (sAPP) in rodents are less than 1% of those in humans, we hypothesized that endothelial APP expression would be markedly lower in rodents, thus providing a reason for the poorly expressed CAA pathology. Here we generated mice that specifically express human APP770 in endothelial cells. These mice exhibited an age-dependent robust deposition of Aβ in brain blood vessels but not in the parenchyma. Crossing these animals with APP knock-in mice led to an expanded CAA pathology as evidenced by increased amounts of amyloid accumulated in the cortical blood vessels. These results show that both neuronal and endothelial APP contribute cooperatively to vascular Aβ deposition, and suggest that this mouse model will be useful for studying disease mechanisms underlying CAA and for developing novel AD therapeutics.

Most teleost fishes exhibit a biphasic life history with a larval oceanic phase that is transformed into morphologically and physiologically different demersal, benthic, or pelagic juveniles. This process of transformation is characterized by a myriad of hormone-induced changes, during the often abrupt transition between larval and juvenile phases called metamorphosis. Thyroid hormones (TH) are known to be instrumental in triggering and coordinating this transformation but other hormonal systems such as corticoids, might be also involved as it is the case in amphibians. In order to investigate the potential involvement of these two hormonal pathways in marine fish post-embryonic development, we used the Malabar grouper ( Epinephelus malabaricus ) as a model system. We assembled a chromosome-scale genome sequence and conducted a transcriptomic analysis of nine larval developmental stages. We studied the expression patterns of genes involved in TH and corticoid pathways, as well as four biological processes known to be regulated by TH in other teleost species: ossification, pigmentation, visual perception, and metabolism. Surprisingly, we observed an activation of many of the same pathways involved in metamorphosis also at an early stage of the larval development, suggesting an additional implication of these pathways in the formation of early larval features. Overall, our data brings new evidence to the controversial interplay between corticoids and thyroid hormones during metamorphosis as well as, surprisingly, during the early larval development. Further experiments will be needed to investigate the precise role of both pathways during these two distinct periods and whether an early activation of both corticoid and TH pathways occurs in other teleost species.

The symbiosis between giant sea anemones, photosynthetic algae of the family Symbiodiniaceae, and anemonefish is an iconic example of a mutualistic menaga 3. Patterns of associations among 28 species of anemonefish and 10 species of giant sea anemone hosts are complex: Some anemonefish species are highly specialized to inhabit only one species of sea anemone (e.g., Amphiprion frenatus with Entacmaea quadricolor), whereas others are more generalist and can live in almost any host species (e.g., Amphiprion clarkii). Reasons for host preferences and the mechanisms involved are obscured, among other things, by the lack of resolution of giant sea anemone phylogeny. Recent molecular analyses have shown that giant sea anemones hosting anemonefish belong to three distinct clades: Entacmaea, Stichodactyla, and Heteractis. Inside these clades, however, species delimitation has been impeded by morphological variability of the giant sea anemones and is poorly resolved with classical markers. Here, we employed an extensive transcriptomic dataset from 55 sea anemones collected from southern Japan to build a robust phylogeny. With this dataset, we observed that the bubble-tip sea anemone E. quadricolor, currently considered to be a single species, can in fact be separated into at least four distinct cryptic lineages (A-D). Moreover, these lineages can be precisely distinguished by their association with anemonefish: A. frenatus is only found associated with lineage D, whereas A. clarkii lives in the other three lineages.

Anemonefish association with giant sea anemone is an iconic example of mutualistic symbiosis. Living inside the sea anemone without triggering the firing of highly toxic nematocysts present at the surface of sea anemone tentacles provides a unique shelter to the fish, which in return, by its territorial aggressiveness, protects the sea anemone from predators. The mechanisms by which the fish avoids triggering nematocysts discharge remain elusive. One hypothesis proposes that absence of sialic acids might disable nematocysts discharge. Here, we verified four predictions about the role of sialic acids in anemonefish protection: (i) sialic acid levels are lower in anemonefish mucus than in non-symbiotic and sensitive damselfish mucus; (ii) this decrease is specific to mucus and not observed in other organs; (iii) during post-embryonic development the levels of sialic acids are inversely correlated with the level of protection; (iv) the levels of sialic acids are minimal in sea anemone mucus. Taken together, our results allow us to propose a general model, in which anemonefish specifically regulates the level of sialic acids in their mucus to avoid nematocysts discharge. Our analysis also highlights several genes implicated in sialic acid removal as potential targets for allowing protection. Interestingly, our results also suggest that unrelated juveniles of damselfish (Dascyllus trimaculatus) capable to live in proximity with giant sea anemone may use the same mechanisms. Altogether, our data suggest that clownfish use sialic acids as a Trojan horse system to downplay the defenses of the sea anemones and illustrate the convergent tinkering used by fish to allow a mutualistic association with their hosts.

ABSTRACT Anemonefish are an emerging group of model organisms for studying genetic, ecological, evolutionary, and developmental traits of coral reef fish. The yellowtail clownfish Amphiprion clarkii possesses species-specific characteristics such as inter-species co-habitation, high intra-species color variation, no anemone specificity, and a broad geographic distribution, that can increase our understanding of anemonefish evolutionary history, behavioral strategies, fish-anemone symbiosis, and color pattern evolution. Despite its position as an emerging model species, the genome of A. clarkii is yet to be published. Using PacBio long-read sequencing and Hi-C chromatin capture technology, we generated a high-quality chromosome-scale genome assembly initially comprised of 1,840 contigs with an N50 of 1,203,211 bp. These contigs were successfully anchored into 24 chromosomes of 843,582,782 bp and annotated with 25,050 protein-coding genes encompassing 97.0 % of conserved actinopterygian genes, making the quality and completeness of this genome the highest amongst all published anemonefish genomes to date. Transcriptomic analysis identified tissue-specific gene expression patterns, with the brain and optic lobe having the largest number of expressed genes. Further analyses revealed higher copy numbers of erbb3b (a gene involved in melanophore development) in A. clarkii compared to other anemonefish, thus suggesting a possible link between erbb3b and the natural melanism polymorphism observed in A. clarkii . The publication of this high-quality genome, along with A. clarkii ’s many unique traits, position this species as an ideal model organism for addressing scientific questions across a range of disciplines.

Chimerism analysis after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation serves to confirm engraftment, indicate relapse of hematologic malignancy, and attribute graft failure to either immune rejection or poor graft function. Short tandem repeat PCR (STR-PCR) is the prevailing method, followed by quantitative real-time PCR (qPCR), with detection limits of 1–5% and 0.1%, respectively. Chimerism assays using digital PCR or next-generation sequencing, both of which are more sensitive than STR-PCR, are increasingly used. Stable mixed chimerism is usually not associated with poor outcomes in non-malignant diseases, but recipient chimerism may foretell relapse of hematologic malignancies, so higher detection sensitivity may be beneficial in such cases. Thus, the need for and the type of intervention, e.g., immunosuppression regimen, donor lymphocyte infusion, and/or salvage second transplantation, should be guided by donor chimerism in the context of the feature and/or residual malignant cells of the disease to be treated.