Lewy pathology affects the gastrointestinal tract in Parkinson's disease (PD) and data from recent genetic studies suggest a link between PD and gut inflammation. We therefore undertook the present survey to investigate whether gastrointestinal inflammation occurs in PD patients. Nineteen PD patients and 14 age-matched healthy controls were included. For each PD patients, neurological and gastrointestinal symptoms were assessed using the Unified Parkinson's Disease Rating Scale part III and the Rome III questionnaire, respectively and cumulative lifetime dose of L-dopa was calculated. Four biopsies were taken from the ascending colon during the course of a total colonoscopy in controls and PD patients. The mRNA expression levels of pro-inflammatory cytokines (tumor necrosis factor alpha, interferon gamma, interleukin-6 and interleukin-1 beta) and glial marker (Glial fibrillary acidic protein, Sox-10 and S100-beta) were analyzed using real-time PCR in two-pooled biopsies. Immunohistochemical analysis was performed on the two remaining biopsies using antibodies against phosphorylated alpha-synuclein to detect Lewy pathology. The mRNA expression levels of pro-inflammatory cytokines as well as of two glial markers (Glial fibrillary acidic protein and Sox-10) were significantly elevated in the ascending colon of PD patients with respect to controls. The levels of tumor necrosis factor alpha, interferon gamma, interleukin-6, interleukin-1 beta and Sox-10 were negatively correlated with disease duration. By contrast, no correlations were found between the levels of pro-inflammatory cytokines or glial markers and disease severity, gastrointestinal symptoms or cumulative lifetime dose of L-dopa. There was no significant difference in the expression of pro-inflammatory cytokines or glial marker between patients with and without enteric Lewy pathology. Our findings provide evidence that enteric inflammation occurs in PD and further reinforce the role of peripheral inflammation in the initiation and/or the progression of the disease.

Abstract Coupling microfludics with microscopy has emerged as a powerful approach to study at cellular resolution the dynamics in plant physiology and root-microbe interactions. Most devices have been designed to study the model plant Arabidopsis thaliana at higher throughput than conventional methods. However, there is a need for microfluidic devices which enable in vivo studies of root development and root-microbe interactions in woody plants. Here, we developed the RMI-chip, a simple microfluidic setup in which Populus tremuloides (aspen tree) seedlings can grow for over a month, allowing continuous microscopic observation of interactions between live roots and rhizobacteria. We find that the colonization of growing aspen roots by Pseudomonas fluorescens in the RMI-chip involves dynamic biofilm formation and dispersal, in keeping with previous observations in a different experimental set-up. Also, we find that whole-cell biosensors based on the rhizobacterium Bacillus subtilis can be used to monitor compositional changes in the rhizosphere but that the application of these biosensors is limited by their efficiency at colonizing aspen roots and persisting. These results indicate that functional imaging of dynamic root-bacteria interactions in the RMI-chip requires careful matching between the host plant and the bacterial root colonizer.

Each individual cell produces its own set of transcripts, which is the combined result of genetic variation, transcription regulation and post-transcriptional processing. Due to this combinatorial nature, obtaining the exhaustive set of full-length transcripts for a given species is a never-ending endeavor. Yet, each RNA deep sequencing experiment produces a variety of transcripts that depart from the reference transcriptome and should be properly identified. To address this challenge, we introduce a k-mer-based software protocol for capturing local RNA variation from a set of standard RNA-seq libraries, independently of a reference genome or transcriptome. Our software, called DE-kupl, analyzes k-mer contents and detects k-mers with differential abundance directly from the raw data files, prior to assembly or mapping. This enables to retrieve the virtually complete set of unannotated variation lying in an RNA-seq dataset. This variation is subsequently assigned to biological events such as differential lincRNAs, antisense RNAs, splice and polyadenylation variants, introns, expressed repeats, and SNV-harboring or exogenous RNA. We applied DE-kupl to public RNA-seq datasets, including an Epythelial-Mensenchymal Transition model and different human tissues. DE-kupl identified abundant novel events and showed excellent reproducibility when applied to independent deep sequencing experiments. DE-kupl is a new paradigm for analyzing differential RNA-seq data with no preconception on target events, which can also provide fresh insights into existing RNA-seq repositories.

Bacterial biofilm formation involves multigenic signaling and regulatory pathways that control the transition from motile to sessile lifestyle, production of extracellular polymeric matrix, and maturation of the biofilm complex 3D structure. Biofilms are extensively studied because of their importance in biomedical, ecological and industrial settings. Genetic approaches based on gene inactivation are powerful for mechanistic studies but often are labor intensive, limiting systematic gene surveys to the most tractable bacterial hosts. Here, we adapted the CRISPR interference (CRISPRi) system for use in P. fluorescens. We found that CRISPRi is applicable to three genetically and physiologically diverse species, SBW25, WH6 and Pf0-1 and affords extended periods of time to study complex phenotypes such as cell morphology, motility and biofilm formation. In SBW25, CRISPRi-mediated silencing of the GacA/S two-component system and genes regulated by cylic-di-GMP produced phenotypes similar to those previously described after gene inactivation in various Pseudomonas. Combined with detailed confocal microscopy of biofilms, our study also revealed novel phenotypes associated with biofilm architecture and extracellular matrix biosynthesis as well as the potent inhibition of SBW25 biofilm formation mediated by the PFLU1114 protein. Thus, CRISPRi is a reliable and scalable approach to interrogate gene networks in the diverse P. fluorescens group.