Causes and Consequences of Recombination Rate Variation

<p>Recombination is the process in which genetic material is exchanged between one's homologous chromosome pairs during egg or sperm development (meiosis). Recombination is necessary for proper segregation of chromosomes during meiosis, and also plays a role in purging deleterious mutations, accelerating adaptation, and influencing the distribution of genomic features over evolutionary time. While recombination is clearly an important process, recombination rate is known to vary within and between individuals, populations, and species. Furthermore, what causes this variation remains relatively unknown. Using empirical and sequenced based estimates of recombination rate for the closely related species <italic>Drosophila pseudoobscura</italic> and <italic>Drosophila miranda</italic>, I seek to understand where recombination happens across the genome, to what extent recombination changes between species, and what genomic features are responsible for these changes. These data will deepen our understanding of mechanisms determining the recombination landscape, and shed light on generalized patterns and exceptions of recombination rate variation across the tree of life.</p>Dissertatio

Endocardial lead extraction in the Polish registry : clinical practice versus current Heart Rhythm Society consensus

Introduction: Over the last 10 years, there has been an increasing number of patients with pacemaker (PM) and cardioverter-defibrillator (ICD). This study is a retrospective analysis of indications for endocardial pacemaker and ICD lead extractions between 2003 and 2009 based on the experience of three Polish Referral Lead Extraction Centers. Material and methods: Since 2003, the authors have consecutively retrospectively collected all cases and entered the information in the database. All patients which had indication for lead extraction according to Heart Rhythm Society Guidelines were included to final analyze. Between 2003 and 2005, the data were analyzed together. Since 2006, data have been collected and analyzed annually. Results: In each year, a significant increase in lead extraction was observed. The main indications for LE were infections in 52.4% of patients. Nonfunctioning lead extraction constituted the second group of indications for LE in 29.7% of patients. During the registry period, the percentage of class I indications decreased from 80% in 2006 to only 47% in 2009. On the other hand, increasingly more leads were removed because of class 2, especially class 2b. In 2009, 40% of leads were extracted due to class 2b. Conclusions: Polish Registry of Endocardial Lead Extraction 2003-2009, shows an increasing frequency of lead extraction. The main indication for LE is infection: systemic and pocket. An increase in class 2, especially 2b, LE indication in every center during the study period was found

Stała elektrostymulacja u dorosłych pacjentów z wadami wrodzonymi serca

Wstęp: Coraz większa grupa chorych obarczonych wrodzonymi wadami serca dożywa wieku dorosłego. U pacjentów tych występują groźne dla życia zaburzenia bodźcotwórczości i przewodzenia. U części z nich konieczność implantacji stałego układu stymulującego pojawia się w dzieciństwie, u części zaś w wieku dojrzałym. Materiał i metody: Przeanalizowano dane 30 pacjentów (14 mężczyzn, 16 kobiet) w średnim wieku 29,83 roku, u których zastosowano stałą stymulację serca; 22 z nich (w wieku śr. 26,09 roku) poddano operacji w wieku 10,05 roku, czyli 15,9 roku temu. W grupie pozostałych 8, którzy nie wymagali w przeszłości zabiegu kardiochirurgicznego, średnia wieku wynosiła 40,12 roku. Celem pracy była analiza przyczyn i sposobów stałej elektrycznej stymulacji u dorosłych pacjentów z wadami wrodzonymi serca. Wyniki: Pośród badanych byli pacjenci z wieloma różnymi wadami wrodzonymi serca, a średni wiek pierwszej implantacji wynosił 21 lat. Przyczyną wszczepienia stałego układu stymulującego u większości był całkowity lub zaawansowany blok przedsionkowo-komorowy, u części zaś blok występujący bezpośrednio po zabiegu operacyjnym. Pierwotnie u 50% chorych był to układ nasierdziowy. U 14 osób implantację wykonano 2-krotnie, u 7 - 3-krotnie, u 4 - 4-krotnie. Wnioski: U pacjentów z wadami wrodzonymi serca konieczność implantacji układu stymulującego może zaistnieć w każdym wieku. Często wymagana jest wielokrotna wymiana układu stymulującego, pojawia się więc populacja ludzi uzależniona od tego systemu przez większość swojego życia. Populacja dorosłych z wadami wrodzonymi serca różni się istotnie od populacji, którą lekarze, zajmujący się stałą stymulacją elektryczną, opiekują się w swojej codziennej praktyce. Od zespołu implantującego oczekuje się doskonałej znajomości anatomii wady i sposobu przeprowadzonej w przeszłości operacji kardiochirurgicznej. (Folia Cardiol. 2004; 11: 299&#8211;307

Stała elektrostymulacja u dorosłych pacjentów z wadami wrodzonymi serca

Wstęp: Coraz większa grupa chorych obarczonych wrodzonymi wadami serca dożywa wieku dorosłego. U pacjentów tych występują groźne dla życia zaburzenia bodźcotwórczości i przewodzenia. U części z nich konieczność implantacji stałego układu stymulującego pojawia się w dzieciństwie, u części zaś w wieku dojrzałym. Materiał i metody: Przeanalizowano dane 30 pacjentów (14 mężczyzn, 16 kobiet) w średnim wieku 29,83 roku, u których zastosowano stałą stymulację serca; 22 z nich (w wieku śr. 26,09 roku) poddano operacji w wieku 10,05 roku, czyli 15,9 roku temu. W grupie pozostałych 8, którzy nie wymagali w przeszłości zabiegu kardiochirurgicznego, średnia wieku wynosiła 40,12 roku. Celem pracy była analiza przyczyn i sposobów stałej elektrycznej stymulacji u dorosłych pacjentów z wadami wrodzonymi serca. Wyniki: Pośród badanych byli pacjenci z wieloma różnymi wadami wrodzonymi serca, a średni wiek pierwszej implantacji wynosił 21 lat. Przyczyną wszczepienia stałego układu stymulującego u większości był całkowity lub zaawansowany blok przedsionkowo-komorowy, u części zaś blok występujący bezpośrednio po zabiegu operacyjnym. Pierwotnie u 50% chorych był to układ nasierdziowy. U 14 osób implantację wykonano 2-krotnie, u 7 - 3-krotnie, u 4 - 4-krotnie. Wnioski: U pacjentów z wadami wrodzonymi serca konieczność implantacji układu stymulującego może zaistnieć w każdym wieku. Często wymagana jest wielokrotna wymiana układu stymulującego, pojawia się więc populacja ludzi uzależniona od tego systemu przez większość swojego życia. Populacja dorosłych z wadami wrodzonymi serca różni się istotnie od populacji, którą lekarze, zajmujący się stałą stymulacją elektryczną, opiekują się w swojej codziennej praktyce. Od zespołu implantującego oczekuje się doskonałej znajomości anatomii wady i sposobu przeprowadzonej w przeszłości operacji kardiochirurgicznej. (Folia Cardiol. 2004; 11: 299&#8211;307

Umiejętności z zakresu kardiologii interwencyjnej ułatwiają osiągnięcie sukcesu w elektroterapii

Background: Cardiac resynchronisation therapy is a therapeutic method with documented effectiveness improving outcomes both in prolong longevity, reducing hospitalization and improving quality of life. Left ventricular lead implantation in vast majority of cases is relatively easy but in some cases of anatomic conditions, turtuosity and stenosis of epicardial veins procedure requires customized techniques and tools. Material and methods: The case report presents a patient with persistent left superior vena cava in whom cardiac resynchronization therapy pacemaker was successfully implanted. Results: Fifty nine years old male with a history of dual-chamber (DDD) pacemaker implantation in 2007 due to atrio-ventricular block III° underwent coronary artery by-pass surgery (LIMA-&gt;LAD) in 2016 with simultaneous aortic valve replacement was admitted to hospital for pacemaker exchange due to battery exhaustion. Because of decrease of left ventricular ejection fraction to 30% decision to up-grade system to resynchronization one was taken. In patient the presence of isolated persistent left superior vena cave has been confirmed by peripheral venogram. Because of expected difficulties in extraction of former right ventricular pacing lead and implantation of right ventricular defibrillation form left side access the decision to up-grade system to resynchronisation pacemaker from the left side was made. Left ventricular lead implantation was possible through application of various tools and techniques which required experience in invasive cardiology. The paper describe in details the tools and techniques used. Conclusion: Broad knowledge of techniques and tools commonly used in invasive cardiology can facilitate implantation of left ventricular lead in difficult cases.Wstęp: Stymulacja resynchronizująca jest metodą terapeutyczną o udowodnionej skuteczności klinicznej poprawiającej rokowanie zarówno w zakresie wydłużenia przeżycia jak i zmniejszenia liczby hospitalizacji oraz poprawy komfortu życia. Implantacja elektrody lewokomorowej w większości przypadków nie sprawia istotnych trudności jednak, u niektórych pacjentów ze względu na warianty anatomiczne, krętość oraz zwężenia żył nasierdziowych zabieg wymaga zastosowania niestandardowych technik i narzędzi. Materiał i metody: Przedstawiono opis przypadku chorego z izolowaną przetrwałą żyłą główną lewą, u którego skutecznie wszczepiono układ kardiowertera-defibrylatora z funkcją stymulacji resynchronizującej. Wyniki: Mężczyna 59-letni po implantacji stymulatora dwujamowego (DDD) w 2007 roku z powodu bloku przedsionkowo-komorowego III⁰, który w 2016 przebył zabieg wszczepienia pomostu aortalno-wieńcowego (LIMA- > LAD) oraz jednoczasowo wszczepienia protezy zastawki aortalnej, został skierowany do wymiany stymulatora z powodu wyczerpania baterii. Ze względu na spadek frakcji wyrzutowej lewej komory do 30% podjęto decyzję o rozbudowie układu do resynchronizującego. U chorego potwierdzono istnienie izolowanej przetrwałej żyły głównej górnej lewej. Ze względu na możliwe trudności z usunięciem elektrody stymulującej prawokomorowej oraz wszczepieniem prawokomorowej elektrody defibrylującej z dostępu po stronie lewej, podjęto decyzję o rozbudowie układu do stymulatora resynchronizującego (CRTP). Implantacja elektrody lewokomorowej była możliwa dzięki zastosowaniu różnych narzędzi i technik wymagających doświadczenia w zakresie kardiologii inwazyjnej. W pracy szczegółowo przedstawiono technikę zabiegu. Wnioski: Znajomość technik i narzędzi stosowanych w kardiologii inwazyjnej umożliwia implantację elektrody lewokomorowej w trudnych przypadkach klinicznych

Recombination Drives Vertebrate Genome Contraction

Selective and/or neutral processes may govern variation in DNA content and, ultimately, genome size. The observation in several organisms of a negative correlation between recombination rate and intron size could be compatible with a neutral model in which recombination is mutagenic for length changes. We used whole-genome data on small insertions and deletions within transposable elements from chicken and zebra finch to demonstrate clear links between recombination rate and a number of attributes of reduced DNA content. Recombination rate was negatively correlated with the length of introns, transposable elements, and intergenic spacer and with the rate of short insertions. Importantly, it was positively correlated with gene density, the rate of short deletions, the deletion bias, and the net change in sequence length. All these observations point at a pattern of more condensed genome structure in regions of high recombination. Based on the observed rates of small insertions and deletions and assuming that these rates are representative for the whole genome, we estimate that the genome of the most recent common ancestor of birds and lizards has lost nearly 20% of its DNA content up until the present. Expansion of transposable elements can counteract the effect of deletions in an equilibrium mutation model; however, since the activity of transposable elements has been low in the avian lineage, the deletion bias is likely to have had a significant effect on genome size evolution in dinosaurs and birds, contributing to the maintenance of a small genome. We also demonstrate that most of the observed correlations between recombination rate and genome contraction parameters are seen in the human genome, including for segregating indel polymorphisms. Our data are compatible with a neutral model in which recombination drives vertebrate genome size evolution and gives no direct support for a role of natural selection in this process

Population genomics of speciation and admixture

The application of population genomics to the understanding of speciation has led to the emerging field of speciation genomics. This has brought new insight into how divergence builds up within the genome during speciation and is also revealing the extent to which species can continue to exchange genetic material despite reproductive barriers. It is also providing powerful new approaches for linking genotype to phenotype in admixed populations. In this chapter, we give an overview of some of the methods that have been used and some of the novel insights gained. We also outline some of the pitfalls of the most commonly used methods and possible problems with interpretation of the results

The effects of recombination, mutation and selection on the evolution of the Rp1resistance genes in grasses

Plant immune genes, or resistance genes, are involved in a co-evolutionary arms race with a diverse range of pathogens. In agronomically important grasses, such R genes have been extensively studied because of their role in pathogen resistance and in the breeding of resistant cultivars. In this study, we evaluate the importance of recombination, mutation and selection on the evolution of the R gene complex Rp1 of Sorghum, Triticum, Brachypodium, Oryza and Zea. Analyses show that recombination is widespread, and we detected 73 independent instances of sequence exchange, involving on average 1567 of 4692 nucleotides analysed (33.4%). We were able to date 24 interspecific recombination events and found that four occurred postspeciation, which suggests that genetic introgression took place between different grass species. Other interspecific events seemed to have been maintained over long evolutionary time, suggesting the presence of balancing selection. Significant positive selection (i.e. a relative excess of nonsynonymous substitutions (dN/dS>1)) was detected in 17–95 codons (0.42–2.02%). Recombination was significantly associated with areas with high levels of polymorphism but not with an elevated dN/dS ratio. Finally, phylogenetic analyses show that recombination results in a general overestimation of the divergence time (mean = 14.3%) and an alteration of the gene tree topology if the tree is not calibrated. Given that the statistical power to detect recombination is determined by the level of polymorphism of the amplicon as well as the number of sequences analysed, it is likely that many studies have underestimated the importance of recombination relative to the mutation rate