Disjunct populations of European vascular plant species keep the same climatic niches

Aim Previous research on how climatic niches vary across species ranges has focused on a limited number of species, mostly invasive, and has not, to date, been very conclusive. Here we assess the degree of niche conservatism between distant populations of native alpine plant species that have been separated for thousands of years. Location European Alps and Fennoscandia. Methods Of the studied pool of 888 terrestrial vascular plant species occurring in both the Alps and Fennoscandia, we used two complementary approaches to test and quantify climatic-niche shifts for 31 species having strictly disjunct populations and 358 species having either a contiguous or a patchy distribution with distant populations. First, we used species distribution modelling to test for a region effect on each species' climatic niche. Second, we quantified niche overlap and shifts in niche width (i.e. ecological amplitude) and position (i.e. ecological optimum) within a bi-dimensional climatic space. Results Only one species (3%) of the 31 species with strictly disjunct populations and 58 species (16%) of the 358 species with distant populations showed a region effect on their climatic niche. Niche overlap was higher for species with strictly disjunct populations than for species with distant populations and highest for arctic-alpine species. Climatic niches were, on average, wider and located towards warmer and wetter conditions in the Alps. Main conclusion Climatic niches seem to be generally conserved between populations that are separated between the Alps and Fennoscandia and have probably been so for 10,000-15,000 years. Therefore, the basic assumption of species distribution models that a species' climatic niche is constant in space and time - at least on time scales 104 years or less - seems to be largely valid for arctic-alpine plants.

Postmating-prezygotic isolation between two allopatric populations of Drosophila montana: fertilisation success differs under sperm competition

Postmating but prezygotic (PMPZ) interactions are increasingly recognized as a potentially important early-stage barrier in the evolution of reproductive isolation. A recent study described a potential example between populations of the same species: single matings between Drosophila montana populations resulted in differential fertilisation success because of the inability of sperm from one population (Vancouver) to penetrate the eggs of the other population (Colorado). As the natural mating system of D. montana is polyandrous (females remate rapidly), we set up double matings of all possible crosses between the same populations to test whether competitive effects between ejaculates influence this PMPZ isolation. We measured premating isolation in no-choice tests, female fecundity, fertility and egg-to-adult viability after single and double matings as well as second-male paternity success (P-2). Surprisingly, we found no PMPZ reproductive isolation between the two populations under a competitive setting, indicating no difficulty of sperm from Vancouver males to fertilize Colorado eggs after double matings. While there were subtle differences in how P-2 changed over time, suggesting that Vancouver males' sperm are somewhat less competitive in a first-male role within Colorado females, these effects did not translate into differences in overall P-2. Fertilisation success can thus differ dramatically between competitive and noncompetitive conditions, perhaps because the males that mate second produce higher quality ejaculates in response to sperm competition. We suggest that unlike in more divergent species comparisons, where sperm competition typically increases reproductive isolation, ejaculate tailoring can reduce the potential for PMPZ isolation when recently diverged populations interbreed.

Optimisation d'une approche pour l'analyse de l'expression de gènes au niveau unicellulaire chez des sous-populations spécialisées de lymphocytes T CD4+ humaines

Chez les patients cancéreux, les cellules malignes sont souvent reconnues et détruites par les cellules T cytotoxiques du patient. C'est pourquoi, depuis plusieurs années, des recherches visent à produire des vaccins sensibilisant les cellules de l'immunité adaptative, afin de prévenir certains cancers. Bien que les vaccins ciblant les cellules T CD8+ (cytotoxiques) ont une efficacité in-vitro élevée, un vaccin pouvant cibler les cellules T CD8+ et CD4+ aurait une plus grande efficacité (1-3). En effet, les cellules T helper (CD4+) favorisent la production et la maintenance des cellules T CD8+ mémoires à longue durée de vie. Il existe un grand nombre de sous-types de cellules T CD4+ et leur action envers les cellules cancéreuses est différente. Par exemple, les lymphocytes Treg ont une activité pro-tumorale importante (4) et les lymphocytes Th1 ont une activité anti-tumorale (5). Cependant, le taux naturel des différents sous-types de cellules T CD4+ spécifiques aux antigènes tumoraux est variable. De plus, une certaine flexibilité des différents sous-types de cellules T CD4+ a été récemment démontrée (6). Celle-ci pourrait être ciblée par des protocoles de vaccination avec des antigènes tumoraux administrés conjointement à des adjuvants définis. Pour cela, il faut approfondir les connaissances sur le rôle des cellules T CD4+ spécifiques aux antigènes dans l'immunité anti-tumorale et connaître précisément la proportion des sous-types de cellules T CD4+ activées avant et après la vaccination. L'analyse des cellules T, par la cytométrie de flux, est très souvent limité par le besoin d'un nombre très élevé de cellules pour l'analyse de l'expression protéique. Or dans l'analyse des cellules T CD4+ spécifiques aux antigènes tumoraux cette technique n'est souvent pas applicable, car ces cellules sont présentes en très faible quantité dans le sang et dans les tissus tumoraux. C'est pourquoi, une approche basée sur l'analyse de la cellule T individuelle a été mise en place afin d'étudier l'expression du profil génétique des cellules T CD8+ et CD4+. (7,8) Méthode : Ce nouveau protocole (« single cell ») a été élaboré à partir d'une modification du protocole PCR-RT, qui permet la détection spécifique de l'ADN complémentaire (ADNc) après la transcription globale de l'ARN messager (ARNm) exprimé par une cellule T individuelle. Dans ce travail, nous optimisons cette nouvelle technique d'analyse pour les cellules T CD4+, en sélectionnant les meilleures amorces. Tout d'abord, des clones à profils fonctionnels connus sont générés par cytométrie de flux à partir de cellules T CD4+ d'un donneur sain. Pour cette étape d'optimisation des amorces, la spécificité des cellules T CD4+ n'est pas prise en considération. Il est, donc, possible d'étudier et de trier ces clones par cytométrie de flux. Ensuite, grâce au protocole « single cell », nous testons par PCR les amorces des différents facteurs spécifiques de chaque sous-type des T CD4+ sur des aliquotes issus d'une cellule provenant des clones générés. Nous sélectionnons les amorces dont la sensibilité, la spécificité ainsi que les valeurs prédictives positives et négatives des tests sont les meilleures. (9) Conclusion : Durant ce travail nous avons généré de l'ADNc de cellules T individuelles et sélectionné douze paires d'amorces pour l'identification des sous-types de cellules T CD4+ par la technique d'analyse PCR « single cell ». Les facteurs spécifiques aux cellules Th2 : IL-4, IL-5, IL-13, CRTh2, GATA3 ; les facteurs spécifiques aux cellules Th1 : TNFα, IL-2 ; les facteurs spécifiques aux cellules Treg : FOXP3, IL-2RA ; les facteurs spécifiques aux cellules Th17 : RORC, CCR6 et un facteur spécifique aux cellules naïves : CCR7. Ces amorces peuvent être utilisées dans le futur en combinaison avec des cellules antigènes-spécifiques triées par marquage des multimères pMHCII. Cette méthode permettra de comprendre le rôle ainsi que l'amplitude et la diversité fonctionnelle de la réponse de la cellule T CD4+ antigène-spécifique dans les cancers et dans d'autres maladies. Cela afin d'affiner les recherches en immunothérapie oncologique. (8)

Fibroblast growth factor-23 (FGF-23) levels differ across populations by degree of industrialization.

CONTEXT: Compensatory increases in FGF23 with increasing phosphate intake may adversely impact health. However, population and clinical studies examining the link between phosphate intake and FGF23 levels have focused mainly on populations living in highly industrialized societies in which phosphate exposure may be homogenous. OBJECTIVE: Contrast dietary phosphate intake, urinary measures of phosphate excretion and FGF23 levels across populations that differ by level of industrialization. DESIGN: Cross-sectional analysis of three populations Setting: Maywood, IL, U.S., Mah|fe Island, Seychelles, and Kumasi, Ghana Participants: Adults with African ancestry aged 25-45 years Main Outcome: Fibroblast growth factor 23 (FGF23) levels Results: The mean age was 35.1 (6.3) years and 47.9% were male. Mean phosphate intake and fractional excretion of phosphate were significantly higher in the U.S. vs. Ghana while no significant difference in phosphate intake or fractional excretion of phosphate was noted between U.S. and Seychelles for men or women. Overall, median FGF23 values were 57.41 RU/ml (IQR 43.42, 75.09) in U.S., 42.49 RU/ml (IQR 33.06, 55.39) in Seychelles and 33.32 RU/ml (IQR 24.83, 47.36) in Ghana. In the pooled sample, FGF23 levels were significantly and positively correlated with dietary phosphate intake (r=0.11; P < 0.001), and the fractional excretion of phosphate (r=0.13; P < 0.001) but not with plasma phosphate levels (-0.001; P = 0.8). Dietary phosphate intake was significantly and positively associated with the fractional excretion of phosphate (r=0.23; P < 0.001). CONCLUSION: The distribution of FGF23 levels in a given population may be influenced by the level of industrialization, likely due to differences in access to foods preserved with phosphate additives.