Novel acid phosphatase in Candida glabrata suggests selective pressure and niche specialization in the phosphate signal transduction pathway.

Evolution through natural selection suggests unnecessary genes are lost. We observed that the yeast Candida glabrata lost the gene encoding a phosphate-repressible acid phosphatase (PHO5) present in many yeasts including Saccharomyces cerevisiae. However, C. glabrata still had phosphate starvation-inducible phosphatase activity. Screening a C. glabrata genomic library, we identified CgPMU2, a member of a three-gene family that contains a phosphomutase-like domain. This small-scale gene duplication event could allow for sub- or neofunctionalization. On the basis of phylogenetic and biochemical characterizations, CgPMU2 has neofunctionalized to become a broad range, phosphate starvation-regulated acid phosphatase, which functionally replaces PHO5 in this pathogenic yeast. We determined that CgPmu2, unlike ScPho5, is not able to hydrolyze phytic acid (inositol hexakisphosphate). Phytic acid is present in fruits and seeds where S. cerevisiae grows, but is not abundant in mammalian tissues where C. glabrata grows. We demonstrated that C. glabrata is limited from an environment where phytic acid is the only source of phosphate. Our work suggests that during evolutionary time, the selection for the ancestral PHO5 was lost and that C. glabrata neofunctionalized a weak phosphatase to replace PHO5. Convergent evolution of a phosphate starvation-inducible acid phosphatase in C. glabrata relative to most yeast species provides an example of how small changes in signal transduction pathways can mediate genetic isolation and uncovers a potential speciation gene.

Pulse wave amplitude drops during sleep are reliable surrogate markers of changes in cortical activity

Rapport de synthèseLe syndrome d'apnées obstructives du sommeil (SAOS) est une pathologie respiratoire fréquente. Sa prévalence est estimée entre 2 et 5% de la population adulte générale. Ses conséquences sont importantes. Notamment, une somnolence diurne, des troubles de la concentration, des troubles de la mémoire et une augmentation du risque d'accident de la route et du travail. Il représente également un facteur de risque cardiovasculaire indépendant.Ce syndrome est caractérisé par la survenue durant le sommeil d'obstructions répétées des voies aériennes supérieures. L'arrêt ou la diminution d'apport en oxygène vers les poumons entraîne des épisodes de diminution de la saturation en oxygène de l'hémoglobine. Les efforts ventilatoires visant à lever l'obstacle présent sur les voies aériennes causent de fréquents réveils à l'origine d'une fragmentation du sommeil.La polysomnographie (PSG) représente le moyen diagnostic de choix. Il consiste en l'enregistrement dans un laboratoire du sommeil et en présence d'un technicien diplômé, du tracé électroencéphalographique (EEG), de l'électrooculogramme (EOG), de l'électromyogramme mentonnier (EMG), du flux respiratoire nasal, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de l'électrocardiogramme (ECG), des mouvements thoraciques et abdominaux, de la position du corps et des mouvements des jambes. L'examen est filmé par caméra infrarouge et les sons sont enregistrés.Cet examen permet entre autres mesures, de déterminer les événements respiratoires obstructifs nécessaires au diagnostic de syndrome d'apnée du sommeil. On définit une apnée lors d'arrêt complet du débit aérien durant au moins 10 secondes et une hypopnée en cas, soit de diminution franche de l'amplitude du flux respiratoire supérieure à 50% durant au moins 10 secondes, soit de diminution significative (20%) de l'amplitude du flux respiratoire pendant au minimum 10 secondes associée à un micro-éveil ou à une désaturation d'au moins 3% par rapport à la ligne de base. La détection des micro-éveils se fait en utilisant les dérivations électroencéphalographiques, électromyographiques et électrooculographiques. Il existe des critères visuels de reconnaissance de ces éveils transitoire: apparition de rythme alpha (8.1 à 12.0 Hz) ou beta (16 à 30 Hz) d'une durée supérieure à 3 secondes [20-21].Le diagnostic de S AOS est retenu si l'on retrouve plus de 5 événements respiratoires obstructifs par heure de sommeil associés soit à une somnolence diurne évaluée selon le score d'Epworth ou à au moins 2 symptômes parmi les suivants: sommeil non réparateur, étouffements nocturne, éveils multiples, fatigue, troubles de la concentration. Le S AOS est gradué en fonction du nombre d'événements obstructifs par heure de sommeil en léger (5 à 15), modéré (15 à 30) et sévère (>30).La polysomnographie (PSG) comporte plusieurs inconvénients pratiques. En effet, elle doit être réalisée dans un laboratoire du sommeil avec la présence permanente d'un technicien, limitant ainsi son accessibilité et entraînant des délais diagnostiques et thérapeutiques. Pour ces mêmes raisons, il s'agit d'un examen onéreux.La polygraphie respiratoire (PG) représente l'alternative diagnostique au gold standard qu'est l'examen polysomnographique. Cet examen consiste en l'enregistrement en ambulatoire, à savoir au domicile du patient, du flux nasalrespiratoire, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de la position du corps et du ronflement (par mesure de pression).En raison de sa sensibilité et sa spécificité moindre, la PG reste recommandée uniquement en cas de forte probabilité de SAOS. Il existe deux raisons principales à l'origine de la moindre sensibilité de l'examen polygraphique. D'une part, du fait que l'état de veille ou de sommeil n'est pas déterminé avec précision, il y a dilution des événements respiratoires sur l'ensemble de l'enregistrement et non sur la période de sommeil uniquement. D'autre part, en l'absence de tracé EEG, la quantification des micro-éveils est impossible. Il n'est donc pas possible dans l'examen poly graphique, de reconnaître une hypopnée en cas de diminution de flux respiratoire de 20 à 50% non associée à un épisode de désaturation de l'hémoglobine de 3% au moins. Alors que dans l'examen polysomnographique, une telle diminution du flux respiratoire pourrait être associée à un micro-éveil et ainsi comptabilisée en tant qu'hypopnée.De ce constat est né la volonté de trouver un équivalent de micro-éveil en polygraphie, en utilisant les signaux à disposition, afin d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique.Or plusieurs études ont démontrés que les micro-éveils sont associés à des réactions du système nerveux autonome. Lors des micro-éveils, on met en évidence la survenue d'une vasoconstriction périphérique. La variation du tonus sympathique associée aux micro-éveils peut être mesurée par différentes méthodes. Les variations de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie représentant un marqueur fiable de la vasoconstriction périphérique associée aux micro-réveils, il paraît donc opportun d'utiliser ce marqueur autonomique disponible sur le tracé des polygraphies ambulatoires afin de renforcer la sensibilité de cet examen.Le but de l'étude est d'évaluer la sensibilité des variations de l'amplitude de l'onde de pouls pour détecter des micro-réveils corticaux afin de trouver un moyen d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique et de renforcer ainsi sont pouvoir diagnostic.L'objectif est de démontrer qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde pouls est concomitante à une activation corticale correspondant à un micro¬réveil. Cette constatation pourrait permettre de déterminer une hypopnée, en polygraphie, par une diminution de 20 à 50% du flux respiratoire sans désaturation de 3% mais associée à une baisse significative de l'amplitude de pouls en postulant que l'événement respiratoire a entraîné un micro-réveil. On retrouve par cette méthode les mêmes critères de scoring d'événements respiratoires en polygraphie et en polysomnographie, et l'on renforce la sensibilité de la polygraphie par rapport au gold standard polysomnographique.La méthode consiste à montrer en polysomnographie qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie est associée à une activation du signal électroencéphalographique, en réalisant une analyse spectrale du tracé EEG lors des baisses d'amplitude du signal d'onde de pouls.Pour ce faire nous avons réalisé une étude rétrospective sur plus de 1000 diminutions de l'amplitude de l'onde de pouls sur les tracés de 10 sujets choisis de manière aléatoire parmi les patients référés dans notre centre du sommeil (CIRS) pour suspicion de trouble respiratoire du sommeil avec somnolence ou symptomatologie diurne.Les enregistrements nocturnes ont été effectués de manière standard dans des chambres individuelles en utilisant le système d'acquisition Embla avec l'ensemble des capteurs habituels. Les données ont été par la suite visuellement analysées et mesurées en utilisant le software Somnologica version 5.1, qui fournit un signal de l'amplitude de l'onde de pouls (puise wave amplitude - PWA).Dans un premier temps, un technicien du sommeil a réalisé une analyse visuelle du tracé EEG, en l'absence des données du signal d'amplitude d'onde de pouls. Il a déterminé les phases d'éveil et de sommeil, les stades du sommeil et les micro¬éveils selon les critères standards. Les micro-éveils sont définis lors d'un changement abrupt dans la fréquence de l'EEG avec un pattern d'ondes thêta-alpha et/ou une fréquence supérieure à 16 Hz (en l'absence de fuseau) d'une durée d'au minimum trois secondes. Si cette durée excède quinze secondes, l'événement correspond à un réveil.Puis, deux investigateurs ont analysé le signal d'amplitude d'onde de pouls, en masquant les données du tracé EEG qui inclut les micro-éveils. L'amplitude d'onde de pouls est calculée comme la différence de valeur entre le zénith et le nadir de l'onde pour chaque cycle cardiaque. Pour chaque baisse de l'amplitude d'onde de pouls, la plus grande et la plus petite amplitude sont déterminées et le pourcentage de baisse est calculé comme le rapport entre ces deux amplitudes. On retient de manière arbitraire une baisse d'au moins 20% comme étant significative. Cette limite a été choisie pour des raisons pratiques et cliniques, dès lors qu'elle représentait, à notre sens, la baisse minimale identifiable à l'inspection visuelle. Chaque baisse de PWA retenue est divisée en 5 périodes contiguës de cinq secondes chacune. Deux avant, une pendant et deux après la baisse de PWA.Pour chaque période de cinq secondes, on a pratiqué une analyse spectrale du tracé EEG correspondant. Le canal EEG C4-A1 est analysé en utilisant la transformée rapide de Fourier (FFT) pour chaque baisse de PWA et pour chaque période de cinq secondes avec une résolution de 0.2 Hz. La distribution spectrale est catégorisée dans chaque bande de fréquence: delta (0.5 à 4.0 Hz); thêta (4.1 à 8.0Hz); alpha (8.1 à 12.0 Hz); sigma (12.1 à 16 Hz) et beta (16.1 à 30.0 Hz). La densité de puissance (power density, en μΥ2 ) pour chaque bande de fréquence a été calculée et normalisée en tant que pourcentage de la puissance totale. On a déterminé, ensuite, la différence de densité de puissance entre les 5 périodes par ANOVA on the rank. Un test post hoc Tukey est été utilisé pour déterminer si les différences de densité de puissance étaient significatives. Les calculs ont été effectués à l'aide du software Sigmastat version 3.0 (Systat Software San Jose, California, USA).Le principal résultat obtenu dans cette étude est d'avoir montré une augmentation significative de la densité de puissance de l'EEG pour toutes les bandes de fréquence durant la baisse de l'amplitude de l'onde de pouls par rapport à la période avant et après la baisse. Cette augmentation est par ailleurs retrouvée dans la plupart des bande de fréquence en l'absence de micro-réveil visuellement identifié.Ce résultat témoigné donc d'une activation corticale significative associée à la diminution de l'onde de pouls. Ce résulat pourrait permettre d'utiliser les variations de l'onde de pouls dans les tracés de polygraphie comme marqueur d'une activation corticale. Cependant on peut dire que ce marqueur est plus sensible que l'analyse visuelle du tracé EEG par un technicien puisque qu'on notait une augmentation de lactivité corticale y compris en l'absence de micro-réveil visuellement identifié. L'application pratique de ces résultats nécessite donc une étude prospective complémentaire.

Optimal dividend strategies for a compound Poisson risk process under transaction costs and power utility

We characterize the value function of maximizing the total discounted utility of dividend payments for a compound Poisson insurance risk model when strictly positive transaction costs are included, leading to an impulse control problem. We illustrate that well known simple strategies can be optimal in the case of exponential claim amounts. Finally we develop a numerical procedure to deal with general claim amount distributions.

Plastic modifications within inhibitory control networks induced by practicing a stop-signal task: an electrical neuroimaging study.

INTRODUCTION: Inhibitory control refers to our ability to suppress ongoing motor, affective or cognitive processes and mostly depends on a fronto-basal brain network. Inhibitory control deficits participate in the emergence of several prominent psychiatric conditions, including attention deficit/hyperactivity disorder or addiction. The rehabilitation of these pathologies might therefore benefit from training-based behavioral interventions aiming at improving inhibitory control proficiency and normalizing the underlying neurophysiological mechanisms. The development of an efficient inhibitory control training regimen first requires determining the effects of practicing inhibition tasks. METHODS: We addressed this question by contrasting behavioral performance and electrical neuroimaging analyses of event-related potentials (ERPs) recorded from humans at the beginning versus the end of 1 h of practice on a stop-signal task (SST) involving the withholding of responses when a stop signal was presented during a speeded auditory discrimination task. RESULTS: Practicing a short SST improved behavioral performance. Electrophysiologically, ERPs differed topographically at 200 msec post-stimulus onset, indicative of the engagement of distinct brain network with learning. Source estimations localized this effect within the inferior frontal gyrus, the pre-supplementary motor area and the basal ganglia. CONCLUSION: Our collective results indicate that behavioral and brain responses during an inhibitory control task are subject to fast plastic changes and provide evidence that high-order fronto-basal executive networks can be modified by practicing a SST.

Comparison of the power spectral changes of the voluntary surface electromyogram and M wave during intermittent maximal voluntary contractions.

INTRODUCTION: To compare the power spectral changes of the voluntary surface electromyogram (sEMG) and of the compound action potential (M wave) in the vastus medialis and vastus lateralis muscles during fatiguing contractions. METHODS: Interference sEMG and force were recorded during 48 intermittent 3-s isometric maximal voluntary contractions (MVC) from 13 young, healthy subjects. M waves and twitches were evoked using supramaximal femoral nerve stimulation between the successive MVCs. Mean frequency (F mean), and median frequency were calculated from the sEMG and M waves. Muscle fiber conduction velocity (MFCV) was computed by cross-correlation. RESULTS: The power spectral shift to lower frequencies was significantly greater for the voluntary sEMG than for the M waves (P < 0.05). Over the fatiguing protocol, the overall average decrease in MFCV (~25 %) was comparable to that of sEMG F mean (~22 %), but significantly greater than that of M-wave F mean (~9 %) (P < 0.001). The mean decline in MFCV was highly correlated with the mean decreases in both sEMG and M-wave F mean. CONCLUSIONS: The present findings indicated that, as fatigue progressed, central mechanisms could enhance the relative weight of the low-frequency components of the voluntary sEMG power spectrum, and/or the end-of-fiber (non-propagating) components could reduce the sensitivity of the M-wave spectrum to changes in conduction velocity.

Diffusion tensor echo planar imaging using surface coil transceiver with a semiadiabatic RF pulse sequence at 14.1T.

Diffusion magnetic resonance studies of the brain are typically performed using volume coils. Although in human brain this leads to a near optimal filling factor, studies of rodent brain must contend with the fact that only a fraction of the head volume can be ascribed to the brain. The use of surface coil as transceiver increases Signal-to-Noise Ratio (SNR), reduces radiofrequency power requirements and opens the possibility of parallel transmit schemes, likely to allow efficient acquisition schemes, of critical importance for reducing the long scan times implicated in diffusion tensor imaging. This study demonstrates the implementation of a semiadiabatic echo planar imaging sequence (echo time=40 ms, four interleaves) at 14.1T using a quadrature surface coil as transceiver. It resulted in artifact free images with excellent SNR throughout the brain. Diffusion tensor derived parameters obtained within the rat brain were in excellent agreement with reported values.

Membrane mu poly(A) signal and 3' flanking sequences function as a transcription terminator for immunoglobulin-encoding genes.

Developmentally regulated mechanisms involving alternative RNA splicing and/or polyadenylation, as well as transcription termination, are implicated in controlling the levels of secreted mu (mu s), membrane mu (mu m) and delta immunoglobulin (Ig) heavy chain mRNAs during B cell differentiation (mu gene encodes the mu heavy chain). Using expression vectors constructed with genomic DNA segments composed of the mu m polyadenylation signal region, we analyzed poly(A) site utilization and termination of transcription in stably transfected myeloma cells and in murine fibroblast L cells. We found that the gene segment containing the mu m poly(A) signals, along with 536 bp of downstream flanking sequence, acted as a transcription terminator in both myeloma cells and L cell fibroblasts. Neither a 141-bp DNA fragment (which directed efficient polyadenylation at the mu m site), nor the 536-bp flanking nucleotide sequence alone, were sufficient to obtain a similar regulation. This shows that the mu m poly(A) region plays a central role in controlling developmentally regulated transcription termination by blocking downstream delta gene expression. Because this gene segment exhibited the same RNA processing and termination activities in fibroblasts, it appears that these processes are not tissue-specific.

Identification of a pheromone regulating caste differentiation in termites.

The hallmark of social insects is their caste system: reproduction is primarily monopolized by queens, whereas workers specialize in the other tasks required for colony growth and survival. Pheromones produced by reining queens have long been believed to be the prime factor inhibiting the differentiation of new reproductive individuals. However, there has been very little progress in the chemical identification of such inhibitory pheromones. Here we report the identification of a volatile inhibitory pheromone produced by female neotenics (secondary queens) that acts directly on target individuals to suppress the differentiation of new female neotenics and identify n-butyl-n-butyrate and 2-methyl-1-butanol as the active components of the inhibitory pheromone. An artificial pheromone blend consisting of these two compounds had a strong inhibitory effect similar to live neotenics. Surprisingly, the same two volatiles are also emitted by eggs, playing a role both as an attractant to workers and an inhibitor of reproductive differentiation. This dual production of an inhibitory pheromone by female reproductives and eggs probably reflects the recruitment of an attractant pheromone as an inhibitory pheromone and may provide a mechanism ensuring honest signaling of reproductive status with a tight coupling between fertility and inhibitory power. Identification of a volatile pheromone regulating caste differentiation in a termite provides insights into the functioning of social insect colonies and opens important avenues for elucidating the developmental pathways leading to reproductive and nonreproductive castes.

Prescription du monitoring pratique médicate: de l'empirisme eclairé aux stratégies rationnelles [Prescribing monitoring in clinical practice: from enlightened empiricism to rational strategies].

Monitoring of a medical condition is the periodic measurement of one or several physiological or biological variables to detect a signal regarding its clinical progression or its response to treatment. We distinguish different medical situations between diagnostic, clinical and therapeutic process to apply monitoring. Many clinical, variables can be used for monitoring, once their intrinsic properties (normal range, critical difference, kinetics, reactivity) and external validity (pathophysiological importance, predictive power for clinical outcomes) are established. A formal conceptualization of monitoring is being developed and should support the rational development of monitoring strategies and their validation through appropriate clinical trials.

Melanin-based colorations signal strategies to cope with poor and rich environments

One hypothesis for the maintenance of genetic variation states that alternative genotypes are adapted to different environmental conditions (i.e., genotype-by-environment interaction GxE) that vary in space and time. Although GxE has been demonstrated for morphological traits, little evidence has been given whether these GxE are associated with traits used as signal in mate choice. In three wild bird species, we investigated whether the degree of melanin-based coloration, a heritable trait, covaries with nestling growth rate in rich and poor environments. Variation in the degree of reddish-brown phaeomelanism is pronounced in the barn owl (Tyto alba) and tawny owl (Strix aluco), and variation in black eumelanism in the barn owl and Alpine swift (Apus melba). Melanin-based coloration has been shown to be a criterion in mate choice in the barn owl. We cross-fostered hatchlings to test whether nestlings sired by parents displaying melanin-based colorations to different extent exhibit alternative growth trajectories when raised by foster parents in poor (experimentally enlarged broods) and rich (experimentally reduced broods) environments. With respect to phaeomelanism, barn owl and tawny owl offspring sired by redder parents grew more rapidly in body mass only in experimentally reduced broods. With respect to eumelanism, Alpine swift offspring of darker fathers grew their wings more rapidly only in experimentally enlarged broods, a difference that was not detected in reduced broods. These interactions between parental melanism and offspring growth rate indicate that individuals display substantial plasticity in response to the rearing environment which is associated with the degree of melanism: at least with respect to nestling growth, phaeomelanic and eumelanic individuals are best adapted to rich and poor environments, respectively. It now remains to be investigated why eumelanism and phaeomelanism have a different signaling function and what the lifelong consequences of these melanism-dependent allocation strategies are. This is important to fully appraise the role played by environmental heterogeneity in maintaining variation in the degree of melanin-based coloration.

Dlgh1 and Carma1 MAGUK proteins contribute to signal specificity downstream of TCR activation.

Mitogen-activated protein kinases (MAPKs), including p38 and c-Jun N-terminal kinase (JNK), have a key role in T cell receptor (TCR)-induced gene transcription but their precise mechanism of activation is not well understood. The findings of two recent papers provide new insight into the activation of p38 and JNK by the membrane-associated guanylate kinase (MAGUK) family members Dlgh1 and Carma1, respectively, and show how distinct MAGUK proteins control specific aspects of TCR-mediated MAPK activation.