Common variants in the ATP2B1 gene are associated with susceptibility to hypertension: the Japanese Millennium Genome Project.

Hypertension is one of the most common complex genetic disorders. We have described previously 38 single nucleotide polymorphisms (SNPs) with suggestive association with hypertension in Japanese individuals. In this study we extend our previous findings by analyzing a large sample of Japanese individuals (n=14 105) for the most associated SNPs. We also conducted replication analyses in Japanese of susceptibility loci for hypertension identified recently from genome-wide association studies of European ancestries. Association analysis revealed significant association of the ATP2B1 rs2070759 polymorphism with hypertension (P=5.3×10(-5); allelic odds ratio: 1.17 [95% CI: 1.09 to 1.26]). Additional SNPs in ATP2B1 were subsequently genotyped, and the most significant association was with rs11105378 (odds ratio: 1.31 [95% CI: 1.21 to 1.42]; P=4.1×10(-11)). Association of rs11105378 with hypertension was cross-validated by replication analysis with the Global Blood Pressure Genetics consortium data set (odds ratio: 1.13 [95% CI: 1.05 to 1.21]; P=5.9×10(-4)). Mean adjusted systolic blood pressure was highly significantly associated with the same SNP in a meta-analysis with individuals of European descent (P=1.4×10(-18)). ATP2B1 mRNA expression levels in umbilical artery smooth muscle cells were found to be significantly different among rs11105378 genotypes. Seven SNPs discovered in published genome-wide association studies were also genotyped in the Japanese population. In the combined analysis with replicated 3 genes, FGF5 rs1458038, CYP17A1, rs1004467, and CSK rs1378942, odds ratio of the highest risk group was 2.27 (95% CI: 1.65 to 3.12; P=4.6×10(-7)) compared with the lower risk group. In summary, this study confirmed common genetic variation in ATP2B1, as well as FGF5, CYP17A1, and CSK, to be associated with blood pressure levels and risk of hypertension.

HCFC1 is a common component of active human CpG-island promoters and coincides with ZNF143, THAP11, YY1, and GABP transcription factor occupancy.

In human transcriptional regulation, DNA-sequence-specific factors can associate with intermediaries that orchestrate interactions with a diverse set of chromatin-modifying enzymes. One such intermediary is HCFC1 (also known as HCF-1). HCFC1, first identified in herpes simplex virus transcription, has a poorly defined role in cellular transcriptional regulation. We show here that, in HeLa cells, HCFC1 is observed bound to 5400 generally active CpG-island promoters. Examination of the DNA sequences underlying the HCFC1-binding sites revealed three sequence motifs associated with the binding of (1) ZNF143 and THAP11 (also known as Ronin), (2) GABP, and (3) YY1 sequence-specific transcription factors. Subsequent analysis revealed colocalization of HCFC1 with these four transcription factors at ∼90% of the 5400 HCFC1-bound promoters. These studies suggest that a relatively small number of transcription factors play a major role in HeLa-cell transcriptional regulation in association with HCFC1.

Common Variable Immunodeficiency: molecular pathways and clinical manifestations

Common variable immunodeficiency (CVID), is a disease that is characterized by hypogammaglobulinemia as well as a defect in T, B and dendritic cells. This leads to recurrent bacterial infection mainly caused by Streptococcus pneumoniae, Klebsiella pneumoniae and Haemophilus influenzae, as well as inflammatory manifestations, i.e. granulomateous disease, gastro-intestinal disorders and chronic lung disease. Intravenous Immunoglobulin (IVIg) therapy reduces CVID susceptibility to bacterial infections to some extend. We analyzed clinical aspects of patients from our database. We recently showed that bacteria-specific CD4 T cells of CVID patients were impaired. We therefor postulated that CVID patients may harbor an acquired T-cell deficiency also called exhaustion. To test this hypothesis, we performed a comprehensive investigation of the functional profiles of bacteria-specific CD4 T cells isolated from 31 healthy individuals and 30 CVID patients. In the present study, we demonstrated that bacteria-specific but not virus-specific CD4 T cells in CVID patients harbored reduced proliferation capacity and expressed high level of PD-1. Interestingly, the blockade of PD-1/PD-1 ligands interactions restored partially bacteria but not virus-specific CD4 T-cell proliferation. Finally, we showed that 1) the level of endotoxins inversely correlates with IgG concentration, 2) IVIG treated CVID patients harbored reduced endotoxemia and 3) IgG concentration exceeding 7 mg/mL strongly reduces both the proportion of CVID patients with detectable endotoxemia and the concentration of endotoxins in plasma. Taken together our observations, suggest that primary B-cell defect(s) in CVID patients leads to recurrent bacterial infections that are associated to an acquired (secondary) impairment of CD4 T cells which may in turn exacerbate the lack of protection against extracellular bacteria.

A common ancestor DNA motif for invertebrate and vertebrate hormone response elements.

The ecdysone-responsive DNA sequence of the Drosophila hsp27 gene promoter contains four direct and inverted repeats reminiscent of those that compose the vertebrate palindromic estrogen response element (ERE) and the thyroid hormone/retinoic acid response element (TRE/RRE). Interestingly, a 3 bp substitution in the wild-type Hsp27 ecdysone response element (EcdRE) increases both its similarity with the vertebrate ERE and TRE/RRE and its capacity to confer ecdysone responsiveness to a heterologous promoter. Remarkably, increasing the spacing between the inverted repeats of this strong EcdRE by two nucleotides converts it into an ERE. Inversely, decreasing the spacing between the two inverted repeats of the vertebrate consensus palindromic ERE, from three to one nucleotide, converts it into a functional EcdRE. Thus, the only difference between an invertebrate EcdRE and a vertebrate palindromic ERE or TRE/RRE is in the spacing between the conserved inverted repeated motifs forming these palindromic HREs. The finding that the sequence motif 5'-GGTCA-3' present in the vertebrate ERE and TRE/RRE is also a functionally important characteristic of an invertebrate HRE, suggests that a common ancestor regulatory DNA sequence gave rise to all HREs known so far. We discuss the possibility that this progenitor motif is the GGTCA sequence.

Blood corticosterone levels and intersexual selection games: best-of-bad-job strategies of male common lizards

Glucocorticoids affect physiology and behaviour, reproduction and potentially sexual selection as well. Shortterm and moderate glucocorticoid elevations are suggested to be adaptive, and prolonged and high elevations may be extremely harmful. This suggests that optimal reproductive strategies, and thus sexual selection, may be dose dependent. Here, we investigate effects of moderate and high elevations of blood corticosterone levels on intra- and intersexual behaviour and mating success of male common lizards Lacerta vivipara. Females showed less interest and more aggressive behaviour towards high corticosterone males and blood corticosterone levels affected male reproductive strategy. Males of moderate and high corticosterone elevations, compared with Control males, showed increased interest (i.e., higher number of chases, tongue extrusions, and approaches) towards females and high corticosterone males initiated more copulation attempts. However, neither increased male interest nor increased copulation attempts resulted in more copulations. This provides evidence for a best-of-a-bad-job strategy, where males with higher corticosterone levels compensated for reduced female interest and increased aggressive female behaviour directed towards them, by showing higher interest and by conducting more copulation attempts. Blood corticosterone levels affected intrasexual selection as well since moderate corticosterone levels positively affected male dominance, but dominance did not affect mating success. These findings underline the importance of female mate choice and are in line with adaptive compensatory behaviours of males. They further show that glucocorticoid effects on behaviour are dose dependent and that they have important implications for sexual selection and social interactions, and might potentially affect Darwinian fitness.

Effects of common origin and common rearing environment on variance in ectoparasite load and phenotype of nestling Alpine swifts

Knowledge of the quantitative genetics of resistance to parasitism is key to appraise host evolutionary responses to parasite selection. Here, we studied effects of common origin (i.e. genetic and pre-hatching parental effects) and common rearing environment (i.e. post-hatching parental effects and other environment effects) on variance in ectoparasite load in nestling Alpine swifts (Apus melba). This colonial bird is intensely parasitized by blood sucking louse-flies that impair nestling development and survival. By cross-fostering half of the hatchlings between pairs of nests, we show strong significant effect of common rearing environment on variance (90.7% in 2002 and 90.9% in 2003) in the number of louse-flies per nestling and no significant effect of common origin on variance in the number of louse-flies per nestling. In contrast, significant effects of common origin were found for all the nestling morphological traits (i.e. body mass, wing length, tail length, fork length and sternum length) under investigation. Hence, our study suggests that genetic and pre-hatching parental effects play little role in the distribution of parasites among nestling Alpine swifts, and thus that nestlings have only limited scope for evolutionary responses against parasites. Our results highlight the need to take into consideration environmental factors, including the evolution of post-hatching parental effects such as nest sanitation, in our understanding of host-parasite relationships.

The list of the chromosome races of the common shrew (Sorex araneus)

The list of chromosome races of the common shrew (Sorex araneus) was compiled, the vast literature has been scrutinized, and unpublished data have been added. Altogether, 50 chromosome races could be listed. The name and its synonyms, chromosomal constitution, author of the description, type locality, known distribution range, and additional information are reported for individual races. The present list should be considered a working document that will be regularly updated and supplemented.

Improving telecommunication security level by integrating quantum key distribution in communication protocols

Résumé La cryptographie classique est basée sur des concepts mathématiques dont la sécurité dépend de la complexité du calcul de l'inverse des fonctions. Ce type de chiffrement est à la merci de la puissance de calcul des ordinateurs ainsi que la découverte d'algorithme permettant le calcul des inverses de certaines fonctions mathématiques en un temps «raisonnable ». L'utilisation d'un procédé dont la sécurité est scientifiquement prouvée s'avère donc indispensable surtout les échanges critiques (systèmes bancaires, gouvernements,...). La cryptographie quantique répond à ce besoin. En effet, sa sécurité est basée sur des lois de la physique quantique lui assurant un fonctionnement inconditionnellement sécurisé. Toutefois, l'application et l'intégration de la cryptographie quantique sont un souci pour les développeurs de ce type de solution. Cette thèse justifie la nécessité de l'utilisation de la cryptographie quantique. Elle montre que le coût engendré par le déploiement de cette solution est justifié. Elle propose un mécanisme simple et réalisable d'intégration de la cryptographie quantique dans des protocoles de communication largement utilisés comme les protocoles PPP, IPSec et le protocole 802.1li. Des scénarios d'application illustrent la faisabilité de ces solutions. Une méthodologie d'évaluation, selon les critères communs, des solutions basées sur la cryptographie quantique est également proposée dans ce document. Abstract Classical cryptography is based on mathematical functions. The robustness of a cryptosystem essentially depends on the difficulty of computing the inverse of its one-way function. There is no mathematical proof that establishes whether it is impossible to find the inverse of a given one-way function. Therefore, it is mandatory to use a cryptosystem whose security is scientifically proven (especially for banking, governments, etc.). On the other hand, the security of quantum cryptography can be formally demonstrated. In fact, its security is based on the laws of physics that assure the unconditional security. How is it possible to use and integrate quantum cryptography into existing solutions? This thesis proposes a method to integrate quantum cryptography into existing communication protocols like PPP, IPSec and the 802.l1i protocol. It sketches out some possible scenarios in order to prove the feasibility and to estimate the cost of such scenarios. Directives and checkpoints are given to help in certifying quantum cryptography solutions according to Common Criteria.

Common variants in mendelian kidney disease genes and their association with renal function.

Many common genetic variants identified by genome-wide association studies for complex traits map to genes previously linked to rare inherited Mendelian disorders. A systematic analysis of common single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in genes responsible for Mendelian diseases with kidney phenotypes has not been performed. We thus developed a comprehensive database of genes for Mendelian kidney conditions and evaluated the association between common genetic variants within these genes and kidney function in the general population. Using the Online Mendelian Inheritance in Man database, we identified 731 unique disease entries related to specific renal search terms and confirmed a kidney phenotype in 218 of these entries, corresponding to mutations in 258 genes. We interrogated common SNPs (minor allele frequency >5%) within these genes for association with the estimated GFR in 74,354 European-ancestry participants from the CKDGen Consortium. However, the top four candidate SNPs (rs6433115 at LRP2, rs1050700 at TSC1, rs249942 at PALB2, and rs9827843 at ROBO2) did not achieve significance in a stage 2 meta-analysis performed in 56,246 additional independent individuals, indicating that these common SNPs are not associated with estimated GFR. The effect of less common or rare variants in these genes on kidney function in the general population and disease-specific cohorts requires further research.

Habitat selection in zones of parapatric contact between the Common shrew Sorex araneus and Millet's shrew S. coronatus

(1) The common shrew Sorex araneus and Millet's shrew S. coronatus are sibling species.They are morphologically and genetically very similar but do not hybridize. Their parapatric distribution throughout south-western Europe, with a few narrow zones of distributional overlap, suggests that they are in competitive parapatry. (2) Two of these contact zones were studied; there was evidence of coexistence over periods of 2 years as well as habitat segregation. In both zones, the species segregated on litter thickness and humidity variables. (3) A simple analysis of spatial distribution showed that habitats visible in the field corresponded to the habitats selected by the species. Habitat selection was found throughout the annual life-cycle of the shrews. (4) In one contact zone, a removal experiment was performed to test whether habitat segregation is induced by interspecific interactions. The experiment showed that the species select habitats differentially when both are present and abandon habitat selection when their competitor is removed. (5) These results confirm the role of resource partitioning in promoting narrow rangesof distributional overlap between such parapatric species and qualitatively support the prediction of habitat selection theory that, in a two-species system, coexistence may be achieved by differential habitat selection to avoid competition. The results also support the view that the common shrew and Millet's shrew are in competitive parapatry.

Reliability of methods used for the risk assessment of mixture of micropollutants in aquatic enviromments : from theoretical concepts to field observations

Ces dernières années, de nombreuses recherches ont mis en évidence les effets toxiques des micropolluants organiques pour les espèces de nos lacs et rivières. Cependant, la plupart de ces études se sont focalisées sur la toxicité des substances individuelles, alors que les organismes sont exposés tous les jours à des milliers de substances en mélange. Or les effets de ces cocktails ne sont pas négligeables. Cette thèse de doctorat s'est ainsi intéressée aux modèles permettant de prédire le risque environnemental de ces cocktails pour le milieu aquatique. Le principal objectif a été d'évaluer le risque écologique des mélanges de substances chimiques mesurées dans le Léman, mais aussi d'apporter un regard critique sur les méthodologies utilisées afin de proposer certaines adaptations pour une meilleure estimation du risque. Dans la première partie de ce travail, le risque des mélanges de pesticides et médicaments pour le Rhône et pour le Léman a été établi en utilisant des approches envisagées notamment dans la législation européenne. Il s'agit d'approches de « screening », c'est-à-dire permettant une évaluation générale du risque des mélanges. Une telle approche permet de mettre en évidence les substances les plus problématiques, c'est-à-dire contribuant le plus à la toxicité du mélange. Dans notre cas, il s'agit essentiellement de 4 pesticides. L'étude met également en évidence que toutes les substances, même en trace infime, contribuent à l'effet du mélange. Cette constatation a des implications en terme de gestion de l'environnement. En effet, ceci implique qu'il faut réduire toutes les sources de polluants, et pas seulement les plus problématiques. Mais l'approche proposée présente également un biais important au niveau conceptuel, ce qui rend son utilisation discutable, en dehors d'un screening, et nécessiterait une adaptation au niveau des facteurs de sécurité employés. Dans une deuxième partie, l'étude s'est portée sur l'utilisation des modèles de mélanges dans le calcul de risque environnemental. En effet, les modèles de mélanges ont été développés et validés espèce par espèce, et non pour une évaluation sur l'écosystème en entier. Leur utilisation devrait donc passer par un calcul par espèce, ce qui est rarement fait dû au manque de données écotoxicologiques à disposition. Le but a été donc de comparer, avec des valeurs générées aléatoirement, le calcul de risque effectué selon une méthode rigoureuse, espèce par espèce, avec celui effectué classiquement où les modèles sont appliqués sur l'ensemble de la communauté sans tenir compte des variations inter-espèces. Les résultats sont dans la majorité des cas similaires, ce qui valide l'approche utilisée traditionnellement. En revanche, ce travail a permis de déterminer certains cas où l'application classique peut conduire à une sous- ou sur-estimation du risque. Enfin, une dernière partie de cette thèse s'est intéressée à l'influence que les cocktails de micropolluants ont pu avoir sur les communautés in situ. Pour ce faire, une approche en deux temps a été adoptée. Tout d'abord la toxicité de quatorze herbicides détectés dans le Léman a été déterminée. Sur la période étudiée, de 2004 à 2009, cette toxicité due aux herbicides a diminué, passant de 4% d'espèces affectées à moins de 1%. Ensuite, la question était de savoir si cette diminution de toxicité avait un impact sur le développement de certaines espèces au sein de la communauté des algues. Pour ce faire, l'utilisation statistique a permis d'isoler d'autres facteurs pouvant avoir une influence sur la flore, comme la température de l'eau ou la présence de phosphates, et ainsi de constater quelles espèces se sont révélées avoir été influencées, positivement ou négativement, par la diminution de la toxicité dans le lac au fil du temps. Fait intéressant, une partie d'entre-elles avait déjà montré des comportements similaires dans des études en mésocosmes. En conclusion, ce travail montre qu'il existe des modèles robustes pour prédire le risque des mélanges de micropolluants sur les espèces aquatiques, et qu'ils peuvent être utilisés pour expliquer le rôle des substances dans le fonctionnement des écosystèmes. Toutefois, ces modèles ont bien sûr des limites et des hypothèses sous-jacentes qu'il est important de considérer lors de leur application. - Depuis plusieurs années, les risques que posent les micropolluants organiques pour le milieu aquatique préoccupent grandement les scientifiques ainsi que notre société. En effet, de nombreuses recherches ont mis en évidence les effets toxiques que peuvent avoir ces substances chimiques sur les espèces de nos lacs et rivières, quand elles se retrouvent exposées à des concentrations aiguës ou chroniques. Cependant, la plupart de ces études se sont focalisées sur la toxicité des substances individuelles, c'est à dire considérées séparément. Actuellement, il en est de même dans les procédures de régulation européennes, concernant la partie évaluation du risque pour l'environnement d'une substance. Or, les organismes sont exposés tous les jours à des milliers de substances en mélange, et les effets de ces "cocktails" ne sont pas négligeables. L'évaluation du risque écologique que pose ces mélanges de substances doit donc être abordé par de la manière la plus appropriée et la plus fiable possible. Dans la première partie de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux méthodes actuellement envisagées à être intégrées dans les législations européennes pour l'évaluation du risque des mélanges pour le milieu aquatique. Ces méthodes sont basées sur le modèle d'addition des concentrations, avec l'utilisation des valeurs de concentrations des substances estimées sans effet dans le milieu (PNEC), ou à partir des valeurs des concentrations d'effet (CE50) sur certaines espèces d'un niveau trophique avec la prise en compte de facteurs de sécurité. Nous avons appliqué ces méthodes à deux cas spécifiques, le lac Léman et le Rhône situés en Suisse, et discuté les résultats de ces applications. Ces premières étapes d'évaluation ont montré que le risque des mélanges pour ces cas d'étude atteint rapidement une valeur au dessus d'un seuil critique. Cette valeur atteinte est généralement due à deux ou trois substances principales. Les procédures proposées permettent donc d'identifier les substances les plus problématiques pour lesquelles des mesures de gestion, telles que la réduction de leur entrée dans le milieu aquatique, devraient être envisagées. Cependant, nous avons également constaté que le niveau de risque associé à ces mélanges de substances n'est pas négligeable, même sans tenir compte de ces substances principales. En effet, l'accumulation des substances, même en traces infimes, atteint un seuil critique, ce qui devient plus difficile en terme de gestion du risque. En outre, nous avons souligné un manque de fiabilité dans ces procédures, qui peuvent conduire à des résultats contradictoires en terme de risque. Ceci est lié à l'incompatibilité des facteurs de sécurité utilisés dans les différentes méthodes. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons étudié la fiabilité de méthodes plus avancées dans la prédiction de l'effet des mélanges pour les communautés évoluant dans le système aquatique. Ces méthodes reposent sur le modèle d'addition des concentrations (CA) ou d'addition des réponses (RA) appliqués sur les courbes de distribution de la sensibilité des espèces (SSD) aux substances. En effet, les modèles de mélanges ont été développés et validés pour être appliqués espèce par espèce, et non pas sur plusieurs espèces agrégées simultanément dans les courbes SSD. Nous avons ainsi proposé une procédure plus rigoureuse, pour l'évaluation du risque d'un mélange, qui serait d'appliquer d'abord les modèles CA ou RA à chaque espèce séparément, et, dans une deuxième étape, combiner les résultats afin d'établir une courbe SSD du mélange. Malheureusement, cette méthode n'est pas applicable dans la plupart des cas, car elle nécessite trop de données généralement indisponibles. Par conséquent, nous avons comparé, avec des valeurs générées aléatoirement, le calcul de risque effectué selon cette méthode plus rigoureuse, avec celle effectuée traditionnellement, afin de caractériser la robustesse de cette approche qui consiste à appliquer les modèles de mélange sur les courbes SSD. Nos résultats ont montré que l'utilisation de CA directement sur les SSDs peut conduire à une sous-estimation de la concentration du mélange affectant 5 % ou 50% des espèces, en particulier lorsque les substances présentent un grand écart- type dans leur distribution de la sensibilité des espèces. L'application du modèle RA peut quant à lui conduire à une sur- ou sous-estimations, principalement en fonction de la pente des courbes dose- réponse de chaque espèce composant les SSDs. La sous-estimation avec RA devient potentiellement importante lorsque le rapport entre la EC50 et la EC10 de la courbe dose-réponse des espèces est plus petit que 100. Toutefois, la plupart des substances, selon des cas réels, présentent des données d' écotoxicité qui font que le risque du mélange calculé par la méthode des modèles appliqués directement sur les SSDs reste cohérent et surestimerait plutôt légèrement le risque. Ces résultats valident ainsi l'approche utilisée traditionnellement. Néanmoins, il faut garder à l'esprit cette source d'erreur lorsqu'on procède à une évaluation du risque d'un mélange avec cette méthode traditionnelle, en particulier quand les SSD présentent une distribution des données en dehors des limites déterminées dans cette étude. Enfin, dans la dernière partie de cette thèse, nous avons confronté des prédictions de l'effet de mélange avec des changements biologiques observés dans l'environnement. Dans cette étude, nous avons utilisé des données venant d'un suivi à long terme d'un grand lac européen, le lac Léman, ce qui offrait la possibilité d'évaluer dans quelle mesure la prédiction de la toxicité des mélanges d'herbicide expliquait les changements dans la composition de la communauté phytoplanctonique. Ceci à côté d'autres paramètres classiques de limnologie tels que les nutriments. Pour atteindre cet objectif, nous avons déterminé la toxicité des mélanges sur plusieurs années de 14 herbicides régulièrement détectés dans le lac, en utilisant les modèles CA et RA avec les courbes de distribution de la sensibilité des espèces. Un gradient temporel de toxicité décroissant a pu être constaté de 2004 à 2009. Une analyse de redondance et de redondance partielle, a montré que ce gradient explique une partie significative de la variation de la composition de la communauté phytoplanctonique, même après avoir enlevé l'effet de toutes les autres co-variables. De plus, certaines espèces révélées pour avoir été influencées, positivement ou négativement, par la diminution de la toxicité dans le lac au fil du temps, ont montré des comportements similaires dans des études en mésocosmes. On peut en conclure que la toxicité du mélange herbicide est l'un des paramètres clés pour expliquer les changements de phytoplancton dans le lac Léman. En conclusion, il existe diverses méthodes pour prédire le risque des mélanges de micropolluants sur les espèces aquatiques et celui-ci peut jouer un rôle dans le fonctionnement des écosystèmes. Toutefois, ces modèles ont bien sûr des limites et des hypothèses sous-jacentes qu'il est important de considérer lors de leur application, avant d'utiliser leurs résultats pour la gestion des risques environnementaux. - For several years now, the scientists as well as the society is concerned by the aquatic risk organic micropollutants may pose. Indeed, several researches have shown the toxic effects these substances may induce on organisms living in our lakes or rivers, especially when they are exposed to acute or chronic concentrations. However, most of the studies focused on the toxicity of single compounds, i.e. considered individually. The same also goes in the current European regulations concerning the risk assessment procedures for the environment of these substances. But aquatic organisms are typically exposed every day simultaneously to thousands of organic compounds. The toxic effects resulting of these "cocktails" cannot be neglected. The ecological risk assessment of mixtures of such compounds has therefore to be addressed by scientists in the most reliable and appropriate way. In the first part of this thesis, the procedures currently envisioned for the aquatic mixture risk assessment in European legislations are described. These methodologies are based on the mixture model of concentration addition and the use of the predicted no effect concentrations (PNEC) or effect concentrations (EC50) with assessment factors. These principal approaches were applied to two specific case studies, Lake Geneva and the River Rhône in Switzerland, including a discussion of the outcomes of such applications. These first level assessments showed that the mixture risks for these studied cases exceeded rapidly the critical value. This exceeding is generally due to two or three main substances. The proposed procedures allow therefore the identification of the most problematic substances for which management measures, such as a reduction of the entrance to the aquatic environment, should be envisioned. However, it was also showed that the risk levels associated with mixtures of compounds are not negligible, even without considering these main substances. Indeed, it is the sum of the substances that is problematic, which is more challenging in term of risk management. Moreover, a lack of reliability in the procedures was highlighted, which can lead to contradictory results in terms of risk. This result is linked to the inconsistency in the assessment factors applied in the different methods. In the second part of the thesis, the reliability of the more advanced procedures to predict the mixture effect to communities in the aquatic system were investigated. These established methodologies combine the model of concentration addition (CA) or response addition (RA) with species sensitivity distribution curves (SSD). Indeed, the mixture effect predictions were shown to be consistent only when the mixture models are applied on a single species, and not on several species simultaneously aggregated to SSDs. Hence, A more stringent procedure for mixture risk assessment is proposed, that would be to apply first the CA or RA models to each species separately and, in a second step, to combine the results to build an SSD for a mixture. Unfortunately, this methodology is not applicable in most cases, because it requires large data sets usually not available. Therefore, the differences between the two methodologies were studied with datasets created artificially to characterize the robustness of the traditional approach applying models on species sensitivity distribution. The results showed that the use of CA on SSD directly might lead to underestimations of the mixture concentration affecting 5% or 50% of species, especially when substances present a large standard deviation of the distribution from the sensitivity of the species. The application of RA can lead to over- or underestimates, depending mainly on the slope of the dose-response curves of the individual species. The potential underestimation with RA becomes important when the ratio between the EC50 and the EC10 for the dose-response curve of the species composing the SSD are smaller than 100. However, considering common real cases of ecotoxicity data for substances, the mixture risk calculated by the methodology applying mixture models directly on SSDs remains consistent and would rather slightly overestimate the risk. These results can be used as a theoretical validation of the currently applied methodology. Nevertheless, when assessing the risk of mixtures, one has to keep in mind this source of error with this classical methodology, especially when SSDs present a distribution of the data outside the range determined in this study Finally, in the last part of this thesis, we confronted the mixture effect predictions with biological changes observed in the environment. In this study, long-term monitoring of a European great lake, Lake Geneva, provides the opportunity to assess to what extent the predicted toxicity of herbicide mixtures explains the changes in the composition of the phytoplankton community next to other classical limnology parameters such as nutrients. To reach this goal, the gradient of the mixture toxicity of 14 herbicides regularly detected in the lake was calculated, using concentration addition and response addition models. A decreasing temporal gradient of toxicity was observed from 2004 to 2009. Redundancy analysis and partial redundancy analysis showed that this gradient explains a significant portion of the variation in phytoplankton community composition, even when having removed the effect of all other co-variables. Moreover, some species that were revealed to be influenced positively or negatively, by the decrease of toxicity in the lake over time, showed similar behaviors in mesocosms studies. It could be concluded that the herbicide mixture toxicity is one of the key parameters to explain phytoplankton changes in Lake Geneva. To conclude, different methods exist to predict the risk of mixture in the ecosystems. But their reliability varies depending on the underlying hypotheses. One should therefore carefully consider these hypotheses, as well as the limits of the approaches, before using the results for environmental risk management

Do riverine barriers, history or introgression shape the genetic structuring of a common shrew (Sorex araneus) population?

The common shrew (Sorex araneus) is subdivided into numerous chromosome races. The Valais and Cordon chromosome races meet and hybridize at a mountain river in Les Houches (French Alps). Significant genetic structuring was recently reported among populations found on the Valais side of this hybrid zone. In this paper, a phylogenetic analysis and partial Mantel tests are used to investigate the patterns and causes of this structuring. A total of 185 shrews were trapped at 12 localities. All individuals were typed for nine microsatellite loci. Although several mountain rivers are found in the study area, riverine barriers do not have a significant influence on gene flow. Partial Mantel tests show that our result is caused by the influence of the hybrid zone with the Cordon race. The geographical patterns of this structuring are discussed in the context of the contact zone, which appears to extend up to a group of two rivers. The glacier they originate from is known to have cut the Arve valley as recently as 1818. The recent history of this glacier, its moraine and possibly rivers, may therefore be linked to the history of this hybrid zone.