Genetics of cadmium hyperaccumulation variance in Thlaspi caerulescens natural populations from Switzerland

SUMMARY Heavy metal presence in the environment is a serious concern since some of them can be toxic to plants, animals and humans once accumulated along the food chain. Cadmium (Cd) is one of the most toxic heavy metal. It is naturally present in soils at various levels and its concentration can be increased by human activities. Several plants however have naturally developed strategies allowing them to grow on heavy metal enriched soils. One of them consists in the accumulation and sequestration of heavy metals in the above-ground biomass. Some plants present in addition an extreme strategy by which they accumulate a limited number of heavy metals in their shoots in amounts 100 times superior to those expected for a non-accumulating plant in the same conditions. Understanding the genetic basis of the hyperaccumulation trait - particularly for Cd - remains an important challenge which may lead to biotechnological applications in the soil phytoremediation. In this thesis, Thlaspi caerulescens J. & C. Presl (Brassicaceae) was used as a model plant to study the Cd hyperaccumulation trait, owing to its physiological and genetic characteristics. Twenty-four wild populations were sampled in different regions of Switzerland. They were characterized for environmental and soil parameters as well as intrinsic characteristics of plants (i.e. metal concentrations in shoots). They were as well genetically characterized by AFLPs, plastid DNA polymorphism and genes markers (CAPS and microsatellites) mainly developed in this thesis. Some of the investigated genes were putatively linked to the Cd hyperaccumulation trait. Since the study of the Cd hyperaccumulation in the field is important as it allows the identification of patterns of selection, the present work offered a methodology to define the Cd hyperaccumulation capacity of populations from different habitats permitting thus their comparison in the field. We showed that Cd, Zn, Fe and Cu accumulations were linked and that populations with higher Cd hyperaccumulation capacity had higher shoot and reproductive fitness. Using our genetic data, statistical methods (Beaumont & Nichols's procedure, partial Mantel tests) were applied to identify genomic signatures of natural selection related to the Cd hyperaccumulation capacity. A significant genetic difference between populations related to their Cd hyperaccumulation capacity was revealed based on somè specific markers (AFLP and candidate genes). Polymorphism at the gene encoding IRTl (Iron-transporter also participating to the transport of Zn) was suggested as explaining part of the variation in Cd hyperaccumulation capacity of populations supporting previous physiological investigations. RÉSUMÉ La présence de métaux lourds dans l'environnement est un phénomène préoccupant. En effet, certains métaux lourds - comme le cadmium (Cd) -sont toxiques pour les plantes, les animaux et enfin, accumulés le long de la chaîne alimentaire, pour les hommes. Le Cd est naturellement présent dans le sol et sa concentration peut être accrue par différentes activités humaines. Certaines plantes ont cependant développé des stratégies leur permettant de pousser sur des sols contaminés en métaux lourds. Parmi elles, certaines accumulent et séquestrent les métaux lourds dans leurs parties aériennes. D`autres présentent une stratégie encore plus extrême. Elles accumulent un nombre limité de métaux lourds en quantités 100 fois supérieures à celles attendues pour des espèces non-accumulatrices sous de mêmes conditions. La compréhension des bases génétiques de l'hyperaccumulation -particulièrement celle du Cd - représente un défi important avec des applications concrètes en biotechnologies, tout particulièrement dans le but appliqué de la phytoremediation des sols contaminés. Dans cette thèse, Thlaspi caerulescens J. & C. Presl (Brassicaceae) a été utilisé comme modèle pour l'étude de l'hyperaccumulation du Cd de par ses caractéristiques physiologiques et génétiques. Vingt-quatre populations naturelles ont été échantillonnées en Suisse et pour chacune d'elles les paramètres environnementaux, pédologique et les caractéristiques intrinsèques aux plantes (concentrations en métaux lourds) ont été déterminés. Les populations ont été caractérisées génétiquement par des AFLP, des marqueurs chloroplastiques et des marqueurs de gènes spécifiques, particulièrement ceux potentiellement liés à l'hyperaccumulation du Cd (CAPS et microsatellites). La plupart ont été développés au cours de cette thèse. L'étude de l'hyperaccumulation du Cd en conditions naturelles est importante car elle permet d'identifier la marque, éventuelle de sélection naturelle. Ce travail offre ainsi une méthodologie pour définir et comparer la capacité des populations à hyperaccumuler le Cd dans différents habitats. Nous avons montré que les accumulations du Cd, Zn, Fe et Cu sont liées et que les populations ayant une grande capacité d'hyperaccumuler le Cd ont également une meilleure fitness végétative et reproductive. Des méthodes statistiques (l'approche de Beaumont & Nichols, tests de Martel partiels) ont été utilisées sur les données génétiques pour identifier la signature génomique de la sélection naturelle liée à la capacité d'hyperaccumuler le Cd. Une différenciation génétique des populations liée à leur capacité d'hyperaccumuler le Cd a été mise en évidence sur certains marqueurs spécifiques. En accord avec les études physiologiques connues, le polymorphisme au gène codant IRT1 (un transporteur de Fe impliqué dans le transport du Zn) pourrait expliquer une partie de la variance de la capacité des populations à hyperaccumuler le Cd.

High-throughput SELEX SAGE method for quantitative modeling of transcription-factor binding sites.

The ability to determine the location and relative strength of all transcription-factor binding sites in a genome is important both for a comprehensive understanding of gene regulation and for effective promoter engineering in biotechnological applications. Here we present a bioinformatically driven experimental method to accurately define the DNA-binding sequence specificity of transcription factors. A generalized profile was used as a predictive quantitative model for binding sites, and its parameters were estimated from in vitro-selected ligands using standard hidden Markov model training algorithms. Computer simulations showed that several thousand low- to medium-affinity sequences are required to generate a profile of desired accuracy. To produce data on this scale, we applied high-throughput genomics methods to the biochemical problem addressed here. A method combining systematic evolution of ligands by exponential enrichment (SELEX) and serial analysis of gene expression (SAGE) protocols was coupled to an automated quality-controlled sequence extraction procedure based on Phred quality scores. This allowed the sequencing of a database of more than 10,000 potential DNA ligands for the CTF/NFI transcription factor. The resulting binding-site model defines the sequence specificity of this protein with a high degree of accuracy not achieved earlier and thereby makes it possible to identify previously unknown regulatory sequences in genomic DNA. A covariance analysis of the selected sites revealed non-independent base preferences at different nucleotide positions, providing insight into the binding mechanism.

Analyse des modifications de la chromatine impliquées dans l'effet barrière de CTF1 aux télomères humains

Eukaryotic genomes are compartmentalized in different structural domains that can affect positively or negatively gene expression. These regions of euchromatin and heterochromatin are characterized by distinct histones marks which can facilitate or repress gene transcription. The chromatin environment represents thus one of the main problems to control gene expression in biotechnological applications or gene therapy, since its expression is affected by the chromatin neighboring its locus of insertion. Some chromatin regions like telomeres are composed of constitutive heterochromatin which leads to the telomeric position effect (TPE) that silences genes adjacent to the telomere. TPE is known to spread by the selfrecruitment of the SIR histone deacetylase complex from the telomere in S.cerevisiae, but the histone marks that are associated to telomeric chromatin in mammalian cells remain mostly unknown. The transcription factor CTF1 has shown antisilencing properties in mammalian cells and also a boundary activity against TPE in yeast cells when fused to the yeast Gal4 DNA binding domain. In the work presented here, we describe a dual-reporter system to assess the boundary activity of proteins such as CTF1 at human telomeres. When located between the two reporter genes, CTF1 shields the telomere distal gene from TPE, while the telomereproximal gene remains silenced by telomeric heterochromatin. The boundary activity of CTF1 is shown to act regardless its function of transcriptional activator, by opposition to the transcriptional activator VP16 which activates indifferently both transgenes. Moreover, this study shows that CTF1 boundary activity is linked to its H3 binding function, as expected from a chromatin remodeler. ChIP experiments showed that histone deacetylation is the main histone modification involved in gene silencing at mammalian cell telomeres. Distinctly to yeast cells, the histone deacetylation signal in human cells extented over a short range along the chromosome. CTF1 may help to block this propagation and therefore to restore histones acetylation level on telomere protected locus. Surprisingly, other histone marks such as trimethyl-H3K9 or trimethyl-H4K20 were found on telomere protected locus, while in another clone, unsilencing of telomere distal transgene was associated with recruitment of the histone variant H2A.Z. Thus, I conclude that CTF1 displays a chromatin boundary function which is independent of its transcriptional activity and therefore exhibit features required for use as chromatin insulator in biotechnological applications. RESUME Les génomes eucaryotes sont compartementalisés en domaines structurels qui peuvent affecter positivement ou négativement l'expression des gènes avoisinants. Ces régions dites d'euchromatine ou d'hétérochromatine sont caractérisées par des modifications posttraductionnelles des histones qui peuvent faciliter ou au contraire inhiber la transcription des gènes qui s'y trouvent. Ainsi, isoler un gène de son environnement chromatinien est problème fréquent lorsqu'il s'agit de contrôler son expression dans le cadre d'applications en biotechnologie ou encore en thérapie génique. Certaines régions de chromatine telles que les télomères sont composées d'hétérochromatine constitutive qui mène au silençage des gènes avoisinants. Cet effet de position télomérique (TPE) est connu dans la levure S.cerevisiae comme se propageant par auto-recrutement du complexe de déacétylation d'histone SIR, alors que peu de modifications de chromatine ont pu être associées à ce phénomène dans les cellules de mammifères. Le facteur de transcription CTF1 a montré des propriétés d'anti-silençage dans les cellules de mammifères, ainsi qu'une activité barrière contre le silençage télomérique dans les cellules de levures lorsqu'il est fusionné au domaine de liaison à l'ADN de la protéine de levure Gal4. Dans le travail présenté ci-après est décrit un système à deux gènes rapporteurs permettant de mesurer l'activité barrière de protéines telles que CTF1 aux télomères humains, et les modifications de chromatine qui y sont associées. Lorsque CTF1 est placé entre les deux gènes rapporteurs, le gène distant du télomère est protégé du silençage qui lui est associé, alors que le gène proche du télomère reste soumis à ce silençage induit par l'hétérochromatine télomérique. L'activité barrière de CTF1 est montrée ici comme agissant indépendamment de son activité transcriptionnelle, par opposition à l'activateur transcriptionnel VP16 qui active indifféremment les deux transgènes. En outre, cette étude appuie l'hypothèse stipulant que CTF1 agisse comme remodeleur chromatinien puisqu'elle démontre que son activité barrière est directement dépendante de son activité de liaison avec l'histone H3. De plus, des expériences d'immuno-précipitation de la chromatine démontrent que la déacétylation des histones est le majeur phénomène intervenant dans le silençage télomérique. Par opposition à la levure, ce signal de déacétylation ne se propage dans les cellules humaines que sur une courte distance le long du chromosome. CTF1 agit ainsi en bloquant cette propagation et en restaurant le niveau d'acétylation des histones sur le locus protégé du télomère. De manière surprenante et inattendue, d'autres modifications d'histones telles que 4 les H3K9 et H4K20 triméthylées sont aussi observées à ce locus, tandis le recrutement du variant H2A.Z peut aussi être suffisant à restaurer l'expression du gène distant du télomère. En terme de cette analyse, CTF1 exhibe ainsi une fonction de barrière chromatinienne qui exclue une activité transcriptionnelle non désirée - propriété qui est requise dans l'établissement des isolateurs visant à permettre le contrôle d'un transgène dans le cadre d'applications en biotechnologies.

Biological materials in colorectal surgery: current applications and potential for the future.

Biological materials are increasingly used in abdominal surgery for ventral, pelvic and perineal reconstructions, especially in contaminated fields. Future applications are multi-fold and include prevention and one-step closure of infected areas. This includes prevention of abdominal, parastomal and pelvic hernia, but could also include prevention of separation of multiple anastomoses, suture- or staple-lines. Further indications could be a containment of infected and/or inflammatory areas and protection of vital implants such as vascular grafts. Reinforcement patches of high-risk anastomoses or unresectable perforation sites are possibilities at least. Current applications are based mostly on case series and better data is urgently needed. Clinical benefits need to be assessed in prospective studies to provide reliable proof of efficacy with a sufficient follow-up. Only superior results compared with standard treatment will justify the higher costs of these materials. To date, the use of biological materials is not standard and applications should be limited to case-by-case decision.

Example of Data Telemetry for Biomedical Applications: An In Vivo Experiment

This letter describes a data telemetry biomedical experiment. An implant, consisting of a biometric data sensor, electronics, an antenna, and a biocompatible capsule, is described. All the elements were co-designed in order to maximize the transmission distance. The device was implanted in a pig for an in vivo experiment of temperature monitoring.

Top Three Pharmacogenomics and Personalized Medicine Applications at the Nexus of Renal Pathophysiology and Cardiovascular Medicine.

Pharmacogenomics is a field with origins in the study of monogenic variations in drug metabolism in the 1950s. Perhaps because of these historical underpinnings, there has been an intensive investigation of 'hepatic pharmacogenes' such as CYP450s and liver drug metabolism using pharmacogenomics approaches over the past five decades. Surprisingly, kidney pathophysiology, attendant diseases and treatment outcomes have been vastly under-studied and under-theorized despite their central importance in maintenance of health, susceptibility to disease and rational personalized therapeutics. Indeed, chronic kidney disease (CKD) represents an increasing public health burden worldwide, both in developed and developing countries. Patients with CKD suffer from high cardiovascular morbidity and mortality, which is mainly attributable to cardiovascular events before reaching end-stage renal disease. In this paper, we focus our analyses on renal function before end-stage renal disease, as seen through the lens of pharmacogenomics and human genomic variation. We herein synthesize the recent evidence linking selected Very Important Pharmacogenes (VIP) to renal function, blood pressure and salt-sensitivity in humans, and ways in which these insights might inform rational personalized therapeutics. Notably, we highlight and present the rationale for three applications that we consider as important and actionable therapeutic and preventive focus areas in renal pharmacogenomics: 1) ACE inhibitors, as a confirmed application, 2) VDR agonists, as a promising application, and 3) moderate dietary salt intake, as a suggested novel application. Additionally, we emphasize the putative contributions of gene-environment interactions, discuss the implications of these findings to treat and prevent hypertension and CKD. Finally, we conclude with a strategic agenda and vision required to accelerate advances in this under-studied field of renal pharmacogenomics with vast significance for global public health.

Influence of age, risk factors, and cardiovascular and renal disease on arterial stiffness: clinical applications.

Age is the main clinical determinant of large artery stiffness. Central arteries stiffen progressively with age, whereas peripheral muscular arteries change little with age. A number of clinical studies have analyzed the effects of age on aortic stiffness. Increase of central artery stiffness with age is responsible for earlier wave reflections and changes in pressure wave contours. The stiffening of aorta and other central arteries is a potential risk factor for increased cardiovascular morbidity and mortality. Arterial stiffening with aging is accompanied by an elevation in systolic blood pressure (BP) and pulse pressure (PP). Although arterial stiffening with age is a common situation, it has now been confirmed that older subjects with increased arterial stiffness and elevated PP have higher cardiovascular morbidity and mortality. Increase in aortic stiffness with age occurs gradually and continuously, similarly for men and women. Cross-sectional studies have shown that aortic and carotid stiffness (evaluated by the pulse wave velocity) increase with age by approximately 10% to 15% during a period of 10 years. Women always have 5% to 10% lower stiffness than men of the same age. Although large artery stiffness increases with age independently of the presence of cardiovascular risk factors or other associated conditions, the extent of this increase may depend on several environmental or genetic factors. Hypertension may increase arterial stiffness, especially in older subjects. Among other cardiovascular risk factors, diabetes type 1 and 2 accelerates arterial stiffness, whereas the role of dyslipidemia and tobacco smoking is unclear. Arterial stiffness is also present in several cardiovascular and renal diseases. Patients with heart failure, end stage renal disease, and those with atherosclerotic lesions often develop central artery stiffness. Decreased carotid distensibility, increased arterial thickness, and presence of calcifications and plaques often coexist in the same subject. However, relationships between these three alterations of the arterial wall remain to be explored.

Versatile gene-specific sequence tags for Arabidopsis functional genomics: transcript profiling and reverse genetics applications.

Microarray transcript profiling and RNA interference are two new technologies crucial for large-scale gene function studies in multicellular eukaryotes. Both rely on sequence-specific hybridization between complementary nucleic acid strands, inciting us to create a collection of gene-specific sequence tags (GSTs) representing at least 21,500 Arabidopsis genes and which are compatible with both approaches. The GSTs were carefully selected to ensure that each of them shared no significant similarity with any other region in the Arabidopsis genome. They were synthesized by PCR amplification from genomic DNA. Spotted microarrays fabricated from the GSTs show good dynamic range, specificity, and sensitivity in transcript profiling experiments. The GSTs have also been transferred to bacterial plasmid vectors via recombinational cloning protocols. These cloned GSTs constitute the ideal starting point for a variety of functional approaches, including reverse genetics. We have subcloned GSTs on a large scale into vectors designed for gene silencing in plant cells. We show that in planta expression of GST hairpin RNA results in the expected phenotypes in silenced Arabidopsis lines. These versatile GST resources provide novel and powerful tools for functional genomics.

Positionnement par satellites (GPS) et accélérométrie : nouvelles applications dans le domaine du sport

Grâce à des développements technologiques récents, tels que le système de positionnement par satellites GPS (Global Positioning System) en mode différentie on est maintenant capable de mesurer avec une grande précision non seulement le profil de vitesse de déplacement d'un sujet sur la terre mais aussi sa trajectoire en faisant totalement abstraction de la chronométrie classique. De plus, des capteurs accélérométriques miniaturisés permettent d'obtenir un complément d'information biomécanique utile (fréquence et longueur du pas, signature accélérométrique individuelle). Dans cet artide, un exemple d'application de ces deux techniques à des sports tels que le ski alpin (descente ou Super G) et le sprint est présenté. La combinaison de plusieurs mesures physiologiques, cinétiques et biomécaniques permettra de mieux comprendre les facteurs endogènes et exogènes qui jouent un rôle dans l'amélioration des performances de l'homme.

Impact of voting advice applications on voters's decision-making

So-called online Voting Advice Applications (VAAs) have become very popular all over Europe. Millions of voters are using them as an assistance to make up their minds for which party they should vote. Despite this popularity there are only very few studies about the impact of these tools on individual electoral choice. On the basis of the Swiss VAA smartvote we present some first findings about the question whether VAAs do have a direct impact on the actual vote of their users. In deed, we find strong evidence that Swiss voters were affected by smartvote. However, our findings are somewhat contrary to the results of previous studies from other countries. Furthermore, the quality of available data for such studies needs to be improved. Future studies should pay attention to both: the improvement of the available data, as well as the explanation of the large variance of findings between the specific European countries.

Les passions de l'agir juste. Fondements de l'éthique et applications concrètes

L'éthique, en particulier dans sa version théologique, est exposée aujourd'hui à des mises à l'épreuve redoutables. Sans cesse solicitée par le public et les médias, elle engage une intelligence de la foi, une capacité analytique, une mobilisation de la raison et une implication des émotions. Le présent ouvrage entend conjoindre trois exigences: théorique, figurative et pratique. L'exigence théorique reprend à nouveaux frais la question des fondements de l'éthique, à l'interface de la rationalité, de la foi et de la théologie. L'exigence figurative, non sans rapport avec la démarche généalogique, précise les enjeux du dialogue que le théologien mène avec différentes formes de réflexion philosophique. L'exigence pratique, enfin, renoue les fils, jamais perdus de vue, avec l'expérience et l'existence des humains et des sociétés, sur la base de plusieurs cas exemplaires d'éthique appliquée: statut de l'embryon, compréhension de la maladie et de la santé, définition de la mort, transplantation d'organes, engagement social, toxicomanie, etc.

Rapid bacterial genome sequencing: methods and applications in clinical microbiology.

The recent advances in sequencing technologies have given all microbiology laboratories access to whole genome sequencing. Providing that tools for the automated analysis of sequence data and databases for associated meta-data are developed, whole genome sequencing will become a routine tool for large clinical microbiology laboratories. Indeed, the continuing reduction in sequencing costs and the shortening of the 'time to result' makes it an attractive strategy in both research and diagnostics. Here, we review how high-throughput sequencing is revolutionizing clinical microbiology and the promise that it still holds. We discuss major applications, which include: (i) identification of target DNA sequences and antigens to rapidly develop diagnostic tools; (ii) precise strain identification for epidemiological typing and pathogen monitoring during outbreaks; and (iii) investigation of strain properties, such as the presence of antibiotic resistance or virulence factors. In addition, recent developments in comparative metagenomics and single-cell sequencing offer the prospect of a better understanding of complex microbial communities at the global and individual levels, providing a new perspective for understanding host-pathogen interactions. Being a high-resolution tool, high-throughput sequencing will increasingly influence diagnostics, epidemiology, risk management, and patient care.

New developments and applications in modelling occupational exposure to airborne contaminants

Résumé: L'évaluation de l'exposition aux nuisances professionnelles représente une étape importante dans l'analyse de poste de travail. Les mesures directes sont rarement utilisées sur les lieux même du travail et l'exposition est souvent estimée sur base de jugements d'experts. Il y a donc un besoin important de développer des outils simples et transparents, qui puissent aider les spécialistes en hygiène industrielle dans leur prise de décision quant aux niveaux d'exposition. L'objectif de cette recherche est de développer et d'améliorer les outils de modélisation destinés à prévoir l'exposition. Dans un premier temps, une enquête a été entreprise en Suisse parmi les hygiénistes du travail afin d'identifier les besoins (types des résultats, de modèles et de paramètres observables potentiels). Il a été constaté que les modèles d'exposition ne sont guère employés dans la pratique en Suisse, l'exposition étant principalement estimée sur la base de l'expérience de l'expert. De plus, l'émissions de polluants ainsi que leur dispersion autour de la source ont été considérés comme des paramètres fondamentaux. Pour tester la flexibilité et la précision des modèles d'exposition classiques, des expériences de modélisations ont été effectuées dans des situations concrètes. En particulier, des modèles prédictifs ont été utilisés pour évaluer l'exposition professionnelle au monoxyde de carbone et la comparer aux niveaux d'exposition répertoriés dans la littérature pour des situations similaires. De même, l'exposition aux sprays imperméabilisants a été appréciée dans le contexte d'une étude épidémiologique sur une cohorte suisse. Dans ce cas, certains expériences ont été entreprises pour caractériser le taux de d'émission des sprays imperméabilisants. Ensuite un modèle classique à deux-zone a été employé pour évaluer la dispersion d'aérosol dans le champ proche et lointain pendant l'activité de sprayage. D'autres expériences ont également été effectuées pour acquérir une meilleure compréhension des processus d'émission et de dispersion d'un traceur, en se concentrant sur la caractérisation de l'exposition du champ proche. Un design expérimental a été développé pour effectuer des mesures simultanées dans plusieurs points d'une cabine d'exposition, par des instruments à lecture directe. Il a été constaté que d'un point de vue statistique, la théorie basée sur les compartiments est sensée, bien que l'attribution à un compartiment donné ne pourrait pas se faire sur la base des simples considérations géométriques. Dans une étape suivante, des données expérimentales ont été collectées sur la base des observations faites dans environ 100 lieux de travail différents: des informations sur les déterminants observés ont été associées aux mesures d'exposition des informations sur les déterminants observés ont été associé. Ces différentes données ont été employées pour améliorer le modèle d'exposition à deux zones. Un outil a donc été développé pour inclure des déterminants spécifiques dans le choix du compartiment, renforçant ainsi la fiabilité des prévisions. Toutes ces investigations ont servi à améliorer notre compréhension des outils des modélisations ainsi que leurs limitations. L'intégration de déterminants mieux adaptés aux besoins des experts devrait les inciter à employer cet outil dans leur pratique. D'ailleurs, en augmentant la qualité des outils des modélisations, cette recherche permettra non seulement d'encourager leur utilisation systématique, mais elle pourra également améliorer l'évaluation de l'exposition basée sur les jugements d'experts et, par conséquent, la protection de la santé des travailleurs. Abstract Occupational exposure assessment is an important stage in the management of chemical exposures. Few direct measurements are carried out in workplaces, and exposures are often estimated based on expert judgements. There is therefore a major requirement for simple transparent tools to help occupational health specialists to define exposure levels. The aim of the present research is to develop and improve modelling tools in order to predict exposure levels. In a first step a survey was made among professionals to define their expectations about modelling tools (what types of results, models and potential observable parameters). It was found that models are rarely used in Switzerland and that exposures are mainly estimated from past experiences of the expert. Moreover chemical emissions and their dispersion near the source have also been considered as key parameters. Experimental and modelling studies were also performed in some specific cases in order to test the flexibility and drawbacks of existing tools. In particular, models were applied to assess professional exposure to CO for different situations and compared with the exposure levels found in the literature for similar situations. Further, exposure to waterproofing sprays was studied as part of an epidemiological study on a Swiss cohort. In this case, some laboratory investigation have been undertaken to characterize the waterproofing overspray emission rate. A classical two-zone model was used to assess the aerosol dispersion in the near and far field during spraying. Experiments were also carried out to better understand the processes of emission and dispersion for tracer compounds, focusing on the characterization of near field exposure. An experimental set-up has been developed to perform simultaneous measurements through direct reading instruments in several points. It was mainly found that from a statistical point of view, the compartmental theory makes sense but the attribution to a given compartment could ñó~be done by simple geometric consideration. In a further step the experimental data were completed by observations made in about 100 different workplaces, including exposure measurements and observation of predefined determinants. The various data obtained have been used to improve an existing twocompartment exposure model. A tool was developed to include specific determinants in the choice of the compartment, thus largely improving the reliability of the predictions. All these investigations helped improving our understanding of modelling tools and identify their limitations. The integration of more accessible determinants, which are in accordance with experts needs, may indeed enhance model application for field practice. Moreover, while increasing the quality of modelling tool, this research will not only encourage their systematic use, but might also improve the conditions in which the expert judgments take place, and therefore the workers `health protection.