On estimation and identifiability issues of sex-linked inheritance with a case study of pigmentation in Swiss barn owl (Tyto alba)

Genetic evaluation using animal models or pedigree-based models generally assume only autosomal inheritance. Bayesian animal models provide a flexible framework for genetic evaluation, and we show how the model readily can accommodate situations where the trait of interest is influenced by both autosomal and sex-linked inheritance. This allows for simultaneous calculation of autosomal and sex-chromosomal additive genetic effects. Inferences were performed using integrated nested Laplace approximations (INLA), a nonsampling-based Bayesian inference methodology. We provide a detailed description of how to calculate the inverse of the X- or Z-chromosomal additive genetic relationship matrix, needed for inference. The case study of eumelanic spot diameter in a Swiss barn owl (Tyto alba) population shows that this trait is substantially influenced by variation in genes on the Z-chromosome (sigma(2)(z) = 0.2719 and sigma(2)(a) = 0.4405). Further, a simulation study for this study system shows that the animal model accounting for both autosomal and sex-chromosome-linked inheritance is identifiable, that is, the two effects can be distinguished, and provides accurate inference on the variance components.

La gestion des services environnementaux: entre règles et régulation négociée. Six études de cas de services forestiers pour la production d'eau potable dans trois pays

Cette thèse est construite en quatre parties : trois annexes qui présentent six études de cas (env. 800 pages), précédées par une analyse transversale, plus synthétique (env. 150 pages), dont traite ce résumé. Chaque annexe contient une synthèse détaillée des études de cas. Cette thèse aborde la « gestion des ressources naturelles » en affirmant d'emblée que l'appellation est inappropriée, car ce ne sont pas les ressources qui sont gérées, mais leurs usages. Il s'agit donc d'identifier et d'analyser ce qui influence les comportements humains en lien avec la ressource. Cette affirmation fonde la perspective des sciences sociales sur la gestion des ressources naturelles, dans laquelle s'inscrit cette thèse. L'approche néo-institutionnaliste considère que les usages sont influencés par des institutions, qui sont elles-mêmes influencées par les usagers. Ces institutions sont des constructions humaines qui composent le contexte institutionnel dans lequel les acteurs décident de leurs usages (abattre un arbre, prélever de l'eau, etc.). Les usages des ressources ne sont donc jamais libres et il s'agit de comprendre comment ces règles du jeu influencent les pratiques. Elles sont nombreuses, interdépendantes et forment la trame sur laquelle se décident les usages. Pour saisir cette complexité, l'auteur applique le cadre d'analyse des régimes institutionnels des ressources (RIR) qui se limite à l'analyse de deux types de droits d'usages : ceux issues des règles de la propriété (titres de propriété, servitudes, etc.) et ceux issus des politiques publiques (lois, ordonnances, etc.). Le RIR permet d'identifier un « régime institutionnel », spécifique à la ressource étudiée, dont les évolutions peuvent être comparées dans le temps ou entre plusieurs lieux. Dans cette recherche, ce cadre d'analyse a été appliqué au même objet - la gestion forestière dans les zones de captage d'eau souterraine destinée au réseau public - dans trois pays : en France, en Suisse et en Indonésie. Trois années de recherche de terrain ont permis à l'auteur de s'intéresser non seulement aux règles prédéterminées (la réglementation), mais aussi aux règles effectivement activées sur le terrain (la régulation) par les acteurs rencontrés. Les études de cas montrent que les règles prévues sont inégalement activées et que les acteurs privilégient parfois la négociation directe pour résoudre leurs rivalités d'usages, à la place d'invoquer leurs droits acquis. Ce constat conduit l'auteur à proposer un élargissement de la focale du RIR, qui constitue le coeur de sa thèse. On ne s'intéresse plus seulement à ce qui « est » régulé, mais aussi à ce qui ne l'« est pas » et qui échappe à l'application classique du RIR. Ce renversement de perspective est crucial pour comprendre les usages concrets des ressources dans les régimes peu intégrés, où les pratiques s'expliquent davantage par la marge de manoeuvre laissée aux acteurs que par les règles prédéterminées. Cette relecture, testée avec succès dans cette thèse, permet d'intégrer la marge de manoeuvre à l'analyse au moyen du RIR. Elle se concrétise par l'identification des lacunes et incohérences dans les régimes institutionnels étudiés. Le champ d'application du RIR s'en trouve élargi et sa vulgarisation pour des non-spécialistes est facilitée, notamment pour les environnementalistes. La complémentarité entre les approches s'en trouve renforcée. Les résultats montrent deux choses : premièrement les acteurs disposent toujours d'une marge de manoeuvre pour négocier des régulations ponctuelles, qui sont autant d'alternatives à l'application des règles prévues. Deuxièmement, la conclusion d'accords issus de la négociation bi-/multilatérale dépend directement de la marge de manoeuvre laissée par le contexte institutionnel. Ceci explique pourquoi la négociation entre les propriétaires forestiers et les exploitants de captages s'imposent en Indonésie, est envisageable en France, mais n'aboutit pas en Suisse. Les nombreuses tentatives infructueuses de mise en oeuvre de solutions négociées, notamment sous forme de paiements pour services environnementaux (PSE), trouvent ici une explication. - This thesis (written in French) is built in four parts: three annexes that present six case studies (approx. 800 pages), preceded by a transverse, more conceptual analysis (approx. 150 pages), which this summary is about. Each annexe contains a detailed summary of the case studies. 'Natural resource management' is an inappropriate designation because it is not the resources that are managed but the uses made of them, therefore this thesis addresses the identification and analysis of the influences on human behaviour in relation to the resource. This statement roots the social sciences perspective on the management of natural resources, in which this thesis fits. A neoinstitutionalist approach considers that the uses are influenced by institutions, which are themselves influenced by users. These institutions are human constructions that form the institutional context in which the actors decide on the use of resources (felling a tree, collecting water, etc.). Thus, the uses of resources are never independent from institutional influences and it becomes necessary to understand how these rules of the game affect practices. They are numerous, interrelated and form the basis for the uses of resources. To understand this complexity, the author applies the institutional regime resource framework (IRR) which limits the analysis to two types of use rights: those resulting from the property rights (deeds, easements, etc.) and those from public policies (laws, ordinances, etc.). The IRR identifies an 'institutional regime', specific to the resource, from which developments can be compared over time or between several places. In this research, this analytical framework has been applied to the same topic - forest management in the recharging areas of groundwater piped for public supply - in three countries: France, Switzerland and Indonesia. Three years of field research allow the author to look not only at predetermined rules (rules), but also at regulations that are actually activated on the ground (rules-in-use). The case studies show that the predetermined rules are unevenly applied and that sometimes actors favour direct negotiation to resolve their rivalry of uses, instead of invoking their vested rights. From this observation the author proposes an enlargement of the IRR's scope, forming the core of his thesis. The interest covers not only what 'is' regulated, but what 'is not' and so is beyond the classical application of the IRR. This shift in perspective is crucial to understand the concrete uses of resources in poorly integrated regimes, where practices are explained by the margin of manoeuvre left to the actors rather than predetermined rules. This reinterpretation, tested successfully in this research, allows the margin of manoeuvre to be integrated in the analysis using the IRR and is made concrete by the identification of gaps and inconsistencies in the investigated institutional context. The new interpretation of the IRR in this thesis complements and enhances its classical application. In particular, its use and understanding by non-specialists, especially environmentalists, is facilitated. The results show two things: first the actors always have leeway to negotiate ad hoc regulations, which are alternatives to the application of the predefined rules. Second, the conclusion of bi/multilateral negotiated agreements depends directly on the leeway left by the institutional context. This explains why the negotiation between forest owners and operators of water catchments is needed in Indonesia, is possible in France, but does not succeed in Switzerland. This offers an explanation for many unsuccessful attempts to implement negotiated solutions, notably payments for environmental services (PES).

Re-descriptions of Isospora ameivae Carini, 1932 in the Teiid Lizard Ameiva ameiva and Isospora hemidactyli Carini, 1936 in the Gecko Hemidactylus mabouia, with Particular Reference to their Endogenous Stages

Redescriptions are given of the mature oocysts of Isospora ameivae Carini, 1932, from the teiid lizard Ameiva ameiva, and Isospora hemidactyli Carini,1936 from the gecko Hemidactylus mabouia, in north Brazil. The endogenous stages of the two parasites in the small intestine are described. Those of I. ameivae are intracytoplasmic, whereas those of I. hemidactyli are intranuclear.

Recombinant " Physcomitrella patens " as a sensitive tool to study heat sensing and heat-shock signal transduction in plants

SUMMARY When exposed to heat stress, plants display a particular set of cellular and molecular responses, such as chaperones expression, which are highly conserved in all organisms. In chapter 1, I studied the ability of heat shock genes to become transiently and abundantly induced under various temperature regimes. To this aim, I designed a highly sensitive heat-shock dependent conditional gene expression system in the moss Physcomitrella patens, using the soybean heatinducible promoter (hsp17.3B). Heat-induced expression of various reporter genes was over three orders of magnitude, in tight correlation with the intensity and duration of the heat treatments. By performing repeated heating/cooling cycles, a massive accumulation of recombinant proteins was obtained. Interestingly, the hsp17.3B promoter was also activated by specific organic chemicals. Thus, in chapter 2, I took advantage of the extreme sensitivity of this promoter to small temperature variations to further address the role of various natural and organic chemicals and develop a plant based-bioassay that can serve as an early warning indicator of toxicity by pollutants and heavy metals. A screen of several organic pollutants from textile and paper industry showed that chlorophenols as well as sulfonated anthraquinones elicited a heat shock like response at noninducing temperatures. Their effects were synergistically amplified by mild elevated temperatures. In contrast to standard methods of pollutant detection, this plant-based biosensor allowed to monitor early stress-responses, in correlation with long-term toxic effect, and to attribute effective toxicity thresholds for pollutants, in a context of varying environmental cues. In chapter 3, I deepened the study of the primary mechanism by which plants sense mild temperature variations and trigger a cellular signal leading to the heat shock response. In addition to the above described heat-inducible reporter line, I generated a P. patens transgenic line to measure, in vivo, variations of cytosolic calcium during heat treatment, and another line to monitor the role of protein unfolding in heat-shock sensing and signalling. The heat shock signalling pathway was found to be triggered by the plasma membrane, where temperature up shift specifically induced the transient opening of a putative high afimity calcium channel. The calcium influx triggered a signalling cascade leading to the activation of the heat shock genes, independently on the presence of misfolded proteins in the cytoplasm. These results strongly suggest that changes in the fluidity of the plasma membrane are the primary trigger of the heatshocksignalling pathway in plants. The present thesis contributes to the understanding of the basic mechanism by which plants perceive and respond to heat and chemical stresses. This may contribute to developing appropriate better strategies to enhance plant productivity under the increasingly stressful environment of global warming. RÉSUME Les plantes exposées à des températures élevées déclenchent rapidement des réponses cellulaires qui conduisent à l'induction de gènes codant pour les heat shock proteins (HSPs). En fonction de la durée d'exposition et de la vitesse à laquelle la température augmente, les HSPs sont fortement et transitoirement induites. Dans le premier chapitre, cette caractéristique aété utilisée pour développer un système inductible d'expression de gènes dans la mousse Physcomitrella patens. En utilisant plusieurs gènes rapporteurs, j'ai montré que le promoteur du gène hsp17.3B du Soja est activé d'une manière. homogène dans tous les tissus de la mousse proportionnellement à l'intensité du heat shock physiologique appliqué. Un très fort taux de protéines recombinantes peut ainsi être produit en réalisant plusieurs cycles induction/recovery. De plus, ce promoteur peut également être activé par des composés organiques, tels que les composés anti-inflammatoires, ce qui constitue une bonne alternative à l'induction par la chaleur. Les HSPs sont induites pour remédier aux dommages cellulaires qui surviennent. Étant donné que le promoteur hsp17.3B est très sensible à des petites augmentations de température ainsi qu'à des composés chimiques, j'ai utilisé les lignées développées dans le chapitre 1 pour identifier des polluants qui déclenchent une réaction de défense impliquant les HSPs. Après un criblage de plusieurs composés, les chlorophénols et les antraquinones sulfonés ont été identifiés comme étant activateurs du promoteur de stress. La détection de leurs effets a été réalisée seulement après quelques heures d'exposition et corrèle parfaitement avec les effets toxiques détectés après de longues périodes d'exposition. Les produits identifiés montrent aussi un effet synergique avec la température, ce qui fait du biosensor développé dans ce chapitre un bon outil pour révéler les effets réels des polluants dans un environnement où les stress chimiques sont combinés aux stress abiotiques. Le troisième chapitre est consacré à l'étude des mécanismes précoces qui permettent aux plantes de percevoir la chaleur et ainsi de déclencher une cascade de signalisation spécifique qui aboutit à l'induction des gènes HSPs. J'ai généré deux nouvelles lignées afin de mesurer en temps réel les changements de concentrations du calcium cytosolique ainsi que l'état de dénaturation des protéines au cours du heat shock. Quand la fluidité de la membrane augmente après élévation de la température, elle semble induire l'ouverture d'un canal qui permet de faire entrer le calcium dans les cellules. Ce dernier initie une cascade de signalisation qui finit par activer la transcription des gènes HSPs indépendamment de la dénaturation de protéines cytoplasmiques. Les résultats présentés dans ce chapitre montrent que la perception de la chaleur se fait essentiellement au niveau de la membrane plasmique qui joue un rôle majeur dans la régulation des gènes HSPs. L'élucidation des mécanismes par lesquels les plantes perçoivent les signaux environnementaux est d'une grande utilité pour le développement de nouvelles stratégies afin d'améliorer la productivité des plantes soumises à des conditions extrêmes. La présente thèse contribue à décortiquer la voie de signalisation impliquée dans la réponse à la chaleur.

Health Impact Assessment and Waste Management with particular reference to Incineration: An introductory paper

This introductory brief has been written as a response to a request for information on HIA and waste management, with particular reference to incineration. EU legislation forms the basis for much of Irish waste management policy. Waste Management – Taking Stock and Moving Forward (2004) sets targets for increased prevention and minimisation, encourages reuse and gives preference to recovery and recycling, which is in line with the EU’s Sixth Environmental Action Plan (2002). In the area of waste incineration, the Waste Incineration Directive (2000/76/EC) has been transposed into Irish law and sets operating requirements for the incineration of waste.

Analysis of stop-gain and frameshift variants in human innate immunity genes.

Loss-of-function variants in innate immunity genes are associated with Mendelian disorders in the form of primary immunodeficiencies. Recent resequencing projects report that stop-gains and frameshifts are collectively prevalent in humans and could be responsible for some of the inter-individual variability in innate immune response. Current computational approaches evaluating loss-of-function in genes carrying these variants rely on gene-level characteristics such as evolutionary conservation and functional redundancy across the genome. However, innate immunity genes represent a particular case because they are more likely to be under positive selection and duplicated. To create a ranking of severity that would be applicable to innate immunity genes we evaluated 17,764 stop-gain and 13,915 frameshift variants from the NHLBI Exome Sequencing Project and 1,000 Genomes Project. Sequence-based features such as loss of functional domains, isoform-specific truncation and nonsense-mediated decay were found to correlate with variant allele frequency and validated with gene expression data. We integrated these features in a Bayesian classification scheme and benchmarked its use in predicting pathogenic variants against Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) disease stop-gains and frameshifts. The classification scheme was applied in the assessment of 335 stop-gains and 236 frameshifts affecting 227 interferon-stimulated genes. The sequence-based score ranks variants in innate immunity genes according to their potential to cause disease, and complements existing gene-based pathogenicity scores. Specifically, the sequence-based score improves measurement of functional gene impairment, discriminates across different variants in a given gene and appears particularly useful for analysis of less conserved genes.

Measuring deprivation in health services research, with particular reference to analysis of cancer incidence, mortalilty and survival

This report reviews various measures of deprivation in order to be able to monitor socio-economic inequalities in cancer incidence, survival and service provision in the future.

Lutzomyia longipalpis and the eco-epidemiology of American visceral leishmaniasis, with particular reference to Brazil: a review

An historical review is given of American visceral leishmaniasis (AVL), with particular reference to the eco-epidemiology of the disease in Brazil. Following the first records of AVL in this country, in 1934, the sandfly Lutzomyia longipalpis (Lutz and Neiva, 1912) was incriminated as the principal vector. It is now generally accepted, however, that there exist a number of cryptic species under the name of Lu. longipalpis s.l. and that variations in the quantity of the vasodilatory peptide maxadilan in the saliva of flies from different populations of Lu. longipalpis s.l., may account for the variable clinical manifestations of AVL seen in different geographic regions. Distribution of AVL has been shown to extend throughout most of South and Central America, with the domestic dog serving as the principal reservoir of infection for man. However, while one hypothesis suggests that the causative parasite is Leishmania infantum, imported from Europe with the Portuguese and Spanish colonists, the demonstration of a high rate of benign, inapparent infection in foxes in Amazonian Brazil raised an opposing suggestion that the parasite is indigenous to the Americas. Recent reports of similar infections in native marsupials, and possibly rodents, tend to support this view, particularly as Lu. longipalpis is primordially a silvatic sandfly. Although effective control measures in foci of the disease will diminish the number of canine and human infections, the presence of such an enzootic in a variety of native animals will render the total eradication of AVL unlikely.