Effects of cold shock on microtubule organization and cell cycle in gynogenetically activated eggs of olive flounder (Paralichthys olivaceus)

Cytological changes and subsequent mitotic processes were studied in gynogenetically activated eggs of olive flounder subjected to cold-shock treatment using indirect immunofluorescence staining of isolated blastodisks. Obvious differences between controls and treated eggs were detected during early cell division. The developmental process of haploid control was similar to that of the diploid control except several minutes delayed. Spindles disassembled by the cold-shock treatment regenerated soon after treatment, resulting in the occurrence of the first mitosis. The immature daughter centriole was easily depolymerized by cold-shock treatment, leading to the formation of the bipolar spindle in the first cell cycle and the formation of the monopolar spindle in the second cell cycle, resulting in chromosome set doubling. Some two-cell stage eggs had a monopolar spindle in one blastomere and a bipolar spindle in another during the second mitosis. These eggs had a high potency developing into haploid-diploid mosaics. To the best of our knowledge, this study is the first to clarify the mechanism of chromosome set doubling in marine fishes and provides a preliminary cytological basis for developing a reliable and efficient protocol for mitotic gynogenesis induction by cold-shock treatment in olive flounder.

Carbonate cycle and its control factors in Kuroshio source region during the last 190ka BP

Two deep sea cores (Ph05-5, 16.05 degrees N, 124.34 degrees E, water depth 3382m and WP3: 22.15 degrees N, 122.95 degrees E, water depth 2700m) retrieved from the Kuroshio source region of the western Philippine Sea were selected to carry out the CaCO3 and calcareous nannofossil faunas study. Based on AMS(14)C data and comparing tire oxygen isotope curve with SPECMAP delta O-18 (Martinson et al., 1987) a stratigraphy was established. And, combining the changes of primary productivity and dissolution index of carbonate, the carbonate cycle and its control factors were analyzed in this region during the last 190ka BP. The carbonate contents showed higher values in the glacial periods and lower values during the interglacial and Holocene periods, which characteristics was similar to the tendency of "Pacific Type" carbonate cycle. However, there were high carbonate contents in the warm period and low values during the cold interval, which displayed the same tendency with the "Atlantic Type" carbonate cycle during the last glacial period (MIS4-2) in the east of Phillipines. The variations of primary productivity and carbonate dissolution index indicated that the carbonate dissolution was a major factor controlling the carbonate content in tire cast of Philippines, and the variations in carbonate contents were mainly affected by the productivity of calcareous organism in the Southeast of Taiwan. The "Atlantic Type" carbonate cycle in the cast of Phillipines during the last glacial period (MIS4-2) was an effect of the process of dissolution combined with the change of primary productivity.

Role of the Jiaozhon Bay as a source/sink of CO2 over a seasonal cycle

The seasonal evolution of dissolved inorganic carbon (DIC) and CO2 air-sea fluxes in the Jiaozhou Bay was investigated by means of a data set from four cruises covering a seasonal cycle during 2003 and 2004. The results revealed that DIC had no obvious seasonal variation, with an average concentration of 2035 mu mol kg(-1) C in surface water. However, the sea surface partial pressure of CO2 changed with the season. pCO(2) was 695 mu atm in July and 317 mu atm in February. Using the gas exchange coefficient calculated with Wanninkhof's model, it was concluded that the Jiaozhou Bay was a source of atmospheric CO, in spring, summer, and autumn, whereas it was a sink in winter. The Jiaozhou Bay released 2.60 x 10(11) mmol C to the atmosphere in spring, 6.18 x 10(11) mmol C in summer, and 3.01 x 10(11) mmol C in autumn, whereas it absorbed 5.32 x 10(10) mmol C from the atmosphere in winter. A total of 1.13 x 10(11) mmol C was released to the atmosphere over one year. The behaviour as a carbon source/sink obviously varied in the different regions of the Jiaozhou Bay. In February, the inner bay was a carbon sink, while the bay mouth and the Outer bay were carbon sources. In June and July, the inner and Outer bay were carbon sources, but the strength was different, increasing from the inner to the outer bay. In November, the inner bay was a carbon source, but the bay Mouth was a carbon sink. The outer bay was a weaker CO2 Source. These changes are controlled by many factors, the most important being temperature and phytoplankton. Water temperature in particular was the main factor controlling the carbon dioxide system and the behaviour of the Jiaozhou Bay as a carbon source/sink. The Jiaozhou Bay is a carbon dioxide source when the water temperature is higher than 6.6 degrees C. Otherwise, it is a carbon sink. Phytoplankton is another controlling factor that may play an important role in behaviour as a carbon source or sink in regions where the source or sink nature is weaker.

Neural Control of Interlimb Coordination and Gait Timing in Bipeds and Quadrupeds

1) A large body of behavioral data conceming animal and human gaits and gait transitions is simulated as emergent properties of a central pattern generator (CPG) model. The CPG model incorporates neurons obeying Hodgkin-Huxley type dynamics that interact via an on-center off-surround anatomy whose excitatory signals operate on a faster time scale than their inhibitory signals. A descending cornmand or arousal signal called a GO signal activates the gaits and controL their transitions. The GO signal and the CPG model are compared with neural data from globus pallidus and spinal cord, among other brain structures. 2) Data from human bimanual finger coordination tasks are simulated in which anti-phase oscillations at low frequencies spontaneously switch to in-phase oscillations at high frequencies, in-phase oscillations can be performed both at low and high frequencies, phase fluctuations occur at the anti-phase in-phase transition, and a "seagull effect" of larger errors occurs at intermediate phases. When driven by environmental patterns with intermediate phase relationships, the model's output exhibits a tendency to slip toward purely in-phase and anti-phase relationships as observed in humans subjects. 3) Quadruped vertebrate gaits, including the amble, the walk, all three pairwise gaits (trot, pace, and gallop) and the pronk are simulated. Rapid gait transitions are simulated in the order--walk, trot, pace, and gallop--that occurs in the cat, along with the observed increase in oscillation frequency. 4) Precise control of quadruped gait switching is achieved in the model by using GO-dependent modulation of the model's inhibitory interactions. This generates a different functional connectivity in a single CPG at different arousal levels. Such task-specific modulation of functional connectivity in neural pattern generators has been experimentally reported in invertebrates. Phase-dependent modulation of reflex gain has been observed in cats. A role for state-dependent modulation is herein predicted to occur in vertebrates for precise control of phase transitions from one gait to another. 5) The primary human gaits (the walk and the run) and elephant gaits (the amble and the walk) are sirnulated. Although these two gaits are qualitatively different, they both have the same limb order and may exhibit oscillation frequencies that overlap. The CPG model simulates the walk and the run by generating oscillations which exhibit the same phase relationships. but qualitatively different waveform shapes, at different GO signal levels. The fraction of each cycle that activity is above threshold quantitatively distinguishes the two gaits, much as the duty cycles of the feet are longer in the walk than in the run. 6) A key model properly concerns the ability of a single model CPG, that obeys a fixed set of opponent processing equations to generate both in-phase and anti-phase oscillations at different arousal levels. Phase transitions from either in-phase to anti-phase oscillations, or from anti-phase to in-phase oscillations, can occur in different parameter ranges, as the GO signal increases.

Negative hormonal control by the androgen DHT and antiestrogen EM-139 on cell cycle kinetics and proliferation in human breast cancer ZR-75-1 cells

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Nitrogen cycle feedbacks as a control on euxinia in the mid-Proterozoic ocean

Geochemical evidence invokes anoxic deep oceans until the terminal Neoproterozoic similar to 0.55 Ma, despite oxygenation of Earth's atmosphere nearly 2 Gyr earlier. Marine sediments from the intervening period suggest predominantly ferruginous (anoxic Fe(II)-rich) waters, interspersed with euxinia (anoxic H2S-rich conditions) along productive continental margins. Today, sustained biotic H2S production requires NO3- depletion because denitrifiers outcompete sulphate reducers. Thus, euxinia is rare, only occurring concurrently with (steady state) organic carbon availability when N-2-fixers dominate the production in the photic zone. Here we use a simple box model of a generic Proterozoic coastal upwelling zone to show how these feedbacks caused the mid-Proterozoic ocean to exhibit a spatial/temporal separation between two states: photic zone NO3- with denitrification in lower anoxic waters, and N-2-fixation- driven production overlying euxinia. Interchange between these states likely explains the varying H2S concentration implied by existing data, which persisted until the Neoproterozoic oxygenation event gave rise to modern marine biogeochemistry.

Cdk1 participates in BRCA1-dependent S phase checkpoint control in response to DNA damage.

Cdk2 and cdk1 are individually dispensable for cell-cycle progression in cancer cell lines because they are able to compensate for one another. However, shRNA-mediated depletion of cdk1 alone or small molecule cdk1 inhibition abrogated S phase cell-cycle arrest and the phosphorylation of a subset of ATR/ATM targets after DNA damage. Loss of DNA damage-induced checkpoint control was caused by a reduction in formation of BRCA1-containing foci. Mutation of BRCA1 at S1497 and S1189/S1191 resulted in loss of cdk1-mediated phosphorylation and also compromised formation of BRCA1-containing foci. Abrogation of checkpoint control after cdk1 depletion or inhibition in non-small-cell lung cancer cells sensitized them to DNA-damaging agents. Conversely, reduced cdk1 activity caused more potent G2/M arrest in nontransformed cells and antagonized the response to subsequent DNA damage. Cdk1 inhibition may therefore selectively sensitize BRCA1-proficient cancer cells to DNA-damaging treatments by disrupting BRCA1 function.

Control of the AtMAP65-1 interaction with microtubules through the cell cycle

Cell division depends on the fine control of both microtubule dynamics and microtubule organisation. The microtubule bundling protein MAP65 is a 'midzone MAP' essential for the integrity of the anaphase spindle and cell division. Arabidopsis thaliana MAP65-1 (AtMAP65-1) binds and bundles microtubules by forming 25 nm cross-bridges. Moreover, as AtMAP65-1 bundles microtubules in interphase, anaphase and telophase but does not bind microtubules in prophase or metaphase, its activity through the cell cycle must be under tight control. Here we show that AtMAP65-1 is hyperphosphorylated during prometaphase and metaphase and that CDK and MAPK are involved in this phosphorylation. This phosphorylation inhibits AtMAP65-1 activity. Expression of nonphosphorylatable AtMAP65-1 has a negative effect on mitotic progression resulting in excessive accumulation of microtubules in the metaphase spindle midzone causing a delay in mitosis. We conclude that normal metaphase spindle organisation and the transition to anaphase is dependent on inactivation of AtMAP65-1.

Mutagenesis of RpoE-like sigma factor genes in Bdellovibrio reveals differential control of groEL and two groES genes

BACKGROUND: Bdellovibrio bacteriovorus HD100 must regulate genes in response to a variety of environmental conditions as it enters, preys upon and leaves other bacteria, or grows axenically without prey. In addition to "housekeeping" sigma factors, its genome encodes several alternate sigma factors, including 2 Group IV-RpoE-like proteins, which may be involved in the complex regulation of its predatory lifestyle.

RESULTS: We find that one sigma factor gene, bd3314, cannot be deleted from Bdellovibrio in either predatory or prey-independent growth states, and is therefore possibly essential, likely being an alternate sigma 70. Deletion of one of two Group IV-like sigma factor genes, bd0881, affects flagellar gene regulation and results in less efficient predation, although not due to motility changes; deletion of the second, bd0743, showed that it normally represses chaperone gene expression and intriguingly we find an alternative groES gene is expressed at timepoints in the predatory cycle where intensive protein synthesis at Bdellovibrio septation, prior to prey lysis, will be occurring.

CONCLUSIONS: We have taken the first step in understanding how alternate sigma factors regulate different processes in the predatory lifecycle of Bdellovibrio and discovered that alternate chaperones regulated by one of them are expressed at different stages of the lifecycle.

Free-roaming dogs control activities in one Italian province (2000-2013): Is the implemented approach effective?

In Italy, standards for the management of free-roaming dogs (FRDs) are defined by regional norms, generating a high variability of approaches around the country. Despite efforts carried out by the competent authorities, FRDs are still a reality impacting upon animal health and welfare and public costs. A similar scenario can be found in many other Mediterranean and Balkan counties. Here we present 14 years of data (2000–2013) retrieved from the admission dog registry of a public shelter (PS) responsible for the collection of stray dogs from one Italian province. The aim of this retrospective study was to describe the local FRD population, identifying its source and to evaluate the effectiveness of the actions implemented by the local authorities. In the investigated period, 7,475 dogs were admitted to the PS. Despite the intense sterilisation plan (mean 381.7 sterilisations per year), the overall number of dogs entering PS did not decrease consistently across the years. Results highlighted a lack of responsibility of owners by failing to sterilise and identify their dogs and allowing intact animals to roam free, therefore producing uncontrolled and unwanted litters. The current dog population management strategy, based on both sheltering and capture-neuter-release programmes, is insufficient to tackle the straying phenomenon. Educational and sterilisation programmes should be an integral part of a successfully implemented FRD control plan. Our results provide further insight on free-roaming dog population dynamics and control systems, and may have important implications for many other local contexts across Europe trying to overcome the straying phenomenon.

Regulation of PLK4 levels and activity to ensure centriole number control

Dissertation presented to obtain a Ph.D degree in Cellular Biology

Évaluation d’une démarche en orthographe grammaticale basée sur l’identification des classes de mots à l’intérieur des approches intégrée et spécifique au 2e cycle du primaire

SOMMAIRE Les élèves du primaire éprouvent de la difficulté à transférer, dans leurs productions écrites, les notions d’orthographe grammaticale enseignées en classe de français. La présente recherche souhaite vérifier si l’enseignement de l’identification des classes de mots par la méthode inductive jumelée aux approches spécifique ou intégrée permettrait aux élèves de repérer plus efficacement les déterminants, les noms, les adjectifs et les verbes dans leurs propres productions écrites et, par la suite, d’effectuer correctement les accords grammaticaux. La cueillette de données s’effectue à l’aide de six productions écrites rédigées en autant de semaines par les élèves de trois groupes-classes de la 2e année du 2e cycle du primaire. Les résultats des groupes expérimentaux (un expérimentant l’approche intégrée et l’autre, l’approche spécifique) sont comparés à ceux obtenus par un groupe de contrôle. À la fin de l’expérimentation, les résultats se sont maintenus, entre le prétest et le post-test, en ce qui concerne l’identification des déterminants, des noms et des adjectifs pour les trois groupes. Ils ont cependant diminué pour ce qui est de l’identification des verbes. En ce qui concerne les accords grammaticaux, tous les groupes ont amélioré leurs accords déterminant-nom, le groupe contrôle a présenté de meilleurs résultats pour l’accord de l’adjectif et seul le groupe expérimentant l’approche spécifique a réussi à maintenir ses résultats concernant l’accord du verbe, alors que les deux autres groupes ont obtenu des résultats plus faibles à la fin de l’expérimentation.

Motivation scolaire et adaptation psychosociale d'élèves du secondaire scolarisés en classe de prolongation de cycle

Depuis la mise en place de la réforme, il y a plus de dix ans, les directions d’établissement sont tenues de trouver des solutions alternatives au redoublement, afin d’aider les élèves en difficulté à rattraper leur retard. C’est afin de répondre à cet impératif que la classe de prolongation de cycle a été mise en place dans les écoles secondaires. Des élèves en fin de 1er cycle, jugés incapables de poursuivre au cycle supérieur, y sont regroupés et pendant une année, ils bénéficient de mesures de soutien afin d’atteindre le niveau de compétence attendu (plus précisément en français en en mathématiques) pour pouvoir vivre un passage réussi au second cycle. Peu de résultats de recherches sont toutefois disponibles quant à l’efficacité de cette modalité. La présente étude vise donc à estimer l’incidence de deux modèles de prolongation de cycle (co-enseignement et avec enseignant unique), sur la motivation et l’adaptation psychosociale des élèves. Ainsi, les élèves qui expérimentent un modèle de co-enseignement demeurent en groupe fermé et sont accompagnés par trois enseignants titulaires qui se partagent la responsabilité de la quasi-totalité des composantes du programme de formation. Les élèves qui expérimentent un modèle avec enseignant unique demeurent eux aussi en groupe fermé, mais sont encadrés par une seule enseignante titulaire qui assume la responsabilité des enseignements en français et en mathématiques. Les autres matières sont enseignées par des spécialistes. Cent trente-quatre élèves au total, fréquentant trois écoles secondaires francophones montréalaises situées en milieu défavorisé, ont donc formé les groupes expérimentaux et témoins. En début et en fin d’année, les participants ont répondu à un questionnaire d’enquête mesurant l’évolution de leur motivation générale pour les apprentissages, de leur motivation spécifique aux disciplines, de leur adaptation psychosociale, de même que certaines facettes de leurs relations avec leurs pairs, leurs enseignants et leurs parents. Les résultats d’analyses de variance multivariées à mesures répétées (MANOVA) et des tests univariés subséquents permettent d’observer, chez les élèves qui ont expérimenté la prolongation de cycle en co-enseignement, une augmentation de leur sentiment de compétence général vis-à-vis l’école. De plus, leurs buts de performance-évitement et leur anxiété sociale ont diminué. Chez les élèves qui ont expérimenté la prolongation de cycle avec enseignant unique, ce même sentiment de compétence vis-à-vis l’école et celui spécifique au français ont augmenté. En revanche, ces derniers s’expriment plus négativement que leurs homologues en ce qui concerne leur intérêt général envers l’école, leur sentiment d’appartenance à leur école et leurs relations avec leurs pairs. Ces résultats indiquent donc que cette mesure a un effet mitigé sur la motivation et l’adaptation psychosociale des élèves. De plus, les quelques bénéfices perçus peuvent être la conséquence du fait de se retrouver dans un environnement scolaire moins compétitif. Cela dit, il apparaît important de préciser que les enseignants qui ont testé le modèle de co-enseignement en étaient à une première expérience. Leurs pratiques sont susceptibles de se bonifier, ce qui laisse croire que des résultats plus disparates pourraient éventuellement être observés entre ces deux modèles de prolongation. Par ailleurs, la pérennité des gains observés est inconnue. En conséquence, il conviendrait de poursuivre cette étude pour être en mesure de déterminer si ceux-ci sont durables dans le temps et afin de constater la pleine mesure de l’efficacité du modèle de prolongation de co-enseignement.

Les protéines Staufen et leurs rôles dans la régulation posttranscriptionnelle de l’expression des gènes, la réponse aux dommages à l’ADN et le cycle cellulaire

Les différents mécanismes de régulation posttranscriptionnelle de l’expression des gènes sont de plus en plus reconnus comme des processus essentiels dans divers phénomènes physiologiques importants, comme la prolifération cellulaire et la réponse aux dommages à l’ADN. Deux des protéines impliquées dans ce type de régulation sont Staufen1 (Stau1) et Staufen2 (Stau2). Elles sont des protéines de liaison à l’ARN double brin qui contribuent au transport de l’ARN messager (ARNm), au contrôle de la traduction, à l’épissage alternatif et sont responsables de la dégradation de certains ARNm spécifiques. Les protéines Staufen peuvent en effet s’associer à des ARNm bien précis, d’autant plus que, majoritairement, Stau1 et Stau2 ne se retrouvent pas en complexe avec les mêmes cibles. De nombreuses évidences récentes montrent l’implication de divers mécanismes de régulation posttranscriptionnelle dans la réponse aux dommages à l’ADN, plusieurs protéines de liaison à l’ARN y participant d’ailleurs. De façon importante, cette réponse dicte un ou plusieurs destin(s) à la cellule qui doit réagir à la suite de dommages à l’intégrité de son ADN: réparation de l’ADN, arrêt de la prolifération cellulaire, apoptose. Nous avons donc fait l’hypothèse que l’expression de Stau1 et/ou de Stau2 pourrait être affectée en réponse à un stress génotoxique, ce qui pourrait avoir comme conséquence de moduler l’expression et/ou la stabilité de leurs ARNm cibles. De même, notre laboratoire a récemment observé que l’expression de Stau1 varie pendant le cycle cellulaire, celle-ci étant plus élevée jusqu’au début de la mitose (prométaphase), puis elle diminue alors que les cellules complètent leur division. Par conséquent, nous avons fait l’hypothèse que Stau1 pourrait lier des ARNm de façon différentielle dans des cellules bloquées en prométaphase et dans des cellules asynchrones. D’un côté, en employant la camptothécine (CPT), une drogue causant des dommages à l’ADN, pour traiter des cellules de la lignée de cancer colorectal HCT116, nous avons observé que seule l’expression de Stau2 est réduite de façon considérable, tant au niveau de la protéine que de l’ARNm. L’utilisation d’autres agents cytotoxiques a permis de confirmer cette observation initiale. De plus, nous avons constaté que l’expression de Stau2 est touchée même dans des conditions n’engendrant pas une réponse apoptotique, ce qui suggère que cette déplétion de Stau2 est possiblement importante pour la mise en place d’une réponse appropriée aux dommages à l’ADN. D’ailleurs, la surexpression de Stau2 conjointement avec le traitement à la CPT entraîne un retard dans l’induction de l’apoptose dans les cellules HCT116. Nous avons aussi montré que la diminution de l’expression de Stau2 est due à une régulation de sa transcription en réponse au stress génotoxique, ce pourquoi une région minimale du promoteur putatif de Stau2 est nécessaire. Également, nous avons identifié que le facteur de transcription E2F1, couramment impliqué dans la réponse aux dommages à l’ADN, peut contrôler l’expression de Stau2. Ainsi, E2F1 permet une augmentation de l’expression de Stau2 dans des cellules non traitées, mais cette hausse est abolie dans des cellules traitées à la CPT, ce qui suggère que la CPT pourrait agir en inhibant l’activation transcriptionnelle de Stau2 par E2F1. Enfin, nous avons observé que certains ARNm associés à Stau2, et codant pour des protéines impliquées dans la réponse aux dommages à l’ADN et l’apoptose, sont exprimés différemment dans des cellules traitées à la CPT et des cellules non traitées. D’un autre côté, nous avons identifié les ARNm associés à Stau1 lors de la prométaphase, alors que l’expression de Stau1 est à son niveau le plus élevé pendant le cycle cellulaire, grâce à une étude à grande échelle de micropuces d’ADN dans des cellules HEK293T. Nous avons par la suite confirmé l’association entre Stau1 et certains ARNm d’intérêts, donc codant pour des protéines impliquées dans la régulation de la prolifération cellulaire et/ou le déroulement de la mitose. Une comparaison de la liaison de ces ARNm à Stau1 dans des cellules bloquées en prométaphase par rapport à des cellules asynchrones nous a permis de constater une association préférentielle dans les cellules en prométaphase. Ceci suggère une augmentation potentielle de la régulation de ces ARNm par Stau1 à ce moment du cycle cellulaire. Les données présentées dans cette thèse indiquent vraisemblablement que la régulation posttranscriptionnelle de l’expression génique contrôlée par les protéines Staufen se fait en partie grâce à la modulation de l’expression de Stau1 et de Stau2 en fonction des conditions cellulaires. Nous envisageons alors que cette variation de l’expression des protéines Staufen ait des conséquences sur des sous-ensembles d’ARNm auxquels elles sont liées et que de cette façon, elles jouent un rôle pour réguler des processus physiologiques essentiels comme la réponse aux dommages à l’ADN et la progression dans le cycle cellulaire.