Immunology of viral disease, how to curb persistent infection

1. 1. Summaries 1.1. Preamble and extended abstract The present thesis dissertation addresses the question of antiviral immunity from the particular standpoint of the adaptive T cell-mediated immune response. The experimental work is presented in the form of three published articles (two experimental articles and one review article, see sections 4.1, 4.2 and 4.3 on pages 73, 81 and 91, respectively), describing advances both in our understanding of viral control by CD8 T lymphocytes, and in vaccine development against the Human Immunodeficiency Virus Type 1 (HIV-1). Because the articles focus on rather specialized areas of antiviral immunity, the article sections are preceded by a general introduction (section 3) on the immune system in general, and on four viruses that were addressed in the experimental work, namely HIV-1, Cytomegalovirus (CMV), Epstein Barr Virus (EBV) and Influenzavirus (Flu). This introduction section is aimed at providing a glimpse on viral molecular biology and immunity, to help the hypothetical non-expert reader proceeding into the experimental part. For this reason, each section is presented as individual entity and can be consulted separately. The four viruses described are of peculiar relevance to immunity because they induce an array of opposite host responses. Flu causes a self limiting disease after which the virus is eradicated. CMV and EBV cause pauci-symptomatic or asymptomatic diseases after which the viruses establish lifelong latency in the host cells, but are kept in check by immunity. Eventually, HIV-1 establishes both latency - by inserting its genome into the host cell chromosome - and proceeds in destroying the immune system in a poorly controlled fashion. Hence, understanding the fundamental differences between these kinds of viral host interactions might help develop new strategies to curb progressive diseases caused by viruses such as HIV-1. Publication #1: The first article (section 4.1, page 73) represents the main frame of my laboratory work. It analyses the ability of CD8 T lymphocytes recovered from viral-infected patients to secrete interferon γ (IFN-γ) alone or in conjunction with interleukin 2 (IL-2) when exposed in vitro to their cognate viral antigens. CD8 T cells are instrumental in controlling viral infection. They can identify infected cells by detecting viral antigens presented at the surface of the infected cells, and eliminate both the cell and its infecting virus by triggering apoptosis and/or lysis of the infected cell. Recognition of these antigens triggers the cognate CD8 cells to produce cytokines, including IFN-γ and IL-2, which in turn attract and activate other pro-inflammatory cells. IFN-γ triggers both intrinsic antiviral activity of the infected cells and distant activation of pro-inflammatory cells, which are important for the eradication of infection. IL-2 is essential for clonal expansion of the antigen (Ag)-specific CD8 T cell. Hence the existence of Ag-specific CD8 cells secreting both IFN-γand IL-2 should be beneficial for controlling infection. In this first work we determined the percentage of IFN-y/IL-2 double positive and single IFN-γsecreting CD8 T cells against antigens HIV-1, CMV, EBV and Flu in three groups of subjects: (i) HIV-1 infected patients progressing to disease (progressors), (ii) HIV-1-infected subjects not progressing to disease (long-term non progressors or LTNP), and (iii) HIV negative blood donors. The results disclosed a specific IFN-y/IL-2 double positive CD8 response in all subjects able to control infection. In other words, IFN-y/IL-2 double positive CD8 cells were present in virus-specific CD8 T cells against Flu, CMV and EBV as well against HIV-1 in LTNP. In contrast, progressors only had single IFN-γsecreting CD8 T cells. Hence, the ability to develop an IFN-y/IL-2 double positive response might be critical to control infection, independently of the nature of the virus. Additional experiments helped identify the developmental stage of the missing cells (using different markers such as CD45RA and CCR7) and showed a correlation between the absence of IL-2 secreting CD8 T cells and a failure in the proliferation capacity of virus-specific CD8 T cells. Addition of exogenous IL-2 could restore clonal expansion of HIV-1 specific CD8 T cells, at least in vitro. It could further been shown, that IL-2 secreting CD8 T cells are sufficient to support proliferation even in absence of CD4 help. However, the reason for the missing IFN-y/IL-2 double positive CD8 T cell response in HIV-1 progessors has yet to be determined. Publication #2: The second article (section 4.2, page 81) explores new strategies to trigger CD8 T cell immunity against specific HIV-1 proteins believed to be processed and exposed as "infection signal" at the surface of infected cells. Such signals consist of peptide fragments (8- 13 amino acids) originating from viral proteins and presented to CD8 T cells in the frame of particular cell surface molecules of the major histocompatibility complex class I* (MHC I). To mimic "natural" viral infection, the HIV-1 polyprotein Gagpolnef was inserted and expressed in either of two attenuated viruses i.e. vaccinia virus (MVA) or poxvirus (NYVAC). Mice were infected with these recombinant viruses and specific CD8 T cell response to Gagpolnef peptides was sought. Mice could indeed mount a CD8 T cell response against the HIV-1 antigens, indicating that the system worked, at least in this animal model. To further test whether peptides from Gagpolnef could also be presented in the frame of the human MHC class I proteins, a second round of experiments was performed in "humanized" transgenic mice expressing human MHC molecules. The transgenic mice were also able to load Gagpolnef peptides on their human MHC molecule, and these cells could be detected and destroyed by Ag-specific CD8 T cells isolated from HIV-1-infected patients. Therefore, expressing Gagpolnef on attenuated recombinant viruses might represent a valid strategy for anti-HIV-1 immunization in human. Publication #3: This is a review paper (section 4.3, page 91) describing the immune response to CMV and newly developed methods to detect this cellular immune response. Some of it focuses on the detection of T cells by using in vitro manufactured tetramers. These consist of four MHC class I molecules linked together and loaded with the appropriate antigenic peptide. The tetramer can be labeled with a fluorochrome and analyzed with a fluorescence-activated cell sorter. Taken together, the work presented indicates that (i) an appropriate CD8 T cell response consisting of IFN-y/IL-2 double positive effectors, can potentially control viral infection, including HIV-1 infection, (ii) such a response might be triggered by recombinant viral vaccines, and (iii) CD8 T cell response can be monitored by a variety of techniques, including recently-developed MHC class I tetramers. 1. 2. Préambule et résumé élargi Le présent travail de thèse s'intéresse à l'immunité antivirale du point de vue particulier de la réponse adaptative des cellules T. Le travail expérimental est présenté sous la forme de trois articles publiés (2 articles expérimentaux et 1 article de revue, voir sections 4.1, 4.2 et 4.3, pages 58, 66 et 77, respectivement), décrivant des progrès dans la compréhension du contrôle de l'infection virale par les lymphocytes T CD8, ainsi que dans le développement de nouveaux vaccins contre le Virus d'Immunodéficience de Humaine de type 1 (VIH-1). En raison du caractère spécialisé de l'immunité antivirale de type cellulaire, les articles sont précédés par une introduction générale (section 3), dont le but est de pourvoir le lecteur non avisé avec des bases nécessaire à une meilleure appréhension du travail expérimental. Cette introduction présente les grandes lignes du système immunitaire, et décrit de façon générale les 4 virus utilisés dans le travail expérimental: à savoir le virus VIH-1, le Cytomégalovirus (CMV), le virus Epstein Barr (EBV) et le virus Influenza A (Flu). Toutes les sections sont présentées de façon individuelle et peuvent être consultées séparément. La description des 4 virus a une pertinence particulière quant à leur interaction avec le système immun. En effet, ils induisent une panoplie de réponses immunitaires s'étendant aux extrêmes de la réaction de l'hôte. Influenza A est à l'origine d'une maladie cytopathique aiguë, au décours de laquelle le virus est éradiqué par l'hôte. CMV et EBV sont classiquement à l'origine d'infections pauci-symptomatiques, voire asymptomatiques, après lesquelles les virus persistent de façon latente dans la cellule hôte. Cependant, ils restent sous le contrôle du système immun, qui peut prévenir une éventuelle réactivation. Enfin, VIH-1 s'établit à la fois en infection latente - par l'insertion de son génome dans le chromosome des cellules hôtes - et en infection productive et cytopathique, échappant au contrôle immunitaire et détruisant ses cellules cibles. La compréhension des différences fondamentales entre ces différents types d'interactions virus-hôte devraient faciliter le développement de nouvelles stratégies antivirales. Article 1: Le premier article (section 4.1 Page 58) représente l'objet principal de mon travail de laboratoire. Il analyse la capacité des lymphocytes T CD8 spécifiques de différent virus à sécréter de l'interféron gamma (IFN-y) et/ou de l'interleukine 2 (IL-2) après stimulation par leur antigène spécifique. Les cellules T CD8 jouent un rôle crucial dans le contrôle des infections virales. Elles identifient les cellules infectées en détectant des antigènes viraux présentés à la surface de ces mêmes cellules, et éliminent à la fois les cellules infectées et les virus qu'elles contiennent en induisant l'apoptose et/ou la lyse des cellules cibles. Parallèlement, l'identification de l'antigène par la cellule T CD8 la stimule à sécréter des cytokines. L'IFN-γen est un exemple. L'IFN-γ stimule les cellules infectées à développer une activé antivirale intrinsèque. De plus, il attire sur place d'autres cellules de l'inflammation, et active leur fonction d'éradication des pathogènes. L'IL-2 est un autre exemple. L'IL-2 est essentielle à l'expansion clonale des cellules T CD8 spécifiques à un virus donné. Elle est donc essentielle à augmenter le pool de lymphocytes antiviraux. En conséquence, la double capacité de sécréter de l'IFN-γ et de IL-2 pourrait être un avantage pour le contrôle antiviral par les cellules T CD8. Dans ce travail nous avons comparé les proportions de lymphocytes T CD8 doubles positifs (IFN-γ/IL-2) et simples positifs (IFN-γ) chez trois groupes de sujets: (i) des patients infectés par VIH-1 qui ne contrôlent pas l'infection (progresseurs), (ii) des patients infectés par VIH-1, mais contrôlant l'infection malgré l'absence de traitement ("long term non progressors" [LTNP]) et (iii) des donneurs de sang négatifs pour l'infection à VIH-1. Les résultats ont montré que les individus capables de contrôler une infection possédaient des cellules T CD8 doubles positifs (IFN-γ/IL-2), alors que les patients ne contrôlant pas l'infection procédaient prioritairement des CD8 simples positifs (IFN-γ). Spécifiquement, les lymphocytes T spécifiques pour Flu, CMV, EBV, et VII-1-1 chez les LTNP étaient tous IFN-γ/IL-2 doubles positifs. Au contraire, les lymphocytes T CD8 spécifique à VIH-1 étaient IFN-γ simples positifs chez les progresseurs. La capacité de développer une réponse IFN-γ/IL-2 pourraient être primordiale pour le contrôle de l'infection, indépendamment de la nature du virus. En effet, il a été montré que l'absence de sécrétion d'IL2 par les lymphocytes T CD8 corrélait avec leur incapacité de proliférer. Dans nos mains, cette prolifération a pu être restaurée in vitro par l'adjonction exogène d'IL-2. Toutefois, la faisabilité de ce type de complémentation in vivo n'est pas claire. Des expériences additionnelles ont permis de préciser de stade de développement des lymphocytes doubles positifs et simples positifs par le biais des marqueurs CD45RA et CCR7. Il reste maintenant à comprendre pourquoi certains lymphocytes T CD8 spécifiques sont incapables à sécréter de l'IL-2. Article 2: Le deuxième article explore des nouvelles stratégies pour induire une immunité T CD8 spécifique aux protéines du VIH-1, qui sont édités et exposés à la surface des cellules infectées. Ces signaux consistent en fragments de peptide de 8-13 acide aminés provenant de protéines virales, et exposées à la surface des cellules infectées dans le cadre des molécules spécialisées d'histocompatibilité de classe I (en anglais "major histocompatibility class I" ou MHC I). Pour mimer une infection virale, la polyprotéine Gagpolnef du VIH-1 a été insérée et exprimée dans deux vecteurs viraux atténués, soit MVA (provenant de vaccinia virus) ou NYVAC (provenant d'un poxvirus). Ensuite des souris ont été infectées avec ces virus recombinants et la réponse T CD8 aux peptides issus de Gagpolnef a été étudiée. Les souris ont été capables de développer une réponse de type CD8 T contre ces antigènes du VIH-1. Pour tester si ces antigènes pouvaient aussi être présentés par dans le cadre de molécules MHC humaines, des expériences supplémentaires ont été faites avec des souris exprimant un MHC humain. Les résultats de ces manipulations ont montré que des cellules T CD8 spécifique aux protéines du VIH pouvaient être détectées. Ce travail ouvre de nouvelles options quant à l'utilisation des virus recombinants exprimant Gagpolnef comme stratégie vaccinale contre le virus VIH-I chez l'homme. Article 3: Ces revues décrivent la réponse immunitaire à CMV ainsi que des nouvelles méthodes pouvant servir à sa détection. Une partie du manuscrit décrit la détection de cellule T à l'aide de tétramères. Il s'agit de protéines chimériques composées de 4 quatre molécules MHC liées entre elles. Elles sont ensuite "chargées" avec le peptide antigénique approprié, et utilisée pour détecter les cellules T CD8 spécifiques à ce montage. Elles sont aussi marquées par un fluorochrome, qui permet une analyse avec un cytomètre de flux, et l'isolement ultime des CD8 d'intérêt. En résumé, le travail présenté dans cette thèse indique que (i) une réponse T CD8 appropriée - définie par la présence des cellules effectrices doublement positives pour l'IFN-γ et l'IL-2 - semble indispensable pour le contrôle des infections virales, y compris par le VIH-1, (ii) une telle réponse peut être induite par des vaccin viral recombinant, et (iii) la réponse T CD8 peut être analysée et suivie grâce à plusieurs techniques, incluant celle des tétramères de MHC class I. 1.3. Résumé pour un large public Le système immunitaire humain est composé de différents éléments (cellules, tissus et organes) qui participent aux défenses de l'organisme contre les pathogènes (bactéries, virus). Parmi ces cellules, les lymphocytes T CD8, également appelés cellules tueuses, jouent un rôle important dans la réponse immunitaire et le contrôle des infections virales. Les cellules T CD8 reconnaissent de manière spécifique des fragments de protéines virales qui sont exposés à la surface des cellules infectées par le virus. Suite à cette reconnaissance, les cellules T CD8 sont capables de détruire et d'éliminer ces cellules infectées, ainsi que les virus qu'elles contiennent. Dans le contexte d'une infection par le virus de l'immunodéficience humaine (VIH), le virus responsable du SIDA, il a pu être montré que la présence des cellules T CD8 est primordiale. En effet, en l'absence de ces cellules, les individus infectés par le VIH progressent plus rapidement vers le SIDA. Au cours de la vie, l'Homme est exposé à plusieurs virus. Mais à l'opposé du VIH, certains d'entre eux ne causent pas des maladies graves : par exemple le virus de la grippe (Influenza), le cytomégalovirus ou encore le virus d'Epstein-Barr. Certains de ces virus peuvent être contrôlés et éliminés de l'organisme (p. ex. le virus de la grippe), alors que d'autres ne sont que contrôlés par notre système immunitaire et restent présents en petite quantité dans le corps sans avoir d'effet sur notre santé. Le sujet de mon travail de thèse porte sur la compréhension du mécanisme de contrôle des infections virales par le système immunitaire : pourquoi certains virus peuvent être contrôlés ou même éliminés de l'organisme alors que d'autres, et notamment le VIH, ne le sont pas. Ce travail a permis de démontrer que les cellules T CD8 spécifiques du VIH ne sécrètent pas les mêmes substances, nécessaires au développement d'une réponse antivirale efficace, que les cellules T CD8 spécifiques des virus contrôlés (le virus de la grippe, le cytomégalovirus et le virus d'Epstein-Barr). Parallèlement nous avons également observé que les lymphocytes T CD8 spécifiques du VIH ne possèdent pas la capacité de se diviser. Ils sont ainsi incapables d'être présents en quantité suffisante pour assurer un combat efficace contre le virus du SIDA. La (les) différence(s) entre les cellules T CD8 spécifiques aux virus contrôlés (grippe, cytomégalovirus et Epstein-Barr) et au VIH pourront peut-être nous amener à comprendre comment restaurer une immunité efficace contre ce dernier.

Aspects on Process Engineering in the Finnish Pulp and Paper Industry : Thesis for the Degree of Licentiate in Science of Technology

Process development will be largely driven by the main equipment suppliers. The reason for this development is their ambition to supply complete plants or process systems instead of single pieces of equipment. The pulp and paper companies' interest lies in product development, as their main goal is to create winning brands and effective brand management. Design engineering companies will find their niche in detail engineering based on approved process solutions. Their development work will focus on increasing the efficiency of engineering work. Process design is a content-producing profession, which requires certain special characteristics: creativity, carefulness, the ability to work as a member of a design team according to time schedules and fluency in oral as well as written presentation. In the future, process engineers will increasingly need knowledge of chemistry as well as information and automation technology. Process engineering tools are developing rapidly. At the moment, these tools are good enough for static sizing and balancing, but dynamic simulation tools are not yet good enough for the complicated chemical reactions of pulp and paper chemistry. Dynamic simulation and virtual mill models are used as tools for training the operators. Computational fluid dynamics will certainlygain ground in process design.

What is the potential of spread in invasive bryophytes?

Although the number of invasive bryophytes is much lower than that of higher plants, they threaten habitats that are often species rich and of high conservation relevance. Their potential of spread has, however, never been determined. Here, we assess whether the three most invasive bryophyte species shifted their niche during the invasion process and whether the extent of the study area defined to calibrate the model (geographic background, GB) affects model transferability. We then determine whether ecological niche models (ENMs) developed in their native range can be projected in other areas to assess their invasive potential. The macroclimatic niches of Campylopus introflexus, Orthodontium lineare and Lophocolea semiteres were compared in their native range (Southern Hemisphere) and in their invasion range (Northern Hemisphere) using ordination techniques. ENMs from an ensemble model were calibrated in the native range and projected onto the Northern Hemisphere using different GBs. No evidence for niche expansion in the invaded range was found and the species occur in the invaded range under climate conditions that are similar to those in the native range. The performance of the models to predict occurrences in the invaded range increased with the extent of the GB. The potential range of all species included entire regions on continents where they are still absent. The expansion of the investigated species appears to be constrained by climate conditions that are similar to those currently prevailing in their native range, which is consistent with our failure to demonstrate macroclimatic niche shift in the invaded range. The use of large GBs is recommended in such vagile organisms with large, disjunct distributions. The models indicated that invasive bryophyte species might become a threat in central and eastern Europe, North America and eastern Asia if accidentally introduced or naturally dispersed.

The Bacterium Frischella perrara Causes Scab Formation in the Gut of its Honeybee Host.

UNLABELLED: Honeybees harbor well-defined bacterial communities in their guts. The major members of these communities appear to benefit the host, but little is known about how they interact with the host and specifically how they interface with the host immune system. In the pylorus, a short region between the midgut and hindgut, honeybees frequently exhibit scab-like structures on the epithelial gut surface. These structures are reminiscent of a melanization response of the insect immune system. Despite the wide distribution of this phenotype in honeybee populations, its cause has remained elusive. Here, we show that the presence of a common member of the bee gut microbiota, the gammaproteobacterium Frischella perrara, correlates with the appearance of the scab phenotype. Bacterial colonization precedes scab formation, and F. perrara specifically localizes to the melanized regions of the host epithelium. Under controlled laboratory conditions, we demonstrate that exposure of microbiota-free bees to F. perrara but not to other bacteria results in scab formation. This shows that F. perrara can become established in a spatially restricted niche in the gut and triggers a morphological change of the epithelial surface, potentially due to a host immune response. As an intermittent colonizer, this bacterium holds promise for addressing questions of community invasion in a simple yet relevant model system. Moreover, our results show that gut symbionts of bees engage in differential host interactions that are likely to affect gut homeostasis. Future studies should focus on how these different gut bacteria impact honeybee health. IMPORTANCE: As pollinators, honeybees are key species for agricultural and natural ecosystems. Their guts harbor simple communities composed of characteristic bacterial species. Because of these features, bees are ideal systems for studying fundamental aspects of gut microbiota-host interactions. However, little is known about how these bacteria interact with their host. Here, we show that a common member of the bee gut microbiota causes the formation of a scab-like structure on the gut epithelium of its host. This phenotype was first described in 1946, but since then it has not been much further characterized, despite being found in bee populations worldwide. The scab phenotype is reminiscent of melanization, a conserved innate immune response of insects. Our results show that high abundance of one member of the bee gut microbiota triggers this specific phenotype, suggesting that the gut microbiota composition can affect the immune status of this key pollinator species.

The odd couple: contrasting phylogeographic patterns in two sympatric sibling species of woodlouse-­‐hunter spiders in the Canary Islands

Comparative phylogeography seeks for commonalities in the spatial demographic history of sympatric organisms to characterize the mechanisms that shaped such patterns. The unveiling of incongruent phylogeographic patterns in co-occurring species, on the other hand, may hint to overlooked differences in their life histories or microhabitat preferences. The woodlouse-hunter spiders of the genus Dysdera have undergone a major diversi cation on the Canary Islands. The species pair Dysdera alegranzaensis and Dysdera nesiotes are endemic to the island of Lanzarote and nearby islets, where they co-occur at most of their known localities. The two species stand in sharp contrast to other sympatric endemic Dysdera in showing no evidence of somatic (non-genitalic) differentiation. Phylogenetic and population genetic analyses of mitochondrial cox1 sequences from an exhaustive sample of D. alegranzaensis and D. nesiotes specimens, and additional mitochondrial (16S, L1, nad1) and nuclear genes (28S, H3) were analysed to reveal their phylogeographic patterns and clarify their phylogenetic relationships. Relaxed molecular clock models using ve calibration points were further used to estimate divergence times between species and populations. Striking differences in phylogeography and population structure between the two species were observed. Dysdera nesiotes displayed a metapopulation-like structure, while D. alegranzaensis was characterized by a weaker geographical structure but greater genetic divergences among its main haplotype lineages, suggesting more complex population dynamics. Our study con rms that co-distributed sibling species may exhibit contrasting phylogeographic patterns in the absence of somatic differentiation. Further ecological studies, however, will be necessary to clarify whether the contrasting phylogeographies may hint at an overlooked niche partitioning between the two species. In addition, further comparisons with available phylogeographic data of other eastern Canarian Dysdera endemics con rm the key role of lava ows in structuring local populations in oceanic islands and identify localities that acted as refugia during volcanic eruptions

Phylogeny and biogeography of Primula sect. Armerina: implications for plant evolution under climate change and the uplift of the Qinghai-Tibet Plateau.

BACKGROUND: The historical orogenesis and associated climatic changes of mountain areas have been suggested to partly account for the occurrence of high levels of biodiversity and endemism. However, their effects on dispersal, differentiation and evolution of many groups of plants are still unknown. In this study, we examined the detailed diversification history of Primula sect. Armerina, and used biogeographic analysis and macro-evolutionary modeling to investigate a series of different questions concerning the evolution of the geographical and ecological distribution of the species in this section. RESULTS: We sequenced five chloroplast and one nuclear genes for species of Primula sect. Armerina. Neither chloroplast nor nuclear trees support the monophyly of the section. The major incongruences between the two trees occur among closely related species and may be explained by hybridization. Our dating analyses based on the chloroplast dataset suggest that this section began to diverge from its relatives around 3.55 million years ago, largely coinciding with the last major uplift of the Qinghai-Tibet Plateau (QTP). Biogeographic analysis supports the origin of the section in the Himalayan Mountains and dispersal from the Himalayas to Northeastern QTP, Western QTP and Hengduan Mountains. Furthermore, evolutionary models of ecological niches show that the two P. fasciculata clades have significantly different climatic niche optima and rates of niche evolution, indicating niche evolution under climatic changes and further providing evidence for explaining their biogeographic patterns. CONCLUSION: Our results support the hypothesis that geologic and climatic events play important roles in driving biological diversification of organisms in the QTP area. The Pliocene uplift of the QTP and following climatic changes most likely promoted both the inter- and intraspecific divergence of Primula sect. Armerina. This study also illustrates how niche evolution under climatic changes influences biogeographic patterns.

Evolutionary patchwork of an insecticidal toxin shared between plant-associated pseudomonads and the insect pathogens Photorhabdus and Xenorhabdus.

BACKGROUND: Root-colonizing fluorescent pseudomonads are known for their excellent abilities to protect plants against soil-borne fungal pathogens. Some of these bacteria produce an insecticidal toxin (Fit) suggesting that they may exploit insect hosts as a secondary niche. However, the ecological relevance of insect toxicity and the mechanisms driving the evolution of toxin production remain puzzling. RESULTS: Screening a large collection of plant-associated pseudomonads for insecticidal activity and presence of the Fit toxin revealed that Fit is highly indicative of insecticidal activity and predicts that Pseudomonas protegens and P. chlororaphis are exclusive Fit producers. A comparative evolutionary analysis of Fit toxin-producing Pseudomonas including the insect-pathogenic bacteria Photorhabdus and Xenorhadus, which produce the Fit related Mcf toxin, showed that fit genes are part of a dynamic genomic region with substantial presence/absence polymorphism and local variation in GC base composition. The patchy distribution and phylogenetic incongruence of fit genes indicate that the Fit cluster evolved via horizontal transfer, followed by functional integration of vertically transmitted genes, generating a unique Pseudomonas-specific insect toxin cluster. CONCLUSIONS: Our findings suggest that multiple independent evolutionary events led to formation of at least three versions of the Mcf/Fit toxin highlighting the dynamic nature of insect toxin evolution.

Manual para buenos directivos de PYMES que quieren innovar: Empresas 2.0

Estamos viviendo desde la entrada al siglo XXI una explosión acelerada de las tecnologías, de las TIC’s, las redes sociales en internet, etc. que están modificando enormemente los hábitos de consumo y los principios de la sociedad. A todo ello, hay que añadir la situación de crisis económica general que existe en el mundo, y que afecta enormemente a las empresas y al tejido empresarial de un país. En este entorno, las compañías deben basar sus estrategias en estar cerca del cliente y ser capaces de visualizar necesidades no cubiertas. Sobre todo, las empresas deben transformarse para crear organizaciones humanizadas capaces de generar innovación y adaptarse rápidamente a los nuevos entornos que van surgiendo. Para poder hacer frente a esta nueva situación las empresas deben poner en valor el talento de todas las personas que forman parte de la organización. El activo más importante y escaso, para poder desarrollar estrategias triunfadoras. El trabajo pretende resumir la situación actual para las empresas, recoger todas las ideas y nuevas tendencias que existen en cuanto a la gestión del talento, la organización del trabajo y la creación de estructuras que permitan innovar. A lo largo del trabajo se van desarrollando las diferentes herramientas, sistemas y disciplinas que están a disposición de las empresas para crear un entorno que favorezca la innovación, como camino para mantenerse en el mercado global.

Yleisöistä osallisiin : tuottajan näkökulmia vuorovaikutteisten verkkotapahtumien kohderyhmistä

Opinnäytetyö käsittelee osallistumisen muotoja kolmessa uuden mediakulttuurialan taidetapahtumassa. Tapahtumille on keskeistä osallistumistapojen ja -välineiden kokeileminen. Osallistumisen muodot on jaettu kohderyhmiin, joiden avulla tutkimuskysymyksiin haetaan vastauksia. Työssä tarkastellaan myös tapahtumaan liittyviä sidosryhmiä. Tutkielman keskeisin kysymys on: Miten eri kohderyhmät osallistuivat tapahtumiin. Työssä selvitetään myös tuottajan näkemyksiä osallistumisen motiiveista, rajoituksista ja kohderyhmien rooleista. Tutkimus on tehty kvalitatiivisella metodilla ja perustuu tapausten kuvailulle ja tuotantoon osallistumisen analysoinnille. Tapauksia on tutkittu haastattelemalla tapahtumien vastaavia tuottajia, jotka toimivat uuden mediakulttuurialan ja mediataiteen asiantuntijoina. Osallistumista vertaillaan osallistumisen määrien, tapojen, motiivien ja rajoituksien osalta. Lopuksi valotetaan kohderyhmien rooleja ja poimitaan huomioita verkkotapahtumien tuottajan roolista. Tapahtumiin osallistuttiin paikallisesti, verkossa, eetterissä ja liikkeessä. Osallistumisen päämotiivina oli aito osallisuuden tunne. Myös online-yleisö tunsi läsnäolon tunnetta osallistuessaan etänä, mutta ainoastaan livekokemuksen aikana. Arkistoituneesta kokemuksesta läsnä olemisen tunne puuttui. Osallistumisen rajoitukset olivat pääosin teknisiä, mutta johtuivat osittain myös siitä, että yleisö ei ole tottunut osallistumaan verkossa, etenkään reaaliajassa. Ryhmätyössä tunnettiin voimakkaampaa osallisuutta kuin katsojan asemassa. Osallistumiselle oli tärkeää luoda tila, jossa ihmiset kutsutaan osallistumaan. Tutkielman keskeisiksi kohderyhmiksi nousivat sidosryhmät, eli tarkasti rajattu niche-yleisö ja vertaisryhmä. Namä kohderyhmät ilmenevät lähinnä verkossa ja verkostoissa, huolimatta maantieteellisistä rajoista. Kohderyhmät olivat mukana tapahtuman tekemisen prosessissa yhteistyökumppaneina ja etätyötovereina, sekä myös sisällöntuotannossa. On mahdollista, että prosessin myötä syntyy myös uusia verkkoyhteisöjä. Tuottajan rooli vuorovaikutteisissa tapahtumissa on toimia moderaattorina yleisön ja tuotannon välillä. Tuottaja mahdollistaa myös kollektiivisen sisällöntuotanto- ja tuotantoprosessin tekemisen onnistumisen. Tuottajan työssä tärkeää on myös eri kohderyhmien voimavarojen tunnistaminen ja hyödyntäminen.

Selecting, testing and modifying a model for identifying potential key customers

Tämä työ tehtiin globaaliin elektroniikka-alan yritykseen. Diplomityö liittyy haasteeseen, jonka lisääntynyt globalisaatio ja kiristyvä kilpailu ovat luoneet: case yrityksen on selvitettävä kuinka se voi saavuttaa kasvutavoitteet myös tulevaisuudessa hankkimalla uusia asiakkaita ja olemalla yhä enenevissä määrin maailmanlaajuisesti läsnä. Tutkimuksen tavoite oli löytää sopiva malli potentiaalisten avainasiakkaiden identifiointiin ja valintaan, sekä testata ja modifioida valittua mallia case yrityksen tarpeiden mukaisesti. Erityisesti raakadatan kerääminen, asiakkaiden houkuttelevuuskriteerit ja kohdemarkkinarako olivat asioita, jotka tarvitsivat tutkimuksessa huomiota. Kirjallisuuskatsauksessa keskityttiin yritysmarkkinoihin, eri asiakassuhteenhallinnan lähestymistapoihin ja avainasiakkaiden määrittämiseen. CRM:n, KAM:n ja Customer Insight-ajattelun perusteet esiteltiin yhdessä eri avainasiakkaiden identifiointimallien kanssa. Valittua Chevertonin mallia testattiin ja muokattiin työn empiirisessä osassa. Tutkimuksen empiirinen kontribuutio on modifioitu malli potentiaalisten avainasiakkaiden identifiointiin. Se auttaa päätöksentekijöitä etenemään systemaattisesti ja organisoidusti askel askeleelta kohti potentiaalisten asiakkaiden listaa tietyltä markkina-alueelta. Työ tarjoaa työkalun tähän prosessiin sekä luo pohjaa tulevaisuuden tutkimukselle ja toimenpiteille.

Assessing the use of very high resolution data to predict species distribution in a mountain environment

Nowadays, Species Distribution Models (SDMs) are a widely used tool. Using different statistical approaches these models reconstruct the realized niche of a species using presence data and a set of variables, often topoclimatic. There utilization range is quite large from understanding single species requirements, to the creation of nature reserve based on species hotspots, or modeling of climate change impact, etc... Most of the time these models are using variables at a resolution of 50km x 50km or 1 km x 1 km. However in some cases these models are used with resolutions below the kilometer scale and thus called high resolution models (100 m x 100 m or 25 m x 25 m). Quite recently a new kind of data has emerged enabling precision up to lm x lm and thus allowing very high resolution modeling. However these new variables are very costly and need an important amount of time to be processed. This is especially the case when these variables are used in complex calculation like models projections over large areas. Moreover the importance of very high resolution data in SDMs has not been assessed yet and is not well understood. Some basic knowledge on what drive species presence-absences is still missing. Indeed, it is not clear whether in mountain areas like the Alps coarse topoclimatic gradients are driving species distributions or if fine scale temperature or topography are more important or if their importance can be neglected when balance to competition or stochasticity. In this thesis I investigated the importance of very high resolution data (2-5m) in species distribution models using either very high resolution topographic, climatic or edaphic variables over a 2000m elevation gradient in the Western Swiss Alps. I also investigated more local responses of these variables for a subset of species living in this area at two precise elvation belts. During this thesis I showed that high resolution data necessitates very good datasets (species and variables for the models) to produce satisfactory results. Indeed, in mountain areas, temperature is the most important factor driving species distribution and needs to be modeled at very fine resolution instead of being interpolated over large surface to produce satisfactory results. Despite the instinctive idea that topographic should be very important at high resolution, results are mitigated. However looking at the importance of variables over a large gradient buffers the importance of the variables. Indeed topographic factors have been shown to be highly important at the subalpine level but their importance decrease at lower elevations. Wether at the mountane level edaphic and land use factors are more important high resolution topographic data is more imporatant at the subalpine level. Finally the biggest improvement in the models happens when edaphic variables are added. Indeed, adding soil variables is of high importance and variables like pH are overpassing the usual topographic variables in SDMs in term of importance in the models. To conclude high resolution is very important in modeling but necessitate very good datasets. Only increasing the resolution of the usual topoclimatic predictors is not sufficient and the use of edaphic predictors has been highlighted as fundamental to produce significantly better models. This is of primary importance, especially if these models are used to reconstruct communities or as basis for biodiversity assessments. -- Ces dernières années, l'utilisation des modèles de distribution d'espèces (SDMs) a continuellement augmenté. Ces modèles utilisent différents outils statistiques afin de reconstruire la niche réalisée d'une espèce à l'aide de variables, notamment climatiques ou topographiques, et de données de présence récoltées sur le terrain. Leur utilisation couvre de nombreux domaines allant de l'étude de l'écologie d'une espèce à la reconstruction de communautés ou à l'impact du réchauffement climatique. La plupart du temps, ces modèles utilisent des occur-rences issues des bases de données mondiales à une résolution plutôt large (1 km ou même 50 km). Certaines bases de données permettent cependant de travailler à haute résolution, par conséquent de descendre en dessous de l'échelle du kilomètre et de travailler avec des résolutions de 100 m x 100 m ou de 25 m x 25 m. Récemment, une nouvelle génération de données à très haute résolution est apparue et permet de travailler à l'échelle du mètre. Les variables qui peuvent être générées sur la base de ces nouvelles données sont cependant très coûteuses et nécessitent un temps conséquent quant à leur traitement. En effet, tout calcul statistique complexe, comme des projections de distribution d'espèces sur de larges surfaces, demande des calculateurs puissants et beaucoup de temps. De plus, les facteurs régissant la distribution des espèces à fine échelle sont encore mal connus et l'importance de variables à haute résolution comme la microtopographie ou la température dans les modèles n'est pas certaine. D'autres facteurs comme la compétition ou la stochasticité naturelle pourraient avoir une influence toute aussi forte. C'est dans ce contexte que se situe mon travail de thèse. J'ai cherché à comprendre l'importance de la haute résolution dans les modèles de distribution d'espèces, que ce soit pour la température, la microtopographie ou les variables édaphiques le long d'un important gradient d'altitude dans les Préalpes vaudoises. J'ai également cherché à comprendre l'impact local de certaines variables potentiellement négligées en raison d'effets confondants le long du gradient altitudinal. Durant cette thèse, j'ai pu monter que les variables à haute résolution, qu'elles soient liées à la température ou à la microtopographie, ne permettent qu'une amélioration substantielle des modèles. Afin de distinguer une amélioration conséquente, il est nécessaire de travailler avec des jeux de données plus importants, tant au niveau des espèces que des variables utilisées. Par exemple, les couches climatiques habituellement interpolées doivent être remplacées par des couches de température modélisées à haute résolution sur la base de données de terrain. Le fait de travailler le long d'un gradient de température de 2000m rend naturellement la température très importante au niveau des modèles. L'importance de la microtopographie est négligeable par rapport à la topographie à une résolution de 25m. Cependant, lorsque l'on regarde à une échelle plus locale, la haute résolution est une variable extrêmement importante dans le milieu subalpin. À l'étage montagnard par contre, les variables liées aux sols et à l'utilisation du sol sont très importantes. Finalement, les modèles de distribution d'espèces ont été particulièrement améliorés par l'addition de variables édaphiques, principalement le pH, dont l'importance supplante ou égale les variables topographique lors de leur ajout aux modèles de distribution d'espèces habituels.

A macro-ecological perspective on crassulacean acid metabolism (CAM) photosynthesis evolution in Afro-Madagascan drylands: Eulophiinae orchids as a case study.

Crassulacean acid metabolism (CAM) photosynthesis is an adaptation to water and atmospheric CO2 deficits that has been linked to diversification in dry-adapted plants. We investigated whether CAM evolution can be associated with the availability of new or alternative niches, using Eulophiinae orchids as a case study. Carbon isotope ratios, geographical and climate data, fossil records and DNA sequences were used to: assess the prevalence of CAM in Eulophiinae orchids; characterize the ecological niche of extant taxa; infer divergence times; and estimate whether CAM is associated with niche shifts. CAM evolved in four terrestrial lineages during the late Miocene/Pliocene, which have uneven diversification patterns. These lineages originated in humid habitats and colonized dry/seasonally dry environments in Africa and Madagascar. Additional key features (variegation, heterophylly) evolved in the most species-rich CAM lineages. Dry habitats were also colonized by a lineage that includes putative mycoheterotrophic taxa. These findings indicate that the switch to CAM is associated with environmental change. With its suite of adaptive traits, this group of orchids represents a unique opportunity to study the adaptations to dry environments, especially in the face of projected global aridification.

What are the success factors for Spanish textile firms? An exploratory multiple-case study

The objective of this article is to identify differential traits of successful SMEs in comparison to average SME firms in the textile and clothing sector. The method used is the multiple case-study of 12 firms based on qualitative and quantitative data obtained by means of in-depth interviews. Building on recent academic literature, we use four main dimensions that may explain success: i) knowledge generation (R&D) and acquisition; ii) innovation activity; iii) product and market characteristics and iv) strategic characteristics. Our results indicate that a higher R&D intensity and knowledge acquisition do not explain success. The main differential characteristic is that successful firms have a higher level of innovation activity, since innovation is their strategic priority, being a result of perceiving the key success factors of their markets differently. From the analysis it also follows that the prevalent strategy of successful firms is the niche strategy, with a demand pull focus, and a high proximity to the customer

Dispersal is a major driver of the latitudinal diversity gradient of Carnivora

AimUnderstanding the relative contribution of diversification rates (speciation and extinction) and dispersal in the formation of the latitudinal diversity gradient - the decrease in species richness with increasing latitude - is a main goal of biogeography. The mammalian order Carnivora, which comprises 286 species, displays the traditional latitudinal diversity gradient seen in almost all mammalian orders. Yet the processes driving high species richness in the tropics may be fundamentally different in this group from that in other mammalian groups. Indeed, a recent study suggested that in Carnivora, unlike in all other major mammalian orders, net diversification rates are not higher in the tropics than in temperate regions. Our goal was thus to understand the reasons why there are more species of Carnivora in the tropics. LocationWorld-wide. MethodsWe reconstructed the biogeographical history of Carnivora using a time-calibrated phylogeny of the clade comprising all terrestrial species and dispersal-extinction-cladogenesis models. We also analysed a fossil dataset of carnivoran genera to examine how the latitudinal distribution of Carnivora varied through time. ResultsOur biogeographical analyses suggest that Carnivora originated in the East Palaearctic (i.e. Central Asia, China) in the early Palaeogene. Multiple independent lineages dispersed to low latitudes following three main paths: toward Africa, toward India/Southeast Asia and toward South America via the Bering Strait. These dispersal events were probably associated with local extinctions at high latitudes. Fossil data corroborate a high-latitude origin of the group, followed by late dispersal events toward lower latitudes in the Neogene. Main conclusionsUnlike most other mammalian orders, which originated and diversified at low latitudes and dispersed out of the tropics', Carnivora originated at high latitudes, and subsequently dispersed southward. Our study provides an example of combining phylogenetic and fossil data to understand the generation and maintenance of global-scale geographical variations in species richness.

Disjunct populations of European vascular plant species keep the same climatic niches

Aim Previous research on how climatic niches vary across species ranges has focused on a limited number of species, mostly invasive, and has not, to date, been very conclusive. Here we assess the degree of niche conservatism between distant populations of native alpine plant species that have been separated for thousands of years. Location European Alps and Fennoscandia. Methods Of the studied pool of 888 terrestrial vascular plant species occurring in both the Alps and Fennoscandia, we used two complementary approaches to test and quantify climatic-niche shifts for 31 species having strictly disjunct populations and 358 species having either a contiguous or a patchy distribution with distant populations. First, we used species distribution modelling to test for a region effect on each species' climatic niche. Second, we quantified niche overlap and shifts in niche width (i.e. ecological amplitude) and position (i.e. ecological optimum) within a bi-dimensional climatic space. Results Only one species (3%) of the 31 species with strictly disjunct populations and 58 species (16%) of the 358 species with distant populations showed a region effect on their climatic niche. Niche overlap was higher for species with strictly disjunct populations than for species with distant populations and highest for arctic-alpine species. Climatic niches were, on average, wider and located towards warmer and wetter conditions in the Alps. Main conclusion Climatic niches seem to be generally conserved between populations that are separated between the Alps and Fennoscandia and have probably been so for 10,000-15,000 years. Therefore, the basic assumption of species distribution models that a species' climatic niche is constant in space and time - at least on time scales 104 years or less - seems to be largely valid for arctic-alpine plants.