Impact of natural and/or chemical stressors on the freeze-tolerant and euryhaline enchytraeid, Enchytraeus albidus

Rapid climatic changes are taking place in Arctic, subarctic and cold temperate regions, where predictions point to an increase in freeze-thaw events, changes in precipitation, evaporation and salinity patterns. Climate change may therefore result in large impacts in ecosystem functioning and dynamics, especially in the presence of contaminants due to intense anthropogenic activities. Even though multiple stress approaches have received increasing interest in the last decades, the number of such studies is limited. In particular, knowledge on the effect of freezethaw events and salinity fluctuations on ecotoxicology of soil invertebrates is lacking, especially important when considering supralittoral species. Therefore, the aim of this thesis was to investigate the effects of low temperature and salinity fluctuations, singly and in combination with contaminants, in the freeze-tolerant and euryhaline enchytraeid Enchytraeus albidus. The assessment of population level endpoints (survival and reproduction), along with physiological and biochemical parameters such as levels of cryoprotectants, ice/water content, oxidative stress biomarkers, cellular energy allocation, and tissue concentration of chemicals (when applied), provided new and valuable knowledge on the effects of selected physical and chemical stressors in E. albidus, and allowed the understanding of adjustments in the primary response mechanisms that enable worms to maintain homeostasis and survival in harsh environments such as polar and temperate-cold regions. The presence of moderate levels of salinity significantly increased freeze-tolerance (mainly evaluated as survival, cryoprotection and ice fraction) and reproduction of E. albidus. Moreover, it contributed to the readjustments of cryoprotectant levels, restoration of antioxidant levels and changed singnificantly the effect and uptake of chemicals (copper cadmium, carbendazim and 4-nonylphenol). Temperature fluctuations (simulated as daily freeze-thaw cycles, between -2ºC and -4ºC) caused substancial negative effect on survival of worms previsouly exposed to non-lethal concentrations of 4-nonylphenol, as compared with constant freezing (-4ºC) and control temperature (2ºC). The decrease in cryoprotectants, increase in energy consumption and the highest concentration of 4-nonylphenol in the tissues have highlighted the high energy requirements and level of toxicity experienced by worms exposed to the combined effect of contaminants and freezing-thawing events. The findings reported on this thesis demonstrate that natural (physical) and chemical stressors, singly or in combination, may alter the dynamics of E. albidus, affecting not only their survival and reproduction (and consequent presence/distribution) but also their physiological and biochemical adaptations. These alterations may lead to severe consequences for the functioning of the ecosystems along the Arctic, subarctic and cold temperate regions, where they play an important role for decomposition of dead organic matter. This thesis provides a scientific basis for improving the setting of safety factors for natural soil ecosystems, and to underline the integration of similar investigations in ecotoxicology, and eventually in risk assessment of contaminants.

Formation of seep carbonates along the makran convergent margin, northern Arabian sea and a molecular and isotopic approach to constrain the carbon isotopic composition of parent methane

Authigenic carbonate deposits have been sampled with the remotely operated vehicle ‘MARUM-QUEST 4000 m’ from five methane seeps between 731 and 1823 m water depth along the convergent Makran continental margin, offshore Pakistan (northern Arabian Sea). Two seeps on the upper slope are located within the oxygen minimum zone (OMZ; ca. 100 to 1100 m water depth), the other sites are situated in oxygenated water below the OMZ (below 1100 m water depth). The carbonate deposits vary with regard to their spatial extent, sedimentary fabrics, and associated seep fauna: Within the OMZ, carbonates are spatially restricted and associated with microbial mats, whereas in the oxygenated zone below the OMZ extensive carbonate crusts are exposed on the seafloor with abundant metazoans (bathymodiolin mussels, tube worms, galatheid crabs). Aragonite and Mg-calcite are the dominant carbonate minerals, forming common early diagenetic microcrystalline cement and clotted to radial-fibrous cement. The δ18Ocarbonate values range from 1.3 to 4.2‰ V-PDB, indicating carbonate precipitation at ambient bottom-water temperature in shallow sediment depth. Extremely low δ13Ccarbonate values (as low − 54.6‰ V-PDB) point to anaerobic oxidation of methane (AOM) as trigger for carbonate precipitation, with biogenic methane as dominant carbon source. Prevalence of biogenic methane in the seepage gas is corroborated by δ13Cmethane values ranging from − 70.3 to − 66.7‰ V-PDB, and also by back-calculations considering δ13Cmethane values of carbonate and incorporated lipid biomarkers. These calculations (Δδ13Cmethane–carbonate, Δδ13CANME–methane, Δδ13CMOX–methane) prove to be useful to assess the carbon stable isotope composition of seeping methane if this has not been determined in the first place; such an approach represents a useful tool to reconstruct fluid composition of ancient seeps. AOM is also revealed by lipid biomarkers of anaerobic methane oxidizing archaea such as crocetane, pentamethylicosane (PMI), and sn2-hydroxyarchaeol strongly depleted in 13C (δ13C values as low as − 127‰ V-PDB). Biomarkers of sulphate-reducing bacteria are also abundant, showing slightly less negative δ13C values, but still significantly 13C-depleted (average values as low as − 101‰). Other bacterial biomarkers, such as bacteriohopanepolyols (BHPs), hopanols, and hopanoic acids are detected in most carbonates, but are particularly common in seep carbonates from the non-OMZ sites. The BHP patterns of these carbonates and their low δ13C values resemble patterns of aerobic methanotrophic bacteria. In the shallower OMZ sites, BHPs revealed much lower contents and varying compositions, most likely reflecting other sources than aerobic methanotrophic bacteria. 230Th/U carbonate ages indicate that AOM-induced carbonate precipitation at the deeper non-OMZ seeps occurred mainly during the late Pleistocene-Holocene transition, i.e. between 19 and 15 ka before present, when the global sea level was lower than today.

Efeitos tóxicos induzidos pelos nanomateriais Fulereno (C60) e Nanoprata no Poliqueto Laeonereis Acuta (Nereididae) e nas comunidades bacterianas que habitam sua superfície corporal

O fulereno (C60) pertence a uma família de nanomateriais (NM) constituída exclusivamente de átomos de carbono, sendo encontrado na forma de suspensão na água (nC60). A nanoprata (nAg) possui um excepcional e amplo espectro bactericida e um custo de fabricação relativamente baixo. No entanto, pouco se sabe a respeito dos eventuais efeitos tóxicos induzidos por estes NM em organismos estuarinos. O poliqueto Laeonereis acuta tem o muco colonizado por comunidades bacterianas. Há registros de que L. acuta apresenta um gradiente corporal para concentração de EAO e capacidade antioxidante total. Neste estudo, os poliquetos foram expostos in vivo durante 24 horas ao nC60 e à nAg, separadamente. Após isso, as unidades formadoras de colônias (UFC) bacterianas foram contadas e pesadas, além de serem realizadas diversas medições bioquímicas nos poliquetos e nas bactérias. Os números de UFC bacterianas expostas ao nC60 foi menor na concentração de 0.01mg/L e os números de UFC bacterianas expostas à nAg foram similares aos dados de biomassa, diminuindo na maior concentração (1.0 mg/L) (p<0.05). A capacidade antioxidante contra radicais peroxil em homogeneizados bacterianos expostos ao nC60 foi menor na concentração de 0.1mg/L quando comparado ao controle (p<0.05). A região anterior apresentou menor capacidade antioxidante (p<0.05) nos poliquetos expostos a 1.0 mg/L, quando comparado ao controle. Os poliquetos expostos à nAg apresentaram menor capacidade antioxidante na região posterior na concentração de 1.0 mg/L quando comparado ao controle (p<0.05). O conteúdo de peróxidos lipídicos (TBARS) foi reduzido na região anterior dos poliquetos expostos nas duas menores concentrações ( 0.01 e 0.1 mg/L) de nC60 (p<0.05). Na região corporal posterior, somente os organismos expostos a maior concentração de nC60 (1.0 mg/L) mostraram aumento na concentração de TBARS quando comparado ao grupo controle (p<0.05). A atividade da enzima glutationa-Stransferase (GST) foi aumentada (p<0.05) na região média e posterior dos poliquetos expostos a 0.1 mg/L de nC60. Como conclusões pode se dizer que os dois NM induziram efeitos tóxicos ainda numa situação (escuridão) onde o fulereno não é fotoexcitado. O aumento na produção e comercialização de produtos com NM levanta a questão dos riscos ambientais associados ao desenvolvimento da nanotecnologia.

Genetic Suppressors of mrp-5 Lethality in C. elegans

Heme is an essential cofactor in numerous proteins, but is also cytotoxic. Thus, directed pathways must exist for regulating heme homeostasis. C. elegans is a powerful genetic animal model for elucidating these pathways because it is a heme auxotroph. Worms acquire dietary heme though HRG-1-related importers, and intestinal export was demonstrated to be mediated by the ABC transporter MRP-5. Loss of mrp-5 results in embryonic lethality. Although heme transporters have been identified, there are significant gaps in our understanding for the heme trafficking beyond HRG-1 and MRP-5. To identify additional components, we conducted a forward genetic screen utilizing the null allele mrp-5(ok2067). Screening of 160,000 haploid genomes yielded thirty-two mrp-5(ok2067) suppressor mutants. Deep-sequencing variant analysis revealed three of the suppressors subunits of adapter protein complex 3 (AP-3). We now seek to identify mechanisms for how adaptor protein deficiencies bypass a defect in MRP-5-mediated heme export.

Plotosus lineatus (Thunberg, 1787)

The Striped Catfish can be recognized by its striped coloration, barbels around the mouth, and its body shape which tapers to a point posteriorly. Small juveniles are black and large adults may be less distinctly striped. Plotosus lineatus can reach a maximum length of 32 cm (13 in) and about 40cm in Persian Gulf. The body is brown with cream-colored or white longitudinal bands. The most striking feature of this species is in the fins; in fact the second dorsal, caudal and anal are fused together as in eels. In the rest of the body is quite similar to a freshwater catfish: the mouth is surrounded by four pairs of barbells, four on the upper jaw and four on the lower jaw. The first dorsal and each of the pectoral fins have a highly venomous spine. They may even be fatal. Juveniles of P. lineatus form dense ball-shaped schools of about 100 fish, while adults are solitary or occur in smaller groups of around 20 and are known to hide under ledges during the day. Adult P. lineatus search and stir the sand incessantly for crustaceans, mollusks, worms, and sometimes fish. Striped eel catfish is an oviparous fish; this species has demersal eggs and planktonic larvae. This species has evolved long ampullary canals in its electrosensory organs.

Hookworm-like eggs in children’s faecal samples from a rural area of Rwanda.

Background: Hookworm eggs identification and quantification is usually carried out by Kato-Katz method. However various structures present in the smear may be confused with eggs of such parasites. Objective: To document the presence of structures in Kato-Katz slides that could initially be misinterpreted as hookworm eggs. Method: 497 faecal samples were analysed by Kato-Katz technique, diphasic concentration technique, agar-plate coprocultive and larvae obtained were analysed by PCR and characterized by sequencing. Results: Hookworm-like eggs were found in 159 (32%) of the samples by Kato-Katz, finally identified as Caenorhabditis elegans by PCR technique. Conclusion: The diagnosis of human hookworm eggs, only by the use of Kato-Katz technique can lead to false positives because of similarities with eggs of other free-living worms, from wet soils like those of Rwanda that could contaminate stool samples.

Étude de la toxicité causée par le gène C9orf72 dans la Sclérose Latérale Amyotrophique

La Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative qui affecte les neurones moteurs. 10% des cas sont des cas familiaux et l’étude de ces familles a mené à la découverte de plusieurs gènes pouvant causer la SLA, incluant SOD1, TARDBP et FUS. L’expansion de la répétition GGGGCC dans le gène C9orf72 est, à ce jour, la cause la plus connue de SLA. L’impact de cette expansion est encore méconnu et il reste à déterminer si la toxicité est causée par un gain de fonction, une perte de fonction ou les deux. Plusieurs gènes impliqués dans la SLA sont conservés entre le nématode Caenorhabditis elegans et l’humain. C. elegans est un vers transparent fréquemment utilisé pour des études anatomiques, comportementales et génétiques. Il possède une lignée cellulaire invariable qui inclue 302 neurones. Aussi, les mécanismes de réponse au stress ainsi que les mécanismes de vieillissement sont très bien conservés entre ce nématode et l’humain. Donc, notre groupe, et plusieurs autres, ont utilisé C. elegans pour étudier plusieurs aspects de la SLA. Pour mieux comprendre la toxicité causée par l’expansion GGGGCC de C9orf72, nous avons développé deux modèles de vers pour étudier l’impact d’une perte de fonction ainsi que d’un gain de toxicité de l’ARN. Pour voir les conséquences d’une perte de fonction, nous avons étudié l’orthologue de C9orf72 dans C. elegans, alfa-1 (ALS/FTD associated gene homolog). Les vers mutants alfa-1(ok3062) développent des problèmes moteurs causant une paralysie et une dégénérescence spécifique des neurones moteurs GABAergiques. De plus, les mutants sont sensibles au stress osmotique qui provoque une dégénérescence. D’autre part, l’expression de la séquence d’ARN contenant une répétition pathogénique GGGGCC cause aussi des problèmes moteurs et de la dégénérescence affectant les neurones moteurs. Nos résultats suggèrent donc qu’un gain de toxicité de l’ARN ainsi qu’une perte de fonction de C9orf72 sont donc toxiques pour les neurones. Puisque le mouvement du vers peut être rapidement évalué en cultivant les vers dans un milieu liquide, nous avons développé un criblage de molécules pouvant affecter le mouvement des vers mutants alfa-1 en culture liquide. Plus de 4 000 composés ont été évalués et 80 ameliore la mobilité des vers alfa-1. Onze molécules ont aussi été testées dans les vers exprimant l’expansion GGGGCC et huit diminuent aussi le phénotype moteur de ces vers. Finalement, des huit molécules qui diminent la toxicité causée par la perte de fonction de C9orf72 et la toxicité de l’ARN, deux restaurent aussi l’expression anormale de plusieurs transcrits d’ARN observée dans des cellules dérivées de patient C9orf72. Avec ce projet, nous voulons identifier des molécules pouvant affecter tous les modes de toxicité de C9orf72 et possiblement ouvrir de nouvelles avenues thérapeutiques

Bcl-xL (S49) and (S62) sequential phosphorylation/dephosphorylation during mitosis prevents chromosome instability and aneuploidy

Une caractéristique intéressante de la protéine Bcl-xL est la présence d'un domaine en boucle non-structurée entre les hélices α1 and α2 de la protéine. Ce domaine protéique n'est pas essentiel pour sa fonction anti-apoptotique et absent chez CED-9, la protéine orthologue chez Caenorhabditis elegans. A l'intérieur de ce domaine, Bcl-xL subit une phosphorylation et déphosphorylation dynamique sur les résidus Ser49 et Ser62 en phase G2 du cycle cellulaire et lors de la mitose. Lorsque ces résidus sont mutés et les protéines exprimées dans des cellules cancéreuses, les cellules démontrent plusieurs défauts mitotiques liés à l'instabilité chromosomique. Pour analyser les effets de Bcl-xL Ser49 et Ser62 dans les cellules normales, les présentes études ont été réalisées dans des cellules diploïdes humaines normales, et in vivo chez Caenorhabditis elegans. Dans une première étude, nous avons utilisé la lignée cellulaire de cellules fibroblastiques diploïdes humaines normales BJ, exprimant Bcl-xL (type sauvage), (S49A), (S49D), (S62A), (S62D) et les double (S49/62A) et (S49/62D) mutants. Les cellules exprimant les mutants de phosphorylation ont montré des cinétiques de doublement de la population cellulaire réduites. Ces effets sur la cinétique de doublement de la population cellulaire corrèle avec l'apparition de la sénescence cellulaire, sans impact sur les taux de mort cellulaire. Ces cellules sénescentes affichent des phénotypes typiques de sénescence associés notamment à haut niveau de l'activité β-galactosidase associée à la sénescence, la sécrétion d' interleukine-6, l'activation de p53 et de p21WAF1/ Cip1, un inhibiteur des complexes kinase cycline-dépendant, ainsi que la formation de foyers de chromatine nucléaire associés à γH2A.X. Les analyses de fluorescence par hybridation in situ et des caryotypes par coloration au Giemsa ont révélé que l'expression des mutants de phosphorylation de Bcl-xL provoquent de l'instabilité chromosomique et l'aneuploïdie. Ces résultats suggèrent que les cycles de phosphorylation et déphosphorylation dynamiques de Bcl-xL Ser49 et Ser62 sont importants dans le maintien de l'intégrité des chromosomes lors de la mitose dans les cellules normales. Dans une deuxième étude, nous avons entrepris des expériences chez Caenorhabditis elegans pour comprendre l'importance des résidus Ser49 et Ser62 de Bcl-xL in vivo. Les vers transgéniques portant les mutations de Bcl-xL (S49A, S62A, S49D, S62D et S49/62A) ont été générés et leurs effets ont été analysés sur les cellules germinales des jeunes vers adultes. Les vers portant les mutations de Bcl-xL ont montré une diminution de ponte et d'éclosion des oeufs, des variations de la longueur de leurs régions mitotiques et des zones de transition, des anomalies chromosomiques à leur stade de diplotène, et une augmentation de l'apoptose des cellules germinales. Certaines de ces souches transgéniques, en particulier les variants Ser/Ala, ont également montré des variations de durée de vie par rapport aux vers témoins. Ces observations in vivo ont confirmé l'importance de Ser49 et Ser62 à l'intérieur du domaine à boucle de Bcl-xL pour le maintien de la stabilité chromosomique. Ces études auront une incidence sur les futures stratégies visant à développer et à identifier des composés qui pourraient cibler non seulement le domaine anti-apoptotique de la protéine Bcl-xL, mais aussi son domaine mitotique pour la thérapie du cancer.

Development of procedures for the triazole fungicides determination in fruits and liquid samples using microextraction techniques and chromatographic separation

Agricultural crops can be damaged by funguses, insects, worms and other organisms that cause diseases and decrease the yield of production. The effect of these damaging agents can be reduced using pesticides. Among them, triazole compounds are effective substances against fungus; for example, Oidium. Nevertheless, it has been detected that the residues of these fungicides in foods as well as in derivate products can affect the health of the consumers. Therefore, the European Union has established several regulations fixing the maximum residue of pesticide levels in a wide range of foods trying to assure the consumer safety. Hence, it is very important to develop adequate methods to determine these pesticide compounds. In most cases, gas or liquid chromatographic (GC, LC) separations are used in the analysis of the samples. But firstly, it is necessary to use proper sample treatments in order to preconcentrate and isolate the target analytes. To reach this aim, microextraction techniques are very effective tools; because allow to do both preconcentration and extraction of the analytes in one simple step that considerably reduces the source of errors. With these objectives, two remarkable techniques have been widely used during the last years: solid phase microextraction (SPME) and liquid phase microextraction (LPME) with its different options. Both techniques that avoid the use or reduce the amount of toxic solvents are convenient coupled to chromatographic equipments providing good quantitative results in a wide number of matrices and compounds. In this work simple and reliable methods have been developed using SPME and ultrasound assisted emulsification microextraction (USAEME) coupled to GC or LC for triazole fungicides determination. The proposed methods allow confidently determine triazole concentrations of μg L‐1 order in different fruit samples. Chemometric tools have been used to accomplish successful determinations. Firstly, in the selection and optimization of the variables involved in the microextraction processes; and secondly, to overcome the problems related to the overlapping peaks. Different fractional factorial designs have been used for the screening of the experimental variables; and central composite designs have been carried out to get the best experimental conditions. Trying to solve the overlapping peak problems multivariate calibration methods have been used. Parallel Factor Analysis 2 (PARAFAC2), Multivariate Curve Resolution (MCR) and Parallel Factor Analysis with Linear Dependencies (PARALIND) have been proposed, the adequate algorithms have been used according to data characteristics, and the results have been compared. Because its occurrence in Basque Country and its relevance in the production of cider and txakoli regional wines the grape and apple samples were selected. These crops are often treated with triazole compounds trying to solve the problems caused by the funguses. The peel and pulp from grape and apple, their juices and some commercial products such as musts, juice and cider have been analysed showing the adequacy of the developed methods for the triazole determination in this kind of fruit samples.

Candidaemia or Candidasis: Controversy of Staphylococcus Sexually Transmitted Infection?

Herbal medications are becoming increasingly popular but a most-extraordinary claim by traditional/herbal medical practitioners relates to a Gram-positive bacterium, Staphylococcus , which has been depicted as a deadly sexually transmitted disease that manifest in the form of worms and other symptoms; with contributory roles including infertility, sexual dysfunction and impotency. They further boasted that they are the only ones that possessed the remedy (herbal) for the Staphylococcus sexually transmitted scourge. In the absence of distinguishing phenotypic taxonomic tools, Staphylococcus and Candida spp. may be confused for each other. However, Staphylococcus is a bacterium and not an infection; therefore, there must be more to the traditional medical practitioners’ boasts in ability to cure an infection that was not an infection in the first place. In conclusion, the common sense is that candiaemia or candidiasis is most likely the misdiagnosed sexually transmitted Staphylococcus disease, which is of significant human clinical health issue.

Improvement of the oral praziquantel anthelmintic effect by cyclodextrin complexation

Schistosomiasis is a parasitic disease which kills a half million people per year, a I I over the world. Praziquantel (PZQ) is the drug-of-choice for schistosomiasis because of its effectiveness, ease of administration, and low cost. However, poor solubility restricts its delivery, especially via the oral route. In this study, we describe beta-cyclodextrin (beta-CD) complexation as an alternative to improve the PZQ bioavailability. Physicochemical analysis were performed to characterize the inclusion complex formed between PZQ and beta-CD. Differential scanning calorimetry (DSC) thermograms and morphological analysis using scanning electronic microscopy (SEM) gave evidences of the complex formation. Diffusion NMR experiments allowed determination of the fraction of PZQ bound to beta-CD (37%) and the association constant (941 +/- 47 M(-1)). The in vivo evaluation of the complexation on the effect of PZQ was performed on mice infected with Schistosoma mansoni (BH strain); after 15 days of treatment with the PZQ:beta-CD complex the efficacy, evaluated by the number of remaining alive worms, was 99%, against 59% elicited by plain PZQ.

Understanding the role of CAP proteins in the polarization process of C. elegans

La division cellulaire asymétrique est un processus crucial dans le développement des organismes multicellulaires puisqu’elle permet la génération de la diversité cellulaire. Les cellules qui se divisent de façon asymétrique doivent tout d’abord se polariser et correctement orienter leur fuseau mitotique pour ségréger des déterminants cellulaires en deux entités distinctes. L’embryon du nématode C. elegans est un modèle robuste et largement utilisé pour étudier la division cellulaire asymétrique. Dans cet embryon, le point d'entrée du spermatozoïde détermine l'axe de polarité antéro-postérieur. Suite à la fécondation, le cortex embryonnaire est uniformément contractile et un complexe conservé formé des protéines PAR-3, PAR-6 et PKC-3 (nommé complexe PAR-3 ci-dessous) est localisé sur l'ensemble du cortex. La complétion de la méiose maternelle induit une relaxation corticale au postétieur et un flux cortical vers l’antérieur de l’embryon. Ces contractions corticales asymétriques mènent à la formation d'un domaine antérieur contenant le complexe PAR-3, tandis que le cortex postérieur, dont le complexe PAR-3 s’est délocalisé, est enrichi avec les protéines PAR-2 et PAR-1. Par conséquent, les domaines formés par les protéines PAR définissent un pôle antérieur et un pôle postérieur dans l'embryon suite au remodelage du cytosquelette. Les protéines PAR-4 et PAR-5 restent localisées de façon uniforme dans l'embryon. Curieusement, les protéines PAR exercent une régulation par rétroaction sur la contractilité corticale. Il a été montré qu’une des protéines PAR récemment identifiée, PAR-5, est orthologue à la protéine adaptatrice 14-3-3 et joue un rôle important dans la contractilité corticale. En dépit de son rôle central dans la contractilité corticale et le processus de polarisation cellulaire, le mécanisme par lequel PAR-5 régule la contractilité corticale n’est pas bien compris. Le but de ce projet est de mieux comprendre comment PAR-5 et ses interacteurs contrôlent la régulation des contractions corticales et, de ce fait, la polarité cellulaire. Dans un essai de capture de la protéine GST (GST pull-down), nous avons identifié plusieurs nouveaux interacteurs de PAR-5. Parmi ceux-ci, nous avons trouvé CAP-2 (protéine de coiffage de l'actine), qui a été identifiée dans des éxpériences de capture de 14-3-3 dans trois systèmes modèles différents. CAP-2 est un hétérodimère des protéines CAP, qui sont impliquées dans la régulation de l'actine. Nous avons trouvé que la déplétion des protéines CAP par interférence à l’ARN dans des vers de type sauvage mène à une augmentation létalité embryonnaire, ce qui suggère que ces protéines jouent un rôle important dans le développement embryonnaire. L'imagerie en temps réel d'embryons déplétés pour les protéines CAP montre qu’ils ont une diminution des contractions corticales avec un sillon de pseudoclivage mois stable, suggérant un défaut dans la régulation du cytosquelette d'actine-myosine. Ceci a également été confirmé par la diminution de la vitesse et du nombre de foci de NMY-2::GFP. En outre, ces embryons montrent une légère diminution de la taille du croissant cortical de PAR-2 lors de la phase d’établissement de la polarité. Les embryons déplétés en CAP-2 montrent également un retard dans la progression du cycle cellulaire, mais le lien entre ce phénotype et la régulation des contractions corticales reste à être précisé. La caractérisation des protéines CAP, des régulateurs du remodelage du cytosquelette, permettra d'améliorer notre compréhension des mécanismes qui sous-tendent l'établissement et le maintien de la polarité cellulaire, et donc la division cellulaire asymétrique.

Understanding the role of CAP proteins in the polarization process of C. elegans

La division cellulaire asymétrique est un processus crucial dans le développement des organismes multicellulaires puisqu’elle permet la génération de la diversité cellulaire. Les cellules qui se divisent de façon asymétrique doivent tout d’abord se polariser et correctement orienter leur fuseau mitotique pour ségréger des déterminants cellulaires en deux entités distinctes. L’embryon du nématode C. elegans est un modèle robuste et largement utilisé pour étudier la division cellulaire asymétrique. Dans cet embryon, le point d'entrée du spermatozoïde détermine l'axe de polarité antéro-postérieur. Suite à la fécondation, le cortex embryonnaire est uniformément contractile et un complexe conservé formé des protéines PAR-3, PAR-6 et PKC-3 (nommé complexe PAR-3 ci-dessous) est localisé sur l'ensemble du cortex. La complétion de la méiose maternelle induit une relaxation corticale au postétieur et un flux cortical vers l’antérieur de l’embryon. Ces contractions corticales asymétriques mènent à la formation d'un domaine antérieur contenant le complexe PAR-3, tandis que le cortex postérieur, dont le complexe PAR-3 s’est délocalisé, est enrichi avec les protéines PAR-2 et PAR-1. Par conséquent, les domaines formés par les protéines PAR définissent un pôle antérieur et un pôle postérieur dans l'embryon suite au remodelage du cytosquelette. Les protéines PAR-4 et PAR-5 restent localisées de façon uniforme dans l'embryon. Curieusement, les protéines PAR exercent une régulation par rétroaction sur la contractilité corticale. Il a été montré qu’une des protéines PAR récemment identifiée, PAR-5, est orthologue à la protéine adaptatrice 14-3-3 et joue un rôle important dans la contractilité corticale. En dépit de son rôle central dans la contractilité corticale et le processus de polarisation cellulaire, le mécanisme par lequel PAR-5 régule la contractilité corticale n’est pas bien compris. Le but de ce projet est de mieux comprendre comment PAR-5 et ses interacteurs contrôlent la régulation des contractions corticales et, de ce fait, la polarité cellulaire. Dans un essai de capture de la protéine GST (GST pull-down), nous avons identifié plusieurs nouveaux interacteurs de PAR-5. Parmi ceux-ci, nous avons trouvé CAP-2 (protéine de coiffage de l'actine), qui a été identifiée dans des éxpériences de capture de 14-3-3 dans trois systèmes modèles différents. CAP-2 est un hétérodimère des protéines CAP, qui sont impliquées dans la régulation de l'actine. Nous avons trouvé que la déplétion des protéines CAP par interférence à l’ARN dans des vers de type sauvage mène à une augmentation létalité embryonnaire, ce qui suggère que ces protéines jouent un rôle important dans le développement embryonnaire. L'imagerie en temps réel d'embryons déplétés pour les protéines CAP montre qu’ils ont une diminution des contractions corticales avec un sillon de pseudoclivage mois stable, suggérant un défaut dans la régulation du cytosquelette d'actine-myosine. Ceci a également été confirmé par la diminution de la vitesse et du nombre de foci de NMY-2::GFP. En outre, ces embryons montrent une légère diminution de la taille du croissant cortical de PAR-2 lors de la phase d’établissement de la polarité. Les embryons déplétés en CAP-2 montrent également un retard dans la progression du cycle cellulaire, mais le lien entre ce phénotype et la régulation des contractions corticales reste à être précisé. La caractérisation des protéines CAP, des régulateurs du remodelage du cytosquelette, permettra d'améliorer notre compréhension des mécanismes qui sous-tendent l'établissement et le maintien de la polarité cellulaire, et donc la division cellulaire asymétrique.

Life history of a native emydid turtle (Malaclemys terrapin centrata) on the remote oceanic islands of Bermuda

Diamondback terrapins (Malaclemys terrapin) are native to the remote oceanic islands of Bermuda and presently inhabit only four small brackish water ponds on a private golf course. The life history of this species is poorly understood on Bermuda and so the aim of this study was to fill these knowledge gaps, to compare the results with what is known from other areas in the North American range, and to inform the development of a local management plan. The results of a mark-recapture census revealed that ca. 100 individuals ≥81 mm straight carapace length live on Bermuda, of which nearly half (48.5%) were considered sexually mature. The population is dominated by females (sex ratio 2.9:1) and annual recruitment over the three year period was found to be extremely low (approximately two terrapins). Female diamondback terrapins in Bermuda nest almost exclusively within a limited number of sand bunkers on the golf course. Nesting commenced in late March or early April and ended in late August. Peak oviposition was observed in May and June. Clutch size averaged 5.1 eggs (range 0-10; SD 2.4) and the incubation period averaged 61.8 days (range 49-83; SD 10.5). Delayed emergence was documented, with 43.8% of the hatchlings remaining in their natal nests over the winter months. The mean annual hatching success rate was determined to be 19% (range 17.6-21; SD 1.9). Radio-telemetry was used to investigate the movements and survivorship of postemergent hatchling diamondback terrapins. The results indicated that mangrove swamps and grass-dominated marshes adjacent to the ponds are important developmental habitats for hatchlings. Yellow-crowned night herons (Nyctanassa violacea) were found to be significant predators of small terrapins during spring emergence. Small aquatic gastropods comprised 66.7% of the faecal samples analysed from the Bermudian population. Scavenged fish and vertebrate animal remains, terrestrial arthropods, polychaete worms and bivalves were consumed in lesser amounts. Sediment from the pond environment was found in 74% of the faecal samples analysed and is believed to have been incidentally ingested while foraging for the small benthic gastropods. Eco-toxicological analyses of the pond sediment, prey and terrapin eggs showed that the Bermudian diamondback terrapins live and feed in wetland habitats characterised by chronic, multifactorial contamination; principally total petroleum hydrocarbons, polycyclic aromatic hydrocarbons and a variety of heavy metals. This study found that some of those contaminants are accumulating in the gastropod prey as well as being transferred to terrapin eggs. This may be reducing the incidence of successful embryonic development for this species in Bermuda and may likely contribute to the observed low hatching rates. These collective findings indicate that the Bermudian population is very vulnerable to local extirpation.

Feeding ecology and trophic relationships of fish species in the lower Guadiana River Estuary and Castro Marim e Vila Real de Santo Antonio Salt Marsh

In this study we analyze the feeding ecology and trophic relationships of some of the main fish species (Soleidae, Moronidae, Mullidae, Sparidae, Mugilidae, and Batrachoididae) of the lower Estuary of the Guadiana River and the Castro Marim e Vila Real de Santo Antonio Salt Marsh. We examined the stomachs of 1415 fish caught monthly between September 2000 and August 2001. Feeding indices and coefficients were determined and used along with the results of multivariate analysis to develop diagrams of trophic interactions (food webs). Results show that these species are largely opportunistic predators. The most important prey items are amphipods, gobies (Gobiidae), shrimps (Palaemon serratus and Crangon crangon), and polychaete worms. The lower Estuary and associated salt marshes are important nurseries and feeding grounds for the species studied. In this area, it is therefore important to monitor the effects of changes in river runoff, nutrient input, and temperature that result from construction of the Alqueva Dam upstream. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.