The economics of anti-parasite defences in animal societies

RESUME : De nombreuses espèces animales vivent en groupe. Du simple grégarisme aux colonies hautement intégrées de fourmis, la vie sociale a atteint des degrés divers de complexité. Les nombreuses interactions entre membres d'une société favorisent la transmission de parasites. Cela représente un coût potentiel de la vie sociale. Cette thèse s'intéresse aux défenses permettant de réduire le coût du parasitisme dans les colonies de fourmis ainsi qu'à la manière dont le parasitisme a pu façonner certains aspects de ces sociétés. Les colonies de fourmis des bois (Forimica paralugubris) contiennent de grandes quantités de résine de conifères. Cette résine réduit la densité microbienne dans le nid et augmente la survie des ouvrières lors d'infections parasitaires. Dans cette thèse, nous montrons, d'une part, que les ouvrières collectent activement la résine et que ce comportement est plutôt préventif que curatif et, d'autre part, que la résine permet aux ouvrières une utilisation moindre de leurs défenses immunitaires. Ces résultats permettent de conclure que ce comportement réduit l'exposition au parasitisme et qu'il a une fonction adaptative. L'émergence d'un tel comportement de médication chez une espèce d'insectes sociaux illustre le fait que la socialité, bien yue provoquant une exposition accrue au parasitisme, permet également l'émergence de mécanismes sociaux de défense. II a été suggéré que la présence de plusieurs reines au sein d'un même nid (polygynie) améliore la résistance aux parasites en augmentant la diversité génétique au sein de la colonie. En accord avec cette hypothèse, nous montrons qu'une augmentation de la diversité génétique au sein de groupes expérimentaux de Formica selysi améliore leur survie lors d'une infection parasitaire. Cependant, nous suggérons également que sur le terrain, d'autres facteurs corrélés à la polygynie ont des effets antagoniques sur la résistance. Nous montrons par exemple que les ouvrières polygynes semblent avoir une capacité moindre à monter une réponse immunitaire. Certains aspects de la reproduction des fourmis ont pu également être façonnés par le parasitisme. L'accouplement n'a lieu que lors d'une courte période au début de la vie adulte, généralement à l'extérieur de la colonie. Les reines stockent ensuite le sperme et l'utilisent parcimonieusement au cours de leur vie alors que les males meurent rapidement. Nous montrons que les défenses immunitaires des reines de fourmis des bois (F. paralugubris) sont fortement affectées par l'accouplement. Ces modulations immunitaires sont probablement liées à une augmentation de l'exposition au parasitisme lors de l'accouplement ainsi qu'à des blessures copulatoires. I1 semble donc que l'accouplement soit accompagné de coûts immunitaires pour les reines. Dans son ensemble, cette thèse illustre la diversité des mécanismes de défenses contre les parasites dans les sociétés de fourmis. La vie sociale, en offrant un nouveau niveau d'interaction, permet en effet l'émergence d'adaptations originales. Cela explique probablement le grand succès écologique des espèces sociales. SUMMARY : Sociality is widespread among animals and has reached variable degrees of complexity, from loose social Groups to highly integrated ant colonies. The many interactions between members of a social group promote the spread of parasites, but social life also permits the evolution of original defence mechanisms. This thesis sheds light on how ant colonies defend themselves against parasites, and on how parasitism shapes certain aspects of these societies. Wood ants nests (Formica paralugubris) contain large amounts of conifer resin which reduces the microbial density in ant nests and enhances the survival of ants challenged by some pathogens. We show that resin is actively collected by workers and that resin collection is rather a prophylactic than a curative behaviour. Moreover, we suggest that resin reduces the use of the immune defences of workers. Altogether, these results indicate that the use of resin is a collective adaptation to prevent the spread of parasites. The emergence of medication in a social insect species illustrates that sociality does not only increase the exposure to parasites but also allows the emergence of social mechanisms to counter this threat. The number of reproducing queens per colony is a variable trait in ants. It has been suggested that polygyny (the occurrence of multiple queens within a colony), by increasing the colonial genetic diversity, improves disease resistance. In line with this hypothesis, we show that in a socially polymorphic ant (Formica selysi), an experimental increase of colony genetic diversity enhances disease resistance. However, we also suggest that factors covarying with queen number variation in the field have antagonistic effects on parasite resistance. We show for instance that polygyne workers seem to have lower immune defences. Parasites may also shape some aspects of ant queen reproductive biology. Ant queens mate at the beginning of their adult life, usually outside of the colony, and store sperm for several years to fertilize eggs. Males die shortly after mating and queens never remate later in life, which drastically reduces sexual conflicts. Moreover, mating and nest founding occur away from the collective defence mechanisms of the natal colony and might be associated with an increased risk of parasitism. We show that mating affects the immune defences of wood ant queens (F. paralugubris) in multiple ways that are consistent with mating wounds and increased risk of parasitism. We suggest that mating is associated with immunity costs in ants, despite the reduced level of sexual conflicts. Altogether, my thesis illustrates the diversity of anti-parasite mechanisms in ant societies. This sheds light on how sociality, by offering a new level of interactions, allows the evolution of original adaptations, which may explain the wide ecological success of social species.

The CoLaus study : a population-based study to investigate the epidemiology and genetic determinants of cardiovascular risk factors and metabolic syndrome

Rapport de synthèse : Les maladies cardio-vasculaires constituent les causes principales causes de morbidité et de mortalité dans les pays industrialisés. Des études épidémiologiques ont démontré l'implication de facteurs de risques comme l'hypertension, l'hypercholestérolémie, l'obésité abdominale, le diabète et le tabagisme dans le développement des affections cardiovasculaires comme l'infarctus du myocarde ou l'accident vasculaire cérébral. De larges études génétiques cas-contrôle ont contribué modestement à l'identification de gènes de susceptibilité au développement de ces FRCV. Une étude populationnelle offre par contre l'avantage d'effectuer des études associatives pour des traits phénotypiques continus correctement mesurés et aussi pour des traits de catégories utilisant des protocoles d'étude cas-contrôle très discordants. ~ Elle permet l'exploration des déterminants génétiques comme par exemple le syndrome métabolique. Cette approche permet également de procéder à des analyses de séquençage sur l'ADN des participants chez qui un trait phénotypique spécifique est étudié mais distribué de manière opposée. A titre d'exemple, le séquençage de l'ADN de participants à taux très élevé d'HDL-cholestérol versus très bas de ce marqueur lipidique permet d'identifier des variants génétiques rares localisés sur les parties codantes de gènes spécifiques associés aux dyslipidémies. Pour ce faire, nous avons recruté 6'188 personnes âgées de 35 à 75 ans, d'origine caucasienne et résidant en ville de Lausanne (3251 femmes et 2937 hommes). L'obtention d'un tel collectif a nécessité l'échantillonnage aléatoire de quelque 19'830 personnes de cette tranche d'âge. Les participants ont fait l'objet d'une anamnèse approfondie et d'un examen clinique. Le bilan était complété par une prise de sang pour le dosage de paramètres biologiques ainsi qu'une analyse .génétique. Cette dernière a été effectuée après extraction d'ADN au moyen d'une puce Affimetrix qui évalue la présence de quelques 500'000 SNPs. Les données récoltées lors de cette étude dévoilent que l'obésité (index de masse corporelle > 30 kg/m2), le tabagisme, l'hypertension (pression artérielle >_ 140/90 mmHg et/ou hypertension traitée), une dyslipidémie (LDL cholestérol élevé et/ou HDL cholestérol bas et/ou triglycéride élevé) et le diabète (glucose à jeun >_ 7 mmol/l et/ou traitement) affectent respectivement 947 (15,7%), 1673 (27%), 2268 (36,7%), 2113 (34,2%) et 407 (6,6%) participants. La prévalence de ces FRCV est plus marquée chez les hommes que chez les femmes. Dans les deux genres les prévalences de l'obésité, de l'hypertension et du diabète augmentent drastiquement avec l'âge. En conclusion la prévalence des FRCV est élevée au sein d'une population représentative de Lausanne âgée de 35 à 75 ans. A l'avenir, l'étude CoLaus constituera par la richesse de ses données phénotypiques et génétiques, une source unique pour investiguer l'épidémiologie et l'identification de gènes associés à ces FRCV.

Characterization of the effects of radiation therapy on the tumour microenvironment and their consequences on cancer progression

RESUME La radiothérapie est utilisée avec succès pour le traitement d'un grand nombre de pathologies tumorales (1). Cependant, les récidives post-actiniques sont associées à un risque accru de développer des métastases régionales et à distance (2, 3). La prise en charge de ce type de patients demeure insatisfaisante à l'heure actuelle, principalement parce que les mécanismes physio-pathologiques sous- sous-jacents restent mal compris. Etant donné le rôle primordial du stroma dans la progression tumorale (4) et l'importance des effets de la radiothérapie sur le micro-environnement des tumeurs (5), nous avons émis l'hypothèse que la radiothérapie pouvait engendrer des modifications stromales susceptibles de contribuer à l'émergence d'un phénotype tumoral plus agressif. Nous avons observé que l'exposition préalable d'un environnement tumoral à des radiations ionisantes engendre une inhibition locale et à long terme de l'angiogenèse. Cette inhibition conduit à la création d'un environnement tumoral hypoxique favorisant l'invasion et la métastatisation tumorale. Les mécanismes sous-jacents impliquent l'activation de gènes prométastatiques sous le contrôle du facteur de transcription HIF-1, ainsi que la sélection hypoxique de cellules hautement invasives et métastatiques. Par des analyses de profile d'expression génétique ainsi que par des analyses fonctionnelles, nous avons identifié la protéine matri-cellulaire CYR61 ainsi que ses partenaires d'interaction, les intégrines aVb5/aVb3, comme médiateurs importants de ces effets. De plus, une corrélation significative a également été trouvée entre le niveau d'expression de CYR61 et le taux d'hypoxie dans un grand nombre de carcinomes mammaires chez l'humain. Une association a aussi été observée entre le niveau d'expression de CYR61 et le pronostic de patientes souffrant d'un cancer du sein traité par chimiothérapie adjuvante. Globalement ces résultats identifient l'interaction entre la protéine CYR61 et ses récepteurs aVb5/aVb3 comme un mécanisme important du processus de métastatisation et en font une cible thérapeutique potentielle pour le traitement de patients souffrant d'une récidive tumorale après un traitement de radiothérapie. Finalement, bien que l'inhibition de l'angiogenèse soit locale dans ce cas particulier, nos résultats justifient une surveillance particulière des patients souffrant d'une pathologie tumorale et étant au bénéfice d'un traitement inhibiteur de l'angiogenèse. SUMMARY Radiotherapy is successfully used to treat a large variety of tumours (1 ). However, cancer patients experiencing local recurrent disease after radiation therapy are at increased risk of developing regional and distant metastasis (2, 3). The clinical management of this condition represents a difficult and challenging issue, mainly because the underlying physio-pathological mechanisms remain poorly understood. Given the well established role of the tumour stroma in promoting cancer progression (4) and since radiotherapy is known to persistently alter the tumour microenvironment (5), we hypothesized that ionising radiations may generate stromal modifications contributing to the metastatic spread of relapsing tumours. Here, we report that irradiation of the prospective tumour microenvironment promotes tumour invasion and metastasis through a mechanism of local and sustained impairment of angiogenesis leading to both HIF-1 dependent activation of pro-metastatic genes and hypoxia-mediated selection of highly metastatic tumour cell variants. Through gene expression profiling and functional experiments, we identified the matricellular signalling protein CYR61 and its interaction partners aVb5/ aVb3 integrins as critical mediators of these effects. Furthermore, we found a significant correlation between CYR61 expression and the hypoxic status of a large number of human mammary carcinomas. A positive correlation between increased levels of CYR61 expression and shorter relapse free survival was also identified in breast cancer patients treated with adjuvant chemotherapy. Together, these results identify CYR61 and aVb5/aVb3 integrins as critical mediators of metastasis and potential therapeutic targets to improve outcome in patients with post-radiation tumour recurrences. Finally, although inhibition of angiogenesis is local in this setting, our data warrant close monitoring of tumour progression in patients under anti-angiogenic therapy.

Molecular modeling study of the binding and signaling properties of the TCRpMHC complex

The activation of the specific immune response against tumor cells is based on the recognition by the CD8+ Cytotoxic Τ Lymphocytes (CTL), of antigenic peptides (p) presented at the surface of the cell by the class I major histocompatibility complex (MHC). The ability of the so-called T-Cell Receptors (TCR) to discriminate between self and non-self peptides constitutes the most important specific control mechanism against infected cells. The TCR/pMHC interaction has been the subject of much attention in cancer therapy since the design of the adoptive transfer approach, in which Τ lymphocytes presenting an interesting response against tumor cells are extracted from the patient, expanded in vitro, and reinfused after immunodepletion, possibly leading to cancer regression. In the last decade, major progress has been achieved by the introduction of engineered lypmhocytes. In the meantime, the understanding of the molecular aspects of the TCRpMHC interaction has become essential to guide in vitro and in vivo studies. In 1996, the determination of the first structure of a TCRpMHC complex by X-ray crystallography revealed the molecular basis of the interaction. Since then, molecular modeling techniques have taken advantage of crystal structures to study the conformational space of the complex, and understand the specificity of the recognition of the pMHC by the TCR. In the meantime, experimental techniques used to determine the sequences of TCR that bind to a pMHC complex have been used intensively, leading to the collection of large repertoires of TCR sequences that are specific for a given pMHC. There is a growing need for computational approaches capable of predicting the molecular interactions that occur upon TCR/pMHC binding without relying on the time consuming resolution of a crystal structure. This work presents new approaches to analyze the molecular principles that govern the recognition of the pMHC by the TCR and the subsequent activation of the T-cell. We first introduce TCRep 3D, a new method to model and study the structural properties of TCR repertoires, based on homology and ab initio modeling. We discuss the methodology in details, and demonstrate that it outperforms state of the art modeling methods in predicting relevant TCR conformations. Two successful applications of TCRep 3D that supported experimental studies on TCR repertoires are presented. Second, we present a rigid body study of TCRpMHC complexes that gives a fair insight on the TCR approach towards pMHC. We show that the binding mode of the TCR is correctly described by long-distance interactions. Finally, the last section is dedicated to a detailed analysis of an experimental hydrogen exchange study, which suggests that some regions of the constant domain of the TCR are subject to conformational changes upon binding to the pMHC. We propose a hypothesis of the structural signaling of TCR molecules leading to the activation of the T-cell. It is based on the analysis of correlated motions in the TCRpMHC structure. - L'activation de la réponse immunitaire spécifique dirigée contre les cellules tumorales est basée sur la reconnaissance par les Lymphocytes Τ Cytotoxiques (CTL), d'un peptide antigénique (p) présenté à la suface de la cellule par le complexe majeur d'histocompatibilité de classe I (MHC). La capacité des récepteurs des lymphocytes (TCR) à distinguer les peptides endogènes des peptides étrangers constitue le mécanisme de contrôle le plus important dirigé contre les cellules infectées. L'interaction entre le TCR et le pMHC est le sujet de beaucoup d'attention dans la thérapie du cancer, depuis la conception de la méthode de transfer adoptif: les lymphocytes capables d'une réponse importante contre les cellules tumorales sont extraits du patient, amplifiés in vitro, et réintroduits après immunosuppression. Il peut en résulter une régression du cancer. Ces dix dernières années, d'importants progrès ont été réalisés grâce à l'introduction de lymphocytes modifiés par génie génétique. En parallèle, la compréhension du TCRpMHC au niveau moléculaire est donc devenue essentielle pour soutenir les études in vitro et in vivo. En 1996, l'obtention de la première structure du complexe TCRpMHC à l'aide de la cristallographie par rayons X a révélé les bases moléculaires de l'interaction. Depuis lors, les techniques de modélisation moléculaire ont exploité les structures expérimentales pour comprendre la spécificité de la reconnaissance du pMHC par le TCR. Dans le même temps, de nouvelles techniques expérimentales permettant de déterminer la séquence de TCR spécifiques envers un pMHC donné, ont été largement exploitées. Ainsi, d'importants répertoires de TCR sont devenus disponibles, et il est plus que jamais nécessaire de développer des approches informatiques capables de prédire les interactions moléculaires qui ont lieu lors de la liaison du TCR au pMHC, et ce sans dépendre systématiquement de la résolution d'une structure cristalline. Ce mémoire présente une nouvelle approche pour analyser les principes moléculaires régissant la reconnaissance du pMHC par le TCR, et l'activation du lymphocyte qui en résulte. Dans un premier temps, nous présentons TCRep 3D, une nouvelle méthode basée sur les modélisations par homologie et ab initio, pour l'étude de propriétés structurales des répertoires de TCR. Le procédé est discuté en détails et comparé à des approches standard. Nous démontrons ainsi que TCRep 3D est le plus performant pour prédire des conformations pertinentes du TCR. Deux applications à des études expérimentales des répertoires TCR sont ensuite présentées. Dans la seconde partie de ce travail nous présentons une étude de complexes TCRpMHC qui donne un aperçu intéressant du mécanisme d'approche du pMHC par le TCR. Finalement, la dernière section se concentre sur l'analyse détaillée d'une étude expérimentale basée sur les échanges deuterium/hydrogène, dont les résultats révèlent que certaines régions clés du domaine constant du TCR sont sujettes à un changement conformationnel lors de la liaison au pMHC. Nous proposons une hypothèse pour la signalisation structurelle des TCR, menant à l'activation du lymphocyte. Celle-ci est basée sur l'analyse des mouvements corrélés observés dans la structure du TCRpMHC.

Trois sortes d'altruisme et leur rapport à la morale

Nombreux sont les philosophes et psychologues qui voient en l'altruisme une des plus grandes vertus humaines. Certains en font même une composante nécessaire à la morale. Sachant cela, il est assez piquant de constater que les biologistes trouvent de l'altruisme dans le monde animal et que, plus récemment, il est également devenu un objet de recherche en économie. L'hétérogénéité des disciplines qui traitent de l'altruisme en ont fait une notion extrêmement complexe et difficile à saisir. L'objectif de cet article est d'explorer les différents sens donnés à cette notion et de comprendre le rôle qu'elle joue dans les débats propres aux sciences qui l'utilisent. Il s'agira également de réfléchir aux liens qu'entretiennent les diverses formes d'altruisme, entre elles d'une part, et avec la morale d'autre part.La première partie de l'article est consacrée à trois types de débats faisant usage de la notiond'altruisme. Nous verrons que chacun d'eux prend place dans le cadre d'une science ou d'un groupe de sciences différentes et que la signification de l'altruisme s'y adapte. Le premier débat a pour cadre la biologie et utilise la notion d'« altruisme biologique » ; il s'agit d'expliquer comment un comportement désavantageux du point de vue de la survie et de la reproduction a pu être sélectionné au fil de l'évolution. Le second débat a lieu au sein des sciences sociales (plus particulièrement en économie et anthropologie évolutionniste) et se centre sur la notion d'« altruisme comportemental » ; il s'agit de montrer que des personnes ordinaires ne se comportement souvent pas en maximisateurs rationnels de leur gains propres, comme le prédirait la théorie économique néoclassique. Le troisième débat repose sur la notion d'« altruisme psychologique » et engage particulièrement les philosophes, les psychologues mais également certains économistes et neuroscientifiques ; il s'agit de déterminer si les êtres humains sont capables d'agir en fonction de motivations dirigées vers le bien-être d'autrui. La seconde partie de l'article a pour objectif de mettre en relation ces trois formes d'altruisme ainsi que leur rapport avec la morale.

La vie dans l'oeuvre? Le biographique et l'hagiographique dans les récits sur la vie et l'oeuvre de la poétesse indienne Mirabai

Le but de cet article est de montrer à l'aide d'un exemple concret comment les catégories « biographie » et « hagiographie » posent problème dans la discipline d'histoire comparée des religions. Il ne s'agit pas de traiter de la biographie ou de l'hagiographie en tant que genres littéraires, mais bien de voir comment se différencient, dans plusieurs types de récits sur la vie et l'oeuvre, les éléments hagiographiques et les éléments biographiques. Pour ce faire, je me concentrerai sur un personnage : la poétesse mystique Mīrābāī, qui a vécu au XVIe siècle de notre ère en Inde du Nord. Ce cas me paraît être intéressant puisque nous n'avons aucun matériel qui permette de rendre des conclusions définitives sur la vie de ce personnage qu'on postule comme historique. Mīrābāī n'a pas laissé de journal intime, de chroniques, ni d'autobiographie. Elle était une femme dévouée au dieu Krishna, une poétesse visant à vivre pleinement sa relation à une entité supra- humaine postulée culturellement, le dieu masculin, Krishna. Ce type de dévotion amoureuse, impliquant une relation d'amour total et d'abandon pour une divinité de prédilection, est appelé bhakti.

Cape Verde - Programme d’Action National de Lutte Contre la Desertification

Depuis son indépendance en 1975, le Cap Vert est résolument engagé dans la lutte contre la désertification et les effets de la sécheresse. Plus de 32.000.000 arbres ont été plantés au cours des vingt dernières années pour protéger le sol de l'érosion et reconstituer un espace forestier pratiquement anéanti par cinq siècles d'occupation humaine. Des milliers de kilomètres de murettes et de banquettes, des milliers de digues de correction torrentielle et d'ouvrages hydrauliques ont été construits sur l'ensemble de l'archipel. Les aménagements anti-érosifs ont été mis en place sur plus de 43 % des terres occupées par les cultures pluviales, soit plus de 16.000 hectares. Cet immense effort déployé par les Capverdiens pour lutter contre la dégradation de leurs ressources naturelles et l'appauvrissement des populations qui en dépendent, tire ses motivations historiques des sécheresses désastreuses qui ont secoué le pays au fil des années, jusqu'à celle de 1947 - 49 qui a provoqué des milliers de morts. Ce Programme d'Action National (PAN) s'inscrit dans la continuité de ces efforts. Il est le fruit d'une réflexion conjointe de l'ensemble des acteurs concernés par le problème de la désertification. Il repose à la fois sur le bilan des actions menées jusqu'à ce jour par les différents intervenants, et sur une consultation massive, menée sur l'ensemble du pays, des populations touchées par la désertification et les effets de la sécheresse. Il ne prétend pas innover dans le domaine des techniques de lutte, ni remettre en question le rôle des différents acteurs engagés dans cette lutte. Il vise simplement à une meilleure coordination des efforts et à une plus large participation de la population. Conscientes des problèmes posés par l'interaction de l'homme et de l'environnement sur l'ensemble de la planète, les nations du monde se sont réunies à Rio de Janeiro au mois de juin 1992 lors de la Conférence Mondiale de L’Environnement. Cette conférence organisée par les Nations Unies visait à rapprocher les pays en voie de développement et les pays industrialisés pour garantir l'avenir de la planète terre. Trois conventions internationales fixant des accords de partenariat et des modalités concrètes de mise en oeuvre sont issues de cette rencontre. Il s'agit de: - La Convention sur la Diversité Biologique; - La Convention sur les Changements Climatiques; - Et enfin la Convention de Lutte Contre la Désertification dans les pays gravement touchés par la sécheresse et/ou la désertification, en particulier en Afrique, qui fut adoptée à Paris le 17 juin 1994, et ouverte à la signature en octobre de la même année. Parmi la centaine de signataires de la convention, la République du Cap-Vert fut le deuxième signataire au monde et le premier pays en Afrique. Depuis son indépendance en 1975, le Cap Vert est résolument engagé dans la lutte contre la désertification et les effets de la sécheresse. Plus de 32.000.000 arbres ont été plantés au cours des vingt dernières années pour protéger le sol de l'érosion et reconstituer un espace forestier pratiquement anéanti par cinq siècles d'occupation humaine. Des milliers de kilomètres de murettes et de banquettes, des milliers de digues de correction torrentielle et d'ouvrages hydrauliques ont été construits sur l'ensemble de l'archipel. Les aménagements anti-érosifs ont été mis en place sur plus de 43 % des terres occupées par les cultures pluviales, soit plus de 16.000 hectares. Cet immense effort déployé par les Capverdiens pour lutter contre la dégradation de leurs ressources naturelles et l'appauvrissement des populations qui en dépendent, tire ses motivations historiques des sécheresses désastreuses qui ont secoué le pays au fil des années, jusqu'à celle de 1947 - 49 qui a provoqué des milliers de morts. Ce Programme d'Action National (PAN) s'inscrit dans la continuité de ces efforts. Il est le fruit d'une réflexion conjointe de l'ensemble des acteurs concernés par le problème de la désertification. Il repose à la fois sur le bilan des actions menées jusqu'à ce jour par les différents intervenants, et sur une consultation massive, menée sur l'ensemble du pays, des populations touchées par la désertification et les effets de la sécheresse. Il ne prétend pas innover dans le domaine des techniques de lutte, ni remettre en question le rôle des différents acteurs engagés dans cette lutte. Il vise simplement à une meilleure coordination des efforts et à une plus large participation de la population. Conscientes des problèmes posés par l'interaction de l'homme et de l'environnement sur l'ensemble de la planète, les nations du monde se sont réunies à Rio de Janeiro au mois de juin 1992 lors de la Conférence Mondiale de L’Environnement. Cette conférence organisée par les Nations Unies visait à rapprocher les pays en voie de développement et les pays industrialisés pour garantir l'avenir de la planète terre. Trois conventions internationales fixant des accords de partenariat et des modalités concrètes de mise en oeuvre sont issues de cette rencontre. Il s'agit de: - La Convention sur la Diversité Biologique; - La Convention sur les Changements Climatiques; - Et enfin la Convention de Lutte Contre la Désertification dans les pays gravement touchés par la sécheresse et/ou la désertification, en particulier en Afrique, qui fut adoptée à Paris le 17 juin 1994, et ouverte à la signature en octobre de la même année. Parmi la centaine de signataires de la convention, la République du Cap-Vert fut le deuxième signataire au monde et le premier pays en Afrique. La Convention de Lutte Contre la Désertification (CCD) repose sur quatre grands principes: a) "Les décisions concernant la conception et l'exécution des programmes de lutte contre la désertification doivent être prises avec la participation des populations et des collectivités locales, et un environnement porteur doit être créé aux échelons supérieurs pour faciliter l'action aux niveaux national et local"; b) La nécessité "d'améliorer, dans un esprit de solidarité et de partenariat internationaux, la coopération et la coordination au niveau sous-régional, régional et international, et de concentrer les ressources financières, humaines, organisationnelles, et techniques là où elles sont nécessaires"; c) La nécessité "d'instituer une coopération entre les pouvoirs publics à tous les niveaux, les collectivités, les organisations non gouvernementales et les exploitants des terres pour mieux faire comprendre, dans les zones touchées, la nature et la valeur de la terre et des rares ressources en eau, et pour promouvoir une utilisation durable de ces ressources"; d) Enfin, "la prise en considération de la situation et des besoins particuliers des pays en voie de développement, tout spécialement les moins avancés d'entre eux". Afin de mettre en oeuvre les résolutions de la convention, il a été demandé à chaque pays signataire d'élaborer un Programme d'Action National, pour en faire l'élément central de sa stratégie en matière de LCD. Le Comité Inter-Etats de Lutte Contre la Sécheresse au Sahel (CILSS), qui regroupe neuf pays dont la République du Cap-Vert, a été désigné pour appuyer et pour coordonner au niveau sous-régional la mise en oeuvre de la convention. Au niveau national, le Secrétariat Exécutif pour l'Environnement (SEPA) a été désigné pour assurer la coordination de la mise en oeuvre du PAN. Dans cette tâche, le SEPA compte déjà avec l’appui du Programme des Nations Unies pour le Développement (PNUD/UNSO) et de la Coopération Française - chef de file des bailleurs de fonds pour la mise en oeuvre de la CCD au Cap-Vert. L’élaboration du PAN a été un processus relativement long qui a commencé par la réalisation du Premier Forum National en novembre 1995. Ce Forum a permis, entre autres, d’informer les différents partenaires sur la CCD. Par la suite, le Secrétariat Exécutif pour l’Environnement avec l’aide du projet “Appui à la Mise en Oeuvre de la CCD”, a réalisé des tournées d’information et de discussions dans toutes les 17 municipalités qui composent le Pays. Ces tournées ont permis de dialoguer et d’engager effectivement le processus de décentralisation dans l’élaboration du PAN. Il a été convenu que chaque commune doit élaborer un Programme Municipal de Lutte Contre la Désertification. Une formation en approche participative (Méthode accélérée de recherche participative) a été organisée à l’attention des représentants des communes. Cela a permis aux municipalités de réaliser un diagnostic participatif au niveau des communautés. Des Commissions Municipales pour l’Environnement ont été créées pour la mise en oeuvre de la CCD. Ces Commissions sont formées par les représentants des services publics, des ONG, des associations paysannes et des confessions religieuses. Chaque Municipalité a réalisé un diagnostic participatif et élaboré un rapport qui décrit la situation socio économique des différentes zones et les propositions des communautés pour lutter contre la désertification. Sur la base des diagnostics participatifs et avec l’appui du SEPA, les différentes municipalités ont élaboré leurs propres programmes. Ces programmes ont été validés au cours d’ateliers municipaux avec la participation de tous les partenaires concernés. Le PAN comporte 190 projets municipaux présentés sous forme de fiches de projets dans le volume annexe, auxquels s’ajoutent 5 projets nationaux. Ces derniers ont été définis, d’une part pour répondre à des problèmes et préoccupations manifestées au niveau municipal, mais dont les solutions ont un caractère national et d’autre part pour créer la complémentarité nécessaire avec les autres Programmes Nationaux. Parmi les objectifs majeurs que le Cap-Vert s'est fixé dans son 4ème Plan National de Développement, figurent des objectifs économiques comme la valorisation des ressources naturelles, et des objectifs sociaux, comme la lutte contre la pauvreté et le sous-emploi, la sécurité alimentaire, la protection de l'environnement, et la couverture des besoins essentiels de la population. Tous ces objectifs rentrent dans le champ d'action du PAN, qui contribue donc largement à l'objectif principal du 4ème Plan, à savoir l'intégration dynamique du Cap-Vert dans l'économie mondiale.

Cape Verde - Programme d’Action National de Lutte Contre la Desertification

Depuis son indépendance en 1975, le Cap Vert est résolument engagé dans la lutte contre la désertification et les effets de la sécheresse. Plus de 32.000.000 arbres ont été plantés au cours des vingt dernières années pour protéger le sol de l'érosion et reconstituer un espace forestier pratiquement anéanti par cinq siècles d'occupation humaine. Des milliers de kilomètres de murettes et de banquettes, des milliers de digues de correction torrentielle et d'ouvrages hydrauliques ont été construits sur l'ensemble de l'archipel. Les aménagements anti-érosifs ont été mis en place sur plus de 43 % des terres occupées par les cultures pluviales, soit plus de 16.000 hectares. Cet immense effort déployé par les Capverdiens pour lutter contre la dégradation de leurs ressources naturelles et l'appauvrissement des populations qui en dépendent, tire ses motivations historiques des sécheresses désastreuses qui ont secoué le pays au fil des années, jusqu'à celle de 1947 - 49 qui a provoqué des milliers de morts. Ce Programme d'Action National (PAN) s'inscrit dans la continuité de ces efforts. Il est le fruit d'une réflexion conjointe de l'ensemble des acteurs concernés par le problème de la désertification. Il repose à la fois sur le bilan des actions menées jusqu'à ce jour par les différents intervenants, et sur une consultation massive, menée sur l'ensemble du pays, des populations touchées par la désertification et les effets de la sécheresse. Il ne prétend pas innover dans le domaine des techniques de lutte, ni remettre en question le rôle des différents acteurs engagés dans cette lutte. Il vise simplement à une meilleure coordination des efforts et à une plus large participation de la population. Conscientes des problèmes posés par l'interaction de l'homme et de l'environnement sur l'ensemble de la planète, les nations du monde se sont réunies à Rio de Janeiro au mois de juin 1992 lors de la Conférence Mondiale de L’Environnement. Cette conférence organisée par les Nations Unies visait à rapprocher les pays en voie de développement et les pays industrialisés pour garantir l'avenir de la planète terre. Trois conventions internationales fixant des accords de partenariat et des modalités concrètes de mise en oeuvre sont issues de cette rencontre. Il s'agit de: - La Convention sur la Diversité Biologique; - La Convention sur les Changements Climatiques; - Et enfin la Convention de Lutte Contre la Désertification dans les pays gravement touchés par la sécheresse et/ou la désertification, en particulier en Afrique, qui fut adoptée à Paris le 17 juin 1994, et ouverte à la signature en octobre de la même année. Parmi la centaine de signataires de la convention, la République du Cap-Vert fut le deuxième signataire au monde et le premier pays en Afrique. La Convention de Lutte Contre la Désertification (CCD) repose sur quatre grands principes: a) "Les décisions concernant la conception et l'exécution des programmes de lutte contre la désertification doivent être prises avec la participation des populations et des collectivités et un environnement porteur doit être créé aux échelons supérieurs pour faciliter l'action aux niveaux national et local"; b) La nécessité "d'améliorer, dans un esprit de solidarité et de partenariat internationaux, la coopération et la coordination au niveau sous-régional, régional et international, et de concentrer les ressources financières, humaines, organisationnelles, et techniques là où elles sont nécessaires"; c) La nécessité "d'instituer une coopération entre les pouvoirs publics à tous les niveaux, les collectivités, les organisations non gouvernementales et les exploitants des terres pour mieux faire comprendre, dans les zones touchées, la nature et la valeur de la terre et des rares ressources en eau, et pour promouvoir une utilisation durable de ces ressources"; d) Enfin, "la prise en considération de la situation et des besoins particuliers des pays en voie de développement, tout spécialement les moins avancés d'entre eux". Afin de mettre en oeuvre les résolutions de la convention, il a été demandé à chaque pays signataire d'élaborer un Programme d'Action National, pour en faire l'élément central de sa stratégie en matière de LCD. Le Comité Inter-Etats de Lutte Contre la Sécheresse au Sahel (CILSS), qui regroupe neuf pays dont la République du Cap-Vert, a été désigné pour appuyer et pour coordonner au niveau sous-régional la mise en oeuvre de la convention. Au niveau national, le Secrétariat Exécutif pour l'Environnement (SEPA) a été désigné pour assurer la coordination de la mise en oeuvre du PAN. Dans cette tâche, le SEPA compte déjà avec l’appui du Programme des Nations Unies pour le Développement (PNUD/UNSO) et de la Coopération Française - chef de file des bailleurs de fonds pour la mise en oeuvre de la CCD au Cap-Vert. L’élaboration du PAN a été un processus relativement long qui a commencé par la réalisation du Premier Forum National en novembre 1995. Ce Forum a permis, entre autres, d’informer les différents partenaires sur la CCD. Par la suite, le Secrétariat Exécutif pour l’Environnement avec l’aide du projet “Appui à la Mise en Oeuvre de la CCD”, a réalisé des tournées d’information et de discussions dans toutes les 17 municipalités qui composent le Pays. Ces tournées ont permis de dialoguer et d’engager effectivement le processus de décentralisation dans l’élaboration du PAN. Il a été convenu que chaque commune doit élaborer un Programme Municipal de Lutte Contre la Désertification. Une formation en approche participative (Méthode accélérée de recherche participative) a été organisée à l’attention des représentants des communes. Cela a permis aux municipalités de réaliser un diagnostic participatif au niveau des communautés. Des Commissions Municipales pour l’Environnement ont été créées pour la mise en oeuvre de la CCD. Ces Commissions sont formées par les représentants des services publics, des ONG, des associations paysannes et des confessions religieuses. Chaque Municipalité a réalisé un diagnostic participatif et élaboré un rapport qui décrit la situation socio économique des différentes zones et les propositions des communautés pour lutter contre la désertification. Sur la base des diagnostics participatifs et avec l’appui du SEPA, les différentes municipalités ont élaboré leurs propres programmes. Ces programmes ont été validés au cours d’ateliers municipaux avec la participation de tous les partenaires concernés. Le PAN comporte 190 projets municipaux présentés sous forme de fiches de projets dans le volume annexe, auxquels s’ajoutent 5 projets nationaux. Ces derniers ont été définis, d’une part pour répondre à des problèmes et préoccupations manifestées au niveau municipal, mais dont les solutions ont un caractère national et d’autre part pour créer la complémentarité nécessaire avec les autres Programmes Nationaux. Parmi les objectifs majeurs que le Cap-Vert s'est fixé dans son 4ème Plan National de Développement, figurent des objectifs économiques comme la valorisation des ressources naturelles, et des objectifs sociaux, comme la lutte contre la pauvreté et le sous-emploi, la sécurité alimentaire, la protection de l'environnement, et la couverture des besoins essentiels de la population. Tous ces objectifs rentrent dans le champ d'action du PAN, qui contribue donc largement à l'objectif principal du 4ème Plan, à savoir l'intégration dynamique du Cap-Vert dans l'économie mondiale.

Anti-60kDa heat shock protein antibodies in fetal serum : a biomarker for unexplained small for gestational age fetuses

Rapport de synthèseObjectifsLe retard de croissance intrautérin (RCIU) est un problème affectant 10% des grossesses et est associé à une morbidité périnatale importante. Dans environ 80% des cas, une étiologie ou un facteur de risque majeur peuvent être identifiés. Mais près de 20% des cas sont considérés comme inexpliqués. La heat shock protéine 60kDa (HSP60) est une protéine fortement immunogène dont la synthèse est considérablement augmentée lors de conditions non- physiologiques. Les HSP60 humaines et bactériennes partagent un haut degré d'homologie de séquence ce qui peut engendrer une maladie auto-immune à la suite d'une infection bactérienne. Nous avons supposé que les RCIU inexpliqués pourraient être la conséquence d'une sensibilisation à l'HSP60 humaine.MéthodesLes RCIU inexpliqués ont été identifiés par mesure échographique avec un doppler normal, sans anomalies décelables chez la mère ou le foetus. Les sera foetaux ont été obtenus par cordocentèse, effectuée lors d'analyse du caryotype en cas de RCIU inexpliqué (groupe d'étude) ou pour le dépistage d'une incompatibilité Rhésus (groupe témoin). Ils ont été testés pour l'antigène HSP60 et les IgG et IgM anti-HSP60 par ELISA ainsi que pour d'autres paramètres immunitaires et hématologiques.RésultatsLes paramètres maternels sont similaires entre les 12 cas du groupe d'étude et les 23 cas du groupe contrôle. L'âge gestationnel moyen lors de la cordocentèse est de 29 semaines. Les IgM anti-HSP60 sont détectés dans 12 cas d'étude (100%) mais dans aucun cas contrôle (p <0,00017), les IgG anti-HSP60 dans 7 cas d'étude (58%) et un seul dans le groupe contrôle (p <0,001). Trois des quatre cas avec les taux d'IgM les plus élevés sont décédés. Il n'y a pas de différences entre les deux groupes quant aux taux d'antigène HSP60 ou d'autres marqueurs immunologiques ou hématologiques.ConclusionLes foetus avec un RCIU inexpliqué expriment un taux élevé d'anticorps IgM et IgG contre l'HSP60 humaine et le taux d'IgM est un facteur prédictif de la mortalité foetale. La détection de ces anticorps indique qu'une perturbation placentaire et une réaction auto-immune foetale liée à l'HSP60 sont associées à ce retard de développement chez le foetus.

Programme d’Action National de Lutte Contre la Desertification

Depuis son indépendance en 1975, le Cap Vert est résolument engagé dans la lutte contre la désertification et les effets de la sécheresse. Plus de 32.000.000 arbres ont été plantés au cours des vingt dernières années pour protéger le sol de l'érosion et reconstituer un espace forestier pratiquement anéanti par cinq siècles d'occupation humaine. Des milliers de kilomètres de murettes et de banquettes, des milliers de digues de correction torrentielle et d'ouvrages hydrauliques ont été construits sur l'ensemble de l'archipel. Les aménagements anti-érosifs ont été mis en place sur plus de 43 % des terres occupées par les cultures pluviales, soit plus de 16.000 hectares. Cet immense effort déployé par les Capverdiens pour lutter contre la dégradation de leurs ressources naturelles et l'appauvrissement des populations qui en dépendent, tire ses motivations historiques des sécheresses désastreuses qui ont secoué le pays au fil des années, jusqu'à celle de 1947 - 49 qui a provoqué des milliers de morts. Ce Programme d'Action National (PAN) s'inscrit dans la continuité de ces efforts. Il est le fruit d'une réflexion conjointe de l'ensemble des acteurs concernés par le problème de la désertification. Il repose à la fois sur le bilan des actions menées jusqu'à ce jour par les différents intervenants, et sur une consultation massive, menée sur l'ensemble du pays, des populations touchées par la désertification et les effets de la sécheresse. Il ne prétend pas innover dans le domaine des techniques de lutte, ni remettre en question le rôle des différents acteurs engagés dans cette lutte. Il vise simplement à une meilleure coordination des efforts et à une plus large participation de la population. Conscientes des problèmes posés par l'interaction de l'homme et de l'environnement sur l'ensemble de la planète, les nations du monde se sont réunies à Rio de Janeiro au mois de juin 1992 lors de la Conférence Mondiale de L’Environnement. Cette conférence organisée par les Nations Unies visait à rapprocher les pays en voie de développement et les pays industrialisés pour garantir l'avenir de la planète terre. Trois conventions internationales fixant des accords de partenariat et des modalités concrètes de mise en oeuvre sont issues de cette rencontre. Il s'agit de: - La Convention sur la Diversité Biologique; - La Convention sur les Changements Climatiques; - Et enfin la Convention de Lutte Contre la Désertification dans les pays gravement touchés par la sécheresse et/ou la désertification, en particulier en Afrique, qui fut adoptée à Paris le 17 juin 1994, et ouverte à la signature en octobre de la même année. Parmi la centaine de signataires de la convention, la République du Cap-Vert fut le deuxième signataire au monde et le premier pays en Afrique. La Convention de Lutte Contre la Désertification (CCD) repose sur quatre grands principes: a) "Les décisions concernant la conception et l'exécution des programmes de lutte contre la désertification doivent être prises avec la participation des populations et des collectivités locales, et un environnement porteur doit être créé aux échelons supérieurs pour faciliter l'action aux niveaux national et local"; b) La nécessité "d'améliorer, dans un esprit de solidarité et de partenariat internationaux, la coopération et la coordination au niveau sous-régional, régional et international, et de concentrer les ressources financières, humaines, organisationnelles, et techniques là où elles sont nécessaires"; c) La nécessité "d'instituer une coopération entre les pouvoirs publics à tous les niveaux, les collectivités, les organisations non gouvernementales et les exploitants des terres pour mieux faire comprendre, dans les zones touchées, la nature et la valeur de la terre et des rares ressources en eau, et pour promouvoir une utilisation durable de ces ressources"; d) Enfin, "la prise en considération de la situation et des besoins particuliers des pays en voie de développement, tout spécialement les moins avancés d'entre eux". Afin de mettre en oeuvre les résolutions de la convention, il a été demandé à chaque pays signataire d'élaborer un Programme d'Action National, pour en faire l'élément central de sa stratégie en matière de LCD. Le Comité Inter-Etats de Lutte Contre la Sécheresse au Sahel (CILSS), qui regroupe neuf pays dont la République du Cap-Vert, a été désigné pour appuyer et pour coordonner au niveau sous-régional la mise en oeuvre de la convention. Au niveau national, le Secrétariat Exécutif pour l'Environnement (SEPA) a été désigné pour assurer la coordination de la mise en oeuvre du PAN. Dans cette tâche, le SEPA compte déjà avec l’appui du Programme des Nations Unies pour le Développement (PNUD/UNSO) et de la Coopération Française - chef de file des bailleurs de fonds pour la mise en oeuvre de la CCD au Cap-Vert. L’élaboration du PAN a été un processus relativement long qui a commencé par la réalisation du Premier Forum National en novembre 1995. Ce Forum a permis, entre autres, d’informer les différents partenaires sur la CCD. Par la suite, le Secrétariat Exécutif pour l’Environnement avec l’aide du projet “Appui à la Mise en Oeuvre de la CCD”, a réalisé des tournées d’information et de discussions dans toutes les 17 municipalités qui composent le Pays. Ces tournées ont permis de dialoguer et d’engager effectivement le processus de décentralisation dans l’élaboration du PAN. Il a été convenu que chaque commune doit élaborer un Programme Municipal de Lutte Contre la Désertification. Une formation en approche participative (Méthode accélérée de recherche participative) a été organisée à l’attention des représentants des communes. Cela a permis aux municipalités de réaliser un diagnostic participatif au niveau des communautés. Des Commissions Municipales pour l’Environnement ont été créées pour la mise en oeuvre de la CCD. Ces Commissions sont formées par les représentants des services publics, des ONG, des associations paysannes et des confessions religieuses. Chaque Municipalité a réalisé un diagnostic participatif et élaboré un rapport qui décrit la situation socio économique des différentes zones et les propositions des communautés pour lutter contre la désertification. Sur la base des diagnostics participatifs et avec l’appui du SEPA, les différentes municipalités ont élaboré leurs propres programmes. Ces programmes ont été validés au cours d’ateliers municipaux avec la participation de tous les partenaires concernés. Le PAN comporte 190 projets municipaux présentés sous forme de fiches de projets dans le volume annexe, auxquels s’ajoutent 5 projets nationaux. Ces derniers ont été définis, d’une part pour répondre à des problèmes et préoccupations manifestées au niveau municipal, mais dont les solutions ont un caractère national et d’autre part pour créer la complémentarité nécessaire avec les autres Programmes Nationaux. Parmi les objectifs majeurs que le Cap-Vert s'est fixé dans son 4ème Plan National de Développement, figurent des objectifs économiques comme la valorisation des ressources naturelles, et des objectifs sociaux, comme la lutte contre la pauvreté et le sous-emploi, la sécurité alimentaire, la protection de l'environnement, et la couverture des besoins essentiels de la population. Tous ces objectifs rentrent dans le champ d'action du PAN, qui contribue donc largement à l'objectif principal du 4ème Plan, à savoir l'intégration dynamique du Cap-Vert dans l'économie mondiale.

Phylogenetic analyses of C4 photosynthesis evolution in grasses: genetics of convergence and convergence of genes

Summary : During the evolutionary diversification of organisms, similar ecological constraints led to the recurrent appearances of the same traits (phenotypes) in distant lineages, a phenomenon called convergence. In most cases, the genetic origins of the convergent traits remain unknown, but recent studies traced the convergent phenotypes to recurrent alterations of the same gene or, in a few cases, to identical genetic changes. However, these cases remain anecdotal and there is a need for a study system that evolved several times independently and whose genetic determinism is well resolved and straightforward, such as C4 photosynthesis. This adaptation to warm environments, possibly driven by past atmospheric CO2 decreases, consists in a CO2-concentrating pump, created by numerous morphological and biochemical novelties. All genes encoding C4 enzymes already existed in C3 ancestors, and are supposed to have been recruited through gene duplication followed by neo-functionalization, to acquire the cell specific expression pattern and altered kinetic properties that characterize Ca-specific enzymes. These predictions have so far been tested only in species-poor and ecologically marginal C4 dicots. The monocots, and especially the grass family (Poaceae), the most important C4 family in terms of species number, ecological dominance and economical importance, have been largely under-considered as suitable study systems. This thesis aimed at understanding the evolution of the C4 trait in grasses at a molecular level and to use the genetics of C4 photosynthesis to infer the evolutionary history of the C4 phenotype and its driving selective pressures. A molecular phylogeny of grasses and affiliated monocots identified 17 to 18 independent acquisitions of the C4 pathway in the grass family. A relaxed molecular clock was used to date these events and the first C4 evolution was estimated in the Chloridoideae subfamily, between 32-25 million years ago, at a period when atmospheric CO2 abruptly declined. Likelihood models showed that after the COZ decline the probability of evolving the C4 pathway strongly increased, confirming low CO2 as a likely driver of C4 photosynthesis evolution. In order to depict the genetic changes linked to the numerous C4 origins, genes encoding phopshoenolpyruvate carboxylase (PEPC), the key-enzyme responsible for the initial fixation of atmospheric CO2 in the C4 pathway, were isolated from a large sample of C3 and C4 grasses. Phylogenetic analyses were used to reconstruct the evolutionary history of the PEPC multigene family and showed that the evolution of C4-specific PEPC had been driven by positive selection on 21 codons simultaneously in up to eight C4 lineages. These selective pressures led to numerous convergent genetic changes in many different C4 clades, highlighting the repeatability of some evolutionary processes, even at the molecular level. PEPC C4-adaptive changes were traced and used to show multiple appearances of the C, pathway in clades where species tree inferences were unable to differentiate multiple C4 appearances and a single appearance followed by C4 to C3 reversion. Further investigations of genes involved in some of the C4 subtypes only (genes encoding decarboxylating enzymes NADP-malic enzyme and phosphoenolpyruvate carboxykinase) showed that these C4-enzymes also evolved through strong positive selection and underwent parallel genetic changes during the different Ca origins. The adaptive changes on these subtype-specific C4 genes were used to retrace the history of the C4-subtypes phenotypes, which revealed that the evolution of C4-PEPC and C4-decarboxylating enzymes was in several cases disconnected, emphasizing the multiplicity of the C4 trait and the gradual acquisition of the features that create the CO2-pump. Finally, phylogenetic analyses of a gene encoding the Rubisco (the enzyme responsible for the fixation of CO2 into organic compounds in all photosynthetic organisms) showed that C4 evolution switched the selective pressures on this gene. Five codons were recurrently mutated to adapt the enzyme kinetics to the high CO2 concentrations of C4 photosynthetic cells. This knowledge could be used to introgress C4-like Rubisco in C3 crops, which could lead to an increased yield under predicted future high CO2 atmosphere. Globally, the phylogenetic framework adopted during this thesis demonstrated the widespread occurrence of genetic convergence on C4-related enzymes. The genetic traces of C4 photosynthesis evolution allowed reconstructing events that happened during the last 30 million years and proved the usefulness of studying genes directly responsible for phenotype variations when inferring evolutionary history of a given trait. Résumé Durant la diversification évolutive des organismes, des pressions écologiques similaires ont amené à l'apparition récurrente de certains traits (phénotypes) dans des lignées distantes, un phénomène appelé évolution convergente. Dans la plupart des cas, l'origine génétique des traits convergents reste inconnue mais des études récentes ont montré qu'ils étaient dus dans certains cas à des changements répétés du même gène ou, dans de rares cas, à des changements génétiques identiques. Malgré tout, ces cas restent anecdotiques et il y a un réel besoin d'un système d'étude qui ait évolué indépendamment de nombreuses fois et dont le déterminisme génétique soit clairement identifié. La photosynthèse dite en Ça répond à ces critères. Cette adaptation aux environnements chauds, dont l'évolution a pu être encouragé par des baisses passées de la concentration atmosphérique en CO2, est constituée de nombreuses nouveautés morphologiques et biochimiques qui créent une pompe à CO2. La totalité des gènes codant les enzymes Ç4 étaient déjà présents dans les ancêtres C3. Leur recrutement pour la photosynthèse Ç4 est supposé s'être fait par le biais de duplications géniques suivies par une néo-fonctionnalisation pour leur conférer l'expression cellule-spécifique et les propriétés cinétiques qui caractérisent les enzymes C4. Ces prédictions n'ont jusqu'à présent été testées que dans des familles C4 contenant peu d'espèces et ayant un rôle écologique marginal. Les graminées (Poaceae), qui sont la famille C4 la plus importante, tant en termes de nombre d'espèces que de dominance écologique et d'importance économique, ont toujours été considérés comme un système d'étude peu adapté et ont fait le sujet de peu d'investigations évolutives. Le but de cette thèse était de comprendre l'évolution de la photosynthèse en C4 chez les graminées au niveau génétique et d'utiliser les gènes pour inférer l'évolution du phénotype C4 ainsi que les pressions de sélection responsables de son évolution. Une phylogénie moléculaire de la famille des graminées et des monocotylédones apparentés a identifié 17 à 18 acquisitions indépendantes de la photosynthèse chez les graminées. Grâce à une méthode d'horloge moléculaire relâchée, ces évènements ont été datés et la première apparition C4 a été estimée dans la sous-famille des Chloridoideae, il y a 32 à 25 millions d'années, à une période où les concentrations atmosphériques de CO2 ont décliné abruptement. Des modèles de maximum de vraisemblance ont montré qu'à la suite du déclin de CO2, la probabilité d'évoluer la photosynthèse C4 a fortement augmenté, confirmant ainsi qu'une faible concentration de CO2 est une cause potentielle de l'évolution de la photosynthèse C4. Afin d'identifier les mécanismes génétiques responsables des évolutions répétées de la photosynthèse C4, un segment des gènes codant pour la phosphoénolpyruvate carboxylase (PEPC), l'enzyme responsable de la fixation initiale du CO2 atmosphérique chez les plantes C4, ont été séquencés dans une centaine de graminées C3 et C4. Des analyses phylogénétiques ont permis de reconstituer l'histoire évolutive de la famille multigénique des PEPC et ont montré que l'évolution de PEPC spécifiques à la photosynthèse Ça a été causée par de la sélection positive agissant sur 21 codons, et ce simultanément dans huit lignées C4 différentes. Cette sélection positive a conduit à un grand nombre de changements génétiques convergents dans de nombreux clades différents, ce qui illustre la répétabilité de certains phénomènes évolutifs, et ce même au niveau génétique. Les changements sur la PEPC liés au C4 ont été utilisés pour confirmer des évolutions indépendantes du phénotype C4 dans des clades où l'arbre des espèces était incapable de différencier des apparitions indépendantes d'une seule apparition suivie par une réversion de C4 en C3. En considérant des gènes codant des protéines impliquées uniquement dans certains sous-types C4 (deux décarboxylases, l'enzyme malique à NADP et la phosphoénolpyruvate carboxykinase), des études ultérieures ont montré que ces enzymes C4 avaient elles-aussi évolué sous forte sélection positive et subi des changements génétiques parallèles lors des différentes origines de la photosynthèse C4. Les changements adaptatifs sur ces gènes liés seulement à certains sous-types C4 ont été utilisés pour retracer l'histoire des phénotypes de sous-types C4, ce qui a révélé que les caractères formant le trait C4 ont, dans certains cas, évolué de manière déconnectée. Ceci souligne la multiplicité du trait C4 et l'acquisition graduelle de composants participant à la pompe à CO2 qu'est la photosynthèse C4. Finalement, des analyses phylogénétiques des gènes codant pour la Rubisco (l'enzyme responsable de la fixation du CO2 en carbones organiques dans tous les organismes photosynthétiques) ont montré que l'évolution de la photosynthèse Ça a changé les pressions de sélection sur ce gène. Cinq codons ont été mutés de façon répétée afin d'adapter les propriétés cinétiques de la Rubisco aux fortes concentrations de CO2 présentes dans les cellules photosynthétiques des plantes C4. Globalement, l'approche phylogénétique adoptée durant cette thèse de doctorat a permis de démontré des phénomène fréquents de convergence génétique sur les enzymes liées à la photosynthèse C4. Les traces génétiques de l'évolution de la photosynthèse C4 ont permis de reconstituer des évènements qui se sont produits durant les derniers 30 millions d'années et ont prouvé l'utilité d'étudier des gènes directement responsables des variations phénotypiques pour inférer l'histoire évolutive d'un trait donné.

Contribution of ultrasonographic examination to the prenatal detection of chromosomal abnormalities in 19 centres across Europe.

The objective of this study was to evaluate the prenatal detection of chromosomal abnormalities by fetal ultrasonographic examination in a large database provided by 19 Registries of Congenital Anomalies from 11 European countries. This study included 1738 cases of chromosomal abnormalities, liveborn, stillborn or termination of pregnancy regardless of maternal age from a population of 664,340 births during the period 1996 - 1998. The most frequent chromosomal anomalies were Down syndrome (n=1050), trisomy 18 (n=191), Turner syndrome (n=125), trisomy 13 (n=86), and triploidy (n=56). Fetal ultrasonographic examination resulted in the prenatal detection of 37.7% of the chromosomal abnormalities, thereby resulting in a reduction of 28.6% in their prevalence at birth due to terminations of pregnancy. The detection rate by ultrasound examination varied according to local policies of prenatal diagnosis : it was lower in countries where routine scan were not performed and higher in countries in which at least one routine anomaly scan during the second trimester of pregnancy was performed. The ultrasound detection varied according to the specific chromosomal anomaly and was lowest for Klinefelter syndrome (5.7%) and highest for triploidy (78.6%). For Down syndrome it was 26.4%. Termination of pregnancy was performed in 75.9% of the cases. Among the 655 cases detected by ultrasound, the most frequent ultrasound signs by category of chromosomal abnormalities were analysed. This study shows that ultrasound screening is an important tool in the prenatal detection of chromosomal abnormalities in Europe, leading to a significant reduction in the prevalence of livebirth children with chromosomal anomalies.

Retinal degeneration progression changes lentiviral vector cell targeting in the retina

Ce travail de thèse a été réalisé au sein de l'Unité de Thérapie Génique et Biologie des Cellules Souches de l'Hôpital Jules- Gonin dans le Service d'Ophtalmologie de l'Université de Lausanne. Ce laboratoire recherche des solutions thérapeutiques pour des maladies dégénératives et incurables de la rétine comme les rétinites pigmentaires (RP). Ayant déjà montré certains résultats dans le domaine, la thérapie génique a été notre outil pour ce travail. Cette méthode se base sur le principe de remplacer un gène déficient par sa copie normale, en transportant celle-ci au coeur même du noyau par un vecteur. Il existe à l'heure actuelle différents vecteurs. Un des plus efficaces est un vecteur viral non-réplicatif : le lentivirus, dérivé de HIV-1. Celui-ci a la capacité d'intégrer le génome de la cellule cible, lui conférant ainsi un nouveau matériel génétique. Notre but a été d'établir le tropisme du lentivirus dans une rétine en dégénérescence. Ce lentivirus est connu pour transduire efficacement les cellules de l'épithélium pigmentaire rétinien dans l'oeil adulte sain, ainsi que celles de la neurorétine, mais ce, uniquement durant le développement. On sait aussi que le vecteur lentiviral présente un tropisme différent selon les enveloppes dont il est muni ; par exemple, le lentivirus avec une enveloppe Mokola est connu pour transduire les cellules gliales du système nerveux central. La rétine qui dégénère montre quant à elle des changements de sa structure qui pourraient influencer la diffusion du vecteur et/ou son tropisme. Le postulat de base a été le suivant : chez l'adulte, la transduction des neurones de la rétine via le lentivirus pourrait être facilitée par l'altération de la membrane limitante externe induite par la dégénérescence (meilleure pénétrance du virus). D'un point de vue technique, nous avons utilisé deux types distincts de modèles murins de dégénérescence rétinienne : des souris Balb/C soumises à une dose toxique de lumière et les souris Rhodopsin knockout, animaux génétiquement modifiés. Comme vecteur viral, nous avons employé deux différents pseudotypes de lentivirus (caractérisés par les enveloppes virales) avec différents promoteurs (séquence d'ADN qui initie la transduction et confère la spécificité d'expression d'un gène). En changeant l'enveloppe et le promoteur, nous avons essayé de trouver la meilleure combinaison pour augmenter l'affinité du vecteur vis-à-vis des photorécepteurs d'abord, puis vis-à-vis d'autres cellules de la rétine. Nos résultats ont montré que la membrane limitante externe est effectivement altérée chez les deux modèles de dégénérescence, mais que cette modification ne favorise pas la transduction des photorécepteurs lorsqu'on utilise un vecteur lentiviral contenant une enveloppe VSVG et un promoteur photorécepteur-spécifique ou ubiquitaire. En effet, une forte réaction gliale a été observée. Par contre, en utilisant le lentivirus avec une enveloppe Mokola et un promoteur ubiquitaire, nous avons constaté une très bonne transduction au niveau des cellules de Millier dans la rétine en dégénérescence, phénomène non observé chez les souris sauvages. Ce travail a donc permis de trouver un vecteur viral efficace pour atteindre et transduire les cellules de Miiller, ceci seulement pendant la dégénérescence de la rétine. Ces cellules, une fois transduites, pourraient être utilisées pour sécréter dans la rétine des agents thérapeutiques tels que des facteurs neurotrophiques pour soutenir la survie des photorécepteurs ou des facteurs anti-angiogéniques pour prévenir la néo-vascularisation lors de diabète ou de dégénérescence maculaire liée à l'âge. - In normal mice, the lentiviral vector (LV) is very efficient to target the RPE cells, but transduces retinal neurons well only during development. In the present study, the tropism of LV has been investigated in the degenerating retina of mice, knowing that the retina structure changes during degeneration. We postulated that the viral transduction would be increased by the alteration of the iuter limiting membrane (OLM). Two different LV pseudotypes were tested using the VSVG arid the Mokola envelopes, as well as two animal models of retinal degeneration: light-damaged Balb-C and Rhodopsin knockout (Rho-/-) mice. After light damage, the OLM is altered and no significant increase of the number of transduced photoreceptors can be obtained with a LV-VSVG-Rhop-GFP vector. In the Rho-/- mice, an altération of the OLM was also observed, but the possibility of transducing photoreceptors was decreased, probably by ongoing gliosis. The use of a ubiquitous promoter allows better photoreceptor transduction, suggesting that photoreceptór-specific promoter activity change during late stages of photoreceptor degeneration. However, the number of targeted photoreceptors remains low. In contrast, LV pseudotyped with the tfokola envelope allows a wide dispersion of the ctor into the retina (corresponding to the injection bleb) with preferential targeting of Muller cells, a situation Mc\ does ot occur in the wild- type retina. Mokola-pseudotyped lentiviral vectors may serve to engineer these glial cells to deliver secreted therapeutic factors to a diseased area of the retina.