CTCF-T, a paralogue of CTCF, directs sequence specific DNA methylation of the imprinting control region of Igf2/H19

SUMMARY Genomic imprinting is an epigenetic mechanism of transcriptional regulation that ensures restriction of expression of a subset of mammalian genes to a single parental allele. The best studied example of imprinted gene regulation is the Igf2/H19 locus, which is also the most commonly altered by loss of imprinting (LOT) in cancer. LOT is associated with numerous hereditary diseases and several childhood, and adult cancers. Differential expression of reciprocal H19 and 1gf2 alleles in somatic cells depends on the methylation status of the imprinting control region (ICR) which regulates binding of CTCF, an ubiquitously expressed 11-zinc finger protein that binds specifically to non-methylated maternal ICR and thereby attenuates expression of Igf2, while it does not bind to methylated paternal ICR, which enables Igf2 expression. Initial ICR methylation occurs during gametogenesis by an as yet unknown mechanism. The accepted hypothesis is that the event of differential maternal and paternal DNA methylation depends on germ-line specific proteins. Our Laboratory identified a novel 11-zinc-finger protein CTCF-T (also known as CTCFL and BORIS) that is uniquely expressed in the male germ-line and is highly homologous within its zinc-finger region with CTCF. The amino-acid sequences flanking the zinc-finger regions of CTCF and CTCF-T have widely diverged, suggesting that though they could bind to the same DNA targets (ICRs) they are likely to have different functions. Interestingly, expression of CTCF-T and CTCF is mutually exclusive; CTCF-T-positive (CTCF-negative) cells occur in the stage of spermatogenesis that coincides with epigenetic reprogramming, including de novo DNA methylation. In our study we demonstrate the role that CTCF-T plays in genomic imprinting. Here we show that CTCF-T binds in vivo to the ICRs of Igf2/H19 and Dlk/Gt12 imprinted genes. In addition, we identified two novel proteins interacting with CTCF-T: a protein arginine methyltransferase PRMT7 and an arginine-rich histone H2A variant that we named trH2A. These interactions were confirmed and show that the two proteins interact with the amino-teiminal region of CTCF-T. Additionally, we show interaction of the amino- terminal region of CTCF-T with histones H1, H2A and H3. These results suggest that CTCF-T is a sequence-specific DNA (ICR) binding protein that associates with histones and recruits PRMT7. Interestingly, PRMT7 has a histone-methyltransferase activity. It has been shown that histone methylation can mark chromatin regions thereby directing DNA-methylation; thus, our hypothesis is that the CTCF-T protein-scaffold directs PRMT7 to methylate histone(s) assembled on ICRs, which marks chromatin for the recruitment of the de novo DNA methyltransferases to methylate DNA. To test this hypothesis, we developed an in vivo DNA-methylation assay using Xenopus laevis' oocytes, where H19 ICR and different expression cDNAs, including CTCF-T, PRMT7 and the de novo DNA methyltransferases (Dnmt3a, Dnmt3b and Dnmt3L) are microinjected into the nucleus. The methylation status of CpGs within the H19 ICR was analysed 48 or 72 hours after injection. Here we demonstrate that CpGs in the ICR are methylated in the presence of both CTCF-T and PRMT7, while control oocytes injected only with ICR did not show any methylation. Additionally, we showed for the first time that Dnmt3L is crucial for the establishment of the imprinting marks on H19 ICR. Moreover, we confirmed that Dnmt3a and Dnmt3b activities are complementary. Our data indicate that all three Dnmt3s are important for efficient de novo DNA methylation. In conclusion, we propose a mechanism for the establishment of de novo imprinting marks during spermatogenesis: the CTCF-T/PRMT7 protein complex directs histone methylation leading to sequence-specific de novo DNA methylation of H19 ICR. RESUME L'empreinte génomique parentale est un mécanisme épigénétique de régulation transcriptionelle qui se traduit par une expression différentielle des deux allèles de certains gènes, en fonction de leur origine parentale. L'exemple le mieux caractérisé de gènes soumis à l'empreinte génomique parentale est le locus Igf2/H19, qui est aussi le plus fréquemment altéré par relaxation d'empreinte (en anglais: loss of imprinting, LOI) dans les cancers. Cette relaxation d'empreinte est aussi associée à de nombreuses maladies héréditaires, ainsi qu'à de nombreux cancers chez l'enfant et l'adulte. Dans les cellules somatiques, les différences d'expression des allèles réciproques H19 et Ig12 est sous le contrôle d'une région ICR (Imprinting Control Region). La méthylation de cette région ICR régule l'ancrage de la protéine à douze doigts de zinc CTCF, qui se lie spécifiquement à l'ICR maternel non-méthylé, atténuant ainsi l'expression de Igf2, alors qu'elle ne s'ancre pas à l'ICR paternel méthyle. Le mécanisme qui accompagne la méthylation initiale de la région ICR durant la gamétogenèse n'a toujours pas été élucidé. L'hypothèse actuelle propose que la différence de méthylation entre l'ADN maternel et paternel résulte de l'expression de protéines propres aux zones germinales. Notre laboratoire a récemment identifié une nouvelle protéine à douze doigts de zinc, CTCF-T (aussi dénommée CTCFL et BORRIS), qui est exprimée uniquement dans les cellules germinales mâles, dont la partie à douze doigts de zinc est fortement homologue à la protéine CTCF. La séquence d'acides aminés de part et d'autre de cette région est quant à elle très divergente, ce qui implique que CTCF-T se lie sans doute au même ADN cible que CTCF, mais possède des fonctions différentes. De plus, l'expression de CTCF-T et de CTCF s'oppose mutuellement; l'expression de la protéine CTCF-T (cellules CTCF-T positives, CTCF negatives) qui a lieu pendant la spermatogenèse coïncide avec la reprogrammation épigénétique, notamment la méthylation de novo de l'ADN. La présente étude démontre le rôle essentiel joué par la protéine CTCF-T dans l'acquisition de l'empreinte génomique parentale. Nous montrons ici que CTCF-T s'associe in vivo avec les régions ICR des loci Igf2/H19 et Dlk/Gt12. Nous avons également identifié deux nouvelles protéines qui interagissent avec CTCF-T : une protéine arginine méthyl transférase PRMT7, et un variant de l'histone H2A, riche en arginine, que nous avons dénommé trH2A. Ces interactions ont été analysées plus en détail, et confinnent que ces deux protéines s'associent avec la région N-terminale de CTCF-T. Aussi, nous présentons une interaction de la région N-terminale de CTCF-T avec les histones H1, H2, et H3. Ces résultats suggèrent que CTCF-T est une protéine qui se lie spécifiquement aux régions ICR, qui s'associe avec différents histones et qui recrute PRMT7. PRMT7 possède une activité méthyl-tansférase envers les histones. Il a été montré que la méthylation des histones marque certains endroits de la chromatine, dirigeant ainsi la méthylation de l'ADN. Notre hypothèse est donc la suivante : la protéine CTCF-T sert de base qui dirige la méthylation des histones par PRMT7 dans les régions ICR, ce qui contribue à marquer la chromatine pour le recrutement de nouvelles méthyl transférases pour méthyler l'ADN. Afin de valider cette hypothèse, nous avons développé un système de méthylation de l'ADN in vivo, dans des oeufs de Xenopus laevis, dans le noyau desquels nous avons mico-injecté la région ICR du locus H19, ainsi que différents vecteurs d'expression pour CTCF-T, PRMT7, et les de novo méthyl transférases (Dnmt3a, Dnmt3b et Dnmt3L). Les CpGs méthyles de la région ICR du locus H19 ont été analysé 48 et 72 heures après l'injection. Cette technique nous a permis de démontrer que les CpGs de la région ICR sont méthyles en présence de CTCF-T et de PRMT7, tandis que les contrôles injectés seulement avec la région ICR ne présentent aucun signe de méthylation. De plus, nous démontrons pour la première fois que la protéine méthyl transférase Dnmt3L est déterminant pour l'établissement de l'empreinte génomique parentale au niveau de la région ICR du locus H19. Aussi, nous confirmons que les activités méthyl transférases de Dnmt3a et Dnmt3b sont complémentaires. Nos données indiquent que les trois protéines Dnmt3 sont impliquées dans la méthylation de l'ADN. En conclusion, nous proposons un mécanisme responsable de la mise en place de nouvelles empreintes génomiques pendant la spermatogenèse : le complexe protéique CTCF-T/PRMT7 dirige la méthylation des histones aboutissant à la méthylation de novo de l'ADN au locus H19.

Health care supply, payment system and medical practice : evidence from obstetric practice

ABSTRACTA significant share of deliveries are performed by Cesarian section (C-section) in Europe and in many developed and developing countries. The aims of this thesis are to highlight the non medical, especially economic and financial, incentives that explain the use of C-section, as well as the medical consequences of C-section on women's health, in regard with other factors of ob¬stetrical care quality such as hospital concentration. Those diagnoses enable us to exhibit ways of improvement of obstetrical care quality in France. Our analysis focus on two countries, France and Switzerland. In the first part of the thesis, we show the influence of two non medical factors on the C-section use, namely the hospital payment system on the one hand and the obstetricians behaviour, especially their demand for leisure, on the other hand. With French data on the year 2003, we show firstly that the fee-for-service payment system of private for profit hospitals induces a higher probability of using C-section. Obstetricians play also a preeminent role in the decision to use a C-section, as the probability of a C-section rises with the number of obstetricians. We then focus on a French reform introduced in 2004, to investigate the impact of Prospective Payment System on obstetric practise. We show that the rise of C-section rate between 2003 and 2006 is mainly caused by changes in hospitals and patients features. Obstetricians practises do not vary a lot for patients with the same risk code. In the mean time however, the number of women coded with a high risk rises. This can be caused by improvements in the quality of coding, obstetricians chosing codes that match better the real health state of their patients. Yet, it can also show that obstetricians change their coding practises to justify the use of certain practises, such as C-section, with no regard to the health state of patients. Financial factors are not the only non medical fac¬tors that can influence the resort to C-section. Using Shelton Brown ΠΙ identification strategy, we focus on the potential impact of obstetricians leisure preference on the use of C-section. We use the distributions of days and hours of delivering and the types of C-section - planned or emergency C-sections - to show that the obstetricians demand for leisure has a significant impact on the resort to C-section, but only in emergency situations. The second part of the thesis deals with some ways to improve obstetric care quality. We use on the one hand swiss and french data to study the impact of C-section on the patients' probability of having an obstetric complication and on the other hand the influence of hospital concentration on the quality of obstetric care. We find the same results as former medical studies about the risks entailed by C-section on obstetric complications.These results prove women ought to be better informed of the medical consequences of C-section and that the slowing of C-section use should be a priority of public health policy. We finally focus on another way to improve obstetric care quality, that is hospital lmarket concentration. We investigate the impact of hospital concentration by integrating the Herfindahl-Hirschman index in our model, on health care quality, measured by the HCUP indicator. We find that hospital concentration has a negative impact on obstetric care quality, which undermines today's policy of hospital closings in France.JEL classification: 112; 118Keywords: Hospital; C-section; Payment System; Counterfactual Estimation; Quality of Care.RÉSUMÉUne part importante des accouchements sont réalisés par césarienne en Europe et dans de nom¬breux pays développés ou en développement. Les objectifs de cette thèse sont de mettre en évidence les déterminants non médicaux, notamment économiques et financiers, expliquant le développe¬ment de cette pratique, ainsi que ses conséquences sur la santé des femmes après Γ accouchement, en lien avec d'autres facteurs comme la concentration locale des structures hospitalières. Les résul¬tats exposés dans cette thèse éclairent les perspectives et voies d'amélioration de la qualité des soins en obstétriques.Notre analyse se concentre sur deux pays : la France et la Suisse. Dans la première partie de la thèse, nous mettons en évidence l'influence de deux déterminants non médicaux sur l'emploi de la césarienne : le système de paiement des hôpitaux d'une part, et le comportement des médecins obstétriciens d'autre part. En étudiant des données françaises de 2003, nous montrons d'abord que le financement à l'acte des établissements privés engendre une hausse de la proba¬bilité de pratiquer une césarienne. Le rôle de l'obstrétricien paraît également déterminant dans la décision d'opérer une césarienne, la probabilité d'employer cette technique augmentant avec le nombre d'obstétriciens. Nous nous intéressons ensuite à l'impact de la mise en place en 2004 du système de paiement prospectif sur l'évolution des pratiques obstétricales entre 2003 et 2006 en France. La hausse du taux de recours à la césarienne entre 2004 et 2006 peut ainsi être principa¬lement imputée aux évolutions des caractéristiques des hôpitaux et des patients, les pratiques des obstétriciens, pour un même codage de la situation du patient, variant peu. Dans le même temps cependant, les pratiques de codage des patients parles obstétriciens évoluent fortement, les femmes étant de plus en plus nombreuses à porter des codes correspondant à des situations à risques. Cette évolution peut indiquer que la qualité du codage en 2006 s'est améliorée par rapport à 2004, le codage correspondant de plus en plus à la situation réelle des patientes. H peut aussi indiquer que les pratiques de codage évoluent pour justifier un recours accru à la césarienne, sans lien avec l'état réel des patientes. Les facteurs financiers ne sont pas les seuls facteurs non médicaux à pouvoir expliquer le recours à la césarienne : nous nous intéressons, en suivant la stratégie d'identifica¬tion de Shelton Brown m, à l'impact potentiel de la demande de loisir des médecins obstétriciens sur la pratique de la césarienne. En utilisant la distribution des jours et heures d'accouchement, et en distinguant les césariennes planifiées de celles effectuées en urgence, nous constatons que la demande de loisir des obstétriciens influence significativement le recours à la césarienne, mais uni¬quement pour les interventions d'urgence. La deuxième partie de la thèse est consacrée à l'étude de la qualité des soins en obstétriques. Nous utilisons des données suisses et françaises pour analyser d'une part l'impact de la césarienne sur la survenue de complications obstétricales et d'autre part l'impact de la concentration des soins sur la qualité des soins en obstétrique. Nons confirmons les résultats antérieurs de la littérature médicale sur la dangerosité de la césarienne comme facteur de complications obstétricales. Ces conclusions montrent que les femmes ont besoin d'être informées des conséquences de la césarienne sur leur santé et que le ralentissement de l'augmentation de la pratique de la césarienne devrait être un objectif de la politique publique de santé. Nous nous in¬téressons à un autre facteur d'amélioration des soins en obstrétique, l'organisation des hôpitaux et particulièrement leur concentration. Nous estimons ainsi l'effet de la concentration sur la qualité des soins obstétriques en intégrant l'indice de Herfindahl-Hirschman dans notre modèle, la qualité des soins étant mesurée à l'aide de l'indicateur HCUP. Nous constatons que la concentration des naissances a un impact négatif sur la qualité des soins en obstétrique, résultat qui va dans le sens contraire des politiques de fermeture d'hôpitaux menées actuellement en France. JEL classification : 112 ; 118Mots-clés : Hôpital ; Césarienne ; Système de paiement ; Contrefactuels ; Qualité des soins, sur la qualité des soins en obstétrique.

Muntatge i automatització d'un ascensor de 4 plantes

Treball de recerca realitzat per alumnes d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. Les primera intenció d'aquesta recerca és unificar dues grans branques de la tecnologia com són la mecànica i l'elèctronica. Així va sorgir el projecte de construir un ascensor i provar un nou sistema de transmissió com és el vis sense fi juntament amb la introducció d'un microcontrolador del tipus PIC com a unitat central de processament. El primer pas d'aquest treball va ser el disseny d'aquest ascensor utilitzant diversos programes. Posteriorment es van encarregar aquestes peces abans dissenyades per tal de començar-ne la construcció. Aquestes peces van ser unides totalment mitjançant rebladures i altres suports mecànics. A continuació es va desenvolupar la programació del microcontrolador. El pas més important va ser l'acoblament del grup motor i el poliment dels aspectes més difícils de corregir com és el cas dels molts fregaments que patia al ser una estructura purament metàl·lica. Corregits aquests problemes i el nivell sonor, es va donar per conclòs el treball.

Diagnosi socioambiental del litoral de Torredembarra, Creixell i Roda de Berà

El litoral comprés entre els municipis de Torredembarra, Creixell i Roda de Berà és una platja sorrenca situada al nord de la comarca del Tarragonès. Aquest espai allotja la platja natural protegida més ben conservada entre el Delta del Llobregat i el Delta de l'Ebre, sent caracteritzada per les seves dunes de sorra i les llacunes salabroses. Al ser una zona costanera el principal problema són els impactes generats per la freqüentació turística que s'han avaluat en el present treball. La freqüentació ha generat nombrosos petits camins entre les dunes, afavorint la fragmentació, el sorgiment de la vegetació al·lòctona i la molèstia i canvi de comportament a espècies de fauna importants com el corriol camanegre (Charadrius alexandrinus).

Agent based simulation to optimise emergency departments

Nowadays, many of the health care systems are large and complex environments and quite dynamic, specifically Emergency Departments, EDs. It is opened and working 24 hours per day throughout the year with limited resources, whereas it is overcrowded. Thus, is mandatory to simulate EDs to improve qualitatively and quantitatively their performance. This improvement can be achieved modelling and simulating EDs using Agent-Based Model, ABM and optimising many different staff scenarios. This work optimises the staff configuration of an ED. In order to do optimisation, objective functions to minimise or maximise have to be set. One of those objective functions is to find the best or optimum staff configuration that minimise patient waiting time. The staff configuration comprises: doctors, triage nurses, and admissions, the amount and sort of them. Staff configuration is a combinatorial problem, that can take a lot of time to be solved. HPC is used to run the experiments, and encouraging results were obtained. However, even with the basic ED used in this work the search space is very large, thus, when the problem size increases, it is going to need more resources of processing in order to obtain results in an acceptable time.

Multi-level SLA-driven resource management on Cloud Providers

Nowadays, service providers in the Cloud offer complex services ready to be used as it was a commodity like water or electricity to their customers with any other extra effort for them. However, providing these services implies a high management effort which requires a lot of human interaction. Furthermore, an efficient resource management mechanism considering only provider's resources is, though necessary, not enough, because the provider's profit is limited by the amount of resources it owns. Dynamically outsourcing resources to other providers in response to demand variation avoids this problem and makes the provider to get more profit. A key technology for achieving these goals is virtualization which facilitates provider's management and provides on-demand virtual environments, which are isolated and consolidated in order to achieve a better utilization of the provider's resources. Nevertheless, dealing with some virtualization capabilities implies an effort for the user in order to take benefit from them. In order to avoid this problem, we are contributing the research community with a virtualized environment manager which aims to provide virtual machines that fulfils with the user requirements. Another challenge is sharing resources among different federated Cloud providers while exploiting the features of virtualization in a new approach for facilitating providers' management. This project aims for reducing provider's costs and at the same time fulfilling the quality of service agreed with the customers while maximizing the provider's revenue. It considers resource management at several layers, namely locally to each node in the provider, among different nodes in the provider, and among different federated providers. This latter layer supports the novel capabilities of outsourcing when the local resources are not enough to fulfil the users demand, and offering resources to other providers when the local resources are underused.

Sistema de màrqueting per proximitat usant Bluetooth

La tecnologia Bluetooth és una eina molt potent i cada cop més usada en el dia a dia. La possibilitat de portar-la cap a àmbits empresarials pocs explotats fins al moment pot ser una bona oportunitat de negoci. En aquest projecte, s’ha implementat un sistema d’enviament de publicitat a través de missatges a telèfons mòbils usant Bluetooth, el qual és capaç de gestionar-se de manera autònoma i només cal configurar-lo per una senzilla interfície gràfica accessible per xarxa. L’enviament concurrent ha sigut possible, fent que s’enviïn diversos missatges a la vegada.

Ra isotopes and Rn as a tool for the water management resources: the Alberquillas aquifer (Málaga-Granada)

The aim of this project is to evaluate the importance of submarine groundwater discharge sector in order to improve the water balance in Málaga-Granada region. The approach of this study arose from the the geology and the aquifers that indicate that there could be some discharge to the sea between Maro (Málaga) and Almuñécar (Granada) and the Andalusian’s Government and its Water Agence were really interested in evaluating it because there is a lot of population and few water available and the magnitude of groundwater discharge has generated controversy. Is well known that water is a scarce resource in this area and it’s very important for the society and for the environment. The legislation, the water policies, the knowledge of the aquifer and the geology, the water dynamics, the land use and the water perception in the society might help the management of this resource not just in Andalusia but in all the Mediterranean basin. The main objective is to evaluate the submarine groundwater discharge from the Alberquillas Aqufier to the sea by measuring 222Rn and Ra isotopes. Specific objectives have been established to achieve the main objective: A) Reveal the importance of water resources in the Mediterranean basin; B) Learn radiometric techniques for the study of groundwater discharge to the sea; C) Learn of sampling techniques of water samples for the measurement of Ra and Rn; D) Learn the techniques for measuring Ra (RaDeCC) and Rn (RAD7); E) Interpretation and discussion of results. During this semester, and in addition of the present study in Málaga- Granada region, the author has participated in the initial phase (sampling, analysis and interpretation of preliminary results) of other research projects focused on the study of submarine groundwater discharges through the use of Ra isotopes and 222Rn. These studies have been developed in different areas, including Alt Empordà (Roses and Sant Pere Pescador), Maresme with CMIMA’s group (Mediterranean Center for Marine and Environmental Research), Delta de l’Ebre, Peñíscola and Mallorca with the IMEDEA’s group (Mediterranean Institute for Advanced Studies).

Preserving Electronic Theses through the MetaArchive network

In the recent years most libraries have focused on mass digitization programs and keeping electronic born documents, showing and organizing them in a repository. While those repositories have evolved to a much more manageable systems focusing on the user expectations and introducing web 2.0 tools, digital preservation is still in the to-do list of most of them. There is quite a lot of studies focused on preservation and some complex models exist, unfortunately, very few practical systems are running and its quite difficult for a library to get involved in a solution already tested by others. The CBUC (Consortium of University Catalan Libraries) runs TDX, an ETD repository now keeping more than 10.000 full text thesis from any of the 12 university members. After 10 years running TDX a solid preservation system was needed to ensure every thesis would be kept as it was regardless what happens to the repository. The perfect solution was found in the MetaArchive cooperative, this is the effort of many insitutions to keep a copy of each other content through a newtwork using the LOCKSS software as a mechanism to keep track of any change. The presentation will shortly introduce what TDX and MetaArchive is but will, in a practical way, show how the LOCKSS network for presrervation works. Finally a summary of the benefits of the overall experience will be shown.

Programació d'aplicacions bioinformàtiques

Avui en dia la biologia aporta grans quantitats de dades que només la informàtica pot tractar. Les aplicacions bioinformàtiques són la més important eina d’anàlisi i comparació que tenim per entendre la vida i aconseguir desxifrar aquestes dades. Aquest projecte centra el seu esforç en l’estudi de les aplicacions dedicades a l’alineament de seqüències genètiques, i més concretament a dos algoritmes, basats en programació dinàmica i òptims: el Needleman&Wunsch i el Smith&Waterman. Amb l’objectiu de millorar el rendiment d’aquests algoritmes per a alineaments de seqüències grans, proposem diferents versions d’implementació. Busquem millorar rendiments en temps i espai. Per a aconseguir millorar els resultats aprofitem el paral·lelisme. Els resultats dels anàlisis de les versions els comparem per obtenir les dades necessàries per valorar cost, guany i rendiment.

Review on the Molecular Tools for the Understanding of the Epidemiology of Animal Trypanosomosis in West Africa

The epidemiology of animal trypanosomosis around Bobo-Dioulasso (Burkina Faso, West Africa) benefited a lot in the last years from the progress of molecular tools. The two most used molecular techniques were the polymerase chain reaction for the diagnosis of the disease in cattle and the characterization of the trypanosomes in the host and the vector on one hand, and the microsatellite DNA polymorphism in tsetse flies to study the intraspecific genetic variability of the vector on the other hand. The results obtained in the Sideradougou area during a recent two year survey with these techniques, associated with many other georeferenced informations concerning vector and cattle distribution, natural environment, landuse, ground occupation, livestock management, were combined in a Geographical Information System. This new approach of a complex pathogenic system led to a better evaluation of the risk of trypanosome transmission.

Interactions between learning and immunity in Drosophila melanogaster

Learning and immunity are two adaptive traits with roles in central aspects of an organism's life: learning allows adjusting behaviours in changing environments, while immunity protects the body integrity against parasites and pathogens. While we know a lot about how these two traits interact in vertebrates, the interactions between learning and immunity remain poorly explored in insects. During my PhD, I studied three possible ways in which these two traits interact in the model system Drosophila melanogaster, a model organism in the study of learning and in the study of immunity. Learning can affect the behavioural defences against parasites and pathogens through the acquisition of new aversions for contaminated food for instance. This type of learning relies on the ability to associate a food-related cue with the visceral sickness following ingestion of contaminated food. Despite its potential implication in infection prevention, the existence of pathogen avoidance learning has been rarely explored in invertebrates. In a first part of my PhD, I tested whether D. melanogaster, which feed on food enriched in microorganisms, innately avoid the orally-acquired 'novel' virulent pathogen Pseudomonas entomophila, and whether it can learn to avoid it. Although flies did not innately avoid this pathogen, they decreased their preference for contaminated food over time, suggesting the existence of a form of learning based likely on infection-induced sickness. I further found that flies may be able to learn to avoid an odorant which was previously associated with the pathogen, but this requires confirmation with additional data. If this is confirmed, this would be the first time, to my knowledge, that pathogen avoidance learning is reported in an insect. The detrimental effect of infection on cognition and more specifically on learning ability is well documented in vertebrates and in social insects. While the underlying mechanisms are described in detail in vertebrates, experimental investigations are lacking in invertebrates. In a second part of my PhD, I tested the effect of an oral infection with natural pathogens on associative learning of D. melanogaster. By contrast with previous studies in insects, I found that flies orally infected with the virulent P. entomophila learned better the association of an odorant with mechanical shock than uninfected flies. The effect seems to be specific to a gut infection, and so far I have not been able to draw conclusions on the respective contributions of the pathogen's virulence and of the flies' immune activity in this effect. Interestingly, infected flies may display an increased sensitivity to physical pain. If the learning improvement observed in infected flies was due partially to the activity of the immune system, my results would suggest the existence of physiological connections between the immune system and the nervous system. The basis of these connections would then need to be addressed. Learning and immunity are linked at the physiological level in social insects. Physiological links between traits often result from the expression of genetic links between these traits. However, in social insects, there is no evidence that learning and immunity may be involved in an evolutionary trade-off. I previously reported a positive effect of infection on learning in D. melanogaster. This might suggest that a positive genetic link could exist between learning and immunity. We tested this hypothesis with two approaches: the diallel cross design with inbred lines, and the isofemale lines design. The two approaches provided consistent results: we found no additive genetic correlation between learning and resistance to infection with the diallel cross, and no genetic correlation in flies which are not yet adapted to laboratory conditions in isofemale lines. Consistently with the literature, the two studies suggested that the positive effect of infection on learning I observed might not be reflected by a positive evolutionary link between learning and immunity. Nevertheless, the existence of complex genetic relationships between the two traits cannot be excluded. - L'apprentissage et l'immunité sont deux caractères à valeur adaptative impliqués dans des aspects centraux de la vie d'un organisme : l'apprentissage permet d'ajuster les comportements pour faire face aux changements de l'environnement, tandis que l'immunité protège l'intégrité corporelle contre les attaques des parasites et des pathogènes. Alors que les interactions entre l'apprentissage et l'immunité sont bien documentées chez les vertébrés, ces interactions ont été très peu étudiées chez les insectes. Pendant ma thèse, je me suis intéressée à trois aspects des interactions possibles entre l'apprentissage et l'immunité chez la mouche du vinaigre Drosophila melanogaster, qui est un organisme modèle dans l'étude à la fois de l'apprentissage et de l'immunité. L'apprentissage peut affecter les défenses comportementales contre les parasites et les pathogènes par l'acquisition de nouvelles aversions pour la nourriture contaminée par exemple. Ce type d'apprentissage repose sur la capacité à associer une caractéristique de la nourriture avec la maladie qui suit l'ingestion de cette nourriture. Malgré les implications potentielles pour la prévention des infections, l'évitement appris des pathogènes a été rarement étudié chez les invertébrés. Dans une première partie de ma thèse, j'ai testé si les mouches, qui se nourrissent sur des milieux enrichis en micro-organismes, évitent de façon innée un 'nouveau' pathogène virulent Pseudomonas entomophila, et si elles ont la capacité d'apprendre à l'éviter. Bien que les mouches ne montrent pas d'évitement inné pour ce pathogène, elles diminuent leur préférence pour de la nourriture contaminée dans le temps, suggérant l'existence d'une forme d'apprentissage basée vraisemblablement sur la maladie générée par l'infection. J'ai ensuite observé que les mouches semblent être capables d'apprendre à éviter une odeur qui était au préalable associée avec ce pathogène, mais cela reste à confirmer par la collecte de données supplémentaires. Si cette observation est confirmée, cela sera la première fois, à ma connaissance, que l'évitement appris des pathogènes est décrit chez un insecte. L'effet détrimental des infections sur la cognition et plus particulièrement sur les capacités d'apprentissage est bien documenté chez les vertébrés et les insectes sociaux. Alors que les mécanismes sous-jacents sont détaillés chez les vertébrés, des études expérimentales font défaut chez les insectes. Dans une seconde partie de ma thèse, j'ai mesuré les effets d'une infection orale par des pathogènes naturels sur les capacités d'apprentissage associatif de la drosophile. Contrairement aux études précédentes chez les insectes, j'ai trouvé que les mouches infectées par le pathogène virulent P. entomophila apprennent mieux à associer une odeur avec des chocs mécaniques que des mouches non infectées. Cet effet semble spécifique à l'infection orale, et jusqu'à présent je n'ai pas pu conclure sur les contributions respectives de la virulence du pathogène et de l'activité immunitaire des mouches dans cet effet. De façon intéressante, les mouches infectées pourraient montrer une plus grande réactivité à la douleur physique. Si l'amélioration de l'apprentissage observée chez les mouches infectées était due en partie à l'activité du système immunitaire, mes résultats suggéreraient l'existence de connections physiologiques entre le système immunitaire et le système nerveux. Les mécanismes de ces connections seraient à explorer. L'apprentissage et l'immunité sont liés sur un plan physiologique chez les insectes sociaux. Les liens physiologiques entre les caractères résultent souvent de l'expression de liens entre ces caractères au niveau génétique. Cependant, chez les insectes sociaux, il n'y a pas de preuve que l'apprentissage et l'immunité soient liés par un compromis évolutif. J'ai précédemment rapporté un effet positif de l'infection sur l'apprentissage chez la drosophile. Cela pourrait suggérer qu'une relation génétique positive existerait entre l'apprentissage et l'immunité. Nous avons testé cette hypothèse par deux approches : le croisement diallèle avec des lignées consanguines, et les lignées isofemelles. Les deux approches ont fournies des résultats similaires : nous n'avons pas détecté de corrélation génétique additive entre l'apprentissage et la résistance à l'infection avec le croisement diallèle, et pas de corrélation génétique chez des mouches non adaptées aux conditions de laboratoire avec les lignées isofemelles. En ligne avec la littérature, ces deux études suggèrent que l'effet positif de l'infection sur l'apprentissage que j'ai précédemment observé ne refléterait pas un lien évolutif positif entre l'apprentissage et l'immunité. Néanmoins, l'existence de relations génétiques complexes n'est pas exclue.

Synchronous versus asynchronous modeling of gene regulatory networks.

MOTIVATION: In silico modeling of gene regulatory networks has gained some momentum recently due to increased interest in analyzing the dynamics of biological systems. This has been further facilitated by the increasing availability of experimental data on gene-gene, protein-protein and gene-protein interactions. The two dynamical properties that are often experimentally testable are perturbations and stable steady states. Although a lot of work has been done on the identification of steady states, not much work has been reported on in silico modeling of cellular differentiation processes. RESULTS: In this manuscript, we provide algorithms based on reduced ordered binary decision diagrams (ROBDDs) for Boolean modeling of gene regulatory networks. Algorithms for synchronous and asynchronous transition models have been proposed and their corresponding computational properties have been analyzed. These algorithms allow users to compute cyclic attractors of large networks that are currently not feasible using existing software. Hereby we provide a framework to analyze the effect of multiple gene perturbation protocols, and their effect on cell differentiation processes. These algorithms were validated on the T-helper model showing the correct steady state identification and Th1-Th2 cellular differentiation process. AVAILABILITY: The software binaries for Windows and Linux platforms can be downloaded from http://si2.epfl.ch/~garg/genysis.html.

Ambulatory healthcare information system: a conceptual framework

Despite the tremendous amount of data collected in the field of ambulatory care, political authorities still lack synthetic indicators to provide them with a global view of health services utilization and costs related to various types of diseases. Moreover, public health indicators fail to provide useful information for physicians' accountability purposes. The approach is based on the Swiss context, which is characterized by the greatest frequency of medical visits in Europe, the highest rate of growth for care expenditure, poor public information but a lot of structured data (new fee system introduced in 2004). The proposed conceptual framework is universal and based on descriptors of six entities: general population, people with poor health, patients, services, resources and effects. We show that most conceptual shortcomings can be overcome and that the proposed indicators can be achieved without threatening privacy protection, using modern cryptographic techniques. Twelve indicators are suggested for the surveillance of the ambulatory care system, almost all based on routinely available data: morbidity, accessibility, relevancy, adequacy, productivity, efficacy (from the points of view of the population, people with poor health, and patients), effectiveness, efficiency, health services coverage and financing. The additional costs of this surveillance system should not exceed Euro 2 million per year (Euro 0.3 per capita).

The early use of yellow fever virus strain 17D for vaccine production in Brazil - a review

The use of yellow fever (YF) virus 17D strain for vaccine production adapted in Brazil since its introduction in 1937 was reviewed. This was possible due to the availability of official records of vaccine production. The retrieved data highlight the simultaneous use of several serially passaged 17D substrain viruses for both inocula and vaccine preparation that allowed uninterrupted production. Substitution of these substrain viruses became possible with the experience gained during quality control and human vaccination. Post-vaccinal complications in humans and the failure of some viruses in quality control tests (neurovirulence for monkeys) indicated that variables needed to be reduced during vaccine production, leading to the development of the seed lot system. The 17DD substrain, still used today, was the most frequently used substrain and the most reliable in terms of safety and efficacy. For this reason, it is possible to derive an infectious cDNA clone of this substrain combined with production in cell culture that could be used to direct the expression of heterologous antigens and lead to the development of new live vaccines.