Genomic determinants of the efficiency of internal ribosomal entry sites of viral and cellular origin

Summary : Internal ribosome entry sites (IRES) are used by viruses as a strategy to bypass inhibition of cap-dependent translation that commonly results from viral infection. IRES are also used in eukaryotic cells to control mRNA translation under conditions of cellular stress (apoptosis, heat shock) or during the G2 phase of the cell cycle when general protein synthesis is inhibited. Variation in cellular expression levels has been shown to be inherited. Expression is controlled, among others, by transcriptional factors and by the efficiency of cap-mediated translation and ribosome activity. We aimed at identifying genomic determinants of variability in IRES-mediated translation of two representative IRES [Encephalomyocarditis virus (EMCV) and X-linked Inhibitor-of-Apoptosis (XIAP) IRES]. We used bicistronic lentiviral constructions expressing two fluorescent reporter transgenes. Lentiviruses were used to transduce seven different laboratory cell lines and B lymphoblastoid cell lines from the Centre d'Etude du Polymorphisme Humain (CEPH; 15 pedigrees; n=209); representing an in vitro approach to family structure allowing genome scan analyses. The relative expression of the two markers was assessed by FACS. IRES efficiency varies according to cellular background, but also varies, for a same cell type, among individuals. The control of IRES activity presents an inherited component (h2) of 0.47 and 0.36 for EMCV and XIAP IRES, respectively. A genome scan identified a suggestive Quantitative Trait Loci (LOD 2.35) involved in the control of XIAP IRES activity. Résumé : Les sites internes d'entrée des ribosomes (IRES = internal ribosome entry sites) sont utilisés par les virus comme une stratégie afin d'outrepasser l'inhibition de traduction qui résulte communément d'une infection virale. Les IRES sont également utilisés par les cellules eucaryotes pour contrôler la traduction de l'ARN messager dans des conditions de stress cellulaire (apoptose, choc thermique) ou durant la phase G2 du cycle cellulaire, situations durant lesquelles la synthèse générale des protéines est inhibée. La variation des niveaux d'expression cellulaire de transcription est un caractère héréditaire. L'expression des gènes est contrôlée entre autre par les facteurs de transcription et par l'efficacité de la traduction initiée par la coiffe ainsi que par l'activité des ribosomes. Durant cette étude nous avons eu pour but d'identifier les déterminants génomiques responsables de la variabilité de la traduction contrôlée par l'IRES. Ceci a été effectué en étudiant deux IRES représentatifs : l'IRES du virus de l'encéphalomyocardite (EMCV) et l'IRES de l'inhibiteur de l'apoptose XIAP (X-linked Inhibitor-of-Apoptosis). Nous avons utilisés des lentivirus délivrant un transgène bicistronique codant pour deux gènes rapporteurs fluorescents. Ces lentivirus ont été utilisés pour transduire sept différentes lignées cellulaires de laboratoire et des lignées cellulaires lymphoblastoïdes B du Centre d'Etude du Polymorphisme Humain (CEPH; 15 pedigrees; n=209) qui représentent une approche in vitro de la structure familiale et qui permettent des analyses par balayage du génome. L'expression relative des deux marqueurs fluorescents a été analysée par FACS. Nos résultats montrent que l'efficacité des IRES varie en fonction du type de cellules. Il varie aussi, pour le même type de cellules, selon les individus. Le contrôle de l'activité de l'IRES est un caractère héritable (héritabilité h2) de 0.47 et 0.36 pour les IRES de EMCV et XIAP respectivement. Le balayage du génome a permis l'identification d'un locus à effets quantitatifs [QTL Quantitative Trait Loci (LOD 2.35)] impliqué dans le contôle de l'activité de l'IRES de XIAP.

Term Structure Dynamics, Macro-Finance Factors and Model Uncertainty

This paper extends the Nelson-Siegel linear factor model by developing a flexible macro-finance framework for modeling and forecasting the term structure of US interest rates. Our approach is robust to parameter uncertainty and structural change, as we consider instabilities in parameters and volatilities, and our model averaging method allows for investors' model uncertainty over time. Our time-varying parameter Nelson-Siegel Dynamic Model Averaging (NS-DMA) predicts yields better than standard benchmarks and successfully captures plausible time-varying term premia in real time. The proposed model has significant in-sample and out-of-sample predictability for excess bond returns, and the predictability is of economic value.

Modeling Dependence Structure and Forecasting Market Risk with Dynamic Asymmetric Copula

We investigate the dynamic and asymmetric dependence structure between equity portfolios from the US and UK. We demonstrate the statistical significance of dynamic asymmetric copula models in modelling and forecasting market risk. First, we construct “high-minus-low" equity portfolios sorted on beta, coskewness, and cokurtosis. We find substantial evidence of dynamic and asymmetric dependence between characteristic-sorted portfolios. Second, we consider a dynamic asymmetric copula model by combining the generalized hyperbolic skewed t copula with the generalized autoregressive score (GAS) model to capture both the multivariate non-normality and the dynamic and asymmetric dependence between equity portfolios. We demonstrate its usefulness by evaluating the forecasting performance of Value-at-Risk and Expected Shortfall for the high-minus-low portfolios. From back-testing, e find consistent and robust evidence that our dynamic asymmetric copula model provides the most accurate forecasts, indicating the importance of incorporating the dynamic and asymmetric dependence structure in risk management.

Le développement de l'espace de culte en Grèce centrale et dans le Péloponnèse entre l'Helladique Récent IIIB et le Géométrique Récent

Notre travail s'insère dans un vaste courant de recherche qui concerne le développement du phénomène religieux en Grèce entre la période mycénienne et l'époque archaïque et qui touche non seulement à l'archéologie, mais aussi à l'histoire de la religion et à la linguistique. Avant de présenter l'objet d'étude choisi (l'espace de culte) et de définir nos perspectives, il nous semble pourtant nécessaire de tracer les lignes principales relatives au débat déclenché par les théories de continuité ou de rupture et aux développements plus récents (premier chapitre). Dans le deuxième chapitre, nous illustrerons la structure de notre travail et nous présenterons la méthode élaborée et les sources utilisées pour retracer l'évolution des lieux cultuels au fil du temps. Dans ce but, le recensement et l'analyse de ceux-ci sur la base de principes fondamentaux de l'archéologie du culte sera complémentaire à l'examen de leurs rapports avec le territoire environnant entre l'Helladique IIIB et le Géométrique Récent. Cette approche sera appliquée à l'analyse de contextes régionaux considérés (troisième chapitre) et nous permettra d'avancer de nouvelles hypothèses concernant la fréquentation et dans la destination des espaces de culte de la Grèce centrale et du Péloponnèse durant la période considérée (quatrième et cinquième chapitre).

Amino acid coevolution reveals three-dimensional structure and functional domains of insect odorant receptors.

Insect odorant receptors (ORs) comprise an enormous protein family that translates environmental chemical signals into neuronal electrical activity. These heptahelical receptors are proposed to function as ligand-gated ion channels and/or to act metabotropically as G protein-coupled receptors (GPCRs). Resolving their signalling mechanism has been hampered by the lack of tertiary structural information and primary sequence similarity to other proteins. We use amino acid evolutionary covariation across these ORs to define restraints on structural proximity of residue pairs, which permit de novo generation of three-dimensional models. The validity of our analysis is supported by the location of functionally important residues in highly constrained regions of the protein. Importantly, insect OR models exhibit a distinct transmembrane domain packing arrangement to that of canonical GPCRs, establishing the structural unrelatedness of these receptor families. The evolutionary couplings and models predict odour binding and ion conduction domains, and provide a template for rationale structure-activity dissection.

Des céramiques aux hommes : étude céramique des premiers horizons fouillés sous la cathédrale Saint-Pierre de Genève (1er millénaire av. J.-C. - 40 apr. J.-C.)

Résumé Le travail présenté est basé sur l'analyse systématique des 145'157 fragments de céramique émanant de 2137 ensembles recueillis entre 1976 et 2003 lors de la fouille de la cathédrale Saint-Pierre. Datés entre le Ier millénaire av. J-C. et le XIXe siècle, ils témoignent de l'ampleur et de la richesse des activités menées au sein de ce site phare de la ville de Genève. Les particularités observées pour les six premiers horizons reconnus, qui couvrent une période comprise entre le Ier millénaire av. J.-C. et 40 apr. J.-C., liées aux structures a priori énigmatiques mises en évidence lors de la fouille, ont orienté le champ d'étude vers une compréhension fine du mobilier recueilli dans ces strates anciennes. Ainsi cadrée, l'étude s'est concentrée sur 237 complexes céramiques ayant livré 23'129 fragments. La corrélation stratigraphique menée sur les 8000 m2 de terrain fouillé a permis de porter l'analyse sur la répartition spatiale du corpus considéré. Développée également sur le plan diachronique, cette démarche a largement contribué à la définition des activités menées sur le site. Ainsi, la concentration de fragments de panses d'amphore et de vaisselle de table importée de Campanie au pied d'un tertre mis en évidence sous le choeur de la cathédrale a conduit à reconnaître l'existence d'un banquet funéraire témoignant de l'ensevelissement sous tumulus d'un aristocrate allobroge décédé entre 120 et 70 av. J.-C. Réparties sur la totalité de la surface occupée par la nef de la cathédrale et des rues la flanquant, les quelques 1024 coupes à boire de La Tène finale mises au jour ont quant à elles permis d'identifier les surfaces de gravier qu'elles scellaient comme une aire de rassemblement ayant abrité des banquets tenus périodiquement. Le maintien de ces activités rituelles et collectives jusqu'au milieu du Ier siècle de notre ère conclut l'analyse diachronique. La mise en perspective historique des données recueillies sur le terrain souligne l'importance de l'antique oppidum extremum des Allobroges, dont le sort fut en 58 av. J.-C. à l'origine de la Guerre des Gaules.

Western Préalpes Médianes Romandes: Timing and structure. A review.

Between the original position and their present day location as klippen, the Prealpes Medianes underwent a complex history of paleotectonics and alpine tectonics. Due to the opening of the Piemont ocean the Brianconnais sedimentation realm of the Prealpes Medianes evolved as a rim basin of the northern passive margin during Jurassic to Eocene times. Different paleotectonic features (normal faults, synsedimentary growth structures, inversion structures) developed and were active above a basal detachment in evaporitic layers. The tectonic movements were a consequence of thermal events in the crust. Isolated from the Iberic continent at the end of the Late Cretaceous, the Brianconnais exotic terrain was incorporated into the accretionary prism of the closing Piemont ocean and the incipient alpine orogeny during the Lutetian-Bartonian. The Prealpes Medianes were detached from their homeland during the Bartonian-Priabonian and were transported onto the foreland. The tectonic style is one of a thin-skinned foreland fold and thrust belt. Fault associated fold development above a main decollement, together with internal deformation, represent the Prealpes Medianes main structural features. The very low-grade metamorphic conditions have their origin in the heat flux induced by tectonic burial by overriding nappes in the accretionary prism. After having been transported on top of the developing Helvetic nappes the Prealpes were emplaced in their present day position in front of the Alpine mountain belt during Oligocene times. Post-emplacement and out of sequence thrusting, possibly younger than Oligocene, is observed and can be related to thrusting in the sedimentary substratum and the basement.

Structure of the salivary glands of the unfed female tick Amblyomma cajennense (Fabricius) (Acarina: Ixodidae)

Acini in in the salivary glands of female tick specimens of Amblyomma ajennense unfed at both postnymphal and adult phases, were studied. The salivary glands are consisted by three acini, one agranular and two granular. The agranular acini are directly attached to the anterior portion of the main salivary duct, consisting of cells without valve. A relatively large, clear, central cell occupies most of the alveolar midsection. The central cell is in contact with the acini lumen. Granular acini consist of approximately seven to fourteen cells (type II acini) or seven to sixteen (type III acini). The type II acini have three types of granular cells ("a", "b" and "c") and valve; the type III acini have another three types of granular cells ("d", "e" and "f") also presenting a valve.

The effect of host social system on parasite population genetic structure: comparative population genetics of two ectoparasitic mites and their bat hosts.

BACKGROUND: The population genetic structure of a parasite, and consequently its ability to adapt to a given host, is strongly linked to its own life history as well as the life history of its host. While the effects of parasite life history on their population genetic structure have received some attention, the effect of host social system has remained largely unstudied. In this study, we investigated the population genetic structure of two closely related parasitic mite species (Spinturnix myoti and Spinturnix bechsteini) with very similar life histories. Their respective hosts, the greater mouse-eared bat (Myotis myotis) and the Bechstein's bat (Myotis bechsteinii) have social systems that differ in several substantial features, such as group size, mating system and dispersal patterns. RESULTS: We found that the two mite species have strongly differing population genetic structures. In S. myoti we found high levels of genetic diversity and very little pairwise differentiation, whereas in S. bechsteini we observed much less diversity, strongly differentiated populations and strong temporal turnover. These differences are likely to be the result of the differences in genetic drift and dispersal opportunities afforded to the two parasites by the different social systems of their hosts. CONCLUSIONS: Our results suggest that host social system can strongly influence parasite population structure. As a result, the evolutionary potential of these two parasites with very similar life histories also differs, thereby affecting the risk and evolutionary pressure exerted by each parasite on its host.

The behavioral relevance and top-down susceptibility of early, low level multisensory interactions in humans

Abstract (English)General backgroundMultisensory stimuli are easier to recognize, can improve learning and a processed faster compared to unisensory ones. As such, the ability an organism has to extract and synthesize relevant sensory inputs across multiple sensory modalities shapes his perception of and interaction with the environment. A major question in the scientific field is how the brain extracts and fuses relevant information to create a unified perceptual representation (but also how it segregates unrelated information). This fusion between the senses has been termed "multisensory integration", a notion that derives from seminal animal single-cell studies performed in the superior colliculus, a subcortical structure shown to create a multisensory output differing from the sum of its unisensory inputs. At the cortical level, integration of multisensory information is traditionally deferred to higher classical associative cortical regions within the frontal, temporal and parietal lobes, after extensive processing within the sensory-specific and segregated pathways. However, many anatomical, electrophysiological and neuroimaging findings now speak for multisensory convergence and interactions as a distributed process beginning much earlier than previously appreciated and within the initial stages of sensory processing.The work presented in this thesis is aimed at studying the neural basis and mechanisms of how the human brain combines sensory information between the senses of hearing and touch. Early latency non-linear auditory-somatosensory neural response interactions have been repeatedly observed in humans and non-human primates. Whether these early, low-level interactions are directly influencing behavioral outcomes remains an open question as they have been observed under diverse experimental circumstances such as anesthesia, passive stimulation, as well as speeded reaction time tasks. Under laboratory settings, it has been demonstrated that simple reaction times to auditory-somatosensory stimuli are facilitated over their unisensory counterparts both when delivered to the same spatial location or not, suggesting that audi- tory-somatosensory integration must occur in cerebral regions with large-scale spatial representations. However experiments that required the spatial processing of the stimuli have observed effects limited to spatially aligned conditions or varying depending on which body part was stimulated. Whether those divergences stem from task requirements and/or the need for spatial processing has not been firmly established.Hypotheses and experimental resultsIn a first study, we hypothesized that auditory-somatosensory early non-linear multisensory neural response interactions are relevant to behavior. Performing a median split according to reaction time of a subset of behavioral and electroencephalographic data, we found that the earliest non-linear multisensory interactions measured within the EEG signal (i.e. between 40-83ms post-stimulus onset) were specific to fast reaction times indicating a direct correlation of early neural response interactions and behavior.In a second study, we hypothesized that the relevance of spatial information for task performance has an impact on behavioral measures of auditory-somatosensory integration. Across two psychophysical experiments we show that facilitated detection occurs even when attending to spatial information, with no modulation according to spatial alignment of the stimuli. On the other hand, discrimination performance with probes, quantified using sensitivity (d'), is impaired following multisensory trials in general and significantly more so following misaligned multisensory trials.In a third study, we hypothesized that behavioral improvements might vary depending which body part is stimulated. Preliminary results suggest a possible dissociation between behavioral improvements andERPs. RTs to multisensory stimuli were modulated by space only in the case when somatosensory stimuli were delivered to the neck whereas multisensory ERPs were modulated by spatial alignment for both types of somatosensory stimuli.ConclusionThis thesis provides insight into the functional role played by early, low-level multisensory interac-tions. Combining psychophysics and electrical neuroimaging techniques we demonstrate the behavioral re-levance of early and low-level interactions in the normal human system. Moreover, we show that these early interactions are hermetic to top-down influences on spatial processing suggesting their occurrence within cerebral regions having access to large-scale spatial representations. We finally highlight specific interactions between auditory space and somatosensory stimulation on different body parts. Gaining an in-depth understanding of how multisensory integration normally operates is of central importance as it will ultimately permit us to consider how the impaired brain could benefit from rehabilitation with multisensory stimula-Abstract (French)Background théoriqueDes stimuli multisensoriels sont plus faciles à reconnaître, peuvent améliorer l'apprentissage et sont traités plus rapidement comparé à des stimuli unisensoriels. Ainsi, la capacité qu'un organisme possède à extraire et à synthétiser avec ses différentes modalités sensorielles des inputs sensoriels pertinents, façonne sa perception et son interaction avec l'environnement. Une question majeure dans le domaine scientifique est comment le cerveau parvient à extraire et à fusionner des stimuli pour créer une représentation percep- tuelle cohérente (mais aussi comment il isole les stimuli sans rapport). Cette fusion entre les sens est appelée "intégration multisensorielle", une notion qui provient de travaux effectués dans le colliculus supérieur chez l'animal, une structure sous-corticale possédant des neurones produisant une sortie multisensorielle différant de la somme des entrées unisensorielles. Traditionnellement, l'intégration d'informations multisen- sorielles au niveau cortical est considérée comme se produisant tardivement dans les aires associatives supérieures dans les lobes frontaux, temporaux et pariétaux, suite à un traitement extensif au sein de régions unisensorielles primaires. Cependant, plusieurs découvertes anatomiques, électrophysiologiques et de neuroimageries remettent en question ce postulat, suggérant l'existence d'une convergence et d'interactions multisensorielles précoces.Les travaux présentés dans cette thèse sont destinés à mieux comprendre les bases neuronales et les mécanismes impliqués dans la combinaison d'informations sensorielles entre les sens de l'audition et du toucher chez l'homme. Des interactions neuronales non-linéaires précoces audio-somatosensorielles ont été observées à maintes reprises chez l'homme et le singe dans des circonstances aussi variées que sous anes- thésie, avec stimulation passive, et lors de tâches nécessitant un comportement (une détection simple de stimuli, par exemple). Ainsi, le rôle fonctionnel joué par ces interactions à une étape du traitement de l'information si précoce demeure une question ouverte. Il a également été démontré que les temps de réaction en réponse à des stimuli audio-somatosensoriels sont facilités par rapport à leurs homologues unisensoriels indépendamment de leur position spatiale. Ce résultat suggère que l'intégration audio- somatosensorielle se produit dans des régions cérébrales possédant des représentations spatiales à large échelle. Cependant, des expériences qui ont exigé un traitement spatial des stimuli ont produits des effets limités à des conditions où les stimuli multisensoriels étaient, alignés dans l'espace ou encore comme pouvant varier selon la partie de corps stimulée. Il n'a pas été établi à ce jour si ces divergences pourraient être dues aux contraintes liées à la tâche et/ou à la nécessité d'un traitement de l'information spatiale.Hypothèse et résultats expérimentauxDans une première étude, nous avons émis l'hypothèse que les interactions audio- somatosensorielles précoces sont pertinentes pour le comportement. En effectuant un partage des temps de réaction par rapport à la médiane d'un sous-ensemble de données comportementales et électroencépha- lographiques, nous avons constaté que les interactions multisensorielles qui se produisent à des latences précoces (entre 40-83ms) sont spécifique aux temps de réaction rapides indiquant une corrélation directe entre ces interactions neuronales précoces et le comportement.Dans une deuxième étude, nous avons émis l'hypothèse que si l'information spatiale devient perti-nente pour la tâche, elle pourrait exercer une influence sur des mesures comportementales de l'intégration audio-somatosensorielles. Dans deux expériences psychophysiques, nous montrons que même si les participants prêtent attention à l'information spatiale, une facilitation de la détection se produit et ce toujours indépendamment de la configuration spatiale des stimuli. Cependant, la performance de discrimination, quantifiée à l'aide d'un index de sensibilité (d') est altérée suite aux essais multisensoriels en général et de manière plus significative pour les essais multisensoriels non-alignés dans l'espace.Dans une troisième étude, nous avons émis l'hypothèse que des améliorations comportementales pourraient différer selon la partie du corps qui est stimulée (la main vs. la nuque). Des résultats préliminaires suggèrent une dissociation possible entre une facilitation comportementale et les potentiels évoqués. Les temps de réactions étaient influencés par la configuration spatiale uniquement dans le cas ou les stimuli somatosensoriels étaient sur la nuque alors que les potentiels évoqués étaient modulés par l'alignement spatial pour les deux types de stimuli somatosensorielles.ConclusionCette thèse apporte des éléments nouveaux concernant le rôle fonctionnel joué par les interactions multisensorielles précoces de bas niveau. En combinant la psychophysique et la neuroimagerie électrique, nous démontrons la pertinence comportementale des ces interactions dans le système humain normal. Par ailleurs, nous montrons que ces interactions précoces sont hermétiques aux influences dites «top-down» sur le traitement spatial suggérant leur occurrence dans des régions cérébrales ayant accès à des représentations spatiales de grande échelle. Nous soulignons enfin des interactions spécifiques entre l'espace auditif et la stimulation somatosensorielle sur différentes parties du corps. Approfondir la connaissance concernant les bases neuronales et les mécanismes impliqués dans l'intégration multisensorielle dans le système normale est d'une importance centrale car elle permettra d'examiner et de mieux comprendre comment le cerveau déficient pourrait bénéficier d'une réhabilitation avec la stimulation multisensorielle.