Induced quantum metric fluctuations and the validity of semiclassical gravity

We propose a criterion for the validity of semiclassical gravity (SCG) which is based on the stability of the solutions of SCG with respect to quantum metric fluctuations. We pay special attention to the two-point quantum correlation functions for the metric perturbations, which contain both intrinsic and induced fluctuations. These fluctuations can be described by the Einstein-Langevin equation obtained in the framework of stochastic gravity. Specifically, the Einstein-Langevin equation yields stochastic correlation functions for the metric perturbations which agree, to leading order in the large N limit, with the quantum correlation functions of the theory of gravity interacting with N matter fields. The homogeneous solutions of the Einstein-Langevin equation are equivalent to the solutions of the perturbed semiclassical equation, which describe the evolution of the expectation value of the quantum metric perturbations. The information on the intrinsic fluctuations, which are connected to the initial fluctuations of the metric perturbations, can also be retrieved entirely from the homogeneous solutions. However, the induced metric fluctuations proportional to the noise kernel can only be obtained from the Einstein-Langevin equation (the inhomogeneous term). These equations exhibit runaway solutions with exponential instabilities. A detailed discussion about different methods to deal with these instabilities is given. We illustrate our criterion by showing explicitly that flat space is stable and a description based on SCG is a valid approximation in that case.

Survival impact of lung transplantation for COPD.

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is the primary indication for lung transplantation (LTx), but survival benefit is still under debate. We analysed the survival impact of LTx in COPD with a new approach, using the BODE (body mass index, airway obstruction, dyspnoea, exercise capacity) index. We retrospectively reviewed 54 consecutive lung transplants performed for COPD. The pre-transplant BODE score was calculated for each patient and a predicted survival was derived from the survival functions of the original BODE index validation cohort. Predicted and observed post-transplant survival was then compared. In the subgroups with a BODE score >or=7 and <7, a majority of patients (66% and 69%, respectively) lived for longer after LTx than predicted by their individual BODE index. The median survival was significantly improved in the entire cohort and in the subgroup with a BODE score >or=7. 4 yrs after LTx a survival benefit was only apparent in patients with a pre-transplant BODE score of >or=7. In conclusion, while a majority of COPD patients had an individual survival benefit from LTx regardless of their pre-transplant BODE score, a global survival benefit was seen only in patients with more severe disease. This supports the use of the BODE index as a selection criteria for LTx candidates.

Some spectral properties of the canonical solution operator to $\bar\partial$ on weighted Fock spaces

We characterize the Schatten class membership of the canonical solution operator to $\overline{\partial}$ acting on $L^2(e^{-2\phi})$, where $\phi$ is a subharmonic function with $\Delta\phi$ a doubling measure. The obtained characterization is in terms of $\Delta\phi$. As part of our approach, we study Hankel operators with anti-analytic symbols acting on the corresponding Fock space of entire functions in $L^2(e^{-2\phi})$

On the configuration of Herman rings of meromorphic functions

We prove some results concerning the possible configuration s of Herman rings for transcendental meromorphic functions. We show that one pole is enough to obtain cycles of Herman rings of arbitrary period a nd give a sufficient condition for a configuration to be realizable.

The switch from conventional to atypical antipsychotic treatment should not be based exclusively on the presence of cognitive deficits. A pilot study in individuals with schizophrenia.

Background: Atypical antipsychotics provide better control of the negative and affective symptoms of schizophrenia when compared with conventional neuroleptics; nevertheless, their heightened ability to improve cognitive dysfunction remains a matter of debate. This study aimed to examine the changes in cognition associated with long-term antipsychotic treatment and to evaluate the effect of the type of antipsychotic (conventional versus novel antipsychotic drugs) on cognitive performance over time. Methods: In this naturalistic study, we used a comprehensive neuropsychological battery of tests to assess a sample of schizophrenia patients taking either conventional (n = 13) or novel antipsychotics (n = 26) at baseline and at two years after. Results: Continuous antipsychotic treatment regardless of class was associated with improvement on verbal fluency, executive functions, and visual and verbal memory. Patients taking atypical antipsychotics did not show greater cognitive enhancement over two years than patients taking conventional antipsychotics. Conclusions Although long-term antipsychotic treatment slightly improved cognitive function, the switch from conventional to atypical antipsychotic treatment should not be based exclusively on the presence of these cognitive deficits.

Involvement of the RasGAP derived fragment N in the resistance of pancreatic beta cells towards apoptosis

RESUME DESTINE AUX NON SCIENTIFIQUESLe diabète est une maladie associée à un excès de glucose (sucre) dans le sang. Le taux de glucose sanguin augmente lorsque l'action d'une hormone, l'insuline, responsable du transport du glucose du sang vers les tissus de l'organisme diminue, ou lorsque les quantités d'insuline à disposition sont inadéquates.L'une des causes communes entre les deux grands types de diabète connus, le type 1 et le type 2, est la disparition des cellules beta du pancréas, spécialisées dans la sécrétion d'insuline, par mort cellulaire programmée aussi appelée apoptose. Alors que dans le diabète de type 1, la destruction des cellules beta est causée par notre propre système immunitaire, dans le diabète de type 2, la mort de ces cellules, est principalement causée par des concentrations élevées de graisses saturés ou de molécules impliquées dans l'inflammation que l'on rencontre en quantités augmentées chez les personnes obèses. Etant donné l'augmentation épidémique du nombre de personnes obèses de par le monde, on estime que le nombre de personnes diabétiques (dont une majorité sont des diabétiques de type 2), va passer de 171 million en l'an 2000, à 366 million en l'an 2030, expliquant la nécessité absolue de mettre au point de nouvelles stratégies thérapeutique pour combattre cette maladie.L'apoptose est un processus complexe dont la dérégulation induit de nombreuses affections allant du cancer jusqu'au diabète. L'activation de caspase 3, une protéine clé contrôlant la mort cellulaire, était connue pour systématiquement mener à la mort cellulaire programmée. Ces dernières années, notre laboratoire a décrit des mécanismes de survie qui sont activés par caspase 3 et qui expliquent sans doute pourquoi son activation ne mène pas systématiquement à la mort cellulaire. Lorsqu'elle est faiblement activée, caspase 3 clive une autre protéine appelée RasGAP en deux protéines plus courtes dont l'une, appelée le fragment Ν a la particularité de protéger les cellules contre l'apoptose.Durant ma thèse, j'ai été impliqué dans divers projets destinés à mieux comprendre comment le fragment Ν protégeait les cellules contre l'apoptose et à savoir s'il pouvait être utilisé comme outil thérapeutique dans les conditions de survenue d'un diabète expérimental. C'est dans ce but que nous avons créé une souris transgénique, appelée RIP-N, exprimant le fragment Ν spécifiquement dans les cellules beta. Comme attendu, les cellules beta de ces souris étaient plus résistantes à la mort induite par des composés connus pour induire le diabète, comme certaines molécules induisant l'inflammation ou les graisses saturées. Nous avons ensuite pu montrer que les souris RIP-N étaient plus résistantes à la survenue d'un diabète expérimental que ce soit par l'injection d'une drogue induisant l'apoptose des cellules beta, que ce soit dans un fond génétique caractérisé par une attaque spontanée des cellules beta par le système immunitaire ou dans le contexte d'un diabète de type 2 induit par l'obésité. Dans plusieurs des modèles animaux étudiés, nous avons pu montrer que le fragment Ν protégeait les cellules en activant une voie protectrice bien connue impliquant successivement les protéines Ras, PI3K et Akt ainsi qu'en bloquant la capacité d'Akt d'activer le facteur NFKB, connu pour être délétère pour la survie de la cellule beta. La capacité qu'a le fragment Ν d'activer Akt tout en prévenant l'activation de NFKB par Akt est par conséquent particulièrement intéressante dans l'intégration des signaux régulant la mort cellulaire dans le contexte de la survenue d'un diabète.La perspective d'utiliser le fragment Ν comme outil thérapeutique dépendra de notre capacité à activer les signaux protecteurs induits par le fragment Ν depuis l'extérieur de la cellule ou de dériver des peptides perméables aux cellules possédant les propriétés du fragment N.2 SUMMARYDiabetes mellitus is an illness associated with excess blood glucose. Blood glucose levels raise when the action of insulin decreases or when insulin is provided in inappropriate amounts. In type 1 diabetes (T1D) as well as in type 2 diabetes (T2D), the insulin secreting beta cells in the pancreas undergo controlled cell death also called apoptosis. Whereas in T1D, beta cells are killed by the immune system, in T2D, they are killed by several factors, among which are increased blood glucose levels, increased levels of harmful lipids or pro-inflammatory cytokines that are released by the dysfunctional fat tissue of obese people. Given the epidemic increase in the number of obese people throughout the world, the number of diabetic people (a majority of which are type 2 diabetes) is estimated to rise from 171 million affected people in the year 2000 to 366 million in 2030 explaining the absolute requirement for new therapies to fight the disease.Apoptosis is a very complex process whose deregulation leads to a wide range of diseases going from cancer to diabetes. Caspase 3 although known as a key molecule controlling apoptosis, has been shown to have various other functions. In the past few years, our laboratory has described a survival mechanism, that takes place at low caspase activity and that might explain how cells that activate their caspases for reasons other than apoptosis survive. In such conditions, caspase 3 cleaves another protein called RasGAP into two shorter proteins, one of which, called fragment N, protects cells from apoptosis.We decided to check whether fragment Ν could be used as a therapeutical tool in the context of diabetes inducing conditions. We thus derived a transgenic mouse line, called RIP-N, in which the expression of fragment Ν is restricted to beta cells. As expected, the beta cells of these mice were more resistant ex-vivo to cell death induced by diabetes inducing factors. We then showed that the RIP-N transgenic mice were resistant to streptozotocin induced diabetes, a mouse model mimicking type 1 diabetes, which correlated to fewer number of apoptotic beta cells in the pancreas of the transgenic mice compared to their controls. The RIP-N transgene also delayed overt diabetes development in the NOD background, a mouse model of autoimmune type 1 diabetes, and delayed the occurrence of obesity induced hyperglycemia in a mouse model of type 2-like diabetes. Interestingly, fragment Ν was mediating its protection by activating the protective Akt kinase, and by blocking the detrimental NFKB factor. Our future ability to activate the protective signals elicited by fragment Ν from the outside of cells or to derive cell permeable peptides bearing the protective properties of fragment Ν might condition our ability to use this protein as a therapeutic tool.3 RESUMELe diabète est une maladie associée à un excès de glucose plasmatique. La glycémie augmente lorsque l'action de l'insuline diminue ou lorsque les quantités d'insuline à disposition sont inadéquates. Dans le diabète de type 1 (D1) comme dans le diabète de type 2 (D2), les cellules beta du pancréas subissent la mort cellulaire programmée aussi appelée apoptose. Alors que dans le D1 les cellules beta sont tuées par le système immunitaire, dans le D2 elles sont tuées par divers facteurs parmi lesquels on trouve des concentrations élevées de glucose, d'acides gras saturés ou de cytokines pro-inflammatoires qui sont sécrétées en concentrations augmentées par le tissu adipeux dysfonctionnel des personnes obèses. Etant donné l'augmentation épidémique du nombre de personnes obèses de par le monde, on estime que le nombre de personnes diabétiques (dont une majorité sont des diabétiques de type 2), va passer de 171 million en l'an 2000, à 366 million en l'an 2030, justifiant la nécessité absolue de mettre au point de nouvelles stratégies thérapeutique pour combattre cette maladie.L'apoptose est un processus complexe dont la dérégulation induit de nombreuses affections allant du cancer jusqu'au diabète. Caspase 3, bien que connue comme étant une protéine clé contrôlant l'apoptose a bien d'autres fonctions démontrées. Ces dernières années, notre laboratoire a décrit un mécanisme de survie qui est activé lorsque caspase 3 est faiblement activée et qui explique probablement comment des cellules qui ont activé leurs caspases pour une autre raison que l'apoptose peuvent survivre. Dans ces conditions, caspase 3 clive une autre protéine appelée RasGAP en deux protéines plus courtes dont l'une, appelée le fragment Ν a la particularité de protéger les cellules contre l'apoptose.Nous avons donc décidé de vérifier si le fragment Ν pouvait être utilisé comme outil thérapeutique dans les conditions de survenue d'un diabète expérimental. Pour se faire, nous avons créé une souris transgénique, appelée RIP-N, exprimant le fragment Ν spécifiquement dans les cellules beta. Comme attendu, les cellules beta de ces souris étaient plus résistantes ex-vivo à la mort induite par des facteurs pro-diabétogènes. Nous avons ensuite pu montrer que les souris RIP-N étaient plus résistantes à la survenue d'un diabète induit par la streptozotocine, un drogue mimant la survenue d'un D1 et que ceci était corrélée à une diminution du nombre de cellules en apoptose dans le pancréas des souris transgéniques comparé à leurs contrôles. L'expression du transgène a aussi eu pour effet de retarder la survenue d'un diabète franc dans le fond génétique NOD, un modèle génétique de diabète de type 1 auto-immun, ainsi que de retarder la survenue d'une hyperglycémie dans un modèle murin de diabète de type 2 induit par l'obésité. Dans plusieurs des modèles animaux étudiés, nous avons pu montrer que le fragment Ν protégeait les cellules en activant la kinase protectrice Akt ainsi qu'en bloquant le facteur délétère NFKB. La perspective d'utiliser le fragment Ν comme outil thérapeutique dépendra de notre capacité à activer les signaux protecteurs induits par le fragment Ν depuis l'extérieur de la cellule ou de dériver des peptides perméables aux cellules possédant les propriétés du fragment

Calpain 3, the "gatekeeper" of proper sarcomere assembly, turnover and maintenance.

Calpain 3 is a member of the calpain family of calcium-dependent intracellular proteases. Thirteen years ago it was discovered that mutations in calpain 3 (CAPN3) result in an autosomal recessive and progressive form of limb girdle muscular dystrophy called limb girdle muscular dystrophy type 2A. While calpain 3 mRNA is expressed at high levels in muscle and appears to have some role in developmental processes, muscles of patients and mice lacking calpain 3 still form apparently normal muscle during prenatal development; thus, a functional calpain 3 protease is not mandatory for muscle to form in vivo but it is a pre-requisite for muscle to remain healthy. Despite intensive research in this field, the physiological substrates of the calpain 3 protein (hereafter referred to as CAPN3) and its alternatively spliced isoforms remain elusive. The existence of these multiple isoforms complicates the search for the physiological functions of CAPN3 and its pathophysiological role. In this review, we summarize the genetic and biochemical evidence that point to loss of function of the full-length isoform of CAPN3, also known as p94, as the pathogenic isoform. We also argue that its natural substrates must reside in its proximity within the sarcomere where it is stored in an inactive state anchored to titin. We further propose that CAPN3 has many attributes that make it ideally suited as a sensor of sarcomeric integrity and function, involved in its repair and maintenance. Loss of these CAPN3-mediated activities can explain the "progressive" development of muscular dystrophy.

Calpain 3, the "gatekeeper" of proper sarcomere assembly, turnover and maintenance.

Calpain 3 is a member of the calpain family of calcium-dependent intracellular proteases. Thirteen years ago it was discovered that mutations in calpain 3 (CAPN3) result in an autosomal recessive and progressive form of limb girdle muscular dystrophy called limb girdle muscular dystrophy type 2A. While calpain 3 mRNA is expressed at high levels in muscle and appears to have some role in developmental processes, muscles of patients and mice lacking calpain 3 still form apparently normal muscle during prenatal development; thus, a functional calpain 3 protease is not mandatory for muscle to form in vivo but it is a pre-requisite for muscle to remain healthy. Despite intensive research in this field, the physiological substrates of the calpain 3 protein (hereafter referred to as CAPN3) and its alternatively spliced isoforms remain elusive. The existence of these multiple isoforms complicates the search for the physiological functions of CAPN3 and its pathophysiological role. In this review, we summarize the genetic and biochemical evidence that point to loss of function of the full-length isoform of CAPN3, also known as p94, as the pathogenic isoform. We also argue that its natural substrates must reside in its proximity within the sarcomere where it is stored in an inactive state anchored to titin. We further propose that CAPN3 has many attributes that make it ideally suited as a sensor of sarcomeric integrity and function, involved in its repair and maintenance. Loss of these CAPN3-mediated activities can explain the "progressive" development of muscular dystrophy.

Evolution of the P-type II ATPase gene family in the fungi and presence of structural genomic changes among isolates of Glomus intraradices.

BACKGROUND: The P-type II ATPase gene family encodes proteins with an important role in adaptation of the cell to variation in external K+, Ca2+ and Na2+ concentrations. The presence of P-type II gene subfamilies that are specific for certain kingdoms has been reported but was sometimes contradicted by discovery of previously unknown homologous sequences in newly sequenced genomes. Members of this gene family have been sampled in all of the fungal phyla except the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF; phylum Glomeromycota), which are known to play a key-role in terrestrial ecosystems and to be genetically highly variable within populations. Here we used highly degenerate primers on AMF genomic DNA to increase the sampling of fungal P-Type II ATPases and to test previous predictions about their evolution. In parallel, homologous sequences of the P-type II ATPases have been used to determine the nature and amount of polymorphism that is present at these loci among isolates of Glomus intraradices harvested from the same field. RESULTS: In this study, four P-type II ATPase sub-families have been isolated from three AMF species. We show that, contrary to previous predictions, P-type IIC ATPases are present in all basal fungal taxa. Additionally, P-Type IIE ATPases should no longer be considered as exclusive to the Ascomycota and the Basidiomycota, since we also demonstrate their presence in the Zygomycota. Finally, a comparison of homologous sequences encoding P-type IID ATPases showed unexpectedly that indel mutations among coding regions, as well as specific gene duplications occur among AMF individuals within the same field. CONCLUSION: On the basis of these results we suggest that the diversification of P-Type IIC and E ATPases followed the diversification of the extant fungal phyla with independent events of gene gains and losses. Consistent with recent findings on the human genome, but at a much smaller geographic scale, we provided evidence that structural genomic changes, such as exonic indel mutations and gene duplications are less rare than previously thought and that these also occur within fungal populations.

Study of Type 'A' Asphaltic Concrete Surface Mix Design, R-232, 1968

In some asphaltic concrete mixes asphalt absorption in field mixes is difficult to predict by the routine mix design tests presently being used. Latent or slow absorption in hot mixes is hard to compensate for in field control due to aggregate gradations being near maximum density. If critical asphalt need could be changed by increasing voids in the mineral aggregate so that more freedom could be exercised in compensating for the absorption, this may aid in design. The voids in the mineral aggregate can be related to composite gradation of total aggregate in a mixture, i.e. if a composite gradation of aggregate is finer than that of maximum density curve, the V.M.A. will be greater than that of a mix of maximum density. The typical gradation of Iowa Type 'A' mixes is finer than a gradation which is near the centerline of the specification at sieves larger than the No. 30 and coarser at the lower sieve sizes. The mixes of the typical gradation will have higher V.M.A. than those of the near centerline mixes. By studying properties of the mixes of the typical gradation and comparing them with those of the mixes of maximum density, it may aid in the modification and simplification of our present testing methods and specification requirements while still maintaining control of quality of the mix by controlling voids, stability, gradation and asphalt content.

Defining molecular components of symbiotic phosphate uptake in rice

Phosphate (Pi) acquisition of crops via arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis acquires increasing importance due to the limited rock Pi reserves and the demand for environmentally sustainable agriculture. However, the symbiotic Pi uptake machinery has not been characterized in any monocotyledonous plant species. Among these, rice is the primary staple food for more than half of the human population and thus central for future food security. However, the relevance of the AM symbiosis for rice Pi nutrition is presently unclear. Here, we show that 70% of the overall Pi acquired by rice is delivered via the symbiotic route. To better understand this pathway we combined genetic, molecular and physiological approaches to determine the specific functions of the two rice Pi transporters, PT11 and PT13, which are expressed only during AM symbiosis. The PT11 lineage of proteins is present in mono- and dicotyledons whereas PT13, while found across the Poaceae, is absent from dicotyledons. Surprisingly, mutations in either PT11 or PT13 affected fungal colonization and arbuscule formation demonstrating that both genes are essential for AM symbiosis between rice and Glomus intra.rad.ices. Importantly, for symbiotic Pi uptake, only PT11 is necessary and sufficient. We found that mycorrhizal rice, remarkably, received almost all Pi via the symbiotic route. Such dominating mycorrhizal Pi uptake was found in plants grown under controlled conditions as well as in field soils, suggesting that the AM symbiosis is relevant for the Pi nutrition of field grown rice. Development of smaller arbuscules in PT11 mutants suggested that symbiotic Pi signaling is required for fungal nourishment by the plant. However, co-culture of mutant with wild type nurse plants did not restore normal arbuscule size in mutant roots, indicating that other factors than malnutrition accounted for the altered arbuscule phenotype. Surprisingly, the loss of PT13 did not affect symbiotic Pi uptake although it impacted arbuscule morphology, suggesting that PT13 is involved in signaling during arbuscule development. However, induction of PT13 was not only monitored in arbusculated cells but also in inner cortex cells of non-inoculated roots of plants grown under high Pi fertilization conditions. According to preliminary observations, PT13 localized at the tonoplast in arbusculated and non-arbusculated cells, suggesting that it might be involved in transporting Pi into the vacuole, possibly for maintaining cellular Pi homeostasis. The further investigation showed that fungal colonization level was significantly affected in the crown roots of two ptlS mutant alleles, but not in large lateral roots, implying the possible role of PT13 for maintaining Pi homeostasis in the crown roots. - L'acquisition de phosphate (Pi) par les plantes cultivées s'effectue grâce à une symbiose mycorhizienne arbasculaire (AM). L'étude de cette symbiose devient fondamentale puisque d'une part, les réserves en phosphate minéral sont limitées, et, d'autre part, la demande pour une agriculture écologiquement soutenable se renforce. La machinerie d'absorption symbiotique du phosphate n'est cependant pas encore élucidée chez les plantes monocotylédones. Parmi celles-ci, le riz occupe une place primordiale. Aliment de base pour plus de la moitié de la population mondiale, il revêt de ce fait une dimension essentielle en termes de sécurité alimentaire. Pourtant, l'importance de la symbiose AM chez le riz dans le processus d'acquisition du phosphate n'est, encore de nos jours, que peu comprise. Dans cette étude, nous montrons que 70% du phosphate acquis par le riz est mis à disposition de la plante grâce à la symbiose AM. Afin de mieux comprendre ce mécanisme, nous avons employé des approches physiologiques et génétiques nous permettant de déterminer les fonctions spécifiques de deux transporteurs de Pi, PT11 et PT13, présents chez le riz et exprimés uniquement durant la symbiose AM. La famille de gènes à laquelle appartient PT11 est présente chez les monocotylédones ainsi que chez les dicotylédones tandis que PT13, bien que retrouvé au sein des Poaceae, est absent chez les dicotylédones. Etonnamment, des versions mutées de PT11 ou de PT13 affectent la colonisation par le champignon endo-mycorhizien ainsi que la formation d'arbuscules, démontrant l'importance de ces deux gènes dans la symbiose AM entre le riz et Glomus intraradices. Il est à noter que seul PT11 se révèle nécessaire et suffisant pour l'apport de Pi grâce à la symbiose. Nous avons observé que la presque totalité du phosphate dont dispose le riz lors d'une symbiose AM provient du champignon. De telles proportions ont été observées tant chez des plantes cultivées en conditions contrôlées que chez des plantes cultivées dans les champs. Cela suggère l'importance de la symbiose AM dans le processus d'acquisition du Pi chez le riz cultivé à l'extérieur. Le développement d'arbuscules plus petits chez le mutant PT11 tend à montrer qu'une voie signalétique impliquant le Pi symbiotique est nécessaire pour l'entretien du champignon par la plante. Toutefois, une co-culture du mutant avec des plantes sauvages ne permet pas de restaurer des arbuscules de taille normale dans les racines du mutant. Ce résultat indique le rôle de facteurs autres que la malnutrition aboutissant à la formation d'arbuscules altérés. Si la perte de PT13 n'affecte pas l'acquisition de phosphate symbiotique, la morphologie de l'arbuscule est, quant à elle, modifiée. Ceci suggère un rôle de PT13 durant le développement de l'arbuscule. Or, l'induction de PT13 est non seulement détectée dans des cellules contenant des arbuscules mais également dans des cellules du cortex, ceci chez des plantes cultivées sans champignon mais dans des conditions de fortes concentrations en engrais phosphaté. En accord avec des observations précédentes, PT13 est localisé au niveau du tonoplaste des cellules contenant ou non des arbuscules. Ceci suggère que PT13 pourrait être impliqué dans le transport du Pi vers la vacuole, éventuellement pour maintenir une certaine homéostasie du phosphate. Dans cette étude, nous démontrons également que le niveau de colonisation par le champignon est affecté de manière significative dans les racines principales des deux allèles du mutants ptl3, mais pas dans les grosses racines latérales. Cela impliquerait un rôle possible de PT13 dans le maintien de l'homéostasie du phosphate dans les racines principales. RESUME POUR UN LARGE PUBLIC Le phosphate (Pi), l'un des éléments minéraux essentiel au développement des plantes, se trouve généralement en faible quantité dans le sol, limitant ainsi la croissance des plantes. Le rendement de la production agricole dépend dès lors de l'addition d'engrais contenant du phosphate inorganique (Pi), obtenu à partir de ressources minières riches en phosphate. Or, ces ressources devraient être épuisées d'ici la fin du siècle. Les racines des plantes possèdent des transporteurs de phosphate efficaces leur permettant d'acquérir rapidement le Pi présent dans le sol. Comme le Pi s'avère immobile dans le sol, l'absorption rapide par les racines crée des zones pauvres en Pi autour des systèmes racinaires. Pour surmonter cet obstacle, les plantes ont développé une symbiose avec des champignons endomycorhiziens, la symbiose mycorhizienne arbusculaire (AM). Cette association leur donne accès à d'autres ressources en phosphate puisque le mycélium de ces champignons se développe sur une surface 100 fois supérieure à celle des racines. Cela augmente considérablement la surface de nutrition, dépassant ainsi la zone appauvrie en Pi. Le phosphate, transporté grâce au champignon jusqu'à l'intérieur des racines, est fourni à la plante par le biais de structures établies à l'intérieur des cellules végétales, appelées arbuscules. De leur côté, les plantes possèdent des transporteurs spécifiques afin de recevoir le Pi fourni par les champignons. A l'heure actuelle, la machinerie nécessaire à cette absorption a été uniquement décrite chez des plantes dicotylédones. Or, comprendre l'apport de phosphate par les champignons mycorhiziens s'avère particulièrement pertinent dans le cas des espèces monocotylédones cultivées telles que les céréales. Ces dernières constituent en effet la majeure partie de l'alimentation humaine. Parmi les céréales, le riz demeure l'aliment de base de la population mondiale, d'où son importance en terme de sécurité alimentaire. Durant mon travail de thèse, j'ai identifié et caractérisé le transporteur du riz impliqué dans l'apport de phosphate par ce type de symbiose AM. J'ai également démontré que le riz, lorsqu'il vit en symbiose, bénéficie de la presque totalité du Pi transporté par le champignon. Environ 40% de la production globale de riz est cultivée dans des conditions permettant la symbiose avec des mycorhizes arbusculaires. Les variétés de riz adaptées à ces conditions aérobiques deviennent des alternatives favorables aux cultivars actuels nécessitant une forte irrigation. Elles se révèlent en effet plus tolérantes aux pénuries d'eau et permettent l'utilisation de pratiques agricoles moins intensives. Les données présentées dans cette étude enrichissent nos connaissances concernant l'absorption du phosphate chez le riz grâce à la symbiose AM. Ces connaissances peuvent s'avérer décisives pour le développement de cultivars du riz plus adaptés à une agriculture écologiquement soutenable.

Novel action of a wake-promoting neuropeptide in hippocampus : inhibition of nmda receptor function at excitatory synapses through orexin-a

One of the most intriguing functions of the brain is the ability to learn and memorize. The mechanism through which memory and learning are expressed requires the activation of NMDA receptors (NMDARs). These molecular entities are placed at the postsynaptic density of excitatory synapses and their function is tightly controlled by the actions of several modulators at the extracellular, intracellular and pore sites. A large part of the intracellular modulation comes from the action of G-protein coupled receptors (GPCRs). Through intracellular cascades typically involving kinases and phosphatases, GPCRs potentiate or inhibit NMDARs, controlling the conductive state but also the trafficking within the synapse. The GPCRs are involved in the modulation of a variety of brain functions. Many of them control cognition, memory and learning performance, therefore, their effects on NMDARs are extensively studied. The orexinergic system signals through GPCRs and it is well known for the regulation of waking, feeding, reward and autonomic functions. Moreover, it is involved in potentiating hippocampus-related cognitive tasks. Orexin receptors and fibers are present within the hippocampus, but whether these directly modulate hippocampal cells and synapses has not yet been determined. During my thesis, I studied orexinergic actions on excitatory synaptic transmission via whole-cell patch-clamp recordings in rat acute hippocampal slices. I observed that exogenously applied orexin-A (ox-A) exerted a strong inhibitory action on NMDAR-mediated synaptic potentials at mossy fiber (MF)-CA3 synapses, by postsynaptically activating orexin-2 receptors, a minor inhibition at Schaffer collateral-CAl synapses and did not affect other synapses with the CA3 area. Moreover, I demonstrated that the susceptibility of NMDARs to ox- A depends on the tone of endogenous orexin known to fluctuate during the day-night cycle. In fact, in slices prepared during the active period of the rats, when endogenous orexin levels are high, NMDAR-currents were not affected by exogenously applied ox-A. The inhibitory effect of ox-A was, however, reverted when interfering with the orexinergic system through intraperitoneal injections of almorexant, a dual orexin receptor antagonist, during the active phase prior to slice preparation. This thesis work suggests that the orexinergic system regulates NMDAR-dependent information flow through select hippocampal pathways depending on the time-of-day. The specific orexinergic modulation of NMDARs at MFs dampens the excitability of the hippocampal circuit and could impede the mechanisms related to memory formation, possibly also following extended periods of waking. -- La capacité d'apprentissage et de mémorisation est une des fonctions les plus intrigantes de notre cerveau. Il a été montré qu'elles requièrent l'activation des récepteurs NMDA (NMDARs). Ces entités moléculaires sont présentes au niveau de la densité post-synaptique des synapses excitatrices et leur fonction est étroitement contrôlée par l'action de nombreux modulateurs au niveau extracellulaire, intracellulaire et membranaire de ces récepteurs. Une grande partie de la modulation intracellulaire s'effectue via l'action de récepteurs couplés aux protéines G (GPCRs). Grace à leurs cascades intracellulaires typiquement impliquant des kinases et des phosphatases, les GPCRs favorisent l'activation ou l'inhibition des NMDARs, contrôlant ainsi leur perméabilité mais aussi leur mouvement à la synapse. Les GPCRs sont impliquées dans de nombreuses fonctions cérébrales telles que la cognition, la mémoire ainsi que la capacité d'apprentissage c'est pour cela que leurs effets sur les NMDARs sont très étudiés. Le système orexinergique fait intervenir ces GPCRs et est connu par son rôle dans la régulation de fonctions physiologiques telles que l'éveil, la prise alimentaire, la récompense ainsi que d'autres fonctions du système nerveux autonome. De plus, ce système est impliqué dans la régulation de tâches cognitives liées à l'hippocampe. Bien que les fibres et les récepteurs à l'orexine soient présents dans l'hippocampe, leur mécanisme d'action sur les cellules et les synapses de l'hippocampe n'a pas encore été élucidé. Durant ma thèse, je me suis intéressée aux effets de l'orexine sur la transmission synaptique excitatrice en utilisant la méthode d'enregistrement en patch-clamp en configuration cellule entière sur des tranches aiguës d'hippocampes de rats. J'ai observé que l'application exogène d'orexine A d'une part inhibe fortement les courants synaptiques dépendants de l'activation des NMDARs au niveau de la synapse entre les fibres moussues et CA3 via l'activation post-synaptique des orexine récepteurs 2 mais d'autre part n'inhibe que de façon mineure la synapse entre les collatérales de Schaffer et CAI et n'affecte pas les autres synapses impliquant CA3. J'ai également démontré que la sensibilité des NMDARs à l'orexine A dépend de sa concentration endogène qui fluctue durant le cycle éveil-sommeil. En effet, lorsque les coupes d'hippocampes sont préparées durant la période active de l'animal correspondant à un niveau endogène d'orexine élevé, l'application exogène d'orexine A n'a aucun effet sur les courants dépendants de l'activation des NMDARs. Cependant, l'injection dans le péritoine, durant la phase active de l'animal, d'un antagoniste des orexine récepteurs, l'almorexant, va supprimer l'effet inhibiteur de l'orexine A. Les résultats de ma thèse suggèrent donc que le système orexinergique module les informations véhiculées par les NMDARs via des voies de signalisation sélectives de l'hippocampe en fonction du moment de la journée. La modulation orexinergique des NMDARs au niveau des fibres moussues diminue ainsi l'excitabilité du circuit hippocampal et pourrait entraver les mécanismes liés à la formation de la mémoire, potentiellement après de longues périodes d'éveil.

BMP-2 and TGF-beta1 differentially control expression of type II procollagen and alpha 10 and alpha 11 integrins in mouse chondrocytes.

Bone morphogenetic protein (BMP)-2 and transforming growth factor (TGF)-beta1 are multifunctional cytokines both proposed as stimulants for cartilage repair. Thus it is crucial to closely examine and compare their effects on the expression of key markers of the chondrocyte phenotype, at the gene and protein level. In this study, the expression of alpha 10 and alpha 11 integrin subunits and the IIA/IIB spliced forms of type II procollagen have been monitored for the first time in parallel in the same in vitro model of mouse chondrocyte dedifferentiation/redifferentiation. We demonstrated that TGF-beta1 stimulates the expression of the non-chondrogenic form of type II procollagen, IIA isoform, and of a marker of mesenchymal tissues, i.e. the alpha 11 integrin subunit. On the contrary, BMP-2 stimulates the cartilage-specific form of type II procollagen, IIB isoform, and a specific marker of chondrocytes, i.e. the alpha 10 integrin subunit. Collectively, our results demonstrate that BMP-2 has a better capability than TGF-beta1 to stimulate chondrocyte redifferentiation and reveal that the relative expressions of type IIB to type IIA procollagens and alpha 10 to alpha 11 integrin subunits are good markers to define the differentiation state of chondrocytes. In addition, adenoviral expression of Smad6, an inhibitor of BMP canonical Smad signaling, did not affect expression of total type II procollagen or the ratio of type IIA and type IIB isoforms in mouse chondrocytes exposed to BMP-2. This result strongly suggests that signaling pathways other than Smad proteins are involved in the effect of BMP-2 on type II procollagen expression.

A system-level, molecular evolutionary analysis of mammalian phototransduction

Visual perception is initiated in the photoreceptor cells of the retina via the phototransduction system.This system has shown marked evolution during mammalian divergence in such complex attributes as activation time and recovery time. We have performed a molecular evolutionary analysis of proteins involved in mammalianphototransduction in order to unravel how the action of natural selection has been distributed throughout thesystem to evolve such traits. We found selective pressures to be non-randomly distributed according to both a simple protein classification scheme and a protein-interaction network representation of the signaling pathway. Proteins which are topologically central in the signaling pathway, such as the G proteins, as well as retinoid cycle chaperones and proteins involved in photoreceptor cell-type determination, were found to be more constrained in their evolution. Proteins peripheral to the pathway, such as ion channels and exchangers, as well as the retinoid cycle enzymes, have experienced a relaxation of selective pressures. Furthermore, signals of positive selection were detected in two genes: the short-wave (blue) opsin (OPN1SW) in hominids and the rod-specific Na+/Ca2+,K+ ion exchanger (SLC24A1) in rodents. The functions of the proteins involved in phototransduction and the topology of the interactions between them have imposed non-random constraints on their evolution. Thus, in shaping or conserving system-level phototransduction traits, natural selection has targeted the underlying proteins in a concerted manner.

Uniform estimates in the Poincare-Aronszajn theorem on the separation of singularities of analytic functions

We study the possibility of splitting any bounded analytic function $f$ with singularities in a closed set $E\cup F$ as a sum of two bounded analytic functions with singularities in $E$ and $F$ respectively. We obtain some results under geometric restrictions on the sets $E$ and $F$ and we provide some examples showing the sharpness of the positive results.