Predictors of functional recovery in patients admitted to geriatric postacute rehabilitation.

OBJECTIVE: To examine characteristics associated with functional recovery in older patients undergoing postacute rehabilitation. DESIGN: Observational study. SETTING: Postacute rehabilitation facility. PARTICIPANTS: Patients (N=2754) aged ≥65 years admitted over a 4-year period. INTERVENTIONS: Not applicable. MAIN OUTCOME MEASURE: Functional status was assessed at admission and again at discharge. Functional recovery was defined as achieving at least 30% improvement on the Barthel Index score from admission compared with the maximum possible room for improvement. RESULTS: Patients who achieved functional recovery (70.3%) were younger and were more likely to be women, live alone, and be without any formal home care before admission, and they had fewer chronic diseases (all P<.01). They also had better cognitive status and a higher Barthel Index score both at admission (mean ± SD, 63.3±18.0 vs 59.6±24.7) and at discharge (mean ± SD, 86.8±10.4 vs 62.2±22.9) (all P<.001). In multivariate analysis, patients <75 years of age (adjusted odds ratio [OR]=1.51; 95% confidence interval [CI], 1.16-1.98; P=.003), women (adjusted OR=1.24; 95% CI, 1.01-1.52; P=.045), patients living alone (adjusted OR=1.61; 95% CI, 1.31-1.98; P<.001), and patients without in-home help prior to admission (adjusted OR=1.39; 95% CI, 1.15-1.69; P=.001) remained at increased odds of functional recovery. In addition, compared with those with moderate-to-severe cognitive impairment (Mini-Mental State Examination score <18), patients with mild-to-moderate impairment (Mini-Mental State Examination score 19-23) and those cognitively intact also had increased odds of functional recovery (adjusted OR=1.56; 95% CI, 1.13-2.15; P=.007; adjusted OR=2.21; 95% CI, 1.67-2.93; P<.001, respectively). CONCLUSIONS: Apart from sociodemographic characteristics, cognition is the strongest factor that identifies older patients more likely to improve during postacute rehabilitation. Further study needs to determine how to best adapt rehabilitation processes to better meet the specific needs of this population and optimize their outcome.

Age and size structure of gap-dynamic, old-growth boreal forest stands in Newfoundland

[Abstract]

Association of biomarkers of lipid modification with functional and morphological indices of coronary stenosis severity in stable coronary artery disease.

Biomarkers of blood lipid modification and oxidative stress have been associated with increased cardiovascular morbidity. We sought to determine whether these biomarkers were related to functional indices of stenosis severity among patients with stable coronary artery disease. We studied 197 consecutive patients with stable coronary artery disease due to single vessel disease. Fractional flow reserve (FFR) ≤ 0.80 was assessed as index of a functionally significant lesion. Serum levels of secretory phospholipase A2 (sPLA2) activity, secretory phospholipase A2 type IIA (sPLA2-IIA), myeloperoxydase (MPO), lipoprotein-associated phospholipase A2 (Lp-PLA2), and oxidized low-density lipoprotein (OxLDL) were assessed using commercially available assays. Patients with FFR > 0.8 had higher sPLA2 activity, sPLA2 IIA, and OxLDL levels than patients with FFR ≤ 0.8 (21.25 [16.03-27.28] vs 25.85 [20.58-34.63] U/mL, p < 0.001, 2.0 [1.5-3.4] vs 2.6 [2.0-3.4] ng/mL, p < 0.01; and 53.0 [36.0-71.0] vs 64.5 [50-89.25], p < 0.001 respectively). Patients with FFR > 0.80 had similar Lp-PLA2 and MPO levels versus those with FFR ≤ 0.8. sPLA2 activity, sPLA2 IIA significantly increased area under the curve over baseline characteristics to predict FFR ≤ 0.8 (0.67 to 0.77 (95 % confidence interval [CI]: 0.69-0.85) p < 0.01 and 0.67 to 0.77 (95 % CI: 0.69-0.84) p < 0.01, respectively). Serum sPLA2 activity as well as sPLA2-IIA level is related to functional characteristics of coronary stenoses in patients with stable coronary artery disease.

Energy gap in the aetiology of body weight gain and obesity: a challenging concept with a complex evaluation and pitfalls.

The concept of energy gap(s) is useful for understanding the consequence of a small daily, weekly, or monthly positive energy balance and the inconspicuous shift in weight gain ultimately leading to overweight and obesity. Energy gap is a dynamic concept: an initial positive energy gap incurred via an increase in energy intake (or a decrease in physical activity) is not constant, may fade out with time if the initial conditions are maintained, and depends on the 'efficiency' with which the readjustment of the energy imbalance gap occurs with time. The metabolic response to an energy imbalance gap and the magnitude of the energy gap(s) can be estimated by at least two methods, i.e. i) assessment by longitudinal overfeeding studies, imposing (by design) an initial positive energy imbalance gap; ii) retrospective assessment based on epidemiological surveys, whereby the accumulated endogenous energy storage per unit of time is calculated from the change in body weight and body composition. In order to illustrate the difficulty of accurately assessing an energy gap we have used, as an illustrative example, a recent epidemiological study which tracked changes in total energy intake (estimated by gross food availability) and body weight over 3 decades in the US, combined with total energy expenditure prediction from body weight using doubly labelled water data. At the population level, the study attempted to assess the cause of the energy gap purported to be entirely due to increased food intake. Based on an estimate of change in energy intake judged to be more reliable (i.e. in the same study population) and together with calculations of simple energetic indices, our analysis suggests that conclusions about the fundamental causes of obesity development in a population (excess intake vs. low physical activity or both) is clouded by a high level of uncertainty.

Subjective mental time: the functional architecture of projecting the self to past and future.

Abstract Human experience takes place in the line of mental time (MT) created through 'self-projection' of oneself to different time-points in the past or future. Here we manipulated self-projection in MT not only with respect to one's life events but also with respect to one's faces from different past and future time-points. Behavioural and event-related functional magnetic resonance imaging activity showed three independent effects characterized by (i) similarity between past recollection and future imagination, (ii) facilitation of judgements related to the future as compared with the past, and (iii) facilitation of judgements related to time-points distant from the present. These effects were found with respect to faces and events, and also suggest that brain mechanisms of MT are independent of whether actual life episodes have to be re-experienced or pre-experienced, recruiting a common cerebral network including the anteromedial temporal, posterior parietal, inferior frontal, temporo-parietal and insular cortices. These behavioural and neural data suggest that self-projection in time is a fundamental aspect of MT, relying on neural structures encoding memory, mental imagery and self.

Gap Tuition Program, FY2014,

The Gap Tuition program was established to provide funding to community colleges for need-based tuition assistance to applicants for completion of continuing education certificate training programs for in-demand occupations.

Biomarkers for the assessment of chlorpyrifos effects on earthworms and on soil functional parameters

The objective of this work was to evaluate the effects of chlorpyrifos on earthworms and on soil functional parameters. An integrated laboratory-field study was performed in a wheat field in Argentina, sprayed with chlorpyrifos at two recommended application rates (240 or 960 g ha-1 style='vertical-align:baseline'> a.i.). Laboratory tests included neutral red retention time, comet assay (single cell gel electrophoresis), and avoidance behavior, each using the earthworm Eisenia andrei exposed in soil collected 1 or 14 days after pesticide application, and the bait-lamina test. Field tests assessed organic matter breakdown using the litterbag and bait-lamina assays. Earthworm populations in the field were assessed using formalin application and hand-sorting. The neutral red retention time and comet assays were sensitive biomarkers to the effects of chlorpyrifos on the earthworm E. andrei; however, the earthworm avoidance test was not sufficiently robust to assess these effects. Feeding activity of soil biota, assessed by the bait lamina test, was significantly inhibited by chlorpyrifos after 97 days, but recovered by the 118th day of the test. Litterbag test showed no significant differences in comparison to controls. Earthworm abundance in the field was too low to adequately test the sensitivity of this assessment endpoint.

Composition and functional groups of epiedaphic ants (Hymenoptera: Formicidae) in irrigated agroecosystem and in nonagricultural areas

The objective of this work was to evaluate the species composition and functional groups of ants in nonagricultural (NA) and in irrigated areas (S, seasonal irrigation; P, irrigation with well water; W, irrigation with wastewater) in an arid agricultural region in central Mexico, throughout 2005 and 2006. A total of 52,358 ants belonging to 6 subfamilies, 21 genera and 39 species was collected using pitfall traps. The species best represented in all plots were: Forelius pruinosus, Pheidole obtusospinosa, Monomorium minimum and Dorymyrmex spp. NA plots recorded the highest density of ants. The highest values for diversity (H') and equitativity (J') were recorded in NA and P plots, while the lowest were recorded in W plots. Cluster analysis showed two different groups regarding species composition: NA-S and W-P. Functional groups recorded were: dominant Dolichoderinae, three species; subordinate Camponotini, five species; hot climate specialists, three species; tropical climate specialists, seven species; cold climate specialists, five species; cryptic species, one species; opportunists, six species; generalized Myrmicinae, nine species. Agricultural activity affects the structure of the ant community with epiedaphic forage, and the constant use of irrigation wastewater in conjunction with intense agricultural practices has negative effect upon species richness of epiedaphic ants.

Phenotypic and functional analysis of human fetal liver hematopoietic stem cells in culture.

Steady-state hematopoiesis and hematopoietic transplantation rely on the unique potential of stem cells to undergo both self-renewal and multilineage differentiation. Fetal liver (FL) represents a promising alternative source of hematopoietic stem cells (HSCs), but limited by the total cell number obtained in a typical harvest. We reported that human FL nonobese diabetic/severe combined immunodeficient (NOD/SCID) repopulating cells (SRCs) could be expanded under simple stroma-free culture conditions. Here, we sought to further characterize FL HSC/SRCs phenotypically and functionally before and following culture. Unexpanded or cultured FL cell suspensions were separated into various subpopulations. These were tested for long-term culture potential and for in vivo repopulating function following transplantation into NOD/SCID mice. We found that upon culture of human FL cells, a tight association between classical stem cell phenotypes, such as CD34(+) /CD38(-) and/or side population, and NOD/SCID repopulating function was lost, as observed with other sources. Although SRC activity before and following culture consistently correlated with the presence of a CD34(+) cell population, we provide evidence that, contrary to umbilical cord blood and adult sources, stem cells present in both CD34(+) and CD34(-) FL populations can sustain long-term hematopoietic cultures. Furthermore, upon additional culture, CD34-depleted cell suspensions, devoid of SRCs, regenerated a population of CD34(+) cells possessing SRC function. Our studies suggest that compared to neonatal and adult sources, the phenotypical characteristics of putative human FL HSCs may be less strictly defined, and reinforce the accumulated evidence that human FL represents a unique, valuable alternative and highly proliferative source of HSCs for clinical applications.

ACID-SENSING ION CHANNELS: functional and molecular characterization in putative nociceptors, and modulation by nerve injury and serine protease

Résumé Les canaux ioniques ASICs (acid-sensing ion channels) appartiennent à la famille des canaux ENaC/Degenerin. Pour l'instant, quatre gènes (1 à 4) ont été clonés dont certains présentent des variants d'épissage. Leur activation par une acidification rapide du milieu extracellulaire génère un courant entrant transitoire essentiellement sodique accompagné pour certains types d'ASICs d'une phase soutenue. Les ASICs sont exprimés dans le système nerveux, central (SNC) et périphérique (SNP). On leur attribue un rôle dans l'apprentissage, la mémoire et l'ischémie cérébrale au niveau central ainsi que dans la nociception (douleur aiguë et inflammatoire) et la méchanotransduction au niveau périphérique. Toutefois, les données sont parfois contradictoires. Certaines études suggèrent qu'ils sont des senseurs primordiaux impliqués dans la détection de l'acidification et la douleur. D'autres études suggèrent plutôt qu'ils ont un rôle modulateur inhibiteur dans la douleur. De plus, le fait que leur activation génère majoritairement un courant transitoire alors que les fibres nerveuses impliquées dans la douleur répondent à un stimulus nocif avec une adaptation lente suggère que leurs propriétés doivent être modulés par des molécules endogènes. Dans une première partie de ma thèse, nous avons abordé la question de l'expression fonctionnelle des ASICs dans les neurones sensoriels primaires afférents du rat adulte pour clarifier le rôle des ASICs dans les neurones sensoriels. Nous avons caractérisé leurs propriétés biophysiques et pharmacologiques par la technique du patch-clamp en configuration « whole-cell ». Nous avons pu démontrer que près de 60% des neurones sensoriels de petit diamètre expriment des courants ASICs. Nous avons mis en évidence trois types de courant ASIC dans ces neurones. Les types 1 et 3 ont des propriétés compatibles avec un rôle de senseur du pH alors que le type 2 est majoritairement activé par des pH inférieurs à pH6. Le type 1 est médié par des homomers de la sous-unité ASIC1 a qui sont perméables aux Ca2+. Nous avons étudié leur co-expression avec des marqueurs des nocicepteurs ainsi que la possibilité d'induire une activité neuronale suite à une acidification qui soit dépendante des ASICs. Le but était d'associer un type de courant ASIC avec une fonction potentielle dans les neurones sensoriels. Une majorité des neurones exprimant les courants ASIC co-expriment des marqueurs des nocicepteurs. Toutefois, une plus grande proportion des neurones exprimant le type 1 n'est pas associée à la nociception par rapport aux types 2 et 3. Nous avons montré qu'il est possible d'induire des potentiels d'actions suite à une acidification. La probabilité d'induction est proportionnelle à la densité des courants ASIC et à l'acidité de la stimulation. Puis, nous avons utilisé cette classification comme un outil pour appréhender les potentielles modulations fonctionnelles des ASICs dans un model de neuropathie (spared nerve injury). Cette approche fut complétée par des expériences de «quantitative RT-PCR ». En situation de neuropathie, les courants ASIC sont dramatiquement changés au niveau de leur expression fonctionnelle et transcriptionnelle dans les neurones lésés ainsi que non-lésés. Dans une deuxième partie de ma thèse, suite au test de différentes substances sécrétées lors de l'inflammation et l'ischémie sur les propriétés des ASICs, nous avons caractérisé en détail la modulation des propriétés des courants ASICs notamment ASIC1 par les sérines protéases dans des systèmes d'expression recombinants ainsi que dans des neurones d'hippocampe. Nous avons montré que l'exposition aux sérine-protéases décale la dépendance au pH de l'activation ainsi que la « steady-state inactivation »des ASICs -1a et -1b vers des valeurs plus acidiques. Ainsi, l'exposition aux serine protéases conduit à une diminution du courant quand l'acidification a lieu à partir d'un pH7.4 et conduit à une augmentation du courant quand l'acidification alleu à partir d'un pH7. Nous avons aussi montré que cette régulation a lieu des les neurones d'hippocampe. Nos résultats dans les neurones sensoriels suggèrent que certains courants ASICs sont impliqués dans la transduction de l'acidification et de la douleur ainsi que dans une des phases du processus conduisant à la neuropathie. Une partie des courants de type 1 perméables au Ca 2+ peuvent être impliqués dans la neurosécrétion. La modulation par les sérines protéases pourrait expliquer qu'en situation d'acidose les canaux ASICs soient toujours activables. Résumé grand publique Les neurones sont les principales cellules du système nerveux. Le système nerveux est formé par le système nerveux central - principalement le cerveau, le cervelet et la moelle épinière - et le système nerveux périphérique -principalement les nerfs et les neurones sensoriels. Grâce à leur nombreux "bras" (les neurites), les neurones sont connectés entre eux, formant un véritable réseau de communication qui s'étend dans tout le corps. L'information se propage sous forme d'un phénomène électrique, l'influx nerveux (ou potentiels d'actions). A la base des phénomènes électriques dans les neurones il y a ce que l'on appelle les canaux ioniques. Un canal ionique est une sorte de tunnel qui traverse l'enveloppe qui entoure les cellules (la membrane) et par lequel passent les ions. La plupart de ces canaux sont normalement fermés et nécessitent d'être activés pour s'ouvrire et générer un influx nerveux. Les canaux ASICs sont activés par l'acidification et sont exprimés dans tout le système nerveux. Cette acidification a lieu notamment lors d'une attaque cérébrale (ischémie cérébrale) ou lors de l'inflammation. Les expériences sur les animaux ont montré que les canaux ASICs avaient entre autre un rôle dans la mort des neurones lors d'une attaque cérébrale et dans la douleur inflammatoire. Lors de ma thèse je me suis intéressé au rôle des ASICs dans la douleur et à l'influence des substances produites pendant l'inflammation sur leur activation par l'acidification. J'ai ainsi pu montrer chez le rat que la majorité des neurones sensoriels impliqués dans la douleur ont des canaux ASICs et que l'activation de ces canaux induit des potentiels d'action. Nous avons opéré des rats pour qu'ils présentent les symptômes d'une maladie chronique appelée neuropathie. La neuropathie se caractérise par une plus grande sensibilité à la douleur. Les rats neuropathiques présentent des changements de leurs canaux ASICs suggérant que ces canaux ont une peut-être un rôle dans la genèse ou les symptômes de cette maladie. J'ai aussi montré in vitro qu'un type d'enryme produit lors de l'inflammation et l'ischémie change les propriétés des ASICs. Ces résultats confirment un rôle des ASICs dans la douleur suggérant notamment un rôle jusque là encore non étudié dans la douleur neuropathique. De plus, ces résultats mettent en évidence une régulation des ASICs qui pourrait être importante si elle se confirmait in vivo de part les différents rôles des ASICs. Abstract Acid-sensing ion channels (ASICs) are members of the ENaC/Degenerin superfamily of ion channels. Their activation by a rapid extracellular acidification generates a transient and for some ASIC types also a sustained current mainly mediated by Na+. ASICs are expressed in the central (CNS) and in the peripheral (PNS) nervous system. In the CNS, ASICs have a putative role in learning, memory and in neuronal death after cerebral ischemia. In the PNS, ASICs have a putative role in nociception (acute and inflammatory pain) and in mechanotransduction. However, studies on ASIC function are somewhat controversial. Some studies suggest a crucial role of ASICs in transduction of acidification and in pain whereas other studies suggest rather a modulatory inhibitory role of ASICs in pain. Moreover, the basic property of ASICs, that they are activated only transiently is irreconcilable with the well-known property of nociception that the firing of nociceptive fibers demonstrated very little adaptation. Endogenous molecules may exist that can modulate ASIC properties. In a first part of my thesis, we addressed the question of the functional expression of ASICs in adult rat dorsal root ganglion (DRG) neurons. Our goal was to elucidate ASIC roles in DRG neurons. We characterized biophysical and pharmacological properties of ASIC currents using the patch-clamp technique in the whole-cell configuration. We observed that around 60% of small-diameter sensory neurons express ASICs currents. We described in these neurons three ASIC current types. Types 1 and 3 have properties compatible with a role of pH-sensor whereas type 2 is mainly activated by pH lower than pH6. Type 1 is mediated by ASIC1a homomultimers which are permeable to Ca 2+. We studied ASIC co-expression with nociceptor markers. The goal was to associate an ASIC current type with a potential function in sensory neurons. Most neurons expressing ASIC currents co-expressed nociceptor markers. However, a higher proportion of the neurons expressing type 1 was not associated with nociception compared to type 2 and -3. We completed this approach with current-clamp measurements of acidification-induced action potentials (APs). We showed that activation of ASICs in small-diameter neurons can induce APs. The probability of AP induction is positively correlated with the ASIC current density and the acidity of stimulation. Then, we used this classification as a tool to characterize the potential functional modulation of ASICs in the spared nerve injury model of neuropathy. This approach was completed by quantitative RT-PCR experiments. ASICs current expression was dramatically changed at the functional and transcriptional level in injured and non-injured small-diameter DRG neurons. In a second part of my thesis, following an initial screening of the effect of various substances secreted during inflammation and ischemia on ASIC current properties, we characterized in detail the modulation of ASICs, in particular of ASIC1 by serine proteases in a recombinant expression system as well as in hippocampal neurons. We showed that protease exposure shifts the pH dependence of ASIC1 activation and steady-state inactivation to more acidic pH. As a consequence, protease exposure leads to a decrease in the current response if ASIC1 is activated by a pH drop from pH 7.4. If, however, acidification occurs from a basal pH of 7, protease-exposed ASIC1a shows higher activity than untreated ASIC1a. We provided evidence that this bi-directional regulation of ASIC1a function also occurs in hippocampal neurons. Our results in DRG neurons suggest that some ASIC currents are involved in the transduction of peripheral acidification and pain. Furthermore, ASICs may participate to the processes leading to neuropathy. Some Ca 2+-permeable type 1 currents may be involved in neurosecretion. ASIC modulation by serine proteases may be physiologically relevant, allowing ASIC activation under sustained slightly acidic conditions.

Evolution and functional characterisation of the IR chemosensory receptors in the Drosophila larval gustatory system

Chemosensory receptor gene families encode divergent proteins capable of detecting a huge diversity of environmental stimuli that are constantly changing over evolutionary time as organisms adapt to distinct ecological niches. While olfaction is dedicated to the detection of volatile compounds, taste is key to assess food quality for nutritional value and presence of toxic substances. The sense of taste also provides initial signals to mediate endocrine regulation of appetite and food metabolism and plays a role in kin recognition. The fruit fly Drosophila melanogaster is a very good model for studying smell and taste because these senses are very important in insects and because a broad variety of genetic tools are available in Drosophila. Recently, a family of 66 chemosensory receptors, the Ionotropic Receptors (IRs) was described in fruit flies. IRs are distantly related to ionotropic glutamate receptors (iGluRs), but their evolutionary origin from these synaptic receptors is unclear. While 16 IRs are expressed in the olfactory system, nothing is known about the other members of this repertoire. In this thesis, I describe bioinformatic, expression and functional analyses of the IRs aimed at understanding how these receptors have evolved, and at characterising the role of the non-olfactory IRs. I show that these have emerged at the basis of the protostome lineage and probably have acquired their sensory function very early. Moreover, although several IRs are conserved across insects, there are rapid and dramatic changes in the size and divergence of IR repertoires across species. I then performed a comprehensive analysis of IR expression in the larva of Drosophila melanogaster, which is a good model to study taste and feeding mechanisms as it spends most of its time eating or foraging. I found that most of the divergent members of the IR repertoire are expressed in both peripheral and internal gustatory neurons, suggesting that these are involved in taste perception. Finally, through the establishment of a new neurophysiological assay in larvae, I identified for the first time subsets of IR neurons that preferentially detect sugars and amino acids, indicating that IRs might be involved in sensing these compounds. Together, my results indicate that IRs are an evolutionarily dynamic and functionally versatile family of receptors. In contrast to the olfactory IRs that are well-conserved, gustatory IRs are rapidly evolving species-specific receptors that are likely to be involved in detecting a wide variety of tastants. - La plupart des animaux possèdent de grandes familles de récepteurs chimiosensoriels dont la fonction est de détecter l'immense diversité de composés chimiques présents dans l'environnement. Ces récepteurs évoluent en même temps que les organismes s'adaptent à leur écosystème. Il existe deux manières de percevoir ces signaux chimiques : l'olfaction et le goût. Alors que le système olfactif perçoit les composés volatiles, le sens du goût permet d'évaluer, par contact, la qualité de la nourriture, de détecter des substances toxiques et de réguler l'appétit et le métabolisme. L'un des organismes modèles les plus pertinents pour étudier le sens du goût est le stade larvaire de la mouche du vinaigre Drosophila melanogaster. En effet, la principale fonction du stade larvaire est de trouver de la nourriture et de manger. De plus, il est possible d'utiliser tous les outils génétiques développés chez la drosophile. Récemment, une nouvelle famille de 66 récepteurs chimiosensoriels appelés Récepteurs Ionotropiques (IRs) a été découverte chez la drosophile. Bien que leur orogine soit peu claire, ces récepteurs sont similaires aux récepteurs ionotropiques glutamatergiques impliqués dans la transmission synaptique. 16 IRs sont exprimés dans le système olfactif de la mouche adulte, mais pour l'instant on ne connaît rien des autres membres de cette famille. Durant ma thèse, j'ai effectué des recherches sur l'évolution de ces récepteurs ainsi que sur l'expression et la fonction des IRs non olfactifs. Je démontre que les IRs sont apparus chez l'ancêtre commun des protostomiens et ont probablement acquis leur fonction sensorielle très rapidement. De plus, bien qu'un certain nombre d'IRs olfactifs soient conservés chez les insectes, d'importantes variations dans la taille et la divergence des répertoires d'IRs entre les espèces ont été constatées. J'ai également découvert qu'un grand nombre d'IRs non olfactifs sont exprimés dans différents organes gustatifs, ce qui leur confère probablement une fonction dans la perception des goûts. Finalement, pour la première fois, des neurones exprimant des IRs ont été identifiés pour leur fonction dans la perception de sucres et d'acides aminés chez la larve. Mes résultats présentent les IRs comme une famille très dynamique, aux fonctions très variées, qui joue un rôle tant dans l'odorat que dans le goût, et dont la fonction est restée importante tout au long de l'évolution. De plus, l'identification de neurones spécialisés dans la perception de certains composés permettra l'étude des circuits neuronaux impliqués dans le traitement de ces informations.

Regulation of the AKAP-LBC signaling complex : molecular characterization and functional implications

RÉSUMÉ Les protéines d'ancrage de la protéine kinase A (AKAPs) constituent une grande famille de protéines qui ciblent la protéine kinase A (PKA) à proximité de ses substrats physiologiques pour assurer leur régulation. Une nouvelle protéine de cette famille, appelée AKAP-Lbc, a été récemment caractérisée et fonctionne comme un facteur d'échange de nucléotides guanine (GEF) pour la petite GTPase Rho. AKAP-Lbc est régulée par différents signaux qui activent et désactivent son activité Rho-GEF. Son activation est assurée par la sous-unité alpha de la protéine G hétérotrimérique G12, tandis que son inhibition dépend de son interaction avec la PKA et 14-3-3. AKAP-Lbc est principalement exprimée dans le coeur et pourrait réguler des processus importants tels que l'hypertrophie et la différenciation des cardiomyocytes. Ainsi, il est crucial d'élucider les mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation de son activité Rho-GEF. Le but général de ce travail de thèse est la caractérisation de deux nouveaux mécanismes impliqués dans la régulation de l'activité de AKAP-Lbc. Le premier mécanisme consiste en la régulation de l'activité de AKAP-Lbc par son homo-oligomérisation. Mes travaux montrent que l'homo-oligomérisation maintient AKAP-Lbc inactive, dans une conformation permettant à la PKA ancrée et à 14-3-3 d'exercer leur effet inhibiteur sur l'activité de AKAP-Lbc. Le second mécanisme concerne la régulation de l'activité de AKAP-Lbc via une nouvelle interaction entre AKAP-Lbc et la protéine LC3. LC3 joue un rôle crucial dans l'autophagie, un processus cellulaire qui adresse les protéines cytoplasmiques au lysosome pour leur dégradation. Ce mécanisme est particulièrement important pour le survie des cardiomyocytes durant les périodes d'absence de nutriments. Mes travaux mettent en évidence que LC3 inhibe l'activité Rho-GEF de AKAP-Lbc, ce qui suggère que, au-delà son rôle bien établi dans l'autophagie, LC3 participerait à la régulation de la signalisation de Rho. Prises ensembles, ces études contribuent à comprendre comment le complexe de signalisation formé par AKAP-Lbc régule la signalisation de Rho dans les cellules. Au-delà de leur intérêt au niveau biochimique, ces travaux pourraient aussi contribuer à élucider les réseaux de signalisation qui régulent des phénomènes physiologiques dans le coeur. ABSTRACT A-kinase anchoring proteins (AKAPs) are a group of functionally related proteins, which target the cAMP dependent protein kinase A (PKA) in close proximity to its physiological substrates for ensuring their regulation. A novel PKA anchoring protein, termed AKAP-Lbc, has been recently characterized, which also functions as a guanine nucleotide exchange factor (GEF) for the small GTPase Rho. AKAP-Lbc is regulated in a bi-directional manner by signals which activate or deactivate its Rho-GEF activity. Activation is mediated by the alpha subunit of the heterotrimeric G protein G12, whereas inhibition occurs following its interaction with PKA and 14-3-3. AKAP-Lbc is predominantly expressed in the heart and might regulate important processes such as hypertrophy and differentiation of cardiomyocytes. Therefore ít is crucial to elucidate the molecular mechanisms involved in the regulation of the Rho-GEF activity of AKAP-Lbc. The general aim of the present thesis work is the characterization of two novel molecular mechanisms involved in the regulation of the Rho-GEF activity of AKAP-Lbc. The first mechanism consists of the. regulation of AKAP-Lbc activity through its homooligomerization. I report here that homo-oligomerization maintains AKAP-Lbc inactive, under a conformation suitable for ensuring the inhibitory effect of anchored PKA and 14-33 on AKAP-Lbc activity. The second mechanism concerns the regulation of AKAP-Lbc activity through a novel interaction between AKAP-Lbc and ubiquitin-like protein LC3. LC3 is a key mediator of autophagy, which is a cellular process that targets cytosolic proteins to the lysosome for degradation. This process is particularly important for cardiomyocyte survival during conditions of nutrient starvation. Here, I show that LC3 is a negative regulator of the Rho-GEF activity of AKAP-Lbc, which suggests that, beyond its well established role in autophagy, LC3 can participate in the regulation of Rho signaling in cells. Overall, these findings contribute to understand how the AKAP-Lbc signaling complex can regulate the Rho signaling in cells. Beyond its interest at the biochemical level, this work might also contribute to elucidate the signaling network that regulate physiological events in the heart.