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.

Analyse des réseaux et histoire : outils, approches, problèmes / Análisis de redes e historia: herramientas, aproximaciones, problemas

http://revista-redes.rediris.es/indicevol21.htm

Information and risk management during the first trimester care for pregnant women: Some reflections about the ethical challenges and the legal framework in Switzerland. [L'information et la gestion des risques dans le suivi de la grossesse lors du 1er trimestre : quelques réflexions sur le défi éthique et le cadre légal en Suisse.]

The progress in prenatal medicine raises complex questions with respect to the physician-patient relationship. The physician needs to reconcile medical aspects, ethical principles as well as judicial norms. Already, during the first trimester, the physician has to put into practice the schedule combining for each individual pregnancy physical, laboratory and other appropriate exams. Physicians are under the obligation to inform in a clear and comprehensive way without creating unnecessary anxiety for their patients. Legal requirements include informed consent, the respect for the patient's right to self-determination, and compliance with the Swiss federal law on genetic testing, especially with its articles on prenatal screening and diagnosis. This article discusses the complexity of obstetrical practice when it comes to delivering adequate information within the scope of ethical and legal requirements in Switzerland. L'évolution de la médecine prénatale soulève des enjeux complexes dans la relation médecin-patient. Il s'agit de concilier à la fois les aspects médicaux, les principes éthiques et les normes juridiques. Dès le premier trimestre de la grossesse le médecin doit poser le cadre du suivi et des examens appropriés pour chaque grossesse. Son devoir est d'informer de manière claire et précise sans inquiéter inutilement, en respectant l'exigence légale d'un consentement éclairé et plus largement le droit de la patiente à l'autodétermination ainsi que le cadre de la loi fédérale suisse sur l'analyse génétique humaine dans le domaine du dépistage et du diagnostic prénatal. Cet article discute de la complexité de l'information et de l'application des principes éthiques et légaux dans la pratique obstétricale en Suisse.

L'Evangile du Sauveur, He 5,7 et la prière de supplication: en quête d'autres traditions sur la prière au Mont des Oliviers

L'Évangile du Sauveur 45-59 rapporte une interprétation peu connue de la prière de Jésus au Mont des Oliviers, comme prière d'intercession pour le peuple d'Israël. Cette interprètation est connue d'Origène, Jérôme et Epiphane. Cet article souhaite montrer que la prise en compte d'une telle tradition permet de reprendre sur une base nouvelle la question de la signification des prières et supplications, avec grand cri et larmes d'He 5,7. En amont de ces deux passages se tient en effet le topos d'une intense prière de supplication, efficace et faisant place aux motions. Evoquée par Justin Martyr et Origène comme d'origine hébraïque, cette prière reçoit dans le cadre du judaïsme hellénistique une tournure caractéristique, quand elle y est associée à la terminologie grecque du suppliant : elle témoigne alors d'un point de contact entre cultures juive et hellénistique. La conclusion souligne que l'Evangile du Sauveur est vecteur à la fois de la mémoire et de l'oubli culturels de la prière de supplication évoquée en He 5,7.

Concurrent or sequential adjuvant letrozole and radiotherapy after conservative surgery for early-stage breast cancer (CO-HO-RT): a phase 2 randomised trial.

BACKGROUND: Letrozole radiosensitises breast cancer cells in vitro. In clinical settings, no data exist for the combination of letrozole and radiotherapy. We assessed concurrent and sequential radiotherapy and letrozole in the adjuvant setting. METHODS: This phase 2 randomised trial was undertaken in two centres in France and one in Switzerland between Jan 12, 2005, and Feb 21, 2007. 150 postmenopausal women with early-stage breast cancer were randomly assigned after conserving surgery to either concurrent radiotherapy and letrozole (n=75) or sequential radiotherapy and letrozole (n=75). Randomisation was open label with a minimisation technique, stratified by investigational centres, chemotherapy (yes vs no), radiation boost (yes vs no), and value of radiation-induced lymphocyte apoptosis (< or = 16% vs >16%). Whole breast was irradiated to a total dose of 50 Gy in 25 fractions over 5 weeks. In the case of supraclavicular and internal mammary node irradiation, the dose was 44-50 Gy. Letrozole was administered orally once daily at a dose of 2.5 mg for 5 years (beginning 3 weeks pre-radiotherapy in the concomitant group, and 3 weeks post-radiotherapy in the sequential group). The primary endpoint was the occurrence of acute (during and within 6 weeks of radiotherapy) and late (within 2 years) radiation-induced grade 2 or worse toxic effects of the skin. Analyses were by intention to treat. This study is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT00208273. FINDINGS: All patients were analysed apart from one in the concurrent group who withdrew consent before any treatment. During radiotherapy and within the first 12 weeks after radiotherapy, 31 patients in the concurrent group and 31 in the sequential group had any grade 2 or worse skin-related toxicity. The most common skin-related adverse event was dermatitis: four patients in the concurrent group and six in the sequential group had grade 3 acute skin dermatitis during radiotherapy. At a median follow-up of 26 months (range 3-40), two patients in each group had grade 2 or worse late effects (both radiation-induced subcutaneous fibrosis). INTERPRETATION: Letrozole can be safely delivered shortly after surgery and concomitantly with radiotherapy. Long-term follow-up is needed to investigate cardiac side-effects and cancer-specific outcomes. FUNDING: Novartis Oncology France.

The fetal hypothalamus has the potential to generate cells with a gonadotropin releasing hormone (GnRH) phenotype.

BACKGROUND: Neurospheres (NS) are colonies of neural stem and precursor cells capable of differentiating into the central nervous system (CNS) cell lineages upon appropriate culture conditions: neurons, and glial cells. NS were originally derived from the embryonic and adult mouse striatum subventricular zone. More recently, experimental evidence substantiated the isolation of NS from almost any region of the CNS, including the hypothalamus. METHODOLOGY/FINDINGS: Here we report a protocol that enables to generate large quantities of NS from both fetal and adult rat hypothalami. We found that either FGF-2 or EGF were capable of inducing NS formation from fetal hypothalamic cultures, but that only FGF-2 is effective in the adult cultures. The hypothalamic-derived NS are capable of differentiating into neurons and glial cells and most notably, as demonstrated by immunocytochemical detection with a specific anti-GnRH antibody, the fetal cultures contain cells that exhibit a GnRH phenotype upon differentiation. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: This in vitro model should be useful to study the molecular mechanisms involved in GnRH neuronal differentiation.

Targeted sequence capture and Ultra High Throughput sequencing for gene discovery in inherited diseases

L'introduction des technologies de séquençage de nouvelle génération est en vue de révolutionner la médecine moderne. L'impact de ces nouveaux outils a déjà contribué à la découverte de nouveaux gènes et de voies cellulaires impliqués dans la pathologie de maladies génétiques rares ou communes. En revanche, l'énorme quantité de données générées par ces systèmes ainsi que la complexité des analyses bioinformatiques nécessaires, engendre un goulet d'étranglement pour résoudre les cas les plus difficiles. L'objectif de cette thèse a été d'identifier les causes génétiques de deux maladies héréditaires utilisant ces nouvelles techniques de séquençage, couplées à des technologies d'enrichissement de gènes. Dans ce cadre, nous avons développé notre propre méthode de travail (pipeline) pour l'alignement des fragments de séquence (reads). Suite à l'identification de gènes, nous avons réalisé une analyse fonctionnelle pour élucider leur rôle dans la maladie. Dans un premier temps, nous avons étudié et identifié des mutations impliquées dans une forme récessive de la rétinite pigmentaire qui est à ce jour la dégénérescence rétinienne héréditaire la plus fréquente. En particulier, nous avons constaté que des mutations faux-sens dans le gène FAM161A étaient la cause de la rétinite pigmentaire préalablement associé avec le locus RP28. De plus, nous avons démontré que ce gène avait des fonctions au niveau du cil du photorécepteur, complétant le large spectre des cilliopathies rétiniennes héréditaires. Dans un second temps, nous avons exploré la possibilité qu'un syndrome, relativement fréquent en pédiatrie de fièvre récurrente, appelé PFAPA (acronyme de fièvre périodique avec adénite stomatite, pharyngite et cervical aphteuse) puisse avoir une origine génétique. L'étiologie de cette maladie n'étant pas claire, nous avons tenté d'identifier le spectre génétique de patients PFAPA. Comme nous n'avons pas pu mettre à jour un nouveau gène unique muté et responsable de la maladie chez tous les individus dépistés, il semblerait qu'un modèle génétique plus complexe suggérant l'implication de plusieurs gènes dans la pathologie ait été identifié chez les patients touchés. Ces gènes seraient notamment impliqués dans des processus liés à l'inflammation ce qui élargirait l'impact de ces études à d'autres maladies auto-inflammatoires.