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Abstract: The genesis of the cardiac action potential, which accounts for the cardiac contraction, is due to the sodium current INa mediated by the voltage-gated sodium channel Nav1.5. Several cardiac arrhythmias such as the Brugada syndrome are known te be caused by mutations in SCN5A, the gene encoding Nav1.5. Studies of these mutations allowed a better understanding of biophysical and functional properties of Nav1.5. However, only few investigations have been performed in order to understand the regulation of Nav1.5. During my thesis, I investigated different mechanisms of regulation of Nav1.5 using a heterologous expression system, HEK293 cells, coupled with a technique of sodium current recording: the patch clamp in whole cell configuration. In previous studies it has been shown that an enzyme of the Nedd4 family (Nedd4-2) regulates an epithelial sodium channel via the interaction with PY-motifs present in the latter. Interestingly, Nav1.5 contains a similar PY-motif, which motivated us to study the role of Nedd4-2 expressed in heart for the regulation of Nav1.5. In a second study, we investigated the implication of two Nav1.5 mutants, which were either less functional or net functional (Nav1.5 R535X and Nav1.5 L325R respectively) implied in the genesis of the Brugada syndrome by fever. Our results established two mechanisms implied in Nav1.5 regulation. The first one implies that following the interaction between the PY-motif of Nav1.5 and Nedd4- 2 Nav1.5 is ubiquitinated by Nedd4-2. This ubiquitination leads to the internalization of Nav1 .5. The second mechanism is a phenomenon called the "dominant negative" effect of Nav1.5 L325R on Nay1.5 where the decrease of 'Na is potentially due to the retention of Nav1.5 by Nav1.5 L325R in an undefined intracellular compartment. These studies defined two mechanisms of Nav1.5 regulation, which could play an important role for the genesis of cardiac arrhythmias where molecular processes are still poorly understood. Résumé La genèse du potentiel d'action cardiaque, permettant la contraction cardiaque, est due au courant sodique INa issu des canaux sodiques cardiaques dépendants du voltage Nav1.5. Nombreuses arythmies cardiaques telles que le syndrome de Brugada sont connues pour être liées à des mutations du gène SCN5A, codant pour Nav1.5. L'étude de ces mutations a permis une meilleure compréhension des propriétés structurelles et fonctionnelles de Nav1.5 et leurs implications dans la genèse de ces pathologies. Néanmoins peu d'études ont été menées afin de comprendre les mécanismes de régulation de Nav1.5. Mon travail de thèse a consisté à étudier des mécanismes de régulation de Nav1.5 en utilisant un système d'expression hétérologue, les cellules HEK293, couplé à une technique d'enregistrement des courants sodiques, le "patch clamp" en configuration cellule entière. La présence sur Nav1.5 d'un motif-PY similaire à ceux nécessaires pour la régulation d'un canal épithélial sodique par une enzyme de la famille de Nedd4, nous a amenée à étudier le rôle de ces ubiquitine-ligases, en particulier Nedd4-2, dans la régulation de Nav1.5. La seconde étude s'est intéressée aux conséquences de deux mutations de SCN5A codant pour deux mutants peu ou pas fonctionnels (Nav1.5 L325R et Nav1.5 R535X respectivement) retrouvées chez des patients présentant un syndrome de Brugada exacerbé par un état fébrile. Nos résultats ont permis d'établir deux mécanismes de régulation de Nav1.5 L'un par Nedd4-2 qui implique rubiquitination de Nav1.5 par cette ligase suite à l'interaction entre le motif-PY de Nav1.5 et Nedd4-2. Cette modification déclenche l'internalisation du canal impliquée dans la diminution d'INa. Le second mécanisme quant à lui est un effet "dominant négatif" de Nav1.5 L325R sur Nav1.5 aboutissant à une diminution d'INa suite à la séquestration intracellulaire potentielle de Nav1.5 par Nav1.5 L325R. Ces études ont mis en évidence deux mécanismes de régulation de Nav1.5 pouvant jouer un rôle majeur dans la genèse et/ou l'accentuation des arythmies cardiaques dont les processus moléculaires au sein des cardiomyocytes, impliquant des modifications du courant sodiques, sont encore mal compris. Résumé destiné à un large public La dépolarisation électrique de la membrane des cellules cardiaques permet la contraction du coeur. La génèse de cette activité électrique est due au courant sodique issu d'un type de canal à sodium situé dans la membrane des cellules cardiaques. De nombreuses pathologies provoquant des troubles du rythme cardiaque sont issues de mutations du gène qui code pour ce canal à sodium. Ces canaux mutants, entrainant diverses pathologies cardiaques telles que le syndrome de Brugada, ont été largement étudiées. Néanmoins, peu de travaux ont été réalisés sur les mécanismes de régulation de ce canal à sodium non muté. Mon travail de thèse a consisté à étudier certains des mécanismes de régulation de ce canal à sodium en utilisant une technique permettant l'enregistrement des courants sodiques issus de l'expression de ces canaux à sodium à la membrane de cellules mammifères. La présence sur ce canal à sodium d'une structure spécifique, similaire à celle nécessaire pour la régulation d'un canal épithélial à sodium par une enzyme appelée Nedd4-2, nous a amenée à étudier le rôle de cette enzyme dans la régulation de ce canal à sodium. La seconde étude s'est intéressée aux rôles de deux mutations du gène codant pour ce canal à sodium retrouvées chez des patients présentant un syndrome de Brugada exacerbé par la fièvre. Nos résultats nous ont permis d'établir deux mécanismes de régulation de ce canal à sodium diminuant le courant sodique l'un par l'action de l'enzyme Nedd4-2, suite à son interaction avec ce canal, qui modifie ce canal à sodium (ubiquitination) diminuant de ce fait la densité membranaire du canal. L'autre par un mécanisme suggérant un effet négatif de l'un des canaux mutants sur l'expression à la membrane du canal à sodium non muté. Ces études ont mis en évidence deux mécanismes de régulation de ce canal à sodium pouvant jouer un rôle majeur dans la genèse et/ou l'accentuation des troubles du rythme cardiaques dont les mécanismes cellulaires sont encore incompris.
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Heliconema hainanensis sp. nov. collected from Uroconger lepturus (Richardson) (Anguilliformes: Congridae), Muraenesox cinereus (Forsskål) and Congresox talabonoides (Bleeker) (Anguilliformes: Muraenesocidae) in the South China Sea was described using light and scanning electron microscopy. The new species differs from its congeners by the following morphology: pseudolabia, the number and arrangement of caudal papillae (4 pairs of pedunculate precloacal papillae arranged in 2 groups of 2 and 2 pairs and 6 pairs of pedunculate postcloacal papillae arranged in 4 groups of 1, 2, 1 and 2 pairs), the length of spicules [left spicule 0.51-0.69 mm, right spicule 0.20-0.27 mm, spicule (right:left) ratio 1:2.20-2.69] and the morphology of the female tail tip. In addition, specimens of the new species collected from the three different hosts and specimens of an unidentified species of Heliconema collected from U. lepturus were characterised using molecular methods by sequencing the internal transcribed spacer (ITS) of ribosomal DNA. Analyses and comparison of the ITS sequence of H. hainanensis sp. nov. with Heliconema sp. support the validity of the new species based on morphological observations. An identification key to the species of Heliconema is also provided.
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Despite the effectiveness of current hepatitis B virus (HBV) vaccines, it is estimated that 350 million individuals suffer from chronic HBV infection and more than 50% of these affected individuals live on the Asian continent. Panama is a country with a great diversity of foreign groups; the Chinese community is a large example of this phenomenon. There is an urgent need to perform studies that evaluate the prevalence and the genetic diversity of HBV in this community. This study aimed to evaluate the prevalence of HBV and its genotypes and mutant variants in the Chinese population residing in Panama. In total, 320 subjects were enrolled in the study. Forty-two subjects (13.1%) were positive for HBsAg and HBV-DNA from 18 subjects revealed the presence of genotypes B2 and C1. Secondary mutations associated with drug resistance at positions rtV207L and rtN239T of the reverse transcriptase gene were identified. Additionally, the mutation pair A1762T/G1764A was found in three samples and the mutation G1896A was detected in an HBeAg-negative subject. In conclusion, to our knowledge, this is the first study to report high HBV prevalence rates in resident ethnic Chinese in Central America and the presence of genotypes B2 and C1 in this region.
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Résumé : Les jasmonates (JA), une famille d'hor1none végétale, jouent un rôle central dans la réponse à la blessure, et aux attaques d'insectes et de pathogènes. Les JA sont principalement dérivés d'un acide gras, l'acide linolénique. L'addition par une lipoxygénase d'une molécule d'oxygène à l'acide linolénique initie la synthèse de JA. Cependant les mécanismes régulant l'activation de la biosynthèse de JA ne sont pas encore connus. C'est pour cette raison que dans ce travail, nous avons caractérisé chez Arabidopsis thaliana (l'Arabette des Dames) un mutant fou2 dont l'activité lipoxygénase est plus élevée que celle d'une plante sauvage. Les niveaux de JA sont constitutivement plus élevés et l'activation de la synthèse de JA après blessure est fortement plus induite chez fou2 que chez le type sauvage. En outre, fou2 est plus résistant au pathogène Botrytis cinerea et à la chenille Spodoptera littoralis. Afin de comprendre quel mécanisme chez fou2 génére ce phénotype, nous avons cloné le gène responsable du phénotype de fou2. Le mutant fou2 porte une mutation dans le gène d'un canal à deux pores transportant probablement du potassium, du lumen de la vacuole végétale vers le compartiment cytosolique. L'analyse du protéome de fou2 a permis d'identifier une expression plus élevée de sept protéines régulées par les JA ou le stress. La découverte de l'implication d'un canal dans le phénotype de fou2 renforce l'hypothèse que les flux de cations pourraient être impliqués dans les étapes précoces de la synthèse des JA. Nous avons également étudié le protéome et la physiologie d'une feuille blessée, Pour évaluer les changements d'expression protéique en réponse à la blessure et contrôlés par les JA, nous avons quantifié l'expression de 5937 protéines chez une plante d'Arabidopsis sauvage et chez un mutant incapable de synthétiser des JA. Parmi ces 5937 protéines, nous avons identifié 99 protéines régulées par la blessure chez le type sauvage. Nous avons observé pour 65% des protéines dont l'expression protéique changeait après blessure une bonne corrélation entre la quantité de transcrits et de protéines. Plusieurs enzymes de la voie des chorismates impliquées dans la biosynthèse des acides aminés phénoliques étaient induites par les JA après blessure. Une quantification des acides aminés a montré que les niveaux d'acides aminés phénoliques augmentaient significativement après blessure. La blessure induisait aussi des changements dans l'expression de protéines impliquées dans la réponse au stress et particulièrement au stress oxydatif. Nous avons quantifié l'état réduit et oxydé du glutathion, un tripeptide qui, sous sa forme réduite, est l'antioxydant majeur des cellules. Nous avons trouvé une quantité significativement plus élevée de glutathion oxydé chez le type sauvage blessé que chez la plante aus blessée. Ce résultat suggère que la génération d'un stress oxydatif et la proportion relative de glutathions réduits et oxydés sont contrôlés par les JA après blessure. Abstract : Plants possess a family of potent fatty acid-derived wound-response and developmental regulators: the jasmonates. These compounds are derived from the tri?unsaturated fatty acid a-linolenic-acid (18:3). Addition of an oxygen molecule to 18:3 by 13-lipoxygenases (13-LOX) initiates JA biosynthesis. Actually components regulating the activation of JA biosynthesis are poorly defined. Therefore we characterized in Arabidopsis thaliana the fatty acid Qxygenation upregulated 2 (fou2) mutant, which was previously isolated in a screen for mutants with an enhanced 13-LOX activity. As a consequence of this increased 13-LOX activity, JA levels in fou2 are higher than in wild type (WT) and wounding strongly increased JA biosynthesis compared to WT. fou2 was more resistant to the fungus Botrytis cinerea and the generalist caterpillar Spodaptera littomlis, The fou2 mutant carries a missense mutation in the Two Pore Channel 1 gene (TPCJ), which encodes a vacuolar cation channel transporting probably K* into the cytosol. Patchclamp analysis of fou2 vacuolar membranes showed faster time-dependent conductivity and activation of the mutated channel at lower membrane potentials than wild-type. Proteomic analysis of fou2 leaves identified increased levels of seven biotic stress- and JA- inducible proteins. The discovery of the implication of a channel in the fou2 phenotype strenghtens the hypothesis that cation fluxes might be implicated in early steps of JA synthesis. We further concentrated on the proteome and leaf physiology in the region proximal to wounds in Arabidopsis using the WT and the aos JA-biosynthesis deficient mutant in order to find JA- induced proteins changes. We used two successive proteomic methods to assess protein changes in response to wounding Arabidopsis leaves, two dimensional electrophoresis (2DE) and linear trap quadrupole ion-trap mass spectrometry. In total 5937 proteins were quantified. We identified 99 wound-regulated proteins in the WT. Most these proteins were also wound-regulated at the transcript level showing a good correlation between transcript and protein abundance. We identified several wound-regulated enzymes involved in amino acid biosynthesis and confirmed this result by amino acid quantification. Proteins involved in stress reponses were upregulated, particularly in redox species regulation. We found a significantly higher quantity of oxidized glutathione in wounded WT relative to wounded aos leaves. This result suggests that levels of reduced glutathione are controlled by JA after wounding.
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Angiostrongylus cantonensis is an important causative agent of eosinophilic meningitis and eosinophilic meningoencephalitis in humans. MicroRNAs (miRNAs) are small non-coding RNAs that participate in a wide range of biological processes. This study employed a deep-sequencing approach to study miRNAs from young adults of A. cantonensis. Based on 16,880,456 high-quality reads, 252 conserved mature miRNAs including 10 antisense miRNAs that belonging to 90 families, together with 10 antisense miRNAs were identified and characterised. Among these sequences, 53 miRNAs from 25 families displayed 50 or more reads. The conserved miRNA families were divided into four groups according to their phylogenetic distribution and a total of nine families without any members showing homology to other nematodes or adult worms were identified. Stem-loop real-time polymerase chain reaction analysis of aca-miR-1-1 and aca-miR-71-1 demonstrated that their level of expression increased dramatically from infective larvae to young adults and then decreased in adult worms, with the male worms exhibiting significantly higher levels of expression than female worms. These findings provide information related to the regulation of gene expression during the growth, development and pathogenesis of young adults of A. cantonensis.
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Tuberculosis (TB) is an infectocontagious respiratory disease caused by members of the Mycobacterium tuberculosis complex. A 7 base pair (bp) deletion in the locus polyketide synthase (pks)15/1 is described as polymorphic among members of the M. tuberculosis complex, enabling the identification of Euro-American, Indo-Oceanic and Asian lineages. The aim of this study was to characterise this locus in TB isolates from Mexico. One hundred twenty clinical isolates were recovered from the states of Veracruz and Estado de Mexico. We determined the nucleotide sequence of a ± 400 bp fragment of the locus pks15/1, while genotypic characterisation was performed by spoligotyping. One hundred and fifty isolates contained the 7 bp deletion, while five had the wild type locus. Lineages X (22%), LAM (18%) and T (17%) were the most frequent; only three (2%) of the isolates were identified as Beijing and two (1%) EAI-Manila. The wild type pks15/1 locus was observed in all Asian lineage isolates tested. Our results confirm the utility of locus pks15/1 as a molecular marker for identifying Asian lineages of the M. tuberculosis complex. This marker could be of great value in the epidemiological surveillance of TB, especially in countries like Mexico, where the prevalence of such lineages is unknown.
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The aims of this study were to characterise the ground-level larval habitats of the mosquito Culex quinquefasciatus, to determine the relationships between habitat characteristics and larval abundance and to examine seasonal larval-stage variations in Córdoba city. Every two weeks for two years, 15 larval habitats (natural and artificial water bodies, including shallow wells, drains, retention ponds, canals and ditches) were visited and sampled for larval mosquitoes. Data regarding the water depth, temperature and pH, permanence, the presence of aquatic vegetation and the density of collected mosquito larvae were recorded. Data on the average air temperatures and accumulated precipitation during the 15 days prior to each sampling date were also obtained. Cx. quinquefasciatus larvae were collected throughout the study period and were generally most abundant in the summer season. Generalised linear mixed models indicated the average air temperature and presence of dicotyledonous aquatic vegetation as variables that served as important predictors of larval densities. Additionally, permanent breeding sites supported high larval densities. In Córdoba city and possibly in other highly populated cities at the same latitude with the same environmental conditions, control programs should focus on permanent larval habitats with aquatic vegetation during the early spring, when the Cx. quinquefasciatus population begins to increase.
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Dengue virulence and fitness are important factors that determine disease outcome. However, dengue virus (DENV) molecular biology and pathogenesis are not completely elucidated. New insights on those mechanisms have been facilitated by the development of reverse genetic systems in the past decades. Unfortunately, instability of flavivirus genomes cloned in Escherichia coli has been a major problem in these systems. Here, we describe the development of a complete reverse genetics system, based on the construction of an infectious clone and replicon for a low passage DENV-3 genotype III of a clinical isolate. Both constructs were assembled into a newly designed yeast- E. coli shuttle vector by homologous recombination technique and propagated in yeast to prevent any possible genome instability in E. coli . RNA transcripts derived from the infectious clone are infectious upon transfection into BHK-21 cells even after repeated passages of the plasmid in yeast. Transcript-derived DENV-3 exhibited growth kinetics, focus formation size comparable to original DENV-3 in mosquito C6/36 cell culture. In vitro characterisation of DENV-3 replicon confirmed its identity and ability to replicate transiently in BHK-21 cells. The reverse genetics system reported here is a valuable tool that will facilitate further molecular studies in DENV replication, virus attenuation and pathogenesis.
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The microbial synthesis of nanoparticles is a green chemistry approach that combines nanotechnology and microbial biotechnology. The aim of this study was to obtain silver nanoparticles (SNPs) using aqueous extract from the filamentous fungus Fusarium oxysporum as an alternative to chemical procedures and to evaluate its antifungal activity. SNPs production increased in a concentration-dependent way up to 1 mM silver nitrate until 30 days of reaction. Monodispersed and spherical SNPs were predominantly produced. After 60 days, it was possible to observe degenerated SNPs with in additional needle morphology. The SNPs showed a high antifungal activity against Candida and Cryptococcus , with minimum inhibitory concentration values ≤ 1.68 µg/mL for both genera. Morphological alterations of Cryptococcus neoformans treated with SNPs were observed such as disruption of the cell wall and cytoplasmic membrane and lost of the cytoplasm content. This work revealed that SNPs can be easily produced by F. oxysporum aqueous extracts and may be a feasible, low-cost, environmentally friendly method for generating stable and uniformly sized SNPs. Finally, we have demonstrated that these SNPs are active against pathogenic fungi, such as Candida and Cryptococcus .
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Transcripts similar to those that encode the nonstructural (NS) proteins NS3 and NS5 from flaviviruses were found in a salivary gland (SG) complementary DNA (cDNA) library from the cattle tick Rhipicephalus microplus.Tick extracts were cultured with cells to enable the isolation of viruses capable of replicating in cultured invertebrate and vertebrate cells. Deep sequencing of the viral RNA isolated from culture supernatants provided the complete coding sequences for the NS3 and NS5 proteins and their molecular characterisation confirmed similarity with the NS3 and NS5 sequences from other flaviviruses. Despite this similarity, phylogenetic analyses revealed that this potentially novel virus may be a highly divergent member of the genus Flavivirus. Interestingly, we detected the divergent NS3 and NS5 sequences in ticks collected from several dairy farms widely distributed throughout three regions of Brazil. This is the first report of flavivirus-like transcripts inR. microplus ticks. This novel virus is a potential arbovirus because it replicated in arthropod and mammalian cells; furthermore, it was detected in a cDNA library from tick SGs and therefore may be present in tick saliva. It is important to determine whether and by what means this potential virus is transmissible and to monitor the virus as a potential emerging tick-borne zoonotic pathogen.
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Human T-cell lymphotropic virus (HTLV) may impact the clinical course of tuberculosis (TB). Both infections are highly endemic in Brazil. The aim of this study was to assess the prevalence of HTLV-1/2 in TB patients in Central-West Brazil and to perform a genetic characterisation of the respective isolates. Of the 402 patients, six (1.49%) were positive for anti-HTLV and five (1.24%; 95% confidence interval: 0.46-3.05) were infected with HTLV-1/2. Genetic characterisation demonstrated that the four HTLV-1 isolates belonged to the Transcontinental subgroup A of the Cosmopolitan subtype a and that the HTLV-2 isolate belonged to subtype a (HTLV-2a/c). The prevalence of HTLV infection observed in this study is higher than that observed in local blood donors and the HTLV-1 and 2 subtypes identified are consistent with those circulating in Brazil.
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Studies on human genetic variations are a useful source of knowledge about human immunodeficiency virus (HIV)-1 infection. The Langerin protein, found at the surface of Langerhans cells, has an important protective role in HIV-1 infection. Differences in Langerin function due to host genetic factors could influence susceptibility to HIV-1 infection. To verify the frequency of mutations in the Langerin gene, 118 samples from HIV-1-infected women and 99 samples from HIV-1-uninfected individuals were selected for sequencing of the promoter and carbohydrate recognition domain (CRD)-encoding regions of the Langerin gene. Langerin promoter analysis revealed two single nucleotide polymorphisms (SNPs) and one mutation in both studied groups, which created new binding sites for certain transcription factors, such as NFAT5, HOXB9.01 and STAT6.01, according to MatInspector software analysis. Three SNPs were observed in the CRD-encoding region in HIV-1-infected and uninfected individuals: p.K313I, c.941C>T and c.983C>T. This study shows that mutations in the Langerin gene are present in the analysed populations at different genotypic and allelic frequencies. Further studies should be conducted to verify the role of these mutations in HIV-1 susceptibility.
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Clinical use of the Stejskal-Tanner diffusion weighted images is hampered by the geometric distortions that result from the large residual 3-D eddy current field induced. In this work, we aimed to predict, using linear response theory, the residual 3-D eddy current field required for geometric distortion correction based on phantom eddy current field measurements. The predicted 3-D eddy current field induced by the diffusion-weighting gradients was able to reduce the root mean square error of the residual eddy current field to ~1 Hz. The model's performance was tested on diffusion weighted images of four normal volunteers, following distortion correction, the quality of the Stejskal-Tanner diffusion-weighted images was found to have comparable quality to image registration based corrections (FSL) at low b-values. Unlike registration techniques the correction was not hindered by low SNR at high b-values, and results in improved image quality relative to FSL. Characterization of the 3-D eddy current field with linear response theory enables the prediction of the 3-D eddy current field required to correct eddy current induced geometric distortions for a wide range of clinical and high b-value protocols.
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Chemosensation is the detection of chemical signals in the environment that enable an animal to make informed decisions about food choice, mate preference or predator detection. Dissecting the molecular and neural mechanisms by which animals detect chemical cues is an important goal towards understanding how they interact with the environment. An attractive system to dissect the mechanisms of chemosensation is the olfactory system. One of the most-investigated olfactory systems is that of Drosophila melanogaster, a model organism that is amenable to a powerful combination of genetic and physiological analyses. Embedded within the antennal olfactory organ of Drosophila is an unusual sensory structure called the sacculus. The sacculus is comprised of three distinct chambers, each lined with several sensilla housing two to three neurons. Previous morphological, anatomical and surgical studies of sacculus neurons have implicated sacculus neurons in chemosensation, hygrosensation and/or thermosensation. While a subset of sacculus neurons have been physiologically characterised as temperature sensors, the role of this organ has remained largely mysterious, due to its inaccessibility to peripheral electrophysiological analysis. Recently a new family of olfactory receptors, the lonotropic Receptors (IRs), was identified. Five IRs are expressed in sacculus neurons providing the first selective molecular markers for these cells. In this thesis I describe the molecular, physiological and anatomical characterisation of these neurons. Genetic labelling of specific populations of sacculus neurons with anatomical (CD8:GFP) reporters has identified neurons in sacculus chambers I and II express IR40a+IR93a together with their co- receptor IR25a, while neurons in chamber III express IR64a with its co-receptor IR8a. Both these sets of neurons project to two distinct glomeruli in the antennal lobe; IR40a neurons project to the column and arm, IR64a neurons project to DC4 and DP1m. Through a live optical imaging screen I showed that these neurons are indeed olfactory and IR64a neurons recognise acidic ligands, while IR40a neurons recognise amine ligands. IR40a and IR64a neurons are in fact composed of anatomically and physiologically distinct subpopulations, strongly implying the existence of other factors that define their functional properties. My thesis identifies the sacculus as a specialised olfactory organ capable of detecting acids and bases, which are of widespread importance to insects. The data from my thesis along with data from other labs show the sacculus is composed of different populations of olfactory sensory neurons and thermosensory neurons. Comparative genomic analysis of sacculus IRs across insects reveals them to be among the most conserved of this receptor repertoire, suggesting that the sacculus represents an evolutionarily ancient insect olfactory acid-base sensor. - La détection des produits chimiques se trouvant dans l'environnement (perception chimiosensorielle) permet à un animal de choisir sa nourriture, son partenaire ou encore d'identifier ses prédateurs. Décortiquer les mécanismes moléculaires et neuronaux grâce auxquels les animaux détectent ces signaux chimiques permet de comprendre comment ces animaux interagissent avec leur environnement. Un système intéressant pour décortiquer ces mécanismes de perception chimiosensorielle est le système olfactif, de la drosophile (Drosophila melanogaster), aussi appelée mouche du vinaigre. C'est un animal modèle très utile grâce à la combinaison d'outils génétiques puissants et d'analyses physiologiques facilement réalisables. Dans l'antenne de la drosophile, qui est l'organe olfactif principal de cet animal, se trouve une structure appelée sacculus. Celui-ci est composé de trois chambres distinctes, chacune comprenant plusieurs sensilles à l'intérieur desquelles se trouvent deux à trois neurones. De précédentes études morphologiques et anatomiques des ces neurones ont déterminé qu'ils sont impliqués dans la perception des odeurs, de l'humidité et de la température. Malgré ceci, la fonction principale de cet organe reste largement inconnue, principalement car il est inaccessible aux analyses électrophysiologiques. Récemment, une nouvelle famille de soixante-six récepteurs olfactifs, nommés Récepteurs lonotropiques (IRs), a été découverte chez la drosophile. Cinq IRs sont exprimés dans les neurones du sacculus. Pour la première fois, une sélection de marqueurs moléculaires est disponible pour l'étude de ces cellules. Dans cette thèse, les caractéristiques moléculaires, physiologiques et anatomiques des neurones du sacculus sont décrites. Ces populations de neurones situés dans le sacculus ont été marquées avec des gènes rapporteurs (CD8:GFP). Ceci a montré que les récepteurs IR40a et IR93a sont exprimés ensemble avec le co-récepteur IR25a dans les chambres I et II, tandis que les neurones de la chambre III expriment IR64a avec son co-récepteur IR8a. Ces deux groupes de neurones projettent vers deux glomérules distincts du lobe antennaire : les neurones IR40a projettent vers la column et le arm, alors que les neurones IR64a projettent vers DC4 et DP1m. Un screen d'imagerie optique a démontré que ces neurones sont en effet des neurones olfactifs, et que les neurones IR64a reconnaissent des ligands acides, tandis que les neurones IR40a reconnaissent des ligands aminés. De plus, les neurones IR40a et IR64a sont séparés en sous-populations distinctes anatomiquement et physiologiquement, et d'autres facteurs permettant de définir leurs propriétés fonctionnelles sont probablement impliqués. Cette thèse identifie ainsi le sacculus comme un organe olfactif spécialisé capable de détecter des acides et amines, lesquels sont très importants pour les insectes. Toutes les données collectées durant cette thèse, combinées aux données d'autres laboratoires, montrent que le sacculus est composé de différentes populations de neurones olfactifs et thermosenseurs. Ces IRs sont très conservés parmi les insectes, suggérant que le sacculus représente révolution d'un ancien détecteur olfactif d'acides et de bases chez l'insecte. - Tous les animaux sont capables de percevoir les signaux chimiques dans leur environnement, comme les odeurs ou le goût, via différents organes. L'odorat est le sens qui permet de percevoir les odeurs, et il est implique des neurones olfactifs qui se trouvent dans le nez des mammifères ou les antennes des insectes. La capacité d'un neurone olfactif à détecter une molécule odorante dépend des types de récepteurs olfactifs qu'il exprime. Il existe deux grandes familles de récepteurs qui perçoivent les odeurs : les Récepteurs Olfactifs, ORs, et Récepteurs lonotropiques IRs, qui détectent différents types d'odeurs avec différents mécanismes. Lorsqu'un récepteur reconnaît une molécule odorante, il convertit ce signal en un signal électrique qui est ensuite transmis au centre olfactif dans le cerveau. La drosophile (Drosophila melanogaster), aussi appelée mouche du vinaigre, est utilisée comme animal modèle pour étudier l'odorat, parce que son génome entier a été séquencé et que ses gènes sont facilement manipulables. De plus, l'anatomie du système olfactif de la mouche est similaire à celui des mammifères, malgré qu'il possède moins de neurones, ce qui le rend moins complexe. Ma thèse a pour objectif d'étudier les Récepteurs lonotropiques dans un organe spécifique, appelé le sacculus, situé dans les antennes. Les neurones du sacculus exprimant des IRs envoient leurs projections au centre olfactif du cerveau, suggérant que ces neurones perçoivent les odeurs. Une technique d'imagerie optique a été utilisée sur le cerveau de mouches vivantes afin de mesurer la réponse des neurones du le sacculus à différentes odeurs. J'ai démontré que ces récepteurs détectent des acides et des amines, qui sont très importants pour les insectes. Par exemple, les acides se retrouvent dans les fruits mûrs sur lesquels les mouches vont se nourrir, s'accoupler et poser leurs oeufs, et les amines sont souvent produites par des bactéries pouvant être nuisible pour la mouche. La principale découverte de ma thèse est donc l'identification du sacculus comme un organe capable de détecter deux des principales odeurs importantes pour la mouche. Ces récepteurs sont aussi présents dans d'autres insectes où ils jouent peut-être des rôles différents. Les acides et les amines se retrouvent aussi dans les excrétions (comme la sueur ou l'urine) de beaucoup de mammifères, qui pourraient potentiellement être dangereux pour la mouche, mais qui attirent les moustiques se nourrissant de leur sang.
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Leptospirosis is a re-emerging zoonotic disease all over the world, important in tropical and subtropical areas. A majority of leptospirosis infected patients present as subclinical or mild disease while 5-10% may develop severe infection requiring hospitalisation and critical care. It is possible that several factors, such as the infecting serovar, level of leptospiraemia, host genetic factors and host immune response, may be important in predisposition towards severe disease. Different Leptospirastrains circulate in different geographical regions contributing to variable disease severity. Therefore, it is important to investigate the circulating strains at geographical locations during each outbreak for epidemiological studies and to support the clinical management of the patients. In this study immunochromatography, microscopic agglutination test and polymerase chain reaction were used to diagnose leptospirosis. Further restriction fragment length polymorphism and DNA sequencing methods were used to identify the circulating strains in two selected geographical regions of Sri Lanka.Leptospira interrogans, Leptospira borgpeterseniiandLeptospira kirschneristrains were identified to be circulating in western and southern provinces. L. interroganswas the predominant species circulating in western and southern provinces in 2013 and its presence was mainly associated with renal failure.