The effects of season and dietary salt content on body temperature daily rhythms of common spiny mice from different micro-habitats

We compared body temperature (T-b) daily rhythms in two populations of common spiny mice, Acomys cahirinus, during summer and winter months in relation to increasing dietary salt content. Mice were collected from the North and South facing slopes (NFS and SFS) of the same valley, that are exhibiting mesic and xeric habitats, respectively. During the summer, whilst mice were offered a water source containing 0.9% NaCl, SFS individuals had T-b peak values at 24:00, whereas NFS individuals had peak values at 18:00. When the salinity of the water source was increased, from 0.9 to 2.5% and then 3.5%, the difference between maximal and minimal T-b of both populations increased. In addition, with increased salinity, the T-b daily peak of SFS mice shifted to 18:00. During the winter, the mean daily T-b values of both populations of mice were lower than during the summer. At 0.9% salinity, the NFS mice exhibited a daily T-b variation with a peak at the beginning of the night. However, we did not detect any significant variation in daily T-b in the SFS mice. At 2.5% salinity, the difference between the mean daily T-b of mice from the two slopes increased. In winter we were unable to increase the salinity to 3.5% as the animals began to lose weight rapidly. We suggest that common spiny mice that inhabit these two micro-habitats axe forming two discrete populations that respond differently to the environmental pressures prevailing in each habitat, by evolving different physiological capacities. (C) 2002 Elsevier Science Inc. All rights reserved.

Seasonal patterns of body temperature daily rhythms in group-living cape ground squirrels Xerus inauris

Organisms respond to cyclical environmental conditions by entraining their endogenous biological rhythms. Such physiological responses are expected to be substantial for species inhabiting arid environments which incur large variations in daily and seasonal ambient temperature (T). We measured core body temperature (T) daily rhythms of Cape ground squirrels Xerus inauris inhabiting an area of Kalahari grassland for six months from the Austral winter through to the summer. Squirrels inhabited two different areas: an exposed flood plain and a nearby wooded, shady area, and occurred in different social group sizes, defined by the number of individuals that shared a sleeping burrow. Of a suite of environmental variables measured, maximal daily T provided the greatest explanatory power for mean T whereas sunrise had greatest power for T acrophase. There were significant changes in mean T and T acrophase over time with mean T increasing and T acrophase becoming earlier as the season progressed. Squirrels also emerged from their burrows earlier and returned to them later over the measurement period. Greater increases in T, sometimes in excess of 5°C, were noted during the first hour post emergence, after which T remained relatively constant. This is consistent with observations that squirrels entered their burrows during the day to 'offload' heat. In addition, greater T amplitude values were noted in individuals inhabiting the flood plain compared with the woodland suggesting that squirrels dealt with increased environmental variability by attempting to reduce their T-T gradient. Finally, there were significant effects of age and group size on T with a lower and less variable T in younger individuals and those from larger group sizes. These data indicate that Cape ground squirrels have a labile T which is sensitive to a number of abiotic and biotic factors and which enables them to be active in a harsh and variable environment.

Environmental Challenges and Physiological Solutions: Comparative Energetic Daily Rhythms of Field Mice Populations from Different Ecosystems

Daily and seasonal variations in physiological characteristics of mammals can be considered adaptations to temporal habitat variables. Across different ecosystems, physiological adjustments are expected to be sensitive to different environmental signals such as changes in photoperiod, temperature or water and food availability; the relative importance of a particular signal being dependent on the ecosystem in question. Energy intake, oxygen consumption (VO) and body temperature (T) daily rhythms were compared between two populations of the broad-toothed field mouse Apodemus mystacinus, one from a Mediterranean and another from a sub-Alpine ecosystem. Mice were acclimated to short-day (SD) 'winter' and long-day (LD) 'summer' photoperiods under different levels of salinity simulating osmotic challenges. Mediterranean mice had higher VO values than sub-Alpine mice. In addition, mice exposed to short days had higher VO values when given water with a high salinity compared with mice exposed to long days. By comparison, across both populations, increasing salinity resulted in a decreased T in SD- but not in LD-mice. Thus, SD-mice may conserve energy by decreasing T during ('winter') conditions which are expected to be cool, whereas LD-mice might do the opposite and maintain a higher T during ('summer') conditions which are expected to be warm. LD-mice behaved to reduce energy expenditure, which might be considered a useful trait during 'summer' conditions. Overall, increasing salinity was a clear signal for Mediterranean-mice with resultant effects on VO and T daily rhythms but had less of an effect on sub-Alpine mice, which were more responsive to changes in photoperiod. Results provide an insight into how different populations respond physiologically to various environmental challenges.

Daily rhythms of native Brazilians in summer and winter

Access to electricity, granting relative independence of human activity on the dark phase of the day, has been pointed out as an important cause for the absence of seasonal changes in the daily rhythms of humans living in urban areas. Featuring a population of adult Guarani natives living without access to electricity, the present naturalistic study was designed to explore possible effects of different natural photoperiods and temperature on human circadian rhythms. We compared time series of wrist temperature (WT) and motor activity in winter and summer, respectively, 01 24 individuals aged 18 to 80. Twenty-four-hour rhythms of WT showed lower amplitudes and higher mean levels in summer, with no significant seasonal differences in acrophase. In contrast, rest-activity (RA) rhythms exhibited a significantly later rest on-and offset in summer, but no seasonal changes in duration, amplitude and mean level. We furthermore identified a phase advance of both the WT acrophase and rest onset with increasing age of the individuals. We concluded that in our study the effect of different seasons was reflected in the amplitude and mean level of the WT rhythm, as well the onset of nighttime rest, which was delayed in summer. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Monocular myopic defocus and daily changes in axial length and choroidal thickness of human eyes

Recent research indicates that brief periods (60 minutes) of monocular defocus lead to small but significant changes in human axial length. However, the effects of longer periods of defocus on the axial length of human eyes are unknown. We examined the influence of a 12 hour period of monocular myopic defocus on the natural daily variations occurring in axial length and choroidal thickness of young adult emmetropes. A series of axial length and choroidal thickness measurements (collected at ~3 hourly intervals, with the first measurement at ~9 am and the final measurement at ~9 pm) were obtained for 13 emmetropic young adults over three consecutive days. The natural daily rhythms (Day 1, baseline day, no defocus), the daily rhythms with monocular myopic defocus (Day 2, defocus day, +1.50 DS spectacle lens over the right eye), and the recovery from any defocus induced changes (Day 3, recovery day, no defocus) were all examined. Significant variations over the course of the day were observed in both axial length and choroidal thickness on each of the three measurement days (p<0.0001). The magnitude and timing of the daily variations in axial length and choroidal thickness were significantly altered with the monocular myopic defocus on day 2 (p<0.0001). Following the introduction of monocular myopic defocus, the daily peak in axial length occurred approximately 6 hours later, and the peak in choroidal thickness approximately 8.5 hours earlier in the day compared to days 1 and 3 (with no defocus). The mean amplitude (peak to trough) of change in axial length (0.030 ± 0.012 on day 1, 0.020 ± 0.010 on day 2 and 0.033 ± 0.012 mm on day 3) and choroidal thickness (0.030 ± 0.007 on day 1, 0.022 ± 0.006 on day 2 and 0.027 ± 0.009 mm on day 3) were also significantly different between the three days (both p<0.05). The introduction of monocular myopic defocus disrupts the daily variations in axial length and choroidal thickness of human eyes (in terms of both amplitude and timing) that return to normal the following day after removal of the defocus.

Body temperature daily rhythm adaptations in African savanna elephants (Loxodonta africana)

The savanna elephant is the largest extant mammal and often inhabits hot and and environments. Due to their large size, it might be expected that elephants have particular physiological adaptations, such as adjustments to the rhythms of their core body temperature (T-b) to deal with environmental challenges. This study describes for the first time the T-b daily rhythms in savanna elephants. Our results showed that elephants had lower mean T-b values (36.2 +/- 0.49 degrees C) than smaller ungulates inhabiting similar environments but did not have larger or smaller amplitudes of T-b variation (0.40 +/- 0.12 degrees C), as would be predicted by their exposure to large fluctuations in ambient temperature or their large size. No difference was found between the daily T-b rhythms measured under different conditions of water stress. Peak T-b's occurred late in the evening (22: 10) which is generally later than in other large mammals ranging in similar environmental conditions. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

S100 beta Protein Expression: Gender- and Age-Related Daily Changes

S100 beta is a soluble protein released by glial cells mainly under the activation of the 5-HT1A receptor. It has been reported as a neuro-trophic and -tropic factor that promotes neurite maturation and outgrowth during development. This protein also plays a role in axonal stability and the plasticity underlying long-term potentiation in adult brains. The ability of S100 beta to rapidly regulate neuronal morphology raises the interesting point of whether there are daily rhythm or gender differences in S100 beta level in the brain. To answer this question, the S100 beta expression in adult female and male rats, as well as in adult female CD-21 and S100 beta -/- female mice, were investigated. Scintillation counting and morphometric analysis of the immunoreactivity of S100 beta, showed rhythmic daily expression. The female and male rats showed opposite cycles. Females presented the highest value at the beginning of the rest phase (5:00 h), while in males the maximum value appeared in the beginning of the motor activity period (21:00 h). These results confirm previous S100 beta evaluations in human serum and cerebrospinal fluid reporting the protein`s function as a biomarker for brain damage (Gazzolo et al. in Clin Chem 49:967-970, 2003; Clin Chim Acta 330:131-133, 2003; Pediatr Res 58:1170-1174, 2005), similar behavior was also observed for GFAP in relation to Alzheimer Disease (Fukuyama et al. in Eur Neurol 46:35-38, 2001). The data should be taken into account when considering S100 beta as a biomarker of health condition. In addition, the results raise questions on which structure or condition imposes these rhythms as well as on the physiological meaning of the observed gender differences.

Rhythms of anorexigenic neuropeptides in senegalese sole: Effects of light, feeding regimes and developmental stage.

Increasing knowledge on the endocrine mechanisms that regulate feeding and growth in cultured fish can contribute to make improvement in fish holding conditions and feeding strategies, supporting the development of new techniques that could ameliorate feeding, food conversion efficiency and growth in aquaculture practice. The main objective of this study was to investigate how daily mRNA expression of three specific anorexigenic hormones, i.e. the corticotropin-releasing hormone (CRH) and the paralogues α- and β- proopiomelanocortin (POMC), is modulated by different photoperiods, light spectra and feeding regimes, in both adult and larvae of Solea senegalensis. In addition, as Senegalese sole exhibits a shift from diurnal to nocturnal in locomotor activity and feeding habits during metamorphic process, we tried to elucidate if this shift is accompanied by relevant daily variations in the expression of these anorexigenic hormones before, during and after the completion of metamorphosis. In order to reach this main objective, three main experiments were developed. In a first experiment, adults were reared under LD (12 h light: 12h dark) cycle and fed at mid-light (ML), mid-dark (MD) and at random (RND). In a second experiment, adult specimens were reared in constant darkness (DD) and fed at subjective mid-light (sML) or at RND. Larvae of Senegalese sole were reared under LD cycle with white, blue or red light for 40 days. Our results show an independence of crh mRNA expression from the feeding time and suggest an endogenous control of crh expression in sole. Both pomc paralogues showed significant daily rhythms under LD conditions. The rhythms were maintained or were even more robust under DD conditions for pomc_a, but were completely abolished for pomc_b. Our results indicate an endogenous control of pomc_a expression by the molecular clock in telencephalon and diencephalon, but not in the pituitary gland. Our findings confirm for the first time the significant influence that ambient lighting has on larval growth and development in Senegalese sole, revealing an important effect of light spectra upon functional elements of this species. Our results also emphasize the importance of maintaining cycling light-dark conditions of the adequate wavelengths in aquaculture practices during early development of sole.

Regulation of gene expression in the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum

Les dinoflagellés sont des eucaryotes unicellulaires que l’on retrouve autant en eau douce qu’en milieu marin. Ils sont particulièrement connus pour causer des fleurs d’algues toxiques nommées ‘marée-rouge’, ainsi que pour leur symbiose avec les coraux et pour leur importante contribution à la fixation du carbone dans les océans. Au point de vue moléculaire, ils sont aussi connus pour leur caractéristiques nucléaires uniques, car on retrouve généralement une quantité immense d’ADN dans leurs chromosomes et ceux-ci sont empaquetés et condensés sous une forme cristalline liquide au lieu de nucléosomes. Les gènes encodés par le noyau sont souvent présents en multiples copies et arrangés en tandem et aucun élément de régulation transcriptionnelle, y compris la boite TATA, n’a encore été observé. L’organisation unique de la chromatine des dinoflagellés suggère que différentes stratégies sont nécessaires pour contrôler l’expression des gènes de ces organismes. Dans cette étude, j’ai abordé ce problème en utilisant le dinoflagellé photosynthétique Lingulodinium polyedrum comme modèle. L. polyedrum est d’un intérêt particulier, car il a plusieurs rythmes circadiens (journalier). À ce jour, toutes les études sur l’expression des gènes lors des changements circadiens ont démontrées une régulation à un niveau traductionnel. Pour mes recherches, j’ai utilisé les approches transcriptomique, protéomique et phosphoprotéomique ainsi que des études biochimiques pour donner un aperçu de la mécanique de la régulation des gènes des dinoflagellés, ceci en mettant l’accent sur l’importance de la phosphorylation du système circadien de L. polyedrum. L’absence des protéines histones et des nucléosomes est une particularité des dinoflagellés. En utilisant la technologie RNA-Seq, j’ai trouvé des séquences complètes encodant des histones et des enzymes modifiant les histones. L polyedrum exprime donc des séquences conservées codantes pour les histones, mais le niveau d’expression protéique est plus faible que les limites de détection par immunodétection de type Western. Les données de séquençage RNA-Seq ont également été utilisées pour générer un transcriptome, qui est une liste des gènes exprimés par L. polyedrum. Une recherche par homologie de séquences a d’abord été effectuée pour classifier les transcrits en diverses catégories (Gene Ontology; GO). Cette analyse a révélé une faible abondance des facteurs de transcription et une surprenante prédominance, parmi ceux-ci, des séquences à domaine Cold Shock. Chez L. polyedrum, plusieurs gènes sont répétés en tandem. Un alignement des séquences obtenues par RNA-Seq avec les copies génomiques de gènes organisés en tandem a été réalisé pour examiner la présence de transcrits polycistroniques, une hypothèse formulée pour expliquer le manque d’élément promoteur dans la région intergénique de la séquence de ces gènes. Cette analyse a également démontré une très haute conservation des séquences codantes des gènes organisés en tandem. Le transcriptome a également été utilisé pour aider à l’identification de protéines après leur séquençage par spectrométrie de masse, et une fraction enrichie en phosphoprotéines a été déterminée comme particulièrement bien adapté aux approches d’analyse à haut débit. La comparaison des phosphoprotéomes provenant de deux périodes différentes de la journée a révélée qu’une grande partie des protéines pour lesquelles l’état de phosphorylation varie avec le temps est reliées aux catégories de liaison à l’ARN et de la traduction. Le transcriptome a aussi été utilisé pour définir le spectre des kinases présentes chez L. polyedrum, qui a ensuite été utilisé pour classifier les différents peptides phosphorylés qui sont potentiellement les cibles de ces kinases. Plusieurs peptides identifiés comme étant phosphorylés par la Casein Kinase 2 (CK2), une kinase connue pour être impliquée dans l’horloge circadienne des eucaryotes, proviennent de diverses protéines de liaison à l’ARN. Pour évaluer la possibilité que quelques-unes des multiples protéines à domaine Cold Shock identifiées dans le transcriptome puissent moduler l’expression des gènes de L. polyedrum, tel qu’observé chez plusieurs autres systèmes procaryotiques et eucaryotiques, la réponse des cellules à des températures froides a été examinée. Les températures froides ont permis d’induire rapidement un enkystement, condition dans laquelle ces cellules deviennent métaboliquement inactives afin de résister aux conditions environnementales défavorables. Les changements dans le profil des phosphoprotéines seraient le facteur majeur causant la formation de kystes. Les phosphosites prédits pour être phosphorylés par la CK2 sont la classe la plus fortement réduite dans les kystes, une découverte intéressante, car le rythme de la bioluminescence confirme que l’horloge a été arrêtée dans le kyste.

Nitrate metabolism in the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum

Les dinoflagellés sont des eucaryotes unicellulaires retrouvés dans la plupart des écosystèmes aquatiques du globe. Ces organismes amènent une contribution substantielle à la production primaire des océans, soit en tant que membre du phytoplancton, soit en tant que symbiontes des anthozoaires formant les récifs coralliens. Malheureusement, ce rôle écologique majeur est souvent négligé face à la capacité de certaines espèces de dinoflagellés à former des fleurs d'eau, parfois d'étendue et de durée spectaculaires. Ces floraisons d'algues, communément appelées "marées rouges", peuvent avoir de graves conséquences sur les écosystèmes côtiers, sur les industries de la pêche et du tourisme, ainsi que sur la santé humaine. Un des facteurs souvent corrélé avec la formation des fleurs d'eau est une augmentation dans la concentration de nutriments, notamment l’azote et le phosphore. Le nitrate est un des composants principaux retrouvés dans les eaux de ruissellement agricoles, mais également la forme d'azote bioaccessible la plus abondante dans les écosystèmes marins. Ainsi, l'agriculture humaine a contribué à magnifier significativement les problèmes associés aux marées rouges au niveau mondial. Cependant, la pollution ne peut pas expliquer à elle seule la formation et la persistance des fleurs d'eau, qui impliquent plusieurs facteurs biotiques et abiotiques. Il est particulièrement difficile d'évaluer l'importance relative qu'ont les ajouts de nitrate par rapport à ces autres facteurs, parce que le métabolisme du nitrate chez les dinoflagellés est largement méconnu. Le but principal de cette thèse vise à remédier à cette lacune. J'ai choisi Lingulodinium polyedrum comme modèle pour l'étude du métabolisme du nitrate, parce que ce dinoflagellé est facilement cultivable en laboratoire et qu'une étude transcriptomique a récemment fourni une liste de gènes pratiquement complète pour cette espèce. Il est également intéressant que certaines composantes moléculaires de la voie du nitrate chez cet organisme soient sous contrôle circadien. Ainsi, dans ce projet, j'ai utilisé des analyses physiologiques, biochimiques, transcriptomiques et bioinformatiques pour enrichir nos connaissances sur le métabolisme du nitrate des dinoflagellés et nous permettre de mieux apprécier le rôle de l'horloge circadienne dans la régulation de cette importante voie métabolique primaire. Je me suis tout d'abord penché sur les cas particuliers où des floraisons de dinoflagellés sont observées dans des conditions de carence en azote. Cette idée peut sembler contreintuitive, parce que l'ajout de nitrate plutôt que son épuisement dans le milieu est généralement associé aux floraisons d'algues. Cependant, j’ai découvert que lorsque du nitrate était ajouté à des cultures initialement carencées ou enrichies en azote, celles qui s'étaient acclimatées au stress d'azote arrivaient à survivre près de deux mois à haute densité cellulaire, alors que les cellules qui n'étaient pas acclimatées mourraient après deux semaines. En condition de carence d'azote sévère, les cellules arrivaient à survivre un peu plus de deux semaines et ce, en arrêtant leur cycle cellulaire et en diminuant leur activité photosynthétique. L’incapacité pour ces cellules carencées à synthétiser de nouveaux acides aminés dans un contexte où la photosynthèse était toujours active a mené à l’accumulation de carbone réduit sous forme de granules d’amidon et corps lipidiques. Curieusement, ces deux réserves de carbone se trouvaient à des pôles opposés de la cellule, suggérant un rôle fonctionnel à cette polarisation. La deuxième contribution de ma thèse fut d’identifier et de caractériser les premiers transporteurs de nitrate chez les dinoflagellés. J'ai découvert que Lingulodinium ne possédait que très peu de transporteurs comparativement à ce qui est observé chez les plantes et j'ai suggéré que seuls les membres de la famille des transporteurs de nitrate de haute affinité 2 (NRT2) étaient réellement impliqués dans le transport du nitrate. Le principal transporteur chez Lingulodinium était exprimé constitutivement, suggérant que l’acquisition du nitrate chez ce dinoflagellé se fondait majoritairement sur un système constitutif plutôt qu’inductible. Enfin, j'ai démontré que l'acquisition du nitrate chez Lingulodinium était régulée par la lumière et non par l'horloge circadienne, tel qu'il avait été proposé dans une étude antérieure. Finalement, j’ai utilisé une approche RNA-seq pour vérifier si certains transcrits de composantes impliquées dans le métabolisme du nitrate de Lingulodinium étaient sous contrôle circadien. Non seulement ai-je découvert qu’il n’y avait aucune variation journalière dans les niveaux des transcrits impliqués dans le métabolisme du nitrate, j’ai aussi constaté qu’il n’y avait aucune variation journalière pour n’importe quel ARN du transcriptome de Lingulodinium. Cette découverte a démontré que l’horloge de ce dinoflagellé n'avait pas besoin de transcription rythmique pour générer des rythmes physiologiques comme observé chez les autres eukaryotes.

Nitrate metabolism in the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum

Les dinoflagellés sont des eucaryotes unicellulaires retrouvés dans la plupart des écosystèmes aquatiques du globe. Ces organismes amènent une contribution substantielle à la production primaire des océans, soit en tant que membre du phytoplancton, soit en tant que symbiontes des anthozoaires formant les récifs coralliens. Malheureusement, ce rôle écologique majeur est souvent négligé face à la capacité de certaines espèces de dinoflagellés à former des fleurs d'eau, parfois d'étendue et de durée spectaculaires. Ces floraisons d'algues, communément appelées "marées rouges", peuvent avoir de graves conséquences sur les écosystèmes côtiers, sur les industries de la pêche et du tourisme, ainsi que sur la santé humaine. Un des facteurs souvent corrélé avec la formation des fleurs d'eau est une augmentation dans la concentration de nutriments, notamment l’azote et le phosphore. Le nitrate est un des composants principaux retrouvés dans les eaux de ruissellement agricoles, mais également la forme d'azote bioaccessible la plus abondante dans les écosystèmes marins. Ainsi, l'agriculture humaine a contribué à magnifier significativement les problèmes associés aux marées rouges au niveau mondial. Cependant, la pollution ne peut pas expliquer à elle seule la formation et la persistance des fleurs d'eau, qui impliquent plusieurs facteurs biotiques et abiotiques. Il est particulièrement difficile d'évaluer l'importance relative qu'ont les ajouts de nitrate par rapport à ces autres facteurs, parce que le métabolisme du nitrate chez les dinoflagellés est largement méconnu. Le but principal de cette thèse vise à remédier à cette lacune. J'ai choisi Lingulodinium polyedrum comme modèle pour l'étude du métabolisme du nitrate, parce que ce dinoflagellé est facilement cultivable en laboratoire et qu'une étude transcriptomique a récemment fourni une liste de gènes pratiquement complète pour cette espèce. Il est également intéressant que certaines composantes moléculaires de la voie du nitrate chez cet organisme soient sous contrôle circadien. Ainsi, dans ce projet, j'ai utilisé des analyses physiologiques, biochimiques, transcriptomiques et bioinformatiques pour enrichir nos connaissances sur le métabolisme du nitrate des dinoflagellés et nous permettre de mieux apprécier le rôle de l'horloge circadienne dans la régulation de cette importante voie métabolique primaire. Je me suis tout d'abord penché sur les cas particuliers où des floraisons de dinoflagellés sont observées dans des conditions de carence en azote. Cette idée peut sembler contreintuitive, parce que l'ajout de nitrate plutôt que son épuisement dans le milieu est généralement associé aux floraisons d'algues. Cependant, j’ai découvert que lorsque du nitrate était ajouté à des cultures initialement carencées ou enrichies en azote, celles qui s'étaient acclimatées au stress d'azote arrivaient à survivre près de deux mois à haute densité cellulaire, alors que les cellules qui n'étaient pas acclimatées mourraient après deux semaines. En condition de carence d'azote sévère, les cellules arrivaient à survivre un peu plus de deux semaines et ce, en arrêtant leur cycle cellulaire et en diminuant leur activité photosynthétique. L’incapacité pour ces cellules carencées à synthétiser de nouveaux acides aminés dans un contexte où la photosynthèse était toujours active a mené à l’accumulation de carbone réduit sous forme de granules d’amidon et corps lipidiques. Curieusement, ces deux réserves de carbone se trouvaient à des pôles opposés de la cellule, suggérant un rôle fonctionnel à cette polarisation. La deuxième contribution de ma thèse fut d’identifier et de caractériser les premiers transporteurs de nitrate chez les dinoflagellés. J'ai découvert que Lingulodinium ne possédait que très peu de transporteurs comparativement à ce qui est observé chez les plantes et j'ai suggéré que seuls les membres de la famille des transporteurs de nitrate de haute affinité 2 (NRT2) étaient réellement impliqués dans le transport du nitrate. Le principal transporteur chez Lingulodinium était exprimé constitutivement, suggérant que l’acquisition du nitrate chez ce dinoflagellé se fondait majoritairement sur un système constitutif plutôt qu’inductible. Enfin, j'ai démontré que l'acquisition du nitrate chez Lingulodinium était régulée par la lumière et non par l'horloge circadienne, tel qu'il avait été proposé dans une étude antérieure. Finalement, j’ai utilisé une approche RNA-seq pour vérifier si certains transcrits de composantes impliquées dans le métabolisme du nitrate de Lingulodinium étaient sous contrôle circadien. Non seulement ai-je découvert qu’il n’y avait aucune variation journalière dans les niveaux des transcrits impliqués dans le métabolisme du nitrate, j’ai aussi constaté qu’il n’y avait aucune variation journalière pour n’importe quel ARN du transcriptome de Lingulodinium. Cette découverte a démontré que l’horloge de ce dinoflagellé n'avait pas besoin de transcription rythmique pour générer des rythmes physiologiques comme observé chez les autres eukaryotes.

Effects of seasonal change on activity rhythms and swimming behavior of age-0 bluefish (Pomatomus saltatrix) and a description of gliding behavior

Daily and seasonal activity rhythms, swimming speed, and modes of swimming were studied in a school of spring-spawned age-0 bluefish (Pomatomus saltatrix) for nine months in a 121-kL research aquarium. Temperature was lowered from 20° to 15°C, then returned to 20°C to match the seasonal cycle. The fish grew from a mean 198 mm to 320 mm (n= 67). Bluefish swam faster and in a more organized school during day (overall mean 47 cm/s) than at night (31 cm/s). Swimming speed declined in fall as temperature declined and accelerated in spring in response to change in photoperiod. Besides powered swimming, bluefish used a gliding-upswimming mode, which has not been previously described for this species. To glide, a bluefish rolled onto its side, ceased body and tail beating, and coasted diagonally downward. Bluefish glided in all months of the study, usually in the dark, and most intensely in winter. Energy savings while the fish is gliding and upswimming may be as much as 20% of the energy used in powered swimming. Additional savings accrue from increased lift due to the hydrofoil created by the horizontal body orientation and slightly concave shape. Energy-saving swimming would be advantageous during migration and overwintering.

Analysis of circadian rhythms from online communities of individuals with affective disorders

The circadian system regulates 24 hour rhythms in biological creatures. It impacts mood regulation. The disruptions of circadian rhythms cause destabilization in individuals with affective disorders, such as depression and bipolar disorders. Previous work has examined the role of the circadian system on effects of light interactions on mood-related systems, the effects of light manipulation on brain, the impact of chronic stress on rhythms. However, such studies have been conducted in small, preselected populations. The deluge of data is now changing the landscape of research practice. The unprecedented growth of social media data allows one to study individual behavior across large and diverse populations. In particular, individuals with affective disorders from online communities have not been examined rigorously. In this paper, we aim to use social media as a sensor to identify circadian patterns for individuals with affective disorders in online communities.We use a large scale study cohort of data collecting from online affective disorder communities. We analyze changes in hourly, daily, weekly and seasonal affect of these clinical groups in contrast with control groups of general communities. By comparing the behaviors between the clinical groups and the control groups, our findings show that individuals with affective disorders show a significant distinction in their circadian rhythms across the online activity. The results shed light on the potential of using social media for identifying diurnal individual variation in affective state, providing key indicators and risk factors for noninvasive wellbeing monitoring and prediction.

Specific role of dietary fat in modifying cardiovascular and locomotor activity 24-h rhythms

Meal-fed conscious rabbits normally exhibit postprandial elevation in blood pressure, heart rate (HR) and locomotor activity, which is abolished by consumption of a high-fat diet (HFD). Here, we assessed whether the cardiovascular changes are attributable to the increased caloric intake due to greater fat content or to hyperphagia. Rabbits were meal-fed during the baseline period then maintained on either an ad libitum normal fat diet (NFD) or ad libitum HFD for 2 weeks. Blood pressure, HR and locomotor activity were measured daily by radio-telemetry alongside food intake and body weight. Caloric intake in rabbits given a NFD ad libitum rose 50% from baseline but there were no changes in cardiovascular parameters. By contrast, HR increased by 10% on the first day of the ad libitum HFD (p<0.001) prior to any change in body weight while blood pressure increased 7% after 4d (p<0.01) and remained elevated. Baseline 24-h patterns of blood pressure and HR were closely associated with mealtime, characterised by afternoon peaks and morning troughs. When the NFD was changed from meal-fed to ad libitum, blood pressure and HR did not change but afternoon activity levels decreased (p<0.05). By contrast, after 13d ad libitum HFD, morning HR, blood pressure and activity increased by 20%, 8% and 71%, respectively. Increased caloric intake specifically from fat, but not as a result of hyperphagia, appears to directly modulate cardiovascular homeostasis and circadian patterns, independent of white adipose tissue accumulation.

Seasonal changes in daily metabolic patterns of tegu lizards (Tupinambis merianae) placed in the cold (17 degrees C) and dark

Oxygen consumption rate was measured continuously in young tegu lizards Tupinambis merianae exposed to 4 d at 25 degrees C followed by 7-10 d at 17 degrees C in constant dark at five different times of the year. Under these conditions, circadian rhythms in the rate of oxygen consumption persisted for anywhere from 1 d to the entire 2 wk in different individuals in all seasons except the winter. We also saw a progressive decline in standard oxygen consumption rate (at highly variable rates in different individuals) to a very low rate that was seasonally independent (ranging from 19.1 +/- 6.2 to 27.7 +/- 0.2 mL kg(-1) h(-1) across seasons). Although this degree of reduction appeared to take longer to invoke when starting from higher metabolic rates, tegu lizards reduced their metabolism to the low rates seen in winter dormancy at all times of the year when given sufficient time in the cold and dark. In the spring and summer, tegus reduced their standard metabolic rate (SMR) by 80%-90% over the experimental run, but only roughly 20%-30% of the total fall was due to the reduction in temperature; 70%-80% of the total fall occurred at constant temperature. By autumn, when the starting SMR on the first night at 25 degrees C was already reduced by 59%-81% (early and late autumn, respectively) from peak summer values, virtually all of the fall (63%-83%) in metabolism was due to the reduction in temperature. This suggests that the temperature-independent reduction of metabolism was already in place by autumn before the tegus had entered winter dormancy.