Éditeur(s) : HAL CCSD Nature Publishing Group
Résumé : International audience
Iron is an essential micronutrient involved in many biological processes and is often limiting for primary production in large regions of the World Ocean. Metagenomic and physiological studies have identified clades or ecotypes of marine phytoplankton that are specialized in iron depleted ecological niches. Although less studied, eukaryotic picophytoplankton does contribute significantly to primary production and carbon transfer to higher trophic levels. In particular, metagenomic studies of the green picoalga Ostreococcus have revealed the occurrence of two main clades distributed along coast-offshore gradients, suggesting niche partitioning in different nutrient regimes. Here, we present a study of the response to iron limitation of four Ostreococcus strains isolated from contrasted environments. Whereas the strains isolated in nutrient-rich waters showed high iron requirements, the oceanic strains could cope with lower iron concentrations. The RCC802 strain, in particular, was able to maintain high growth rate at low iron levels. Together physiological and transcriptomic data indicate that the competitiveness of RCC802 under iron limitation is related to a lowering of iron needs though a reduction of the photosynthetic machinery and of protein content, rather than to cell size reduction. Our results overall suggest that iron is one of the factors driving the differentiation of physiologically specialized Ostreococcus strains in the ocean.
ISSN: 2045-2322

Droits : http://creativecommons.org/licenses/by/
hal-01502140
http://hal.upmc.fr/hal-01502140
http://hal.upmc.fr/hal-01502140/document
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DOI : 10.1038/s41598-017-00216-6

Éditeur(s) : HAL CCSD BioMed Central
Résumé : International audience
Background: The Ras/Raf/MEK/ERK signaling pathway is involved in essential cell processes and it is abnormally activated in similar to 30 % of cancers and cognitive disorders. Two ERK isoforms have been described, ERK1 and ERK2; ERK2 being regarded by many as essential due to the embryonic lethality of ERK2 knock-out mice, whereas mice lacking ERK1 are viable and fertile. The controversial question of why we have two ERKs and whether they have differential functions or display functional redundancy has not yet been resolved. Results: To investigate this question we used a novel approach based on comparing the evolution of ERK isoforms' sequences and protein expression across vertebrates. We gathered and cloned erk1 and erk2 coding sequences and we examined protein expression of isoforms in brain extracts in all major clades of vertebrate evolution. For the first time, we measured each isoforms' relative protein level in phylogenetically distant animals using anti-phospho antibodies targeting active ERKs. We demonstrate that squamates (lizards, snakes and geckos), despite having both genes, do not express ERK2 protein whereas other tetrapods either do not express ERK1 protein or have lost the erk1 gene. To demonstrate the unexpected squamates' lack of ERK2 expression, we targeted each ERK isoform in lizard primary fibroblasts by specific siRNA-mediated knockdown. We also found that undetectable expression of ERK2 in lizard is compensated by a greater strength of lizard's erk1 promoter. Finally, phylogenetic analysis revealed that ERK1 amino acids sequences evolve faster than ERK2' s likely due to genomic factors, including a large difference in gene size, rather than from functional differences since amino acids essential for function are kept invariant. Conclusions: ERK isoforms appeared by a single gene duplication at the onset of vertebrate evolution at least 400 Mya. Our results demonstrate that tetrapods can live by expressing either one or both ERK isoforms, supporting the notion that ERK1/2 act interchangeably. Substrate recognition sites and catalytic cleft are nearly invariant in all vertebrate ERKs further suggesting functional redundancy. We suggest that future ERK research should shift towards understanding the role and regulation of total ERK quantity, especially in light of newly described erk2 gene amplification identified in tumors.
ISSN: 1471-2148

hal-01546165
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01546165
DOI : 10.1186/s12862-015-0450-x

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
Secondary migration is defined as the movement of hydrocarbons through relatively permeable rocks from source to trap: a two-phase flow within a porous medium. Depending on the geometry and capillary pressure distributions of carrier beds, secondary migration has both vertical and lateral components. The present paper focuses on that part of the migration where the movement is mainly vertical. Its objective is to propose a description of the dynamics governing the vertical part of secondary migration based on the main physical aspects of two-phase flow in a homogeneous porous medium. The study is illustrated by laboratory observations performed in a vertical, 2-D Hele-Shaw cell filled with a transparent porous medium where the flow of dyed oil invading a wetting fluid is visually observed. These observations help us to understand the effect of buoyant, capillary and viscous forces on the resulting flow, the relative importance of which is characterized by non-dimensional numbers. Extrapolating these observations to natural media, it is proposed that vertical secondary migration can be described as a percolation of disconnected and vertically-elongated stringers. These stringers do not move continuously but as a succession of snap-off and re-feeding events which result in a jerky upward movement. Using parameters characterizing the physical properties of the fluid and of the porous medium, the geometry and the dynamic behavior of the stringers are estimated. The width of stringers occurring during secondary migration in geological media is centimetric and their vertical size ranges from several centimeters to a few meters. An upper limit of the mean upward velocity of stringers is proposed, as well as an estimate of their spatial density and of the minimum, average horizontal distance (decametric) between two stringers. The stringers are sparsely distributed, resulting in a low average oil loss and a high efficiency of the vertical migration process.
ISSN: 0264-8172

hal-00831370
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00831370
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00831370/document
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00831370/file/pekins-V-edited.pdf
DOI : 10.1016/j.marpetgeo.2013.04.020

Résumé : Une étude des facteurs influençant la composition et la répartition spatiale des abondances algales dans les communautés récifales des Antilles françaises et plus spécifiquement de Guadeloupe a été réalisée. Le rôle joué par les oursins diadème est plus particulièrement étudié. Les principaux compartiments des communautés récifales et les facteurs d'influence susceptibles de jouer un rôle dans la régulation du compartiment algal ont été dimensionnés sur 22 stations des Antilles françaises. Pour cela plusieurs indicateurs ont été testés. Après une description de chaque compartiment biotique (algues, herbivores, prédateurs), une recherche des facteurs influençant les caractéristiques du compartiment algal a été menée à trois échelles spatiales, à l'aide d'analyses statistiques non paramétriques, notamment des analyses canoniques des redondances et des correspondances. Puis, une recherche des facteurs influençant la répartition des oursins diadème a été également menée. Si les deux guildes d'herbivores étudiées (poissons et oursins diadème) ont un impact significatif sur l'abondance de gazon algal, seuls les poissons herbivores ont la capacité d'exercer cette influence à l'échelle des récifs de Guadeloupe et cette influence ne s'étend pas aux autres catégories algales. Notamment les phéophycées. A l'échelle de l'ensemble des îles étudiées, les analyses effectuées n'ont pas permis de mettre en évidence l'influence des herbivores sur la régulation des abondances algales. Les oursins diadèmes sont en faible densité dans les iles antillaises étudiées. Plusieurs facteurs susceptibles de participer à leur répartition en taille et en abondance sont identifiés.
A study of factors influencing the composition and spatial distribution of algal abundance in the French Caribbean reef communities and more specifically in Guadeloupe was conducted. The role of diadema sea urchins was particularly studied. For that, 22 stations in the French Antilles were selected and several indicators tested. After a description of each biotic compartment (algae, herbivore, predators), a search for factors influencing the characteristics of the algal compartment was conducted at three spatial scale, using non-parametric statistical analyses, including canonical correspondence analyses (cca) and redundancy analyses (rda). Then a search for the factors influencing the distribution of diadema sea urchins was also conducted. If the two guilds of herbivores (diadema sea urchin and fish) have a significant impact on the abundance of algal turf, only herbivorous fish was found to have an influence in the reefs of Guadeloupe and that influence was not observed on other algal groups, including phaeophyceae. At the scale of all the islands, the analyses did not enable to show the influence of herbivores in the regulation of algal abundance. The density of sea urchins was found to be low in the studied sites. Several factors likely to influence their distribution in size and their abundance were identified.

http://www.theses.fr/2012AGUY0522/document

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Semi-volatile organic compounds (SVOCs) refer to a broad spectrum of molecules from different chemical families that have numerous properties. They can be used as pesticides, plasticizers, flame retardants, surfactants, lubricants, etc. Consequently, they are introduced in numerous applications in buildings or used daily by the entire population. Once emitted through evaporation or abrasion in the indoor environment or introduced from the outdoors, their chemical or biological degradation is limited, and they persist indoors. This persistence also explains why some SVOCs that were banned a few years ago are still detected in the air and dust inside buildings. In indoor environments, SVOCs are divided between the gas phase, airborne particles, and dust settled on floors and surfaces. SVOCs are of concern due to their established or suspected health effects and their widespread exposure through different environmental media and pathways. The objective of the thesis was to study the concentrations of 66 SVOCs on airborne particles (PM10) and 48 SVOCs in settled dust in two samples of dwellings randomly selected across France. PM10 were sampled during the nationwide housing survey carried out by the French Observatory of indoor air quality in 2003-2005. The dust samples were collected from vacuum cleaner bags during a nationwide survey carried out in French dwellings where at least one child aged 6 months to 6 years lived (2008-2009). The SVOCs to be analyzed had prior been selected using a ranking method based on their toxicity and indoor concentrations. The data analysis focused in particular on the identification of French specificities in terms of detected molecules and measured concentrations. It highlighted some determinants of exposure, e.g., influence of particle size, type of dust collected, dust bioaccessibility, which are not always considered and limit the comparability of results. The measured concentrations were also used to assess the health ranking implemented prior to this work and to confirm its relevance. The concentrations measured both in the air and in settled dust were compared to study the similarities in terms of concentrations and SVOC mixtures. Finally, the exposure doses to SVOCs were calculated for both a child and an adult to assess the respective contributions of inhalation and ingestion to these compounds in particulate phase in dwellings.
Les composés organiques semi-volatils (COSV) font l’objet d’une attention croissante depuis une dizaine d’années. Utilisés dans de nombreux produits et matériaux du quotidien, ils sont émis dans les bâtiments par dispersion lors de l’usage, par évaporation ou abrasion. Du fait de leurs caractéristiques physico-chimiques, ces composés se répartissent à la fois dans l’air, en phases gazeuse et particulaire, et dans les poussières déposées au sol, sur le mobilier et les objets. Compte tenu du temps passé par la population dans les bâtiments, en particulier par les populations sensibles comme les enfants, les femmes enceintes et les personnes âgées, l’exposition à ces substances mérite d’être documentée, tenant compte des voies d’exposition en jeu : inhalation, ingestion et contact cutané. La thèse a porté sur les COSV présents en phase particulaire dans les logements. L’objectif de la thèse visait à exploiter les mesures de 66 COSV dans les particules en suspension de diamètre inférieur à 10 µm (PM10) et de 48 COSV dans les poussières au sol de taille inférieure à 100 µm considérées comme étant celles adhérant à la peau. Ces mesures ont été réalisées dans le cadre de deux campagnes nationales : la campagne « Logements » de l’Observatoire de la qualité de l’air intérieur conduite en 2003-2005 et l’enquête Plomb-Habitat dont les prélèvements ont eu lieu en 2008-2009. Une hiérarchisation des molécules jugées prioritaires au regard de leur impact sanitaire potentiel avait permis au préalable d’établir la liste des COSV à mesurer. L’exploitation de ces données de contamination a notamment porté sur l’identification d’éventuelles spécificités françaises au regard des molécules en présence et/ou des concentrations mesurées. Elle a permis de mettre en lumière un ensemble de facteurs déterminants de l’exposition (influence de la taille des particules, du type de poussières collectées, de leur bioaccessibilité), qui ne sont pas toujours considérés et qui limitent par ailleurs la comparabilité des résultats. Les concentrations mesurées ont aussi permis d’évaluer rétrospectivement la hiérarchisation sanitaire et d’en confirmer la pertinence. Les concentrations des COSV quantifiés à la fois dans l’air et au sol ont été mises en perspective afin d’examiner dans quelle mesure les particules en suspension et les poussières déposées sont similaires en termes de concentrations et de mélanges de COSV en présence. Enfin, l‘estimation des doses d’exposition aux COSV à partir d’équations simples, de variables humaines d’exposition et des données de contamination a permis une première évaluation des contributions respectives de l’inhalation et de l’ingestion aux expositions domestiques des enfants et adultes à ces composés en phase particulaire.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01308524

NNT : 2015REN1B033
tel-01308524
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01308524
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01308524/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01308524/file/MANDINCorinne.pdf

Résumé : La distribution actuelle des espèces d’arbres des forêts tropicales humides amazoniennes est le résultat de processus dynamiques sur lesquels les perturbations passées, d’origine climatique ou anthropique, peuvent avoir jouées un rôle majeur. Des outils génétiques actuels associés à des méthodes d’analyses puissantes permettent d’inférer et de dater l’empreinte génomique des évènements démographiques subits par les populations naturelles. Le but de cette thèse est de contribuer à une vision d’ensemble de l’évolution démographique de la forêt tropicale humide du plateau des Guyanes pendant le Quaternaire. J’ai d’abord étudié les propriétés des microsatellites (répétitions simple de séquences, SSR) et les limites de leurs applications en tant que marqueurs moléculaires en phylogéographie. Plusieurs allèles SSR contenu dans diverses populations de trois genres d’arbres différents ont été séquencés et le polymorphisme, porté par chaque partie des fragments ADN contenant des SSR, a été étudié. J’ai observé que la quantité de variation génétique était aussi importante dans les régions encadrant le microsatellite que dans le SSR lui-même. Ces régions ont contribué significativement à l’information phylogénétique et ont parfois été la principale source de différenciation entre les individus et les populations. Cette expérience m’a permis de choisir la meilleure stratégie à adopter pour traiter les données de variation génétique des SSR dans des modèles démographiques. J’ai ensuite utilisé ces marqueurs SSR et des méthodes ABC pour étudier l’impact local des occupations humaines précolombiennes sur les forêts en Guyane française. Les changements démographiques subis par des populations de quatre espèces d’arbres ont été comparés entre cinq sites occupés et quatre sites non perturbés. Les perturbations naturelles et induites par l’homme ont contribué à la mise en place de la diversité observée actuellement, comme le suggère des signatures d’effet fondateur détectées sur les sites perturbés ou non. Néanmoins, la taille des populations fondatrices semble être proportionnelle à l’impact humain estimé, indiquant que les perturbations anthropique ont induit un remplacement des populations plus important que les processus écologiques naturels. Pour terminer, j’ai mené une étude de démographie comparative d’espèces d’arbres tropicaux à l’échelle régionale de la Guyane française. Cinq scénarios démographiques ont été testés pour neuf populations de huit espèces en utilisant des microsatellites nucléaires et des séquences chloroplastiques. Les changements démographiques les plus récents détectés convergent vers une signature générale d’expansion de la forêt humide depuis probablement la dernière glaciation. Cela peut suggérer, soit que la composition des forêts du plateau des Guyanes était différente, ou que le couvert forestier était moins étendu. Ce résultat constitue le premier indice de changement passé, probablement d’origine climatique, subi par les communautés forestières du plateau des Guyanes ; qui n’avait jusque-là pas pu être testé avec des méthodes standards en raison d’un manque de fossiles. En conclusion, j’ai recueilli des preuves génétiques que les perturbations, à différents échelles de temps, ont marqué la structure et la composition génétique des forêts du plateau des Guyanes. L’application de ces méthodes à d’autres régions Néotropicales pourrait contribuer, à l’avenir, à reconstruire l’histoire écologique de la forêt amazonienne de façon détaillée.
The current tree species distribution in Amazonian tropical rainforests is the outcome of dynamic processes in which past perturbations, climatic or anthropogenic, may have played a major role. Currently available genetic tools associated with powerful analytical methods allow inferring and dating the genomic imprint of demographic events undergone by natural populations. The aim of my thesis is to contribute to an overview of the demographic evolution of the tropical rainforest in the Guiana shield during the Quaternary. I have first studied the properties of microsatellites or Simple sequence repeat (SSR) and the limits in their applications as molecular markers in phylogeography. Several SSR alleles in multiple populations of three divergent tree genera have been sequenced and the sources of polymorphisms, carried by each portion of SSR-containing DNA amplicons, have been broken apart. I have observed that the amount of variation was as large in flanking regions as in the SSR itself. The former contributed significantly to the phylogenetic information and sometimes was the main source of differentiation among individuals and populations. This experiment allowed me to choose the best strategy to treat SSR variation in demographic modeling. I have subsequently used SSR markers and ABC methods to study the impact of pre-Columbian human settlements at the local level on rainforests in French Guiana. Demographic changes undergone by populations of four tree species were compared between five settled and four undisturbed sites. Both natural turnover and human-induced disturbances appeared as shaping currently observed genetic diversity, with signatures of founder effect both at disturbed and undisturbed sites. Nevertheless, the size of founding populations appeared to be proportional to the estimated human impact, suggesting that human-made disturbance caused deeper population turnover than background ecological processes. Finally, I have conducted a comparative demography study of tropical tree species at the regional level across French Guiana. Five demographic scenarios have been tested for nine populations from eight species using both nuclear microsatellites and chloroplastic sequences. The most recent demographic signals detected converge on a global signature of expansion of the rainforest since probably the last glaciation. This finding can suggest either that the composition of the Guiana shield rainforests was different, or that its global extent was smaller, during earlier epochs of the Pleistocene than today. This result is the first firm indication of changes undergone by the forest communities of the Guiana shield in the distant climatic past – something which could not be tested with standard methods due to almost complete lack of fossil evidence. In conclusion, I have gathered genetic evidence that disturbances, both in historical and geological times, have marked the structure and composition of forests in the Guiana shield.The extensive application of these methods to other regions of the Neotropics maycontribute, in the future, to the detailed reconstruction of the ecological history ofAmazonian forests.

http://www.theses.fr/2012AGUY0568/document

Résumé : Les venins sont des armes sophistiquées, utilisées par les organismes venimeux pour se défendre des prédateurs, ainsi que pour paralyser et tuer leurs proies. Mais dans la nature, le bien n’est jamais très loin du mal, les toxines venimeuses pouvant se révéler être des agents thérapeutiques efficaces. Les peptides de venins de fourmis ont donc été étudiés dans cette thèse afin de déterminer le potentiel de ces toxines pour la découverte de molécules thérapeutiques innovantes. A l’instar des autres venins d’insectes, les venins de fourmis restent peu étudiés, principalement en raison de la petite taille de ces insectes et des quantités limitées de venins disponibles. Cependant, les fourmis offrent l’avantage d’être des insectes sociaux très abondants dans tous les milieux terrestres. En collectant les venins de plusieurs individus, il est donc possible d’obtenir des quantités suffisantes de venin pour les analyses biochimiques et pharmacologiques.Afin d’assurer la reproductibilité des analyses, une identification taxonomique correcte est nécessaire. Dans cette optique, un outil de chimiotaxonomie a été développé durant cette thèse (permettant ainsi de regrouper les venins provenant de plusieurs colonies afin de compenser les faibles quantités de matériel biologique par individu ou par colonie).Ensuite, nous nous sommes intéressés aux facteurs écologiques impliqués dans la diversification des venins de fourmis. Pour cela, la toxicité et la composition des venins de fourmis ont été analysés en relation avec le polyéthisme, la spécialisation alimentaire et la spécialisation défensive.La diversité écologique des fourmis a amplement contribuée à la diversification des venins. En étudiant les venins de 82 espèces de fourmis, nous avons révélé la grande diversité structurale des toxines. Bien que la majorité des peptidomes sont composés par de petits peptides linéaires, des peptides structurés par des ponts disulfure ont été révélés dans de nombreux venins et constituent de nouvelles familles structurales de toxines.La purification de certains de ces peptides à ponts disulfure a permis leur caractérisation biochimique et l’évaluation de leur rôle biologique. Ainsi nous avons décrit un groupe de peptides neurotoxiques, baptisés les formicitoxines qui sont capables de bloquer les canaux calcium humains de type L. La commutatoxine est, quant à elle, un peptide avec un pont disulfure qui semble activer les récepteurs humains TRPV1 et TRPV3 et laisse supposer une implication dans l’induction de la douleur chez les mammifères.La grande diversité des peptides mise en évidence dans les venins, associée à la grande diversité écologique et taxonomique des fourmis, suggère que les venins de fourmis constituent un nouveau champ d’exploration prometteur pour la recherche de molécules thérapeutiques et insecticides. Les venins de fourmis s’ajoutent à la chimiothèque conséquente déjà représentée par les venins des autres animaux venimeux.
Venoms are sophisticated weapons employed by venomous organisms to ward off predators, as well as to subdue and kill prey. However, in nature, good is never far from bad and venom toxins may prove to be efficient therapeutic agents. Ant venom peptides were investigated in the course of this thesis to evaluate their potential in the discovery of novel drugs. Like other insect venoms, ant venoms remain understudied, mainly due to the small size of individual ants and, so, the limited a mount of venom available. The ecological diversity of ants has largely contributed to venom diversification. By studying the venom peptidomes from 82 ant species, we have revealed the great structural diversity of the toxins. Although the majority of the peptidomes are comprised of small and linear peptides, peptides structured by disulfide bonds were also brought to light in numerous venoms and constitute novel structural classes of toxins. The purification of some of these disulfided peptides permitted their biochemical characterization and the assessment oft heir biological functions. The enormous peptide diversity revealed among venoms combined with the great ecological and taxonomical diversity of ants suggests that ant venoms constitute a promising new source in the search for both novel drugs and insecticides. Ant venom augments the vast bioactive molecules library represented by venoms from other venomous animals.

http://www.theses.fr/2015AGUY0829/document