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14 results on '"Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer ( IFREMER ) -Institut Louis Malardé [Papeete] ( ILM )"'

1. Dual extraction of mRNA and lipids from a single biological sample

Author

Edwin Fouché, Laila Lakhal, Frédéric Lasserre, Sandrine Ellero-Simatos, Hervé Guillou, Alexandra Montagner, Arnaud Polizzi, Simon Ducheix, Fabrice Saez, Normand Podechard, Justine Bertrand-Michel, Pascal G.P. Martin, Nicolas Loiseau, Jean-Marc A. Lobaccaro, Vincent Legagneux, Signalisation et Réponses aux Agents Infectieux et Chimiques (SeRAIC), Université de Rennes (UR), ToxAlim (ToxAlim), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT), Toxicologie Intégrative & Métabolisme (ToxAlim-TIM), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Toxicologie Alimentaire (UTA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB), Institut de Génétique et Développement de Rennes (IGDR), Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Prévention et promotion de la cancérogénèse par les aliments (ToxAlim-PPCA), Clermont Université, Génétique, Reproduction et Développement (GReD), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Exposition, Perturbation Endocrino-métabolique et Reproduction (ToxAlim-EXPER), MetaToul Lipidomics, Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ANR (Crisalis, Hepatokind), Region Occitanie, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IFR140, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IFR140-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génétique, Reproduction et Développement - Clermont Auvergne (GReD), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Clermont Auvergne (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de la Polynésie Française (UPF), Plateau MetaToul-LIPIDOMIQUE, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-MetaToul, Plateau de lipidomique, Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Plateau MetaToul-LIPIDOMIQUE = MetaToul-Lipidomics, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Signalisation et Réponses aux Agents Infectieux et Chimiques ( SeRAIC ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -IFR140, ToxAlim ( ToxAlim ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse, Toxicologie Alimentaire ( UTA ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Institut de Génétique et Développement de Rennes ( IGDR ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -IFR140-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), GReD, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) ( EIO ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer ( IFREMER ) -Institut Louis Malardé [Papeete] ( ILM ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université de la Polynésie Française ( UPF ), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -MetaToul, Plateau de lipidomique, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Jonchère, Laurent, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-MetaboHUB-MetaToul, and Guillou, Hervé

Subjects
0301 basic medicine, Science, Chemical Fractionation, Article, Transcriptome, Mice, 03 medical and health sciences, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Gene expression, medicine, Animals, RNA, Messenger, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Messenger RNA, Multidisciplinary, Chemistry, Gene Expression Profiling, Extraction (chemistry), Reproducibility of Results, RNA, medicine.disease, Lipids, 030104 developmental biology, Liver, Biochemistry, [ SDV.BBM.GTP ] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Nucleic acid, [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Medicine, lipids (amino acids, peptides, and proteins), RNA extraction, Steatosis
Abstract

The extraction of RNA and lipids from a large number of biological samples is time-consuming and costly with steps required for both transcriptomic and lipidomic approaches. Most protocols rely on independent extraction of nucleic acids and lipids from a single sample, thereby increasing the need for biological material and inducing variability in data analysis. We investigated whether it is possible to use a standard RNA extraction procedure to analyze not only RNA levels, but also lipids in a single liver sample. We show that the organic phase obtained when using standard reagents for RNA extraction can be used to analyze lipids, including neutral lipids and fatty acids, by gas chromatography. We applied this technique to an analysis of lipids and the associated gene expression pattern in mice with hepatic steatosis induced by pharmacological activation of nuclear receptor LXR.

Published
2018

2. Different secretory repertoires control the biomineralization processes of prism and nacre deposition of the pearl oyster shell

Author

Benjamin Marie, Corinne Belliard, Isabelle Zanella-Cléon, David Piquemal, Nathalie Cochennec-Laureau, Caroline Joubert, Frédéric Marin, Yannick Gueguen, Alexandre Tayale, Caroline Montagnani, Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Biogéosciences [UMR 6282] (BGS), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), BioSciences Lyon-Gerland (BLG), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Skuldtech, Laboratoire Environnement Ressources Morbihan Pays de Loire (LERMPL), LITTORAL (LITTORAL), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Ecologie des systèmes marins côtiers (Ecosym), Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Study supported by the 'Direction des Ressources Marines' of French Polynesia, by Ifremer, the University of French Polynesia, the University of Burgundy. and by the COST (European Cooperation in Science and Technology) project TD0903 (Biomineralix, 2009-2013)., Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de la Polynésie Française (UPF), Biogéosciences [UMR 6282] [Dijon] (BGS), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Station de la Trinité-sur-mer, Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Laffont, Rémi, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) ( EIO ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer ( IFREMER ) -Institut Louis Malardé [Papeete] ( ILM ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université de la Polynésie Française ( UPF ), Biogéosciences [Dijon] ( BGS ), AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), BioSciences Lyon-Gerland ( BLG ), École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Hospices Civils de Lyon ( HCL ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer ( IFREMER ), Ecologie des systèmes marins côtiers ( Ecosym ), Université Montpellier 1 ( UM1 ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ) -Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer ( IFREMER ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Marie, Benjamin, Montagnani, Caroline, Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)

Subjects
Proteomics, Transcription, Genetic, mollusk shell matrix proteins, proteome, Molecular Sequence Data, mantle, transcriptome, evolution, 02 engineering and technology, Calcium Carbonate, Evolution, Molecular, Biomaterials, 03 medical and health sciences, Paleontology, Animals, Pinctada, Nacre, Mantle (mollusc), [SDV.IB.BIO]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Biomaterials, Mollusca, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Multidisciplinary, biology, Pearl oyster, Pinctada margaritifera, Soft body, Biological Sciences, 021001 nanoscience & nanotechnology, biology.organism_classification, [ SDV.IB.BIO ] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Biomaterials, Biological Evolution, Immunohistochemistry, Protein Structure, Tertiary, [SDV.IB.BIO] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Biomaterials, Gene Expression Regulation, Evolutionary biology, Pinctada maxima, Biomatériaux, Prism, 0210 nano-technology, Biomineralization
Abstract

Mollusca evolutionary success can be attributed partly to their efficiency to sustain and protect their soft body with an external biomineralized structure, the shell. Current knowledge of the protein set responsible for the formation of the shell microstructural polymorphism and unique properties remains largely patchy. In Pinctada margaritifera and Pinctada maxima , we identified 80 shell matrix proteins, among which 66 are entirely unique. This is the only description of the whole “biomineralization toolkit” of the matrices that, at least in part, is thought to regulate the formation of the prismatic and nacreous shell layers in the pearl oysters. We unambiguously demonstrate that prisms and nacre are assembled from very different protein repertoires. This suggests that these layers do not derive from each other.

Published
2012

3. Mono- and polychromatic inner shell phenotype diversity in Pinctada margaritifera donor pearl oysters and its relation with cultured pearl colour

Author

Cédrik Lo, Serge Planes, Chin-Long Ky, Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Direction des Ressources Marines et Minières, Laboratoire d'Excellence CORAIL (LabEX CORAIL), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université des Antilles et de la Guyane (UAG)-École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de La Réunion (UR)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Université de la Nouvelle-Calédonie (UNC)-Institut d'écologie et environnement-Université des Antilles (UA), Centre de recherches insulaires et observatoire de l'environnement (CRIOBE), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de la Polynésie Française (UPF), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université des Antilles et de la Guyane (UAG)-École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de La Réunion (UR)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Université de la Nouvelle-Calédonie (UNC)-Institut d'écologie et environnement-Université des Antilles (UA), and Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-École pratique des hautes études (EPHE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
0301 basic medicine, Oyster, genetic structures, [SDV.SA.ZOO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Zootechny, [SDV.BID]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity, Aquatic Science, Pinctada margaritifera, 03 medical and health sciences, phenotypes Diversity, Shell colour, Single site, biology.animal, Pearl oyster, cultured pearl colour, 14. Life underwater, Inner shell, biology, Ecology, [SDV.BA]Life Sciences [q-bio]/Animal biology, 04 agricultural and veterinary sciences, biology.organism_classification, eye diseases, Cultured pearl, Geographic distribution, Horticulture, 030104 developmental biology, 040102 fisheries, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, DONOR EVALUATION
Abstract

The pearl oyster Pinctada margaritifera has the specific ability to produce pearls with the widest range of colours among all pearl oyster species. This pearl colour diversity originates from the mantle biomineralising tissue (graft) of the donor oyster, which is originally responsible for the variety of colours of the inner shell surface. This study aimed to: 1) assess the geographic distribution and establish a first stocklist of the colourful oyster phenotypes used as donors in French Polynesia, and 2) investigate the phenotypic relation between inner shell colouration and the corresponding colour of harvested pearls. With the support of a pearl farmers' network, we investigated the different donor phenotype frequencies among five collection sites (Ahe, Apataki, Takaroa, TakumeandMangareva). This donor evaluation was made during grafting of pearl oysters (N=49,938) obtained from collector stations. Results showed that pearl production is mainly based on six common colourful donor phenotypes classified as monochromatic and polychromatic profiles, which shown different frequencies among the collection sites. Experimental grafts (N=4640)were then realised and subsequent culture conducted at a single site in order to avoid pearl colour variation due to environmental influences. Traceability between donors (N=232) and pearls (N=2776), revealed that: 1) yellow (gold) and aubergine (reddish) pearls could be mostly obtained by using the monochromatic yellowand red donor phenotypes, respectively, and 2) one third to one quarter of grey pearlswas inevitably harvested, whatever the polychromatic phenotype chosen as the donor, which leaves at least half the harvest composed of the attractive green and peacock colours. This preliminary stocklist of colour range together with analysis of the colour phenotype transmission between inner shell and pearl provide the basis for producing multiple pearl oyster “colour lines” through hatchery propagation and would be helpful for future selective breeding programs. Statement of relevance: Donor shell colour selection predict colours of pearls

Published
2017

4. Evolution of Gene Expression during a Transition from Environmental to Genetic Sex Determination

Author

Peter D. Fields, Cécile Molinier, Céline M. O. Reisser, Christoph R. Haag, Yan R. Galimov, Adeline Segard, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de la Polynésie Française (UPF), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Université de Fribourg, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institute of Zoology and Evolutionary Biology, University of Basel (Unibas), Koltsov Institute of Developmental Biology, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Department of Geosciences - Earth Sciences [Fribourg], University of Fribourg, Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), and Université de Fribourg = University of Fribourg (UNIFR)

Subjects
Male, 0106 biological sciences, Daphnia magna, Population, Environmental sex determination, Gene Expression, Genomics, Biology, medicine.disease_cause, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Transcriptome, 03 medical and health sciences, Gene expression, genomics, Genetics, medicine, Animals, differential gene expression, education, Differential gene expression, Molecular Biology, Gene, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, education.field_of_study, Mutation, [SDV.GEN.GPO]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Populations and Evolution [q-bio.PE], sex chromosomes, Gene Expression Profiling, Sex chromosomes, RNA sequencing, Sex Determination Processes, Biological Evolution, Phenotype, Hormones, Daphnia, Female
Abstract

Genetic sex determination (GSD) can evolve from environmental sex determination (ESD) via an intermediate state in which both coexist in the same population. Such mixed populations are found in the crustacean Daphnia magna, where non-male producers (NMP, genetically determined females) coexist with male producers (MP), in which male production is environmentally inducible and can also artificially be triggered by exposure to juvenile hormone. This makes Daphnia magna a rare model species for the study of evolutionary transitions from ESD to GSD. Although the chromosomal location of the NMP-determining mutation has been mapped, the actual genes and pathways involved in the evolution of GSD from ESD remain unknown. Here, we present a transcriptomic analysis of MP and NMP females under control (female producing) and under hormone exposure conditions. We found similar to 100 differentially expressed genes between MP and NMP under control conditions. Genes in the NMP-determining chromosome region were especially likely to show such constitutive expression differences. Hormone exposure led to expression changes of an additional similar to 100 (MP) to similar to 600 (NMP) genes, with an almost systematic upregulation of those genes in NMP. These observations suggest that the NMP phenotype is not determined by a simple "loss-of-function" mutation. Rather, homeostasis of female offspring production under hormone exposure appears to be an active state, tightly regulated by complex mechanisms involving many genes. In a broader view, this illustrates that the evolution of GSD, while potentially initiated by a single mutation, likely leads to secondary integration involving many genes and pathways.

Published
2019

5. Non-Essential Trace Elements Dietary Exposure in French Polynesia: Intake Assessment, Nail Bio Monitoring and Thyroid Cancer Risk

Author

Solène Bernagout, Laurent Noël, Jacques Iltis, Eric Dewailly, John Paaoafaite, Eric Suhas, Axelle Leufroy, Frédérique Rachédi, Yen Ren, Marc Taquet, Florent de Vathaire, Monia Zidane, Frédérique Bost-Bezeaud, Jacques Gardon, Joseph Sebbag, Larrys Shan, Suzanne Côté, P. Bouisset, Carole Rubino, Patrice Petitdidier, Thierry Guérin, Constance Xhaard, Jean Louis Boissin, Biostatistique et Processus Spatiaux (BIOSP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Laboratoire de sécurité des aliments de Maisons-Alfort, Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES), Centre de recherche du Centre Hospitalier Universitaire de Québec, CHU Québec, Audencia Recherche, Audencia Business School, LESE Laboratoire d'Etude et de Suivi de l'Environnement, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN), Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de la Polynésie Française (UPF), Laboratoire de Statistique Théorique et Appliquée (LSTA), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Epidémiologie des cancers, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Epidémiologie des cancers : Radiocarcinogénèse et effets iatrogènes des traitements, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Biostatistique et Processus Spatiaux (BioSP), Laboratoire de sécurité des aliments de Maisons-Alfort (LSAl), Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Hôpital de Taaone, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
0301 basic medicine, Male, control study, Physiology, fingernail, Dietary Exposure, 0302 clinical medicine, nETE, Risk Factors, Thyroid cancer, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Dietary exposure, General Medicine, Middle Aged, Prognosis, 3. Good health, 030220 oncology & carcinogenesis, Bio-Monitoring, Population study, Female, case, Disease Susceptibility, Environmental Monitoring, Research Article, mercury, cadmium, case-control study, Food Contamination, Polynesia, 03 medical and health sciences, Young Adult, medicine, Humans, In patient, Thyroid Neoplasms, lead, business.industry, Case-control study, arsenic, medicine.disease, Trace Elements, 030104 developmental biology, Nails, Case-Control Studies, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, business, diet, Food contaminant, Intake assessment, Follow-Up Studies
Abstract

Background: In French Polynesia, thyroid cancer mortality and incidence is reported to be the highest in the world. Excessive levels of non-essential trace elements (nETE) in the body are associated with several types of cancer. Objective: The present study aims to provide quantitative information on food contamination by mercury (Hg), lead (Pb), arsenic (As) and cadmium (Cd) in French Polynesia and its potential correlation with measurements performed in fingernails of Polynesians, and then to investigate the potential association between these nETE and different thyroid cancer risks. Methods: The study population included 229 interviewed cases and 373 interviewed controls We performed a descriptive analysis of Polynesian food and examined the association between thyroid cancer risk and daily intake levels of nETE and with fingernail nETE levels. Results: Hg contamination was mainly present in sea products, Pb contamination was present in almost all samples, Cd was detectable in starchy food and As was detectable in all sea products. No patient exceeded dietary contamination WHO limits for Pb, 2 participants exceeded it for Hg and 3 individuals (0.5%) for cadmium. In fingernail clippings, the most detectable pollutant was Pb (553 participants), then Hg (543 participants) then Cd (only in 130 participants). Thyroid cancer risk was increased more than 4 times by Pb daily intake in patients with a history of cancer in first-degree relatives than in ones without (p for interaction =0.01), and 2 times more in women with more than 3 pregnancies than in those with none or less (p for interaction =0.005); it was also increased following As intake by more than 30% in patients with a history of cancer in first-degree relatives than in ones without (p for interaction =0.05). Conclusion: Locally produced foods are not a source of nETE exposure in French Polynesia. Dieatry nETE exposure and fingernail nETE concentration are not associated to differentiated thyroid cancer risk. No correlation found between nETE dietary exposure and fingernail nETE concentration.

Published
2019

6. Author Correction: Metabolic changes in Medaka fish induced by cyanobacterial exposures in mesocosms: an integrative approach combining proteomic and metabolomic analyses

Author

Sophie Labrut, Benjamin Marie, Séverine Le Manach, Hélène Huet, Gérard Lacroix, Alexis Millot, Qin Qiao, Giovanni Chiappetta, Charlotte Duval, Alain Paris, Joëlle Vinh, Alain Blond, Arnaud Catherine, Benoît. Sotton, Molécules de Communication et Adaptation des Micro-organismes (MCAM), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Xénobiotiques, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Molécules de Communication et Adaptation des Micro-Organismes (MCAM), Biogéochimie et écologie des milieux continentaux (Bioemco), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-AgroParisTech-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), CEREEP-Ecotron Ile de France (UMS 3194), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Laboratoire de Chimie Physique Macromoléculaire (LCPM), Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École nationale vétérinaire d'Alfort (ENVA), Ecole Nationale Vétérinaire Agroalimentaire et de l'Alimentation Nantes Atlantique (ONIRIS), Unité de Spectrométrie de Masse Biologique et Protéomique, ESPCI ParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neurobiologie et diversité cellulaire (NDC), Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de la Polynésie Française (UPF), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL), Spectrométrie de Masse Biologique et Protéomique (USR3149 / FRE2032) (SMBP), Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)

Subjects
0303 health sciences, Multidisciplinary, lcsh:R, lcsh:Medicine, Computational biology, Biology, Mesocosm, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Metabolomics, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], ComputingMethodologies_DOCUMENTANDTEXTPROCESSING, %22">Fish , lcsh:Q, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, lcsh:Science, Author Correction, 030217 neurology & neurosurgery, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology
Abstract

Cyanobacterial blooms pose serious threats to aquatic organisms and strongly impact the functioning of aquatic ecosystems. Due to their ability to produce a wide range of potentially bioactive secondary metabolites, so called cyanotoxins, cyanobacteria have been extensively studied in the past decades. Proteomic and metabolomic analyses provide a unique opportunity to evaluate the global response of hundreds of proteins and metabolites at a glance. In this study, we provide the first combined utilization of these methods targeted to identify the response of fish to bloom-forming cyanobacteria. Medaka fish (Oryzias latipes) were exposed for 96 hours either to a MC-producing or to a non-MC-producing strain of Microcystis aeruginosa and cellular, proteome and metabolome changes following exposure to cyanobacteria were characterized in the fish livers. The results suggest that a short-term exposure to cyanobacteria, producing or not MCs, induces sex-dependent molecular changes in medaka fish, without causing any cellular alterations. Globally, molecular entities involved in stress response, lipid metabolism and developmental processes exhibit the most contrasted changes following a cyanobacterial exposure. Moreover, it appears that proteomic and metabolomic analyses are useful tools to verify previous information and to additionally bring new horizons concerning molecular effects of cyanobacteria on fish.

Published
2018

7. Pearl grafting: tracking the biological origin of nuclei by straightforward immunological methods

Author

Laurent Plasseraud, Marina Demoy-Schneider, Jérôme Thomas, Nelly Schmitt, Frédéric Marin, Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) ( EIO ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer ( IFREMER ) -Institut Louis Malardé [Papeete] ( ILM ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université de la Polynésie Française ( UPF ), Biogéosciences [Dijon] ( BGS ), Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne [Dijon] ( ICMUB ), Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université de la Polynésie française, Direction des ressources marines de Polynésie française, Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Biogéosciences [UMR 6282] [Dijon] (BGS), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne [Dijon] (ICMUB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bourgogne (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Biogéosciences [UMR 6282] (BGS), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Bourgogne (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Oyster, matrix proteins, Aquatic Science, 01 natural sciences, [ CHIM ] Chemical Sciences, Pinctada margaritifera, 03 medical and health sciences, [ CHIM.ORGA ] Chemical Sciences/Organic chemistry, biology.animal, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Botany, medicine, biology, 010604 marine biology & hydrobiology, Pearl oyster, nucleus, Amblema, Mussel, biology.organism_classification, Amblema plicata, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, Biochemistry, [ SDV.BBM.GTP ] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], ELISA, pearl oyster, Nucleus, Pinctada
Abstract

9 pages; International audience; French Polynesia is renowned for the production of Tahitian black pearl. These gems are obtained by grafting a nucleus into the gonad of a receiving oyster together with a graft, i.e. a small section of mantle tissue of a donor oyster. This procedure initiates the formation of a pearl sack around the nucleus, and subsequently, the deposition of concentric layers of nacre. The nucleus plays a key-role in pearl formation and its characteristics influence markedly the quality of the final product. As it is manufactured from mollusc shells, it contains a small percentage of organics. In the present paper, we used a set of biochemical techniques to characterize and compare the organic matrices from two types of nuclei that are currently used in French Polynesia: that from the freshwater mussel Amblema sp., and that from the pearl oyster Pinctada sp. To this end, we extracted the matrices from nuclei and performed FT-IR, monodimensional electrophoresis, and enzyme-linked immuno-sorbent assay (ELISA). Our data show that the matrix associated with Amblema nuclei has a very different biochemical signature from that of Pinctada nuclei, a fact that may explain the improved tolerance of grafted oysters to nuclei of Pinctada origin. In the absence of complex physical methods of investigation, simple immunological techniques and FT-IR performed on the extracted organic matrix are extremely reliable and effective for discriminating nuclei from these two sources. We assert that such techniques can be used as a diagnostic test to track unambiguously the biological origin of nuclei to avoid fraud.

Published
2018

8. Culture site dependence on pearl size realization in Pinctada margaritifera in relation to recipient oyster growth and mantle graft biomineralization gene expression using the same donor phenotype

Author

Latchere, Oihana, Fievet, Julie, Lo, Cédrik, Schneider, Denis, Dieu, Stéphanie, Cabral, Philippe, Belliard, Corinne, Ky, Chin-Long, Gueguen, Yannick, Saulnier, Denis, Le Pabic, Lore, Parrad, Sophie, Sham Koua, Manaarii, Nakasai, Seiji, Devaux, Dominique, Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Direction de la Reconversion Industrielle, Centre d'étude et de prévention des risques technologiques, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de la Polynésie Française (UPF), Laboratoire de physiologie cellulaire végétale (LPCV), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Direction des Ressources Marines et Minières, Espace Bleu, Gauguin's pearl Farm, L'Ecole des Hautes Etudes en Sciences Sociales (EHESS), École des hautes études en sciences sociales (EHESS), Interactions Hôtes-Pathogènes-Environnements (IHPE), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)

Subjects
0301 basic medicine, Oyster, [SDV]Life Sciences [q-bio], Zoology, [SDV.BID]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity, Aquatic Science, Oceanography, Pinctada margaritifera, 03 medical and health sciences, Aquaculture, biology.animal, 14. Life underwater, Recipient oysters, Mantle (mollusc), Shellfish, Donor oysters, biology, Ecology, business.industry, [SDV.BID.EVO]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Populations and Evolution [q-bio.PE], Cultured pearl size, food and beverages, Aquatic animal, 04 agricultural and veterinary sciences, biology.organism_classification, Hatchery, eye diseases, Cultured pearl, 030104 developmental biology, Environmental influences, 040102 fisheries, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Gene expression, business
Abstract

International audience; Size is the most important and valuable quality of the cultured black-lip pearl, Pinctada margaritifera. As this pearl aquaculture is carried out at numerous grow-out sites, this study analyzes the environmental influence on pearl size parameters (nacre weight and thickness) in relation to the recipient oyster biometric parameters (shell thickness, height, width, and oyster weight) at harvest time. Toward this end, an experimental graft was designed by using a homogeneous donor oyster phenotype. The recipient oysters were randomly and equally transferred and reared in five commercial and contrasting grow-out locations. Overall inter-site comparisons revealed that the cultured pearl size (N = 2168) and the biometric parameters of the recipient oysters were highest for sites with warmer temperatures with low seasonal variation in comparison to the southern latitude sites. These results were supported by positive correlations between pearl nacre thickness and recipient oyster shell thickness, height, and width. In parallel, the biomineralization potential of the mantle graft was screened through four genes encoding aragonite (Pif 177, MSI60) and calcite (shematrin 9, aspein). As the gene expression levels were the same among all the donor oysters, this finding demonstrates that: 1) the pearl sac that originated from the mantle graft was not isolated from environmental variations during the culture period and 2) the phenotypic expressions of the two biomineralizing tissues in the recipient oyster were consistent (shell and pearl). In the near future, this knowledge will be helpful at the production sites of genetically selected donor oyster lines for growth produced in hatchery systems. Culture site dependence on pearl size realization in Pinctada margaritifera in relation to recipient oyster growth and mantle graft biomineralization gene expression using the same donor phenotype. Available from: https://www.researchgate.net/publication/299384948_Culture_site_dependence_on_pearl_size_realization_in_Pinctada_margaritifera_in_relation_to_recipient_oyster_growth_and_mantle_graft_biomineralization_gene_expression_using_the_same_donor_phenotype [accessed Oct 18 2017].

Published
2016

9. Personalised training programme (PEP’C) for seniors: Who participated and what were the benefits?

Author

C. Lebreton, P.-M. Leprêtre, Pierre Olivier Lang, Thomas Vogel, P.-H. Bréchat, J. Regnard, D. Rivière, M. Bellanger, J. Lonsdorfer, Centre Hospitalier Universitaire Vaudois [Lausanne] (CHUV), Anglia Ruskin University (ARU), Adaptations Physiologiques à l'Exercice et Réadaptation à l'effort - UR UPJV 3300 (APERE), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-CHU Amiens-Picardie, Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS), École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP), Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), Ingénierie et biologie cellulaire et tissulaire (IBCT (ex IFR133)), Centre Hospitalier Régional Universitaire de Besançon (CHRU Besançon)-Etablissement français du sang [Bourgogne-Franche-Comté] (EFS [Bourgogne-Franche-Comté])-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), French Cochrane Centre, Université Sorbonne Paris Cité (USPC), Institut Droit et Santé (IDS - U1145), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité), Meyer, Laurence, Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de la Polynésie Française (UPF), Hasso Plattner Institute [Potsdam, Germany], EA Management des Organisations de Santé (EA MOS), PRES Sorbonne Paris Cité-École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP), Laboratoire de Neuroimagerie Assistée par Ordinateur (LNAO), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), and Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)

Subjects
Cost Senior, Bien vieillir, Prévention, 030214 geriatrics, [SDV.MHEP.GEG] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Geriatry and gerontology, Physical activity, Prevention, Senior, [SDV.MHEP.GEG]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Geriatry and gerontology, Training programme, Adhésion, Activité physique, 03 medical and health sciences, Psychiatry and Mental health, 0302 clinical medicine, [SDV.SPEE] Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, Healthy ageing, Adhesion, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, 030212 general & internal medicine, Neurology (clinical), Geriatrics and Gerontology, Coût, Programme d’entraînement
Abstract

ObjectiveTo measure the impact of a short-term variable-workload endurance-training programme (PEP’C) on cardiorespiratory parameters and endurance, and also on quality of life for seniors. The respective roles of the perception of physical activity and the financial factor involved in joining such a program were also investigated.PopulationTwo hundred and thirty-two volunteers aged 50 or over voluntarily participated in the “Physical Fitness for Health” assessment (CAPS). Subjects presenting the common contra-indications to physical activity were previously excluded.MethodAfter an initial assessment of aerobic capacity using a maximum cardiorespiratory test, a special variable-workload endurance-training programme on ergometric bicycles was run, comprising 18 sessions of 30 minutes each for 9 weeks. A final assessment of aerobic capacity completed the program. Quality of life was measured before and after the PEP’C using the MOS-SF-36.ResultsThe volunteers’ mean age was 66.0 ± 6.5 years ; 77.5% were aged 60 to 74 years and 11.6% were 75 years or older. Among the volunteers, 15.9% had never practiced any sport or physical activity. One out of two said that maintaining their physical fitness was their main motivation. The programme adherence rate was 100%. Over 18 sessions, maximum cardiorespiratory parameters (MTP VO2peak and MMV) and aerobic endurance parameters (VT1, HR, VT1, and lactate at MTP) improved (P > 0.05). An effect of gender was observed whereby improvement in performance was significantly greater in women. For aerobic endurance abilities, a significant gain was measured for 92.2% of the participants. Before starting PEP’C, scores on the MOS-SF-36 were high in all dimensions. At the end, all quality of life dimensions were significantly improved and the increase in global score was 10.0% ± 20.0%. The mean scores in the dimensions of “perceived health” and “vitality” were those that increased most. In men, physical activity particularly improved the “vitality” dimension, while for women it was rather the “mental health” dimension (P < 0.01). On average, 134 € was the amount considered affordable for a program of this sort, this amount being strongly dependent on the level of satisfaction.ConclusionThis study confirms the feasibility and benefits of this “individually tailored” PEP’C on maximum cardiorespiratory and endurance parameters, and on quality of life, among seniors. It also shows that adherence to a programme of this type is more influenced by the satisfaction derived from practicing physical activity and sport than by affordability., ObjectifsMesurer l’impact d’un programme d’entraînement à l’effort personnalisé par créneaux (PEP’C) sur les paramètres cardiorespiratoires et d’endurance, mais également la qualité de vie des seniors. Les rôles respectifs de la perception de l’activité physique et du facteur financier sur l’adhésion à un tel programme étaient également investigués.PopulationDeux cent trente-deux volontaires âgés de 50 ans ou plus ayant volontairement participé à la consultation de l’aptitude physique pour la santé (CAPS). Les contre-indications habituelles à la pratique sportive étaient préalablement écartées.MéthodeAprès une évaluation initiale des capacités aérobiques avec réalisation d’une épreuve cardiorespiratoire maximale, un programme spécifique de reconditionnement en endurance à charge variable (PEP’C) comportant 18 séances d’ergocycle de 30 minutes chacune durant 9 semaines était proposé. Une évaluation finale des capacités aérobiques clôturait le programme. La qualité de vie était mesurée avant et après le PEP’C à l’aide du MOS-SF-36.RésultatsLa moyenne d’âge des volontaires était de 66,0 ± 6,5 ans ; 77,5 % étaient âgés de 60–74 ans et 11,6 % de 75 ans ou plus. Parmi les volontaires, 15,9 % n’avaient jamais pratiqué d’activité physique et sportive. Un sur deux déclarait que le maintien ou la remise en forme physique était leur motivation pour faire du sport. Le taux d’adhésion était de 100 %. En 18 séances, une amélioration des paramètres cardiorespiratoires maximaux (PMT, VO2pic, VMM) et des paramètres d’endurance aérobie (SV1, FC au SV1, taux de lactate à la PMT) était observée (p < 0,05). Il a été observé un effet du sexe avec une augmentation des performances significativement supérieure chez les femmes. Pour les aptitudes d’endurance aérobie, il était mesuré un gain significatif pour 92,2 % des participants. Avant d’initier le PEP’C, les scores au MOS-SF-36 étaient élevés dans tous les domaines. À la fin du PEP’C, tous les domaines de qualité de vie étaient significativement augmentés et l’augmentation du score global était de 10,0 ± 20,0 %. Les scores moyens dans les dimensions de « santé perçue » et de « vitalité » étaient les plus augmentés. Chez les hommes, la pratique d’une activité physique améliorait particulièrement la dimension « vitalité » alors que pour les femmes c’était plutôt la « santé psychique » (p < 0,01). En moyenne, 134 € était la somme qui pourrait être dédiée à un tel programme, le montant étant fortement dépendant du niveau de satisfaction.ConclusionCette étude confirme la faisabilité et les bénéfices du programme personnalisé PEP’C sur les principaux paramètres cardiorespiratoires maximaux, l’endurance et la qualité de vie des seniors. Elle montre aussi que l’adhésion à un tel dispositif est peu influencée par la satisfaction induite par la pratique d’une activité physique et sportive que par les coûts engendrés.

Published
2016

10. Stigmergic construction and topochemical information shape ant nest architecture

Author

Pascale Kuntz, Christian Jost, Jacques Gautrais, Andrea Perna, Guy Theraulaz, Anaïs Khuong, Maud Combe, Chaker Sbaï, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Centre de Recherches sur la Cognition Animale - UMR5169 (CRCA), Institut des sciences du cerveau de Toulouse. (ISCT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Università Politecnica delle Marche [Ancona] (UNIVPM), Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 (IMT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), COD, Laboratoire d'Informatique de Nantes Atlantique (LINA), Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre de Recherches sur la Cognition Animale (CRCA), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Elevage [Rennes] (PEGASE), AGROCAMPUS OUEST-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes (UN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes (UN), Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut des sciences du cerveau de Toulouse. (ISCT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut des sciences du cerveau de Toulouse. (ISCT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de la Polynésie Française (UPF)

Subjects
0301 basic medicine, [INFO.INFO-CC]Computer Science [cs]/Computational Complexity [cs.CC], Engineering, Theoretical computer science, Stochastic modelling, Body size, ComputingMethodologies_ARTIFICIALINTELLIGENCE, 03 medical and health sciences, [SCCO]Cognitive science, Nest, Animals, [NLIN]Nonlinear Sciences [physics], Architecture, [NLIN.NLIN-AO]Nonlinear Sciences [physics]/Adaptation and Self-Organizing Systems [nlin.AO], [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, Communication, Multidisciplinary, biology, Ants, business.industry, Lasius, [SDV.BA]Life Sciences [q-bio]/Animal biology, Models, Theoretical, Biological Sciences, Ant colony, biology.organism_classification, Key features, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, 030104 developmental biology, [INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], business, [SDV.EE.IEO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis
Abstract

International audience; The nests of social insects are not only impressive because of their sheer complexity but also because they are built from individuals whose work is not centrally coordinated. A key question is how groups of insects coordinate their building actions. Here, we use a combination of experimental and modeling approaches to investigate nest construction in the ant Lasius niger. We quantify the construction dynamics and the 3D structures built by ants. Then, we characterize individual behaviors and the interactions of ants with the structures they build. We show that two main interactions are involved in the coordination of building actions: (i) a stigmergic-based interaction that controls the amplification of de-positions at some locations and is attributable to a pheromone added by ants to the building material; and (ii) a template-based interaction in which ants use their body size as a cue to control the height at which they start to build a roof from existing pillars. We then develop a 3D stochastic model based on these individual behaviors to analyze the effect of pheromone presence and strength on construction dynamics. We show that the model can quantitatively reproduce key features of construction dynamics, including a large-scale pattern of regularly spaced pillars, the formation and merging of caps over the pillars, and the remodeling of built structures. Finally, our model suggests that the lifetime of the pheromone is a highly influential parameter that controls the growth and form of nest architecture.

Published
2016

11. Yes, it turns: experimental evidence of pearl rotation during its formation

Author

Yann Czorlich, Didier Defay, Gilles Le Moullac, Pierre Lyonnard, Max Mastail, Yannick Gueguen, Hubert Bari, Damien Marigliano, Sébastien Chabrier, Cédrik Lo, Bruno Le Tohic, Jean-Pierre Gauthier, Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP), AGROCAMPUS OUEST-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Direction des Ressources Marines, Géopôle du Pacifique Sud (GePaSUD), Université de la Polynésie Française (UPF), Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Direction des Ressources Marines (DRM), Ministère de l'économie et des finances, Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-AGROCAMPUS OUEST, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de la Polynésie Française (UPF), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)

Subjects
Oyster, Biology (whole organism) environmental science/computational biology/biophysics pearl oyster, 98702 Faa'a, BP 6570, Biominéralisation, 03 medical and health sciences, Paleontology, biology.animal, lcsh:Science, 030304 developmental biology, Physics, 0303 health sciences, Multidisciplinary, biology, Ecology, Huître perlière, Pearl oyster, Biology (Whole Organism), Perliculture, 04 agricultural and veterinary sciences, biomineralization, [SDV.BA.ZI]Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Invertebrate Zoology, pearl rotation, 040102 fisheries, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, lcsh:Q, pearl oyster, Tahiti, biomineralization laboratoire GEPASUD, Research Article
Abstract

Cultured pearls are human creations formed by inserting a nucleus and a small piece of mantle tissue into a living shelled mollusc, usually a pearl oyster. Although many pearl observations intuitively suggest a possible rotation of the nucleated pearl inside the oyster, no experimental demonstration of such a movement has ever been done. This can be explained by the difficulty of observation of such a phenomenon in the tissues of a living animal. To investigate this question of pearl rotation, a magnetometer system was specifically engineered to register magnetic field variations with magnetic sensors from movements of a magnetic nucleus inserted in the pearl oyster. We demonstrated that a continuous movement of the nucleus inside the oyster starts after a minimum of 40 days post-grafting and continues until the pearl harvest. We measured a mean angular speed of 1.27° min −1 calculated for four different oysters. Rotation variability was observed among oysters and may be correlated to pearl shape and defects. Nature's ability to generate so amazingly complex structures like a pearl has delivered one of its secrets.

Published
2015

12. Residence times and boundary-following behavior in animals

Author

Christian Jost, Jacques Gautrais, Guy Theraulaz, Richard Fournier, Stéphane Blanco, Sebastian Weitz, LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Groupe de Recherche Energétique, Plasmas et Hors Equilibre (LAPLACE-GREPHE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Centre de Recherches sur la Cognition Animale (CRCA), Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut des sciences du cerveau de Toulouse. (ISCT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut des sciences du cerveau de Toulouse. (ISCT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de la Polynésie Française (UPF)

Subjects
[INFO.INFO-CC]Computer Science [cs]/Computational Complexity [cs.CC], Time Factors, Computer science, Property (programming), Spatial Behavior, Boundary (topology), Curvature, Models, Biological, 01 natural sciences, 03 medical and health sciences, symbols.namesake, 0103 physical sciences, Animals, Statistical physics, 010306 general physics, [NLIN.NLIN-AO]Nonlinear Sciences [physics]/Adaptation and Self-Organizing Systems [nlin.AO], Preference (economics), 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Basis (linear algebra), Random walk, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Field (geography), [INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], Boltzmann constant, symbols, PACS number(s): 87.19.rs, 05.40.Fb, 87.10.Mn, 05.60.Cd, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, [SDV.EE.IEO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis
Abstract

International audience; Many animals in heterogeneous environments bias their trajectories displaying a preference for the vicinity of boundaries. Here we propose a criterion, relying on recent invariance properties of residence times for microreversible Boltzmann's walks, that permits detecting and quantifying boundary-following behaviors. On this basis we introduce a boundary-following model that is a nonmicroreversible Boltzmann's walk and that can represent all kinds of boundary-following distributions. This allows us to perform a theoretical analysis of field-resolved boundary following in animals. Two consequences are pointed out and are illustrated: A systematic procedure can now be used for extraction of individual properties from experimental field measurements, and boundary-curvature influence can be recovered as an emerging property without the need for individuals perceiving the curvature via complex physiological mechanisms. The presented results apply to any memoryless correlated random walk, such as the run-and-tumble models that are widely used in cell motility studies.

Published
2014

13. Do ants need to estimate the geometrical properties of trail bifurcations to find an efficient route? A swarm robotics test bed

Author

Maud Combe, Guy Theraulaz, Simon Garnier, Christian Jost, Institut de Recherches interdisciplinaires et de Développements en Intelligence Artificielle [Bruxelles] (IRIDIA), Université libre de Bruxelles (ULB), Centre de Recherches sur la Cognition Animale (CRCA), Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut des sciences du cerveau de Toulouse. (ISCT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut des sciences du cerveau de Toulouse. (ISCT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de la Polynésie Française (UPF)

Subjects
0106 biological sciences, Computer science, 01 natural sciences, Pheromones, Biomimetics, lcsh:QH301-705.5, Bifurcation, 0303 health sciences, Ecology, Animal Behavior, [SDV.NEU.PC]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Psychology and behavior, Robotics, Random walk, Computational Theory and Mathematics, [INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], Modeling and Simulation, Research Article, Biotechnology, [INFO.INFO-CC]Computer Science [cs]/Computational Complexity [cs.CC], Foraging, Swarm robotics, Bioengineering, Topology, 010603 evolutionary biology, Models, Biological, 03 medical and health sciences, Cellular and Molecular Neuroscience, Genetics, Animals, [NLIN.NLIN-AO]Nonlinear Sciences [physics]/Adaptation and Self-Organizing Systems [nlin.AO], Molecular Biology, Biology, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 030304 developmental biology, Evolutionary Biology, business.industry, Ants, Computational Biology, Feeding Behavior, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Animal Communication, lcsh:Biology (General), Shortest path problem, Robot, Collective animal behavior, Artificial intelligence, business, Zoology, [SDV.EE.IEO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis
Abstract

Interactions between individuals and the structure of their environment play a crucial role in shaping self-organized collective behaviors. Recent studies have shown that ants crossing asymmetrical bifurcations in a network of galleries tend to follow the branch that deviates the least from their incoming direction. At the collective level, the combination of this tendency and the pheromone-based recruitment results in a greater likelihood of selecting the shortest path between the colony's nest and a food source in a network containing asymmetrical bifurcations. It was not clear however what the origin of this behavioral bias is. Here we propose that it results from a simple interaction between the behavior of the ants and the geometry of the network, and that it does not require the ability to measure the angle of the bifurcation. We tested this hypothesis using groups of ant-like robots whose perceptual and cognitive abilities can be fully specified. We programmed them only to lay down and follow light trails, avoid obstacles and move according to a correlated random walk, but not to use more sophisticated orientation methods. We recorded the behavior of the robots in networks of galleries presenting either only symmetrical bifurcations or a combination of symmetrical and asymmetrical bifurcations. Individual robots displayed the same pattern of branch choice as individual ants when crossing a bifurcation, suggesting that ants do not actually measure the geometry of the bifurcations when travelling along a pheromone trail. Finally at the collective level, the group of robots was more likely to select one of the possible shorter paths between two designated areas when moving in an asymmetrical network, as observed in ants. This study reveals the importance of the shape of trail networks for foraging in ants and emphasizes the underestimated role of the geometrical properties of transportation networks in general., Author Summary Most ant species form transportation networks, be they foraging trails linking food sources to the main colony or underground galleries connecting the different parts of the nest. As for human transportation networks (roads, airlines, etc.), the design and the placement of the connecting points (or nodes) dramatically affects the movement of individuals and hence the exchanges of material and information. In a previous study, we have shown that the geometrical configuration of these nodes (i.e., the angles between the different exiting branches) can affect the route followed by an ant in a network of galleries and, as a consequence, the efficiency of the pheromone-based recruitment toward a food source. Here we show that we can reproduce these results using ant-like robots with minimal perceptual and cognitive capabilities. We demonstrate that the simple interaction between the displacement of an ant and the geometrical configuration of the gallery network can greatly affect the foraging performances of the colony. This result increases our understanding of how workers move through structures built by ant colonies and more generally points toward possible improvements for the design of man-made transportation networks.

Published
2013

14. Modeling Collective Animal Behavior with a Cognitive Perspective: A Methodological Framework

Author

Jacques Gautrais, Richard Fournier, Sebastian Weitz, Stéphane Blanco, Christian Jost, Guy Theraulaz, LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre de Recherches sur la Cognition Animale (CRCA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut des sciences du cerveau de Toulouse. (ISCT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de la Polynésie Française (UPF), Groupe de Recherche Energétique, Plasmas et Hors Equilibre (LAPLACE-GREPHE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut des sciences du cerveau de Toulouse. (ISCT), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
0106 biological sciences, State variable, Collective behavior, Population Dynamics, computer.software_genre, Bioinformatics, Choice Behavior, 01 natural sciences, Cognition, Morphogenesis, [PHYS.COND.CM-SM]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Statistical Mechanics [cond-mat.stat-mech], Animal Management, Physics, 0303 health sciences, Multidisciplinary, Animal Behavior, Behavior, Animal, [SDV.NEU.PC]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Psychology and behavior, Applied Mathematics, [SDV.NEU.SC]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Cognitive Sciences, Agriculture, Complex Systems, Behavioral modeling, Medicine, Research Article, [INFO.INFO-CC]Computer Science [cs]/Computational Complexity [cs.CC], Markov Model, Process (engineering), Science, Decision Making, Context (language use), Environment, Machine learning, Models, Biological, 010603 evolutionary biology, 03 medical and health sciences, Cadaver, Animals, Social Behavior, [NLIN.NLIN-AO]Nonlinear Sciences [physics]/Adaptation and Self-Organizing Systems [nlin.AO], Set (psychology), Cluster analysis, Biology, Theoretical Biology, 030304 developmental biology, Evolutionary Biology, Models, Statistical, Population Biology, Ants, business.industry, Computational Biology, Probability Theory, Animal Cognition, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Nonlinear Dynamics, Collective animal behavior, Artificial intelligence, business, Zoology, computer, Mathematics, Developmental Biology, Neuroscience, [SDV.EE.IEO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis
Abstract

International audience; The last decades have seen an increasing interest in modeling collective animal behavior. Some studies try to reproduce as accurately as possible the collective dynamics and patterns observed in several animal groups with biologically plausible, individual behavioral rules. The objective is then essentially to demonstrate that the observed collective features may be the result of self-organizing processes involving quite simple individual behaviors. Other studies concentrate on the objective of establishing or enriching links between collective behavior researches and cognitive or physiological ones, which then requires that each individual rule be carefully validated. Here we discuss the methodological consequences of this additional requirement. Using the example of corpse clustering in ants, we first illustrate that it may be impossible to discriminate among alternative individual rules by considering only observational data collected at the group level. Six individual behavioral models are described: They are clearly distinct in terms of individual behaviors, they all reproduce satisfactorily the collective dynamics and distribution patterns observed in experiments, and we show theoretically that it is strictly impossible to discriminate two of these models even in the limit of an infinite amount of data whatever the accuracy level. A set of methodological steps are then listed and discussed as practical ways to partially overcome this problem. They involve complementary experimental protocols specifically designed to address the behavioral rules successively, conserving group-level data for the overall model validation. In this context, we highlight the importance of maintaining a sharp distinction between model enunciation, with explicit references to validated biological concepts, and formal translation of these concepts in terms of quantitative state variables and fittable functional dependences. Illustrative examples are provided of the benefits expected during the often long and difficult process of refining a behavioral model, designing adapted experimental protocols and inversing model parameters.

Published
2012

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