Evidence of early bottom water current flow after the Messinian Salinity Crisis in the Gulf of Cadiz

Highlights • Stratigraphic framework over the Miocene-Pliocene boundary at IODP Site U1387. • Abrupt sedimentary changes over the Miocene-Pliocene boundary. • Clear hints for onset of Mediterranean Outflow after the Messinian Salinity Crisis. • Evidence of bottom water currents in contouritic sedimentation and elevated Zr/Al. • Quiet, hemipelagic sediment deposition during the Messinian in the Gulf of Cadiz. Abstract Integrated Ocean Drilling Program (IODP) Expedition 339 cored multiple sites in the Gulf of Cadiz in order to study contourite deposition resulting from Mediterranean Outflow water (MOW). One hole, U1387C, was cored to a depth of 865.6 meters below seafloor (mbsf) with the goal of recovering the Latest Miocene to Pliocene transition in order to evaluate the history of MOW immediately after the end of the Messinian Salinity Crisis. To understand this history, an accurate age model for the succession is needed, but is challenging to construct, because the Miocene-Pliocene boundary is not marked by a clear biostratigraphic event in the Atlantic and coring gaps occur within the recovered stratigraphic record. These limitations are overcome by combining a variety of chronostratigraphic datasets to construct an age-model that fits the currently available age indicators and demonstrates that coring in Hole U1387C did indeed recover the Miocene-Pliocene boundary at around 826 mbsf. This boundary is associated with a distinct and abrupt change in depositional environment. During the latest Messinian, hemipelagic sediments exhibiting precession-induced climate variability were deposited. These are overlain by Pliocene sediments deposited at a much higher sedimentation rate, with much higher and more variable XRF-scanning Zr/Al ratios than the underlying sediment, and that show evidence of winnowing, particle sorting and increasing grain size, which we interpret to be related to the increasing flow of MOW. Pliocene sedimentary cyclicity is clearly visible in both the benthic δ18O record and the Zr/Al data and is probably also precessionally controlled. Two contouritic bigradational sandy-beds are revealed above the third sedimentary cycle of the Pliocene. On the basis of these results, we conclude that sedimentation associated with weak Mediterranean-Atlantic exchange, began in the Gulf of Cadiz virtually at or shortly after the Miocene-Pliocene boundary

A PKC-Dependent Recruitment of MMP-2 Controls Semaphorin-3A Growth-Promoting Effect in Cortical Dendrites

There is increasing evidence for a crucial role of proteases and metalloproteinases during axon growth and guidance. In this context, we recently described a functional link between the chemoattractive Sema3C and Matrix metalloproteinase 3 (MMP3). Here, we provide data demonstrating the involvement of MMP-2 to trigger the growth-promoting effect of Sema3A in cortical dendrites. The in situ analysis of MMP-2 expression and activity is consistent with a functional growth assay demonstrating in vitro that the pharmacological inhibition of MMP-2 reduces the growth of cortical dendrites in response to Sema3A. Hence, our results suggest that the selective recruitment and activation of MMP-2 in response to Sema3A requires a PKC alpha dependent mechanism. Altogether, we provide a second set of data supporting MMPs as effectors of the growth-promoting effects of semaphorins, and we identify the potential signalling pathway involved

Lien fonctionnel entre les sémaphorines et les métalloprotéases matricielles,implication pendant la croissance des neurites corticaux

Au-delà de son importance fondamentale, la compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires de la croissance axonale et dendritique représente un enjeu majeur pour appréhender les situations pathologiques consécutives à des troubles lésionnels ou neurodégénératifs du système nerveux. Mon travail de thèse a porté sur l'identification d'une interaction moléculaire entre deux familles de protéines largement impliquées dans le développement du système nerveux mais également lors de nombreuses pathologies du système nerveux : les Sémaphorines et les Métalloprotéases de la Matrice (MMPs). Dans le cortex cérébral en développement, les axones et les dendrites se mettent en place progressivement en réponse à des molécules de guidage attirant ou repoussant les neurites en croissance. Des travaux récents ont démontré qu il existait pour des familles de molécules de guidage (les nétrines et les éphrines) un lien fonctionnel avec les Métalloprotéases. Au cours de mon projet de thèse, j'ai recherché l'existence d'une telle interaction fonctionnelle entre les Métalloprotéases Matricielles et la famille des Sémaphorines. Dans la première partie du travail, j observe que le patron d'expression et l'activité protéolytique de MMP-3 sont compatibles avec un rôle de cette MMP pendant la croissance des axones corticaux. De plus, je montre que MMP-3 est nécessaire à l'élongation optimale des axones in vitro. Finalement, je démontre que Sema3C exerce son effet chimioattracteur sur les axones par le recrutement spécifique de MMP-3. Ainsi, l'analyse du comportement de croissance des axones corticaux en présence de gradients de Sema3C révèle que MMP-3 est nécessaire non seulement à la stimulation de croissance déclenchée par Sema3C mais aussi à l'orientation de la croissance. Il s'agit là de l'une des premières démonstrations d'un rôle direct des MMPs dans un processus de guidage axonal. Par ailleurs, j ai constaté que le profil d'expression dans le cortex de deux autres MMPs de la famille des gélatinases (MMP-2 et -9) suggérait un rôle potentiel de ces enzymes dans la corticogenèse. En effet, il apparait clairement que ces deux MMPs sont fortement exprimées à E15 dans les neurones corticaux des couches V et VI avec un fort enrichissement de MMP-2 dans les dendrites de ces neurones. Cette observation est la base de la deuxième partie de mon travail de thèse qui porte également sur l'analyse de Sema3A, un signal inhibiteur pour les axones corticaux qui induit la croissance des dendrites de ces mêmes neurones. L'ensemble de cette partie du travail montre ainsi que MMP-2 et -9 sont exprimées et actives dans le néocortex E15 en développement mais que seule MMP-2 participe à la croissance dendritique déclenchée par Sema3A. Je mets également en évidence l'implication de neuropiline-1, neuropiline-2 et plexineA1 dans le recrutement différentiel de MMP-2. Finalement, j'ai obtenu des résultats préliminaires qui suggèrent que le recrutement de MMP-2 par Sema3A passe par la modulation de l'activité de PKCa. Globalement, mes travaux de thèse démontrent pour la première fois l'existence d'une interaction entre les Sémaphorines et les Métalloprotéases Matricielles. Cette interaction fonctionnelle montre que les effets chimioattracteurs des Sémaphorines, encore largement méconnus, passent par le recrutement différentiel de MMPs. Compte tenu de l'importance grandissante des MMPs et des Sémaphorines dans le contexte de la régénération du système nerveux, mes résultats pourraient contribuer à dessiner de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur l'interférence de cette interaction fonctionnelle.Beyond its fundamental importance, the comprehension of the cellular and molecular mechanisms of axonal and dendritic outgrowth represents a major challenge to better understand the lack of central nervous system regeneration observed in case of traumatic lesions. My thesis work concerned the identification of a molecular interaction between two families of proteins largely implied in the development of the nervous system but also at the time of many pathological processes of the nervous system: Semaphorins and Matrix Metalloproteinases (MMPs). In the developing cerebral cortex, the axons and dendrites are gradually set up in response to guidance molecules attracting or repelling the growing neurites. Recent work showed the existence of a functional link between families of guidance molecules (Netrins and Ephrins) and Metalloproteinases. During my thesis, I sought the existence of such a functional interaction between the Matrix Metalloproteinases and the Semaphorin family. In the first part of this work, I observed that the expression pattern and the proteolytic activity of MMP-3 in situ are compatible with a role of this MMP during the growth of the cortical axons. Moreover, I showed that MMP-3 is necessary to the optimal elongation of axons in vitro. Finally, I showed that Sema3C exerts its chemoattractive effect on the axons by specific recruitment of MMP-3. The analysis of cortical axons growth behaviour in the presence of Sema3C gradients revealed that MMP-3 is necessary not only for the stimulation of growth induced by Sema3C but also for the orientation of the growth. This result is one of the first demonstrations of a direct role of MMPs in a process of axonal guidance. Moreover, I found that the expression profile in the cortex of two other MMPs (MMP-2 and - 9) was consistent with a potential role of these enzymes in cortical development. Indeed, it appeared clearly that these two MMPs are strongly expressed in E15 cortical neurons in layer V and VI. I performed a series of experiments similar to the work undertaken for MMP-3 to analyse the interaction between gelatinases and Sema3A during cortical dendrite outgrowth. I showed that MMP-2 and -9 are expressed and active in the E15 neocortex and that MMP-2 is involved in the dendritic growth triggered by Sema3A. This part of the study also revealed the nature of the receptor complex leading to Sema3A-dependent recruitment of MMP-2. Strikingly, this complex is composed at least of neuropilin-1, neuropilin-2 and plexinA1. Hence, preliminary results showed that the selective activation and secretion of MMP-2 by Sema3A is PKCa dependent. Overall, this study provides the first evidence for the existence of an interaction between the Matrix Metalloproteinases and the Semaphorins. This functional interaction appears as a key element to trigger the chemoattractive effects of Semaphorins. Because MMPs and Semaphorins are important in the context of CNS regeneration, my results are also of prime importance to delineate new possible therapeutic strategies based on the interference of this functional interaction

Lien fonctionnel entre les sémaphorines et les métalloprotéases matricielles,implication pendant la croissance des neurites corticaux

Au-delà de son importance fondamentale, la compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires de la croissance axonale et dendritique représente un enjeu majeur pour appréhender les situations pathologiques consécutives à des troubles lésionnels ouBeyond its fundamental importance, the comprehension of the cellular and molecular mechanisms of axonal and dendritic outgrowth represents a major challenge to better understand the lack of central nervous system regeneration observed in case of traumati

Functional link between Semaphorins and Matrix Metalloproteinases: implication during cortical neurite outgrowth

Au-delà de son importance fondamentale, la compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires de la croissance axonale et dendritique représente un enjeu majeur pour appréhender les situations pathologiques consécutives à des troubles lésionnels ou neurodégénératifs du système nerveux. Mon travail de thèse a porté sur l’identification d’une interaction moléculaire entre deux familles de protéines largement impliquées dans le développement du système nerveux mais également lors de nombreuses pathologies du système nerveux : les Sémaphorines et les Métalloprotéases de la Matrice (MMPs). Dans le cortex cérébral en développement, les axones et les dendrites se mettent en place progressivement en réponse à des molécules de guidage attirant ou repoussant les neurites en croissance. Des travaux récents ont démontré qu’il existait pour des familles de molécules de guidage (les nétrines et les éphrines) un lien fonctionnel avec les Métalloprotéases. Au cours de mon projet de thèse, j'ai recherché l’existence d’une telle interaction fonctionnelle entre les Métalloprotéases Matricielles et la famille des Sémaphorines. Dans la première partie du travail, j’observe que le patron d'expression et l'activité protéolytique de MMP-3 sont compatibles avec un rôle de cette MMP pendant la croissance des axones corticaux. De plus, je montre que MMP-3 est nécessaire à l’élongation optimale des axones in vitro. Finalement, je démontre que Sema3C exerce son effet chimioattracteur sur les axones par le recrutement spécifique de MMP-3. Ainsi, l’analyse du comportement de croissance des axones corticaux en présence de gradients de Sema3C révèle que MMP-3 est nécessaire non seulement à la stimulation de croissance déclenchée par Sema3C mais aussi à l’orientation de la croissance. Il s’agit là de l’une des premières démonstrations d’un rôle direct des MMPs dans un processus de guidage axonal. Par ailleurs, j’ai constaté que le profil d’expression dans le cortex de deux autres MMPs de la famille des gélatinases (MMP-2 et -9) suggérait un rôle potentiel de ces enzymes dans la corticogenèse. En effet, il apparait clairement que ces deux MMPs sont fortement exprimées à E15 dans les neurones corticaux des couches V et VI avec un fort enrichissement de MMP-2 dans les dendrites de ces neurones. Cette observation est la base de la deuxième partie de mon travail de thèse qui porte également sur l'analyse de Sema3A, un signal inhibiteur pour les axones corticaux qui induit la croissance des dendrites de ces mêmes neurones. L'ensemble de cette partie du travail montre ainsi que MMP-2 et -9 sont exprimées et actives dans le néocortex E15 en développement mais que seule MMP-2 participe à la croissance dendritique déclenchée par Sema3A. Je mets également en évidence l’implication de neuropiline-1, neuropiline-2 et plexineA1 dans le recrutement différentiel de MMP-2. Finalement, j'ai obtenu des résultats préliminaires qui suggèrent que le recrutement de MMP-2 par Sema3A passe par la modulation de l'activité de PKCα. Globalement, mes travaux de thèse démontrent pour la première fois l’existence d’une interaction entre les Sémaphorines et les Métalloprotéases Matricielles. Cette interaction fonctionnelle montre que les effets chimioattracteurs des Sémaphorines, encore largement méconnus, passent par le recrutement différentiel de MMPs. Compte tenu de l’importance grandissante des MMPs et des Sémaphorines dans le contexte de la régénération du système nerveux, mes résultats pourraient contribuer à dessiner de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur l’interférence de cette interaction fonctionnelle.Beyond its fundamental importance, the comprehension of the cellular and molecular mechanisms of axonal and dendritic outgrowth represents a major challenge to better understand the lack of central nervous system regeneration observed in case of traumatic lesions. My thesis work concerned the identification of a molecular interaction between two families of proteins largely implied in the development of the nervous system but also at the time of many pathological processes of the nervous system: Semaphorins and Matrix Metalloproteinases (MMPs). In the developing cerebral cortex, the axons and dendrites are gradually set up in response to guidance molecules attracting or repelling the growing neurites. Recent work showed the existence of a functional link between families of guidance molecules (Netrins and Ephrins) and Metalloproteinases. During my thesis, I sought the existence of such a functional interaction between the Matrix Metalloproteinases and the Semaphorin family. In the first part of this work, I observed that the expression pattern and the proteolytic activity of MMP-3 in situ are compatible with a role of this MMP during the growth of the cortical axons. Moreover, I showed that MMP-3 is necessary to the optimal elongation of axons in vitro. Finally, I showed that Sema3C exerts its chemoattractive effect on the axons by specific recruitment of MMP-3. The analysis of cortical axons growth behaviour in the presence of Sema3C gradients revealed that MMP-3 is necessary not only for the stimulation of growth induced by Sema3C but also for the orientation of the growth. This result is one of the first demonstrations of a direct role of MMPs in a process of axonal guidance. Moreover, I found that the expression profile in the cortex of two other MMPs (MMP-2 and - 9) was consistent with a potential role of these enzymes in cortical development. Indeed, it appeared clearly that these two MMPs are strongly expressed in E15 cortical neurons in layer V and VI. I performed a series of experiments similar to the work undertaken for MMP-3 to analyse the interaction between gelatinases and Sema3A during cortical dendrite outgrowth. I showed that MMP-2 and -9 are expressed and active in the E15 neocortex and that MMP-2 is involved in the dendritic growth triggered by Sema3A. This part of the study also revealed the nature of the receptor complex leading to Sema3A-dependent recruitment of MMP-2. Strikingly, this complex is composed at least of neuropilin-1, neuropilin-2 and plexinA1. Hence, preliminary results showed that the selective activation and secretion of MMP-2 by Sema3A is PKCα dependent. Overall, this study provides the first evidence for the existence of an interaction between the Matrix Metalloproteinases and the Semaphorins. This functional interaction appears as a key element to trigger the chemoattractive effects of Semaphorins. Because MMPs and Semaphorins are important in the context of CNS regeneration, my results are also of prime importance to delineate new possible therapeutic strategies based on the interference of this functional interaction

Lien fonctionnel entre les sémaphorines et les métalloprotéases matricielles (Implication pendant la croissance des neurites corticaux)

Au-delà de son importance fondamentale, la compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires de la croissance axonale et dendritique représente un enjeu majeur pour appréhender les situations pathologiques consécutives à des troubles lésionnels ou neurodégénératifs du système nerveux. Mon travail de thèse a porté sur l identification d une interaction moléculaire entre deux familles de protéines largement impliquées dans le développement du système nerveux mais également lors de nombreuses pathologies du système nerveux : les Sémaphorines et les Métalloprotéases de la Matrice (MMPs). Dans le cortex cérébral en développement, les axones et les dendrites se mettent en place progressivement en réponse à des molécules de guidage attirant ou repoussant les neurites en croissance. Des travaux récents ont démontré qu il existait pour des familles de molécules de guidage (les nétrines et les éphrines) un lien fonctionnel avec les Métalloprotéases. Au cours de mon projet de thèse, j'ai recherché l existence d une telle interaction fonctionnelle entre les Métalloprotéases Matricielles et la famille des Sémaphorines. Dans la première partie du travail, j observe que le patron d'expression et l'activité protéolytique de MMP-3 sont compatibles avec un rôle de cette MMP pendant la croissance des axones corticaux. De plus, je montre que MMP-3 est nécessaire à l élongation optimale des axones in vitro. Finalement, je démontre que Sema3C exerce son effet chimioattracteur sur les axones par le recrutement spécifique de MMP-3. Ainsi, l analyse du comportement de croissance des axones corticaux en présence de gradients de Sema3C révèle que MMP-3 est nécessaire non seulement à la stimulation de croissance déclenchée par Sema3C mais aussi à l orientation de la croissance. Il s agit là de l une des premières démonstrations d un rôle direct des MMPs dans un processus de guidage axonal. Par ailleurs, j ai constaté que le profil d expression dans le cortex de deux autres MMPs de la famille des gélatinases (MMP-2 et -9) suggérait un rôle potentiel de ces enzymes dans la corticogenèse. En effet, il apparait clairement que ces deux MMPs sont fortement exprimées à E15 dans les neurones corticaux des couches V et VI avec un fort enrichissement de MMP-2 dans les dendrites de ces neurones. Cette observation est la base de la deuxième partie de mon travail de thèse qui porte également sur l'analyse de Sema3A, un signal inhibiteur pour les axones corticaux qui induit la croissance des dendrites de ces mêmes neurones. L'ensemble de cette partie du travail montre ainsi que MMP-2 et -9 sont exprimées et actives dans le néocortex E15 en développement mais que seule MMP-2 participe à la croissance dendritique déclenchée par Sema3A. Je mets également en évidence l implication de neuropiline-1, neuropiline-2 et plexineA1 dans le recrutement différentiel de MMP-2. Finalement, j'ai obtenu des résultats préliminaires qui suggèrent que le recrutement de MMP-2 par Sema3A passe par la modulation de l'activité de PKCa. Globalement, mes travaux de thèse démontrent pour la première fois l existence d une interaction entre les Sémaphorines et les Métalloprotéases Matricielles. Cette interaction fonctionnelle montre que les effets chimioattracteurs des Sémaphorines, encore largement méconnus, passent par le recrutement différentiel de MMPs. Compte tenu de l importance grandissante des MMPs et des Sémaphorines dans le contexte de la régénération du système nerveux, mes résultats pourraient contribuer à dessiner de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur l interférence de cette interaction fonctionnelle.Beyond its fundamental importance, the comprehension of the cellular and molecular mechanisms of axonal and dendritic outgrowth represents a major challenge to better understand the lack of central nervous system regeneration observed in case of traumatic lesions. My thesis work concerned the identification of a molecular interaction between two families of proteins largely implied in the development of the nervous system but also at the time of many pathological processes of the nervous system: Semaphorins and Matrix Metalloproteinases (MMPs). In the developing cerebral cortex, the axons and dendrites are gradually set up in response to guidance molecules attracting or repelling the growing neurites. Recent work showed the existence of a functional link between families of guidance molecules (Netrins and Ephrins) and Metalloproteinases. During my thesis, I sought the existence of such a functional interaction between the Matrix Metalloproteinases and the Semaphorin family. In the first part of this work, I observed that the expression pattern and the proteolytic activity of MMP-3 in situ are compatible with a role of this MMP during the growth of the cortical axons. Moreover, I showed that MMP-3 is necessary to the optimal elongation of axons in vitro. Finally, I showed that Sema3C exerts its chemoattractive effect on the axons by specific recruitment of MMP-3. The analysis of cortical axons growth behaviour in the presence of Sema3C gradients revealed that MMP-3 is necessary not only for the stimulation of growth induced by Sema3C but also for the orientation of the growth. This result is one of the first demonstrations of a direct role of MMPs in a process of axonal guidance. Moreover, I found that the expression profile in the cortex of two other MMPs (MMP-2 and - 9) was consistent with a potential role of these enzymes in cortical development. Indeed, it appeared clearly that these two MMPs are strongly expressed in E15 cortical neurons in layer V and VI. I performed a series of experiments similar to the work undertaken for MMP-3 to analyse the interaction between gelatinases and Sema3A during cortical dendrite outgrowth. I showed that MMP-2 and -9 are expressed and active in the E15 neocortex and that MMP-2 is involved in the dendritic growth triggered by Sema3A. This part of the study also revealed the nature of the receptor complex leading to Sema3A-dependent recruitment of MMP-2. Strikingly, this complex is composed at least of neuropilin-1, neuropilin-2 and plexinA1. Hence, preliminary results showed that the selective activation and secretion of MMP-2 by Sema3A is PKCa dependent. Overall, this study provides the first evidence for the existence of an interaction between the Matrix Metalloproteinases and the Semaphorins. This functional interaction appears as a key element to trigger the chemoattractive effects of Semaphorins. Because MMPs and Semaphorins are important in the context of CNS regeneration, my results are also of prime importance to delineate new possible therapeutic strategies based on the interference of this functional interaction.STRASBOURG-Sc. et Techniques (674822102) / SudocSudocFranceF

Influence of the pulse energy distribution on the efficiency of ultrasound generation by laser

We have conducted both theoretical and experimental studies of the effect of the energy distribution of the ultrasound generating laser pulse on the amplitude of the longitudinal precursor and on the temporal profile of the displacement for single-point, two-points and line-of-points distributions. These preliminary studies show that the agreement between theory and experiment is generally good and that improvement of the amplitude of the precursor is possible

Business model and accounting standards: The French case

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