Etude comparative de la mémoire épisodique chez la seiche commune (Sepia officinalis) et le geais des chênes (Garrulus glandarius)

Some authors support that mental time travel is unique to humans. To their point of view, animals are not able to project themselves into the past of the future because they are bound into the present. Nevertheless, during the last 30 years, researchers have brought considerable knowledge on animals’ capacities to travel mentally through time. Even though opinions have evolved, the debate concerning the unicity of mental time travel is still on. My PhD thesis aimed at bringing further knowledge on this matter by focusing on an innovative aspect of episodic cognition in common cuttlefish, Sepia officinalis and Eurasian jay, Garrulus glandarius, namely, source-memory. Source-memory is the capacity to retrieve the origin of an episodic memory. Results showed that cuttlefish were able to perform a source-discrimination study, revealing that they were able to discriminate and retrieve their own perceptions after 3-hours delay. A study on jays’ capacity to encode incidentally a contextual information (contextual source) revealed unexpected differences between males and females. Investigation of future-oriented behaviour in cuttlefish showed that they were able to take a decision in the present according to previous encoded knowledge and according to future experimental conditions. A preliminary study also revealed promising results on cuttlefish capacity to anticipate their future needs. To finish, we explored and revealed for the first time the neuronal substrates of episodic-like memory in cuttlefish. Alltogether, these results provide new knowledge on mental time travel in cuttlefish and in jays, suggesting that this capacity would have evolved under different environmental contraints.Pendant longtemps, le voyage mental dans le temps a été considéré comme unique à l’humain. Selon des auteurs, les animaux ne pourraient pas se projeter dans le passé ou le futur parce qu’ils sont ancrés dans le présent. Néanmoins, pendant les 30 dernières années les chercheurs ont apporté des connaissances considérables sur les capacités des animaux à se souvenir de leur passé et à anticiper leur futur. Même si les opinions ont évolué, le débat sur l’unicité du voyage mental dans le temps est toujours d’actualité. Le but de ma thèse est d’apporter de nouvelles données sur les capacités des animaux à se souvenir du passé et à anticiper le futur. Plus particulièrement, je me suis intéressée à la mémoire de la source, qui est la capacité de retrouver l’origine d’un souvenir, chez deux espèces animales très éloignées, la seiche commune Sepia officinalis, et le geai des chênes, Garrulus glandarius. Les résultats ont montré que les seiches étaient capables de résoudre une tâche de discrimination perceptive, montrant qu’elles pouvaient discriminer et retenir leurs propres perceptions après un délai de 3 heures. Les geais, eux, ont révélé des différences mâles/femelles inattendues concernant leur capacité d’encoder et de retrouver une information contextuelle non-intentionnelle (source contextuelle). Une étude sur le comportement orienté vers le futur a montré que les seiches étaient capables de prendre une décision dans le présent en fonction de ce qu’elles avaient appris dans le passé, et en fonction des conditions expérimentales futures. Une étude préliminaire sur la planification a également apporté des résultats prometteurs sur la capacité des seiches à anticiper leurs besoins futurs. Enfin, nous avons pu explorer et mettre en lumière pour la première fois les substrats neuroanatomiques de la mémoire de type épisodique chez la seiche. Ces résultats permettent d’enrichir nos connaissances sur le voyage mental dans le temps chez la seiche et chez le geai, suggérant que cette capacité cognitive complexe peut avoir évolué sous différentes contraintes environnementales

Telomeric maintenance : interest in the diagnosis of gliomas related to mitochondrial metabolism

Le complexe Shelterin, composé de 6 protéines (POT1 / TRF1 / TRF2 / TIN2 / RAP1 et ACD) joue un rôle majeur au niveau des télomères. Ainsi, il permet la protection de l’extrémité simple brin par la formation de la D-loop, la régulation de la signalisation des voies de dommages à l’ADN ; il participe à la réplication des télomères et contrôle l’accessibilité et la processivité de la télomérase, unique enzyme permettant l’allongement des télomères. Au cours de cette thèse, mon travail s’est organisé autour de 2 principaux axes, le premier, fondamental s’est intéressé aux effets extra-télomériques de la protéine ACD (anciennement appelée TPP1). Le deuxième, plus transversal s’est attardé sur les processus de maintenance des télomères dans le cas des gliomes. Concernant le premier aspect, il est maintenant connu que la protéine ACD fait le lien entre TIN2 et TERT (sous unité catalytique de la télomérase) aux télomères. Ces deux protéines peuvent aussi partiellement se localiser à la mitochondrie et y possèdent alors divers effets sur le métabolisme, la régulation du stress oxydant ou encore la mitophagie. Ainsi, et suite à des prédictions in silico de potentiel MTS pour ACD, nous avons émis l’hypothèse qu’ACD pourrait être le partenaire manquant de TIN2 et TERT à la mitochondrie. Dans ce cas il restait alors à identifier ses fonctions mitochondriales. Après avoir démontré la localisation partielle d’ACD à la mitochondrie par différentes méthodes, nous avons pu mettre en évidence son influence dans la protection contre le stress oxydatif. Ainsi la surexpression d’ACD réduit la production secondaire de radicaux oxygénés mitochondriaux et la perte d’ADN mitochondrial. Le stress oxydatif causant la réduction des foci mitochondriaux d’ACD. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés aux mécanismes de maintenance des télomères (TMM) que les cellules cancéreuses acquièrent afin d’outrepasser la sénescence réplicative. Dans ce sens, les tumeurs peuvent réactiver la télomérase (95% des cas) ou utiliser un processus alternatif (ALT) basé sur la recombinaison homologue (5% des cas). Pour les gliomes, jusqu’à 25% des tumeurs utilisent le processus ALT, associé à la perte d’ATRX, les autres gliomes utilisent la télomérase et présentent classiquement une mutation du promoteur de TERT (TERTmt). Ces deux marqueurs moléculaires ont par ailleurs une valeur diagnostique et pronostique et font parties des critères de classification histo-moléculaire de l’OMS . Or, de 4 à 28% des gliomes (selon les sous-types) ne possèdent ni altération d’ATRX ni mutation de TERT suggérant une activation de l’un des TMM par d’autres altérations voire d’autres voies. Dans ce sens, nous avons développé un test mesurant le TMM vrai en nous basant sur la recherche des c-circle (un marqueur du ALT) et proposé un algorithme breveté (TeloDiag) prenant en compte ce TMM, les mutations d’IDH et le grading histologique. Le TeloDiag permet de re-classer 38% des gliomes atypiques (au niveau moléculaire). Il a généré une nouvelle catégorie de tumeurs de haut grade IDHwt et ALT+, n’existant pas dans la classification OMS et montrant une tendance à un meilleur pronostic que les glioblastomes IDHwt (TERTmt). Enfin, nous avons apporté la preuve de concept de la faisabilité de ce test en circulant, pour les astrocytomes IDHmt.The Shelterin complex, made of 6 proteins (POT1 / TRF1 / TRF2 / TIN2 / RAP1 and ACD) plays a major role in telomeres. Thus, it allows the protection of the telomeric single-stranded end by the formation of the D-loop, the regulation of DNA damage signaling pathways; it participates in telomere replication and controls the accessibility and processivity of the telomerase, the unique enzyme allowing telomere lengthening. During this thesis, my work was organized in 2 main axes, the first, fundamental, was interested in the extra-telomeric effects of the ACD protein (also called TPP1). The second, more transversal, focused on the processes of telomere maintenance in gliomas. Concerning the first aspect, it is now known that the ACD protein makes the link between TIN2 and TERT (catalytic subunit of telomerase) in the telomeres. These two proteins can also partially localize to the mitochondria and then have various effects on mitochondrial metabolism, on the oxidative stress regulation or on the mitophagy process. Thus, and following in silico predictions of a putative MTS for ACD, we hypothesized that ACD could be the missing partner of TIN2 and TERT in the mitochondria. In this case, it then remained to identify its mitochondrial functions. After demonstrating the partial localization of ACD in the mitochondria by different methods, we were able to demonstrate its influence in the protection against oxidative stress. Thus overexpression of ACD reduces secondary production of mitochondrial oxygen radicals and loss of mitochondrial DNA. Oxidative stress causing reduction of ACD mitochondrial foci. Secondly, we looked at the telomere maintenance mechanisms (TMM) that cancer cells acquire in order to override replicative senescence. In this sense, tumors can reactivate telomerase (95% of cancer) or use an alternative process (ALT) based on homologous recombination (5% of cancer). In the case of gliomas, up to 25% of tumors use the ALT process, associated with the loss of ATRX, the other gliomas use telomerase and typically have a mutation of the TERT promoter (TERTmt). These two molecular markers also have diagnostic and prognostic value and are part of the WHO histo-molecular classification criteria. But, 4 to 28% of gliomas (depending on the subtypes) do not have an ATRX alteration or TERT mutation suggesting activation of one of the TMM by other alterations or even other pathways. In this sense, we have developed a test measuring the true TMM based on the detection of c-circles (a marker of ALT) and proposed a patented algorithm (TeloDiag) taking into account this TMM, IDH mutations and the histological grading. The TeloDiag makes it possible to re-classify 38% of atypical gliomas (at the molecular level). It generated a new category of high grade IDHwt and ALT + tumors, not found in the WHO classification and showing a tendency for a better prognosis than IDHwt glioblastomas (TERTmt). Finally, we provided the proof of concept of the feasibility of this circulating test for IDHmt astrocytomas

Etude comparative de la mémoire épisodique chez la seiche commune (Sepia officinalis) et le geais des chênes (Garrulus glandarius)

Pendant longtemps, le voyage mental dans le temps a été considéré comme unique à l’humain. Selon des auteurs, les animaux ne pourraient pas se projeter dans le passé ou le futur parce qu’ils sont ancrés dans le présent. Néanmoins, pendant les 30 dernières années les chercheurs ont apporté des connaissances considérables sur les capacités des animaux à se souvenir de leur passé et à anticiper leur futur. Même si les opinions ont évolué, le débat sur l’unicité du voyage mental dans le temps est toujours d’actualité. Le but de ma thèse est d’apporter de nouvelles données sur les capacités des animaux à se souvenir du passé et à anticiper le futur. Plus particulièrement, je me suis intéressée à la mémoire de la source, qui est la capacité de retrouver l’origine d’un souvenir, chez deux espèces animales très éloignées, la seiche commune Sepia officinalis, et le geai des chênes, Garrulus glandarius. Les résultats ont montré que les seiches étaient capables de résoudre une tâche de discrimination perceptive, montrant qu’elles pouvaient discriminer et retenir leurs propres perceptions après un délai de 3 heures. Les geais, eux, ont révélé des différences mâles/femelles inattendues concernant leur capacité d’encoder et de retrouver une information contextuelle non-intentionnelle (source contextuelle). Une étude sur le comportement orienté vers le futur a montré que les seiches étaient capables de prendre une décision dans le présent en fonction de ce qu’elles avaient appris dans le passé, et en fonction des conditions expérimentales futures. Une étude préliminaire sur la planification a également apporté des résultats prometteurs sur la capacité des seiches à anticiper leurs besoins futurs. Enfin, nous avons pu explorer et mettre en lumière pour la première fois les substrats neuroanatomiques de la mémoire de type épisodique chez la seiche. Ces résultats permettent d’enrichir nos connaissances sur le voyage mental dans le temps chez la seiche et chez le geai, suggérant que cette capacité cognitive complexe peut avoir évolué sous différentes contraintes environnementales.Some authors support that mental time travel is unique to humans. To their point of view, animals are not able to project themselves into the past of the future because they are bound into the present. Nevertheless, during the last 30 years, researchers have brought considerable knowledge on animals’ capacities to travel mentally through time. Even though opinions have evolved, the debate concerning the unicity of mental time travel is still on. My PhD thesis aimed at bringing further knowledge on this matter by focusing on an innovative aspect of episodic cognition in common cuttlefish, Sepia officinalis and Eurasian jay, Garrulus glandarius, namely, source-memory. Source-memory is the capacity to retrieve the origin of an episodic memory. Results showed that cuttlefish were able to perform a source-discrimination study, revealing that they were able to discriminate and retrieve their own perceptions after 3-hours delay. A study on jays’ capacity to encode incidentally a contextual information (contextual source) revealed unexpected differences between males and females. Investigation of future-oriented behaviour in cuttlefish showed that they were able to take a decision in the present according to previous encoded knowledge and according to future experimental conditions. A preliminary study also revealed promising results on cuttlefish capacity to anticipate their future needs. To finish, we explored and revealed for the first time the neuronal substrates of episodic-like memory in cuttlefish. Alltogether, these results provide new knowledge on mental time travel in cuttlefish and in jays, suggesting that this capacity would have evolved under different environmental contraints

Replication Stress at Telomeric and Mitochondrial DNA: Common Origins and Consequences on Ageing

Senescence is defined as a stress-induced durable cell cycle arrest. We herein revisit the origin of two of these stresses, namely mitochondrial metabolic compromise, associated with reactive oxygen species (ROS) production, and replicative senescence, activated by extreme telomere shortening. We discuss how replication stress-induced DNA damage of telomeric DNA (telDNA) and mitochondrial DNA (mtDNA) can be considered a common origin of senescence in vitro, with consequences on ageing in vivo. Unexpectedly, mtDNA and telDNA share common features indicative of a high degree of replicative stress, such as G-quadruplexes, D-loops, RNA:DNA heteroduplexes, epigenetic marks, or supercoiling. To avoid these stresses, both compartments use similar enzymatic strategies involving, for instance, endonucleases, topoisomerases, helicases, or primases. Surprisingly, many of these replication helpers are active at both telDNA and mtDNA (e.g., RNAse H1, FEN1, DNA2, RecQ helicases, Top2α, Top2β, TOP3A, DNMT1/3a/3b, SIRT1). In addition, specialized telomeric proteins, such as TERT (telomerase reverse transcriptase) and TERC (telomerase RNA component), or TIN2 (shelterin complex), shuttle from telomeres to mitochondria, and, by doing so, modulate mitochondrial metabolism and the production of ROS, in a feedback manner. Hence, mitochondria and telomeres use common weapons and cooperate to resist/prevent replication stresses, otherwise producing common consequences, namely senescence and ageing

Episodic Memory

International audienc

Raw data birds choices during trials, transfer and test

## Description of the Data and file structure Réussite = success : 0=fail, 1=success essais = trials nbre d'essai réussi sur 15 essais : number of successful trials out of 15 trials test : OUI/O = success B / A = condition for context during the test</p

Cuttlefish show flexible and future-dependent foraging cognition.

Some animals optimize their foraging activity by learning and memorizing food availability, in terms of quantity and quality, and adapt their feeding behaviour accordingly. Here, we investigated whether cuttlefish flexibly adapt their foraging behaviour according to the availability of their preferred prey. In Experiment 1, cuttlefish switched from a selective to an opportunistic foraging strategy (or vice versa) when the availability of their preferred prey at night was predictable versus unpredictable. In Experiment 2, cuttlefish exhibited day-to-day foraging flexibility, in response to experiencing changes in the proximate future (i.e. preferred prey available on alternate nights). In Experiment 1, the number of crabs eaten during the day decreased when shrimp (i.e. preferred food) were predictably available at night, while the consumption of crabs during the day was maintained when shrimp availability was unpredictable. Cuttlefish quickly shifted from one strategy to the other, when experimental conditions were reversed. In Experiment 2, cuttlefish only reduced their consumption of crabs during the daytime when shrimps were predictably available the following night. Their daytime foraging behaviour appeared dependent on shrimps' future availability. Overall, cuttlefish can adopt dynamic and flexible foraging behaviours including selective, opportunistic and future-dependent strategies, in response to changing foraging conditions.ERC fundin