Lors d 'une évaluation expérimentale de l 'impact potentiel de l 'acidification océanique sur l 'efflorescence phytoplanctonique saisonnière et la dynamique associée du diméthylsulfure (DMS) en Arctique, nous avons incubé de l 'eau prélevée en Baie de Baffin sous des conditions représentatives d 'un océan arctique acidifié. Employant deux régimes lumineux simulant respectivement des conditions de lumière sous la glace/dans un maximum chlorophyllien en profondeur (basse lumière; faible PAR + UVA, pas d UVB) et en eaux libres à la surface (haute lumière; PAR + UVA + UVB hauts), l 'eau d' échantillonnage collectée à 38m de profondeur a été exposée pendant 9 jours à 6 niveaux décroissants de pH s' échelonnant de 8,1 à 7,2. Une efflorescence phytoplanctonique dominée par les diatomées du genre Chaetoceros spp., atteingnant 7.5 µg de chlorophylle a L-1, s 'est développée dans chaque sac d 'expérience. Les concentrations de diméthylsulfoniopropionate total (DMSPT) et de DMS ont respectivement atteint 155 nmol L-1 et 19 nmol L-1. Dans les deux traitements lumineux, les concentrations de chlorophylle a et de DMS ont diminué linéairement avec l 'augmentation de la concentration en proton pour tous les pH testés. Les concentrations de DMSPT ont également diminué, mais seulement sous l 'influence du traitement « haute lumière » et sur un intervalle de pH restreint (de 8,1 à 7,6). En contraste avec le nanophytoplancton (2-20 µm), le picophytoplancton (≤ 2µm) a été stimulé par la baisse de pH. De plus, nous n avons observé aucune différence significative entre les deux régimes lumineux testés en terme de chlorophylle a, abondance phytoplanctonique, taxonomie et concentrations nettes de DMS et DMSP. Ces résultats montrent que l' acidification océanique pourrait significativement faire diminuer la biomasse algale et inhiber la production de DMS pendant l 'efflorescence phytoplanctonique saisonnière en Arctique, avec de possibles conséquences sur le climat régional. / In an experimental assessment of the potential impact of Ocean acidification on seasonal phytoplankton blooms and associated dimethylsulfide (DMS) dynamics in the Arctic, we incubated water from Baffin Bay under conditions representing an acidified Arctic Ocean. Using two light regimes simulating under-ice/subsurface chlorophyll maxima (low light; Low PAR + UVA, and no UVB) and surface ice-free (high light; High PAR + UVA + UVB) conditions, water collected at 38 m was exposed over 9 days to 6 levels of decreasing pH from 8.1 to 7.2. A phytoplankton bloom dominated by the centric diatoms Chaetoceros spp. reaching up to 7.5 µg chlorophyll a L-1 took place in all experimental bags. Total dimethylsulfoniopropionate (DMSPT) and DMS concentrations reached 155 nmol L-1 and 19 nmol L-1, respectively. Under both light regimes, chlorophyll a and DMS concentrations decreased linearly with increasing proton concentration at all pH tested. Concentrations of DMSPT also decreased but only under high light and over a smaller pH range (from 8.1 to 7.6). In contrast to nanophytoplankton (2-20 µm), picophytoplankton (≤ 2 µm) was stimulated by the decreasing pH. We furthermore observed no significant difference between the two light regimes tested in term of chlorophyll a, phytoplankton abundance/taxonomy, and DMSP/ DMS net concentrations. These results show that OA could significantly decrease the algal biomass and inhibit DMS production during the seasonal phytoplankton bloom in the Arctic, with possible consequences for the regional climate.

Acidic atmospheric deposition and acidification of soil and water on the Earth's surface, due to emissions of sulfur and nitrogen into the atmosphere, have led to drastic changes in the composition of surface waters and their biota in many regions of the world over the last century. The number of species and biomass of phytoplankton, zooplankton and benthos were reduced, or some components (zooplankton, zoobenthos, fish) became extinct. In the Jizera Mountains (Northern Bohemia, Czech Republic), the man-made acidification has always been combined with a natural acidity (dystrophy) of waters, caused by a high amount of organic acids. Despite a strong recovery of water chemistry from acidification, that has started in the 1990s, biological recovery is delayed and much more complex. This master thesis is a study of the succession of zooplankton (crustaceans) in mountain reservoirs Souš, Bedřichov and Josefův Důl after decades of strong acidification. Biological recovery from acidification has been in progress differently in the drinking water reservoir Souš, which has long been limed, in the Bedřichov reservoir with naturally high content of organic material, and in the drinking water reservoir Josefův Důl, which is the largest and deepest one and which was most affected by acidification. Recovery of...

Les douleurs chroniques, d’origine inflammatoire, neuropathique ou incisionnelle, affectent environ 20 % de la population adulte et jusqu’à 50 % de la population âgée. Elles représentent ainsi un véritable enjeu de santé publique. Malgré l’existence de grandes familles d’analgésiques, les traitements restent souvent inefficaces. Cela est dû en grande partie à un manque de connaissances des mécanismes physiopathologiques de la douleur. Durant ma thèse, je me suis intéressée aux rôles et aux régulations de senseurs moléculaires de la douleur récemment mis en évidence: les canaux ioniques ASIC (« Acid Sensing Ion Channels »). Les ASIC forment une famille de canaux cationiques, excitateurs. Les canaux ASIC3, en particulier, sont présents dans les neurones sensoriels qui innervent la peau, les muscles, les viscères et les articulations. Ils sont activés par de faibles acidifications extracellulaires qui se produisent au cours de nombreux mécanismes physiopathologiques comme l’inflammation, l’ischémie, le développement tumoral, ou encore les lésions tissulaires consécutives, par exemple, à une chirurgie. Dans une première étude, nous avons montré que les canaux ASIC3 jouent un rôle primordial dans le développement des douleurs post-opératoires, notamment dans les douleurs posturales, proches des cas cliniques. A partir d’un modèle d’incision plantaire chez le rat, nous avons mis en évidence une surexpression des canaux ASIC3 dans les neurones sensoriels qui innervent la patte opérée. L’inhibition pharmacologique (toxine) et génique (siARN) d’ASIC3 in vivo réduit le comportement douloureux. Notre seconde étude a porté sur le canal ASIC3 humain, peu étudié jusqu’ici. J’ai démontré que ce canal possède une propriété originale et inductible qui lui confère une sensibilité, non seulement à l’acidification, mais également à l’alcalinisation extracellulaire. Cette sensibilité alcaline est une caractéristique intrinsèque du canal. Elle implique deux résidus arginine spécifiques à la protéine humaine et présents sur sa boucle extracellulaire. Le canal ASIC3 humain, en adaptant son activité à différents environnements de pH, pourrait ainsi participer à la régulation fine du potentiel de membrane et à la sensibilisation neuronale. Plus récemment, j’ai étudié la régulation du canal ASIC3 par des lipides inflammatoires et ses conséquences sur la douleur. De manière très intéressante, je démontre que la lysophosphatidylcholine (LPC), un lipide issu de la dégradation membranaire lors de processus inflammatoires, est un nouvel activateur du canal ASIC3 en conditions normales de pH. De plus, en synergie avec une acidose modérée (pH 7,0), la LPC et son analogue non métabolisable produisent une douleur spontanée chez les rats, qui est réduite en présence de toxine inhibitrice d’ASIC3. / Chronic, inflammatory, neuropathic, or incisional pain is affecting about 20 % of the adult population and up to 50 % of the elderly population. It thus represent a real public health issue. Despite the existence of large families of analgesics, treatments are often ineffective. This is due in large part to a lack of knowledge of the patho-physiological mechanisms of pain. During my PhD, I have been interested in the roles and regulation of molecular sensors of the pain recently highlighted: ion channels (ASICs "Acid Sensing Ion Channels "). ASICs constitute a family of excitatory cationic channels. The ASIC3 channels, in particular, are present in sensory neurons that innervate the skin, muscles, organs and joints. They are activated by low extracellular acidification occurring in many patho-physiological mechanisms such as inflammation, ischemia, tumor growth, or the subsequent tissue damage, for example, surgery. In a first study, we showed that ASIC3 channels play a crucial role in the development of post -operative pain, including postural pain, close to clinical cases. From a plantar incision model in rats, we demonstrated an over-expression of ASIC3 channels in sensory neurons innervating the operated hindpaw. Pharmacological inhibition (with toxin) and invalidation (siRNA) of ASIC3 in vivo reduce pain behavior. Our second study focused on the human ASIC3 channel, not yet extensively studied. I demonstrated that this channel has a unique and inducible property which gives it a sensitivity not only to acidification, but also to the extracellular alkalinization. This alkaline sensitivity is an intrinsic characteristic of the channel. It involves two specific arginine residues in the human channel that are present in its extracellular loop.Thus the human ASIC3 channel adapts its activity at different pH environments, and could participate in the fine regulation of membrane potential and neuronal sensitization. More recently, I have studied the regulation of ASIC3 channel by inflammatory lipids and there effects on pain. Interestingly, I showed that lysophosphatidylcholine (LPC), a lipid produced from the degradation of the membrane during inflammation, is a new activator of ASIC3 channel under normal pH conditions. Moreover, in synergy with moderate acidosis (pH 7.0), the LPC and its non-metabolizable analogue produce spontaneous pain in rats. This pain is reduced in the presence of the ASIC3 inhibitory toxin.

Le plancton a un rôle crucial dans le cycle du carbone. Il est donc primordial de projeter son évolution dans le contexte de changement climatique. Une partie des résultats rapportés au niveau des communautés planctoniques montrent une stimulation de la production primaire avec l’augmentation de concentration en CO2 et très peu d’expériences combinant plusieurs facteurs ont été faites. Qui plus est, les expériences ont été réalisées majoritairement dans des conditions naturellement élevées ou enrichies en sels nutritifs et très peu de données existent dans les zones naturellement pauvres en nutriments et chlorophylle a, c’est à dire dans les zones oligotrophes telles que la mer Méditerranée, bien que ces régions représentent une surface importante et en expansion de la surface de l’océan. Plusieurs approches ont été utilisées au cours de cette thèse pour étudier les effets du réchauffement et de l’acidification de l’océan sur des communautés planctoniques dans le NO de la Méditerranée. Une des approches, restreinte à l’effet de l’acidification seule, a été l’utilisation de mesocosmes. En Baie de Calvi (expérience #1; été 2012 sur 22 jours) la communauté étudiée présentait un efficace processus de recyclage des sels nutritifs ainsi qu’une production régénérée importante alors que dans le Baie de Villefranche (expérience #2; hiver/printemps 2013 durant 11 jours) la communauté était caractérisée plutôt par un système autotrophe et par une production nouvelle dominante. Une troisième expérience a été réalisée pour étudier les effets synergétiques de l’acidification et du réchauffement de l’océan (expérience #3; March 2012; post-bloom). Toutes les expériences ont ainsi été menées dans des conditions de faibles concentrations en sels nutritifs avec des communautés dominées par des petites espèces phytoplanctoniques telles que des haptophytes, cynaobacteries et chlorophytes. Lors de l’expérience #3, toutes les populations ont décliné au cours de l’expérience (12 jours) à l’exception des cyanobactéries (principalement Synechococcus spp.) qui ont significativement augmenté durant cette période. Cette augmentation était d’autant plus prononcée dans les conditions de température plus élevée, bien que l’augmentation concomitante de CO2 ai eu tendance à limiter cet effet. Pour les trois expériences, l’acidification de l’océan seule n’a pas montré d’effet sur les taux métaboliques quelque soit la méthode utilisée (O2-LD, marquage au 18O, 13C et 14C) alors que durant l’expérience #3, les conditions élevées en température ont favorisé la production brute déterminée par la méthode de marquage 18O. Des biomarqueurs spécifiques, les acides gras des lipides polaires, utilisés de façon combinée avec du marquage au 13C a permis la détermination des productions primaires par groupe. Ceci a confirmé que l’acidification de l’océan seule n’a pas particuliérement favorisé un groupe phytoplanctonique par rapport à un autre dans nos conditions expérimentales.Basé sur nos résultats et sur une revue de littérature, il apparait que la plupart des expériences (57 % des études) réalisées jusqu’à maintenant n’ont pas montré d’influence notoire de l’acidification de l’océan seule sur les communautés planctoniques, alors que le réchauffement de l’océan semble avoir plus d’effet sur la composition et la production planctonique. De plus, la biomasse dans les écosystèmes dominés par des petites espèces de phytoplancton semble être insensible à l’augmentation de CO2. A l’heure actuelle, il est impossible, basé sur ces résultats, de fournir un concept général de l’effet de l’acidification de l’océan sur les communautés planctoniques. Cependant il semble que l’acidification n’augmentera pas la biomasse et la production primaire pour la majorité des communautés. / Plankton plays a key role in the global carbon cycle. It is therefore important to projectthe evolution of plankton community structure and function in a future high-CO2 world.Several experimental results reported at the community level have shown increased rates ofprimary production as a function of increasing pCO2 and few multi-driver experiments havebeen performed. However, the great majority of these experiments have been performedunder high natural or nutrient-enriched conditions and very few data are available in areaswith naturally low levels of nutrient and chlorophyll i.e. oligotrophic areas such as theMediterranean Sea, although they represent a large and expanding part of the ocean surface.Several approaches have been used during this thesis to investigate the effects ofocean warming and acidification on plankton communities in the NW Mediterranean Sea.One approach, restricted to the investigation of ocean acidification effects alone, was the useof mesocosms. In the Bay of Calvi (experiment #1; summer 2012 during 22 days), thecommunity was very efficient in recycling nutrients and showed important regeneratedproduction while in the Bay of Villefranche (experiment #2; winter/spring 2013 during 11days) the community was characterized by a more autotrophic state and larger newproduction. A third experiment was set-up to investigate the combined effects of oceanacidification and warming in small containers in the Bay of Villefranche (experiment #3;March 2012; post-bloom conditions).All experiments were conducted under low nutrient conditions with communitiesdominated by small species (e.g. haptophytes, cyanobacteria, chlorophytes). During the thirdexperiment, biomass of populations decreased throughout the experiment (12 days), exceptcyanobacteria (mostly Synechococcus spp.) that significantly increased during that period.This increase was even more pronounced under elevated temperature, albeit the combinationwith elevated pCO2 tended to limit this effect. For the three experiments, ocean acidificationalone had no effect on any of the metabolic processes, irrespective of the methods used (O2-LD, as well as 18O, 13C and 14C labelling) while during the multi-driver experiment #3, oceanwarming led to enhanced gross primary production as measured by the 18O labellingtechnique. Specific biomarkers, polar lipid fatty acids, were used in combination with 13Clabelling to assess group primary production rates. This confirmed that ocean acidificationalone did not favour any phytoplankton group under our experimental conditions.Based on our findings and on an extensive literature review, it appears that most (57%) of the experiments performed to date have shown no effect of ocean acidification alonewhile ocean warming seem to have an effect on plankton composition and production.Furthermore, plankton biomass in ecosystems dominated by small phytoplankton speciesappears insensitive to elevated CO2. It remains, for the moment, impossible based on thesefindings to provide a general concept on the effect of ocean acidification on planktoncommunities. However, it appears that ocean acidification will likely not lead to increasedbiomass and primary production rates for most communities, as it was previously anticipated.Furthermore, although warming will likely lead to increased primary production, it appearsthat small species with a low capacity for export will be favoured. If this proves to be awidespread response, plankton will not help mitigating atmospheric CO2 increase through anenhancement of the biological pump.

L'objectif de cette thèse a été d'évaluer l'effet biogéochimique de deux forçages : l'acidification de l'océan et les dépôts de poussières sahariennes. Dans un premier temps, nous avons montré que dans une région dite Low Nutrient Low Chlorophyll (LNLC) l'effet de l'acidification de l'océan sur les cycles marins de l'azote (N), du phosphore (P) et du fer (Fe) sera surement négligeable. L'acidification des eaux de surface appauvries en N et P n'affecterait pas la spéciation de ces éléments, et la composition de la communauté planctonique, n'étant pas significativement modifiée, n'induirait pas de changement dans la dynamique des nutriments inorganiques. Dans un deuxième temps, les expériences menées pendant cette thèse nous ont permis de mieux paramétriser les processus post-dépôts des nutriments atmosphériques à la surface de l'eau de mer lors d'un évènement saharien. Les échanges dissous/particulaire ont lieu sur une courte échelle de temps. Ils sont à la fois contrôlés par la dynamique verticale des particules et la nature de la matière organique dissoute (DOM) pouvant s'agréger sur les particules lithogéniques. Dans des conditions d'acidification de l'océan, alors que la dissolution des éléments anthropiques adsorbés sur les poussières sahariennes, tels que l'azote inorganique, ne sera pas affectée, celle des éléments d'origine crustale (P et Fe) pourrait être accrue ou accélérée selon les agrégats organique-minéral formés. Le rôle majeur du processus d'agrégation dans la mise à disposition des nutriments atmosphériques a été mis en évidence par une rapide et importante formation abiotique de particules exopolymériques transparentes juste après le dépôt de poussières. / The objective of this thesis was to assess the biogeochemical effect of two forcings: the ocean acidification and the dust deposition. Firstly, we showed that in the Low Nutrient Low Chlorophyll (LNLC) area the effect of the ocean acidification on the marine cycle of nitrogen (N), phosphorus (P) and iron (Fe) will be likely negligible. The pH decrease of the surface waters depleted in N and P would not affect the speciation of these elements, and the absence of effect on the composition of the plankton community would not lead to a shift in the dynamic of inorganic nutrients. Secondly, the experiments performed during this thesis allowed a better parametrization of the post-depositional processes of atmospheric nutrients in the surface seawater after a Saharan event. The exchanges dissolved/particulate occurred in the short timescale. They were controlled by both the particles dynamic and the nature of the dissolved organic matter (DOM) that can aggregate with the lithogenic particles. Under ocean acidification conditions, while the dissolution of anthropogenic elements adsorbed onto dust, such as the inorganic nitrogen, will not be affected, the dissolution of the crustal elements (P and Fe) could be higher and faster according the formation of organic-dust aggregates. The major role of the aggregation process on the availability of atmospheric nutrients was highlighted by the rapid and large abiotic formation of transparent exopolymeric particles (TEP) following the dust deposition to the surface waters.

Focalisé sur le groupe phytoplanctonique des diatomées, ce travail de thèse a permis d'étudier l'impact du réchauffement climatique et de l'acidification des océans afin d'appréhender la réponse de ce taxon au changement climatique actuel. L'augmentation de la pCO2 atmosphérique depuis la première révolution industrielle est à l'origine de l'augmentation de la concentration en carbone inorganique dissous (DIC) dans l'océan de surface, et donc d'une acidification des océans à laquelle s'ajoute un réchauffement de l'océan de surface conduisant finalement à l'extension des zones oligotrophes très stratifiées et pauvres en sels nutritifs. Différentes approches in situ et au laboratoire ont donc été utilisées lors de ce travail de thèse afin de mieux comprendre la place des diatomées dans une province oligotrophe et d'apprécier ensuite leur réponse à un réchauffement et une acidification dans un «chémostat oligotrophe», limité en phosphate. / Specifically orientated on the diatoms' phytoplanktonic group, this work tryed to understand the impact of warming and ocean acidification on diatoms and aimed at understand the taxon's response to the ongoing climate change. Amospheric pCO2 increase since the first industrial revolution lead to the augmentation of dissoveld inorganic carbon (DIC) concentration in the surface ocean, and thus to the ocean acidification, accompanied by an ocean surface warming leading finally to the extension of oligotrophic areas well stratified and nutrient depleted. Different in situ and lab techniques were used in order to better understand the diatom role in oligotrophic system and their response to warming and acidification in an oligotrophic chemostat, limited by phosphate.

The cellular regulation of acidification and intracellular ph (pHi) was studied in the integument of Rana pipiens, a model renal epithelium. Acidification was enhanced by : (1) chronic metabolic acidosis, (2) high salinity adaptation, and (3) ibuprofen treatment.

Compte tenu de la forte incitation réglementaire à la valorisation de déchets de cuisine, le développement de procédés de méthanisation à petite échelle (10 à 100 T de déchets par an) pourrait voir un essor potentiellement important. Cependant, la simplicité (préparation limitée des substrats, peu d'apport d'eau) et la robustesse (stabilité) du procédé représente des enjeux cruciaux pour valider cette échelle de fonctionnement. Dans le procédé de méthanisation, l'étape de l'hydrolyse reste la plus limitante due, d'une part, à une lente cinétique, qui provoque une dégradation non uniforme des carbohydrates structuraux (p.ex. la cellulose), et d'autre part, d'une transformation rapide des composants facilement biodégradables, ce qui peut générer une accumulation des acides gras volatiles, conduisant à une inhibition de l'activité méthanogène. Dans l'objectif de surmonter les problèmes liés à l'étape de l'hydrolyse, de nombreux travaux ont été menés sur les prétraitements mécaniques, thermiques, ou chimiques de la matière organique. En comparaison, l'utilisation d'une pré-étape aérobie a été relativement peu étudiée. Un prétraitement aérobie pourrait aider à éliminer les fractions les plus biodégradables pour limiter les risques d'acidose du milieu et à mieux dégrader certaines fractions de la matière organique plus résistante. Toutefois l'utilisation d'un prétraitement aérobie peut provoquer une oxydation excessive des déchets, limitant leur potentiel méthanogène. Par conséquent, il est indispensable de bien maîtriser les conditions d'aération. Ce travail de thèse avait donc l'objectif de valider l'impact du prétraitement aérobie dans la digestion anaérobie de déchets de cuisine et de suggérer quel mode de mise en œuvre du prétraitement aérobie faudrait préconiser. / Given the strong incentive to source separation of organic fractions of household waste, the development of anaerobic processes on a small scale (10 to 100 t of waste per year) could see significant growth. However, to validate this scale of operation, stability and efficiency of the treatment process will represent crucial issues. Concerning anaerobic processes, the hydrolysis step is the limiting step for two reasons. First, due to relatively slow kinetics, non-uniform degradation of structural carbohydrates (e.g. cellulose) may be produced. On the other hand, the rapid transformation of easy biodegradable compounds produces a rapid production of volatile fatty acids, which may lead to their accumulation, inhibiting the methanogenic activity. To overcome the problems associated with the hydrolysis step, many studies have been conducted on the mechanical, thermal or chemical pre-treatment of the organic matter introduced into the digesters. In comparison, the use of an aerobic biological pre-stage has been relatively less studied. Aerobic degradation can indeed eliminate more biodegradable fractions to reduce the risk of acidosis in the digester and enhance the degradation of some recalcitrant organic fraction. However the duration of the aerobic treatment should be well managed not to oxidize excessively the methanogenic potential of the pre-treated organic waste. The aim of the thesis was be to validate the effectiveness of a pre-treatment to improve the anaerobic digestion of food waste and to suggest the best ways to implement this pre-treatment.

L’océan côtier occupe une position clé dans le cycle du carbone et est exposé à l’acidification des océans. Une grande partie de matière organique(MO) marine et continentale est minéralisée dans les sédiments estuariens par des voies aérobies ou anaérobies. Cette minéralisation produit du carbone inorganique dissous (DIC), mais aussi de l’alcalinité totale(TA) pour la partie anoxique, ce qui tamponne les variations de pH du système et augmente la capacitéde l’eau de mer à absorber du CO2. Des mesures dans les sédiments du prodelta du Rhône ont montré que la minéralisation anoxique, surtout la sulfato-réduction, y est dominante et produit des forts flux de TA et de DIC. Proche de l’embouchure, c’est surtout la MO continentale qui est minéralisée et la fraction marine augmente vers le large. Une expérience d’acidification des sédiments de la baie de Villefranche-sur-mer a montré que l’acidification des océans cause la dissolution des carbonates ce qui tamponne le pH dans les sédiments. / Continental shelves are key regions for theglobal carbon cycle and particularly exposed to oceanacidification. A large part of organic matter (OM) ofcontinental and marine origin is mineralized in estuarinesediments following oxic and anoxic pathways.This mineralization produces dissolved inorganic carbon(DIC) leading to acidification of the bottom waters.Anoxic mineralization can produce total alkalinity(TA) that can contribute to buffer bottom water pHand increase the CO2 storage capacity of seawater. Measurementsin the sediments of the Rhˆone River prodeltashowed that anoxic mineralization, especially sulfate reduction,are the major pathways of OM mineralizationand create high DIC and TA fluxes. Land derived OMis mineralized close to the river mouth and marine OMtakes over on the shelf. An acidification experiment withsediment cores from the bay of Villefranche evidencedthat acidification causes carbonate dissolution at thesediment surface that buffers porewater pH.

Doctor of Philosophy / Department of Diagnostic Medicine and Pathobiology / Kyeong-Ok Chang / Caliciviruses are important pathogens of humans and animals. Noroviruses are major causes of foodborne gastroenteritis cases, but their research is hindered due to the inability to grow human noroviruses in cell culture. Detailed studies on entry events of caliciviruses are lacking and may be crucial for development of cell culture models. We examined the entry events of caliciviruses using porcine enteric calicivirus (PEC), feline calicivirus (FCV) and murine norovirus-1 (MNV-1). PEC replication in LLC-PK cells requires bile acid in the medium, but the mechanism is not well understood. Our studies showed that bile acids are required in the early stage of virus replication, and while internalization of PEC is not dependent of them, they are required for endosomal escape and successful replication. Further examination on virus entry, we demonstrated that endosomal acidification and cathepsin L activity are essential in the replication of PEC, FCV and MNV-1. The results showed that inhibition of endosomal acidification or cathepsin L activity led to retention of viruses in the endosomes. Also we demonstrated that recombinant cathepsin L cleaved structural protein of PEC, FCV or MNV-1, which suggests that the enzyme may facilitate uncoating viruses in endosomes. In addition to bile acids, we found that a cold shock treatment during virus entry supported PEC replication by facilitating the endosomal escape. While PEC alone did not induce ceramide formation, bile acids or cold shock treatment induce ceramide formation on endosomes through activation acid sphingomyelinase (ASM), and this event was crucial for virus replication because inhibition of ASM blocked ceramide formation and significantly reduced PEC replication. Incubation of FCV or MNV-1 with cells led to ceramide formation during virus entry, and inhibition of ASM also significantly reduced their replication. Inhibition of ASM led to endosomal retention of PEC, FCV or MNV-1 during virus entry, which may be the reason for the reduction of viral replication. These studies revealed the important and common events during calicivirus entry for successful replication, including virus endosomal escape, cathepsin L activity and ASM/ceramide formation. This detailed information may provide clues for understanding the replication of fastidious caliciviruses and for potential therapeutic targets.