Long-term and long range migration of radioisotopes in terrestrial systems : mechanisms of radioisotopes (Cs, Sr, Pu, Am) mobilization in soils

Summary Artificial radionuclides were released in the environment during the atmospheric nuclear weapon tests and after accidental events involving nuclear industries. As a primary receptor of the deposition, the soil is a very sensitive compartment and understanding the interaction and migration of radionuclides within soils allows the development of scenario for the contamination risk of the population and of the environment. Most available field studies on radionuclides in soils only concern one or two isotopes, mostly 137Cs, and few physico-chemical soil parameters. The purpose of this study was a broader understanding of the radioecology of an Alpine valley. In a first part, we aimed to describe the depth distribution of 137Cs, 90Sr, 239+240Pu, and 241Am within different alpine soils and to identify some stable elements as indicators for accumulating layers. In the central part of the study, the goal was to investigate the repartition of ^Sr and 239Pu between the truly dissolved fraction and the colloidal fraction of the soil solutions and to identify the nature of colloids involved in the adsorption of ^Sr and 239Pu. These results were integrated in an "advection- sorption" transport model seeking to explain the migration of 239Pu and 90Sr within the soils and to assess the importance of colloidal transport for these two isotopes. A further aspect studied was the role of the competition between the radioisotopes (137Cs and 90Sr) and their stable chemical analogues (K and Ca) with respect to plant uptake by different plant species. The results on the depth distribution within the soils showed that 137Cs was mostly retained in the topsoil, to the exception of an organic-rich soil (Histosol 2) receiving important surface runoff, where migration down to a depth of 30 cm was observed. 137Cs depth distribution within the soils was similar to unsupported 210Pb depth distribution. The plant uptake of 137Cs clearly depended on the concentration of exchangeable potassium in the soils. Moreover, we showed that the 137Cs uptake by certain species of the taxonomic orders Poales and Rosales was more sensitive to the increase in exchangeable Κ compared to other orders. Strontium-90 was much more mobile in the soils than 137Cs and depth migration and accumulation in specific AI- and Fe-rich layers were found down to 30 cm. Copper and Ni showed accumulations in these same layers, indicating their potential to be used as indicators for the migration of ^Sr within the soils. In addition, we observed a 90Sr activity peak in the topsoil that can be attributable to recycling of 90Sr by plant uptake. We demonstrated for the first time that a part of 90Sr (at least 40%) was associated with the colloids in organic-rich soil solutions. Therefore, we predict a significant effect of the colloidal migration of ^Sr in organic-rich soil solutions. The plant uptake results for 90Sr indicated a phylogenetic effect between Non-Eudicot and Eudicots: the order Poales concentrating much less 90Sr than Eudicots do. Moreover, we were able to demonstrate that the sensitivity of the 90Sr uptake by 5 different Alpine plant species to the amount of exchangeable Ca was species-independent. Plutonium and 241Am accumulated in the second layer of all soils and only a slight migration deeper than 20 cm was observed. Plutonium and 241Am showed a similar depth distribution in the soils. The model results suggested that the present day migration of 239Pu was very slow and that the uptake by plants was negligible. 239Pu activities between 0.01 to 0.08 mBq/L were measured in the bulk soil solutions. Migration of 239Pu with the soil solution is dominated by colloidal transport. We reported strong evidences that humic substances were responsible of the sorption of 239Pu to the colloidal fraction of the soil solutions. This was reflected by the strong correlation between 239Pu concentrations and the content of (colloidal) organic matter in the soil solution. Résumé Certains radioéléments artificiels ont été disséminés dans l'environnement suite aux essais atmosphériques de bombes nucléaires et suite à des accidents impliquant les industries nucléaires. En tant que récepteur primaire de la déposition, le sol est un compartiment sensible et des connaissances sur les interactions et la migration des radioéléments dans le sol permettent de développer des modèles pour estimer la contamination de la population et de l'environnement. Actuellement, la plupart des études de terrain sur ce sujet concernent uniquement un ou deux radioéléments, surtout le 137Cs et peu d'études intègrent les paramètres du sol pour expliquer la migration des radioéléments. Le but général de cette étude était une compréhension étendue de la radio-écologie d'une vallée alpine. Notre premier objectif était de décrire la distribution en profondeur de 137Cs, ^Sr, 239+240pu et 241Am dans différents sols alpins en relation avec des éléments stables du sol, dans le but d'identifier des éléments stables qui pourraient servir d'indicateurs pour des horizons accumulateurs. L'objectif de la deuxième partie, qui était la partie centrale de l'étude, était d'estimer le pourcentage d'activité sous forme colloïdale du 239Pu et du 90Sr dans les solutions des sols. De plus nous avons déterminé la nature des colloïdes impliqués dans la fixation du ^Sr et 239Pu. Nous avons ensuite intégré ces résultats dans un modèle de transport développé dans le but de décrire la migration du 239Pu et 90Sr dans le sol. Finalement, nous avons étudié l'absorption de 137Cs et 90Sr par les plantes en fonction de l'espèce et de la compétition avec leur élément analogue stable (K et Ca). Les résultats sur la migration en profondeur du 137Cs ont montré que ce radioélément était généralement retenu en surface, à l'exception d'un sol riche en matière organique dans lequel nous avons observé une nette migration en profondeur. Dans tous les sols, la distribution en profondeur du 137Cs était corrélée avec la distribution du 210Pb. L'absorption du 137Cs par les plantes, était dépendante de la concentration en Κ échangeable dans le sol, le potassium étant un compétiteur. De plus, nous avons observé que les espèces ne réagissaient pas de la même manière aux variations de la concentration de Κ échangeable. En effet, les espèces appartenant aux ordres des Poales et des Rosales étaient plus sensibles aux variations de potassium échangeable dans le sol. Dans tous les sols Le 90Sr était beaucoup plus mobile que le 137Cs. En effet, nous avons observé des accumulations de 90Sr dans des horizons riches en Fe et Al jusqu'à 30 cm de profondeur. De plus, le Cu et le Ni montraient des accumulations dans les mêmes horizons que le 90Sr, indiquant qu'il pourrait être possible d'utiliser ces deux éléments comme analogues pour la migration du 90Sr. D'après le modèle développé, le pic de 90Sr dans les premiers centimètres du sol peut être attribué à du recyclage par les plantes. Le 90Sr en solution était principalement sous forme dissoute dans des solutions de sols peu organique (entre 60 et 100% de 90Sr dissous). Par contre, dans des solutions organiques, un important pourcentage de 90Sr (plus de 40%) était associé aux colloïdes. La migration colloïdale du 90Sr peut donc être significative dans des solutions organiques. Comme pour le 137Cs, l'absorption du 90Sr par les plantes dépendait de la concentration de son analogue chimique dans la fraction échangeable du sol. Par contre, les espèces de plantes étudiées avaient la même sensibilité aux variations de la concentration du calcium échangeable. Le plutonium et l'américium étaient accumulés dans le deuxième horizon du sol et nous avons observé seulement une faible migration plus profondément que 20 cm. Selon le modèle, la migration actuelle du plutonium est très lente et l'absorption par les plantes semble négligeable. Nous avons mesuré entre 0.01 et 0.08 mBq/L de 239Pu dans les solutions de sol brutes. La migration du plutonium par la solution du sol est due principalement aux colloïdes, probablement de nature humique. Résumé grand public Dans les années 1950 à 1960, l'environnement a été contaminé par des éléments radioactifs (radioéléments) artificiels provenant des essais des armes atomiques et de l'industrie nucléaire. En effet, durant ces années, les premiers essais de bombes atomiques se faisaient dans l'atmosphère, libérant de grandes quantités d'éléments radioactifs. De plus certains accidents impliquant l'industrie nucléaire civile ont contribué à la dissémination d'éléments radioactifs dans l'environnement. Ce fut par exemple le cas de l'accident de la centrale atomique de Tchernobyl en 1986 qui a causé une importante contamination d'une grande partie de l'Europe par le 137Cs. Lorsqu'ils sont libérés dans l'atmosphère, les radioéléments sont dispersés et transportés par les courants atmosphériques, puis peuvent être déposés dans l'environnement, principalement par les précipitations. Une fois déposés sur le sol, les radioéléments vont interagir avec les composants du sol et migrer plus ou moins vite. La connaissance des interactions des éléments radioactifs avec le sol est donc importante pour prédire les risques de contamination de l'environnement et de l'homme. Le but général de ce travail était d'évaluer la migration de différents éléments radioactifs (césium-137, strontium-90, plutonium et américium-241) à travers le sol. Nous avons choisi un site d'étude en milieu alpin (Val Piora, Tessin, Suisse), contaminé en radioéléments principalement par les retombées de l'accident de Tchernobyl et des essais atmosphériques de bombes atomiques. Dans un premier temps, nous avons caractérisé la distribution en profondeur des éléments radioactifs dans le sol et l'avons comparée à divers éléments stables. Cette comparaison nous a permit de remarquer que le cuivre et le nickel s'accumulaient dans les mêmes horizons du sol que le strontium-90 et pourraient donc être utilisés comme analogue pour la migration du strontium-90 dans les sols. Dans la plupart des sols étudiés, la migration du césium-137, du plutonium et de l'américium-241 était lente et ces radioéléments étaient donc accumulés dans les premiers centimètres du sol. Par contre, le strontium-90 a migré beaucoup plus rapidement que les autres radioéléments si bien qu'on observe des accumulations de strontium-90 à plus de 30 cm de profondeur. Les radioéléments migrent dans la solution du sol soit sous forme dissoute, soit sous forme colloïdale, c'est-à-dire associés à des particules de diamètre < Ιμηι. Cette association avec des colloïdes permet à des radioéléments peu solubles, comme le plutonium, de migrer plus rapidement qu'attendu. Nous avons voulu savoir quelle était la part de strontium-90 et plutonium associés à des colloïdes dans la solution du sol. Les résultats ont montré que le plutonium en solution était principalement associé à des colloïdes de type organique. Quant au strontium-90, ce dernier était en partie associé à des colloïdes dans des solutions de sol riches en matière organique, par contre, il était principalement sous forme dissoute dans les solutions de sol peu organiques. L'absorption de radioéléments par les plantes représente une voie importante pour le transfert vers la chaîne alimentaire, par conséquent pour la contamination de l'homme. Nous avons donc étudié le transfert du césium-137 et du strontium-90 de plusieurs sols vers différentes espèces de plantes. Les résultats ont montré que l'absorption des radioéléments par les plantes était liée à la concentration de leur analogue chimique (calcium pour le strontium-90 et potassium pour le césium- 137) dans la fraction échangeable du sol. De plus certaines espèces de plantes accumulent significativement moins de strontium-90.

Mobilization of hemopoietic stem cells with high-dose methotrexate plus granulocyte-colony-stimulating factor in patients with primary central nervous system lymphoma.

BACKGROUND: High-dose therapy with autologous stem cell support after standard dose induction is a promising approach for therapy of primary central nervous system lymphoma (PCNSL). High-dose methotrexate (HD-MTX) is a standard drug for induction of PCNSL; however, data about the capacity of HD-MTX plus granulocyte-colony-stimulating factor (G-CSF) to mobilize hemopoietic progenitors are lacking. STUDY DESIGN AND METHODS: This investigation describes the data from stem cell mobilization and apheresis procedures after one or two cycles of HD-MTX for induction of PCNSL within the East German Study Group for Haematology and Oncology 053 trial. Eligible patients proceeded to high-dose busulfan/thiotepa after induction therapy and mobilization. RESULTS: Data were available from nine patients with a median age of 58 years. The maximal CD34+ cell count per microL of blood after the first course of HD-MTX was 13.89 (median). Determination was repeated in six patients after the second course with a significantly higher median CD34+ cell count of 33.69 per microL. Five patients required two apheresis procedures and in four patients a single procedure was sufficient. The total yield of CD34+ cells per kg of body weight harvested by one or two leukapheresis procedures was 6.60 x 10(6) (median; range, 2.68 x 10(6)-15.80 x 10(6)). The yield of CD34+ cells exceeded the commonly accepted lower threshold of 3 x 10(6) cells per kg of body weight in eight of nine cases. Even in the ninth, hemopoietic recovery after stem cell reinfusion was rapid and safe. CONCLUSION: HD-MTX plus G-CSF is a powerful combination for stem cell mobilization in patients with PCNSL and permits safe conduction of time-condensed and dose-intense protocols with high-dose therapy followed by stem cell reinfusion after HD-MTX induction.

Taking the fungal highway: mobilization of pollutant-degrading bacteria by fungi.

The capacity of fungi to serve as vectors for the dispersion of pollutant-degrading bacteria was analyzed in laboratory model systems mimicking water-saturated (agar surfaces) and unsaturated soil environments (glass-bead-filled columns). Two common soil fungi (Fusarium oxysporum and Rhexocercosporidium sp.) forming hydrophilic and hydrophobic mycelia, respectively, and three polycyclic aromatic hydrocarbon degrading bacteria (Achromobacter sp. SK1, Mycobacterium frederiksbergense LB501TG, and Sphingomonas sp. L138) were selected based on the absence of mutual antagonistic effects. It was shown that fungal hyphae act as vectors for bacterial transport with mobilization strongly depending on the specific microorganisms chosen: The motile strain Achromobacter sp. SK1 was most efficiently spread along hyphae of hydrophilic F. oxysporum in both model systems with transport velocities of up to 1 cm d(-1), whereas no dispersion of the two nonmotile strains was observed in the presence of F. oxysporum. By contrast, none of the bacteria was mobilized along the hydrophobic mycelia of Rhexocercosporidium sp. growing on agar surfaces. In column experiments however, strain SK1 was mobilized by Rhexocercosporidium sp. It is hypothesized that bacteria may move by their intrinsic motilitythrough continuous (physiological) liquid films forming around fungal hyphae. The results of this study suggest that the specific stimulation of indigenous fungi may be a strategy to mobilize pollutant-degrading bacteria leading to their homogenization in polluted soil thereby improving bioremediation.

Lipid mobilization and gluconeogenesis in plants: Do glyoxylate cycle enzyme activities constitute a real cycle? A hypothesis

Glyoxysomes are specialized peroxisomes present in various plant organs such as germinating cotyledons or senescing leaves. They are the site of beta-oxidation and of the glyoxylate cycle. These consecutive pathways are essential to the maintenance of gluconeogenesis initiated by the degradation of reserve or structural lipids. In contrast to mitochondrial beta-oxidation, which is prevalent in animal cells, glyoxysomal beta-oxidation and the glyoxylate cycle have no direct access to the mitochondrial respiratory chain because of the impermeability of the glyoxysomal membrane to the reduced cofactors. The necessity of NAD(+) regeneration can conceivably be fulfilled by membrane redox chains and/or by transmembrane shuttles. Experimental evidence based on the active metabolic roles of higher plant glyoxysomes and yeast peroxisomes suggests the coexistence of two mechanisms, namely a reductase/peroxidase membrane redox chain and a malate/aspartate shuttle susceptible to transfer electrons to the mitochondrial ATP generating system. Such a model interconnects beta-oxidation, the glyoxylate cycle, the respiratory chain and gluconeogenesis in such a way that glyoxysomal malate dehydrogenase is an essential and exclusive component of beta-oxidation (NAD(+) regeneration). Consequently, the classical view of the glyoxylate cycle is superseded by a tentative reactional scheme deprived of cyclic character.

Altered NKG2D function in NK cells induced by chronic exposure to NKG2D ligand-expressing tumor cells.

NKG2D is an activation receptor that allows natural killer (NK) cells to detect diseased host cells. The engagement of NKG2D with corresponding ligand results in surface modulation of the receptor and reduced function upon subsequent receptor engagement. However, it is not clear whether in addition to modulation the NKG2D receptor complex and/or its signaling capacity is preserved. We show here that the prolonged encounter with tumor cell-bound, but not soluble, ligand can completely uncouple the NKG2D receptor from the intracellular mobilization of calcium and the exertion of cell-mediated cytolysis. However, cytolytic effector function is intact since NKG2D ligand-exposed NK cells can be activated via the Ly49D receptor. While NKG2D-dependent cytotoxicity is impaired, prolonged ligand exposure results in constitutive interferon gamma (IFNgamma) production, suggesting sustained signaling. The functional changes are associated with a reduced presence of the relevant signal transducing adaptors DNAX-activating protein of 10 kDa (DAP-10) and killer cell activating receptor-associated protein/DNAX-activating protein of 12 kDa (KARAP/DAP-12). That is likely the consequence of constitutive NKG2D engagement and signaling, since NKG2D function and adaptor expression is restored to normal when the stimulating tumor cells are removed. Thus, the chronic exposure to tumor cells expressing NKG2D ligand alters NKG2D signaling and may facilitate the evasion of tumor cells from NK cell reactions.

"How I Do It"-Radical Right Colectomy with Side-to-Side Stapled Ileo-Colonic Anastomosis.

BACKGROUND AND OBJECTIVE: Standardization of surgical technique helps to reproduce excellent clinical outcomes, especially in teaching institutions. We aim to describe in detail our established approach for oncological right colectomy. TECHNIQUE: The right colon is mobilized in a five-step latero-inferior approach starting off with (1) the terminal ileum, visualizing the duodenum and the head of pancreas. (2) The ascending colon is dissected from the retroperitoneum, and takedown of the hepatic flexure is completed coming retrograde from the transverse colon (3). (4) Transection of the remaining retroperitoneal attachments completes exposure of the duodenum and mobilization of the right colon. (5) Ileocolic vessels are dissected out and divided close to their origin, and the mesocolon is divided. We then establish intestinal continuity by use of a side-to-side stapled technique. (1) The arms of a linear cutting stapler are inserted via transverse incisions at the anti-mesenteric sides of the terminal ileum and the transverse colon (tenia) and fired. (2) The enterotomy site is closed by removal of the specimen using a second transverse firing of the linear cutting stapler. An important final step is the (3) reinforcement of the anastomotic ends and the crossing of the staple lines; an omental patch and closure of the mesenteric window are optional. CONCLUSION: The suggested standardized five-step lateral-to-medial dissection of the right colon and the three-step side-to-side stapled technique for ileo-colonic anastomosis are easy to learn and to reproduce. Careful adherence to pivotal technical details will help to obtain an optimal oncological outcome and a consistently low leak rate around 2 %.

The beta1 and beta3 integrins promote T cell receptor-mediated cytotoxic T lymphocyte activation.

Recognition by CD8+ cytotoxic T lymphocytes (CTLs) of antigenic peptides bound to major histocompatibility class (MHC) I molecules on target cells leads to sustained calcium mobilization and CTL degranulation resulting in perforin-dependent killing. We report that beta1 and beta3 integrin-mediated adhesion to extracellular matrix proteins on target cells and/or surfaces dramatically promotes CTL degranulation. CTLs, when adhered to fibronectin but not CTL in suspension, efficiently degranulate upon exposure to soluble MHC.peptide complexes, even monomeric ones. This adhesion induces recruitment and activation of the focal adhesion kinase Pyk2, the cytoskeleton linker paxillin, and the Src kinases Lck and Fyn in the contact site. The T cell receptor, by association with Pyk2, becomes part of this adhesion-induced activation cluster, which greatly increases its signaling.

The role of Pten in the Hematopoietic System and the Hematopoietic Stem Cells

Résumé Identification, localisation et activation des cellules souches hématopoiétiques dormantes in vivo Les cellules souches somatiques sont présentes dans la majorité des tissus régénératifs comme la peau, l'épithélium intestinal et le système hématopoiétique. A partir d'une seule cellule, elles ont les capacités de produire d'autres cellules souches du même type (auto-renouvellement) et d'engendrer un ensemble défini de cellules progénitrices différenciées qui vont maintenir ou réparer leur tissu hôte. Les cellules souches adultes les mieux caractérisées sont les cellules souches hématopoiétiques (HSC), localisées dans la moelle osseuse. Un des buts de mon travail de doctorat était de caractériser plus en profondeur la localisation des HSCs endogènes in vivo. Pour ce faire, la technique "label retaining assay", se basant sur la division peu fréquentes et sur la dormance des cellules souches, a été utilisée. Après un marquage des souris avec du BrdU (analogue à l'ADN) suivi d'une longue période sans BrdU, les cellules ayant incorporés le marquage ("label retaining cells" LCRs) ont pu être identifiées dans la moelle osseuse. Ces cellules LCRs étaient enrichies 300 fois en cellules de phenotype HSC et, en utilisant de la cytofluorométrie, il a pu être montré qu'environ 15% de toutes les HSCs d'une souris restent dormantes durant plusieures semaines. Ces HSCs dormantes à long terme ne sont probablement pas impliquées dans la maintenance de 'hématopoièse. Par contre, on assiste à l'activation rapide de ces HSCs dormantes lors d'une blessure, comme une ablation myéloide. Elles re-entrent alors en cycle cellulaire et sont essentielles pour une génération rapide des cellules progénitrices et matures qui vont remplacer les cellules perdues. De plus, la détection des LCRs, combinée avec l'utilisation du marqueur de HSCs c-kit, peut être utilisée pour la localisation des HSCs dormantes présentes dans la paroi endostéale de la cavité osseuse. De manière surprenante, les LCRs c-kit+ ont surtout étés trouvées isolées en cellule unique, suggérant que le micro-environement spécifique entourant et maintenant les HSCs, appelé niche, pourrait être très réduit et abriter une seule HSC par niche. Rôles complexes du gène supresseur de tumeur Pten dans le système hématopoiétique La phosphatase PTEN disparaît dans certains cancers héréditaires ou sporadiques humains, comme les gliomes, les cancers de l'utérus ou du sein. Pten inhibe la voie de signalisation de la PI3-kinase et joue un rôle clé dans l'apoptose, la croissance, la prolifération et la migration cellulaire. Notre but était d'étudier le rôle de Pten dans les HSC normale et durant la formation de leucémies. Pour ce faire, nous avons généré un modèle murin dans lequel le gène Pten peut être supprimé dans les cellules hématopoiétiques, incluant les HSCs. Ceci a été possible en croissant l'allèle conditionnelle ptenflox soit avec le transgène MxCre inductible par l'interféron α soit avec le transgène Scl-CreERt inductible par le tamoxifen. Ceci permet la conversion de l'allèle ptenflox en l'allèle nul PtenΔ dans les HSCs et les autres types cellulaires hématopoiétiques. Les souris mutantes Pten développent une splénomégalie massive causée par une expansion dramatiques de toutes les cellules myéloides. De manière interessante, alors que le nombre de HSCs dans la moelle osseuse diminue progressivement, le nombre des HSCs dans la rate augmente de manière proportionnelle. Etrangement, les analyses de cycle cellulaire ont montrés que Pten n'avait que peu ou pas d'effet sur la dormance des HSCs ou sur leur autorenouvellement. En revanche, une augmentation massive du niveau de la cytokine de mobilisation G-CSF a été détéctée dans le serum sanguin, suggérant que la suppression de Pten stimulerait la mobilisation et la migration des HSC de la moelle osseuse vers la rate. Finallement, la transplantation de moelle osseuse délétée en Pten dans des souris immuno-déficientes montre que Pten fonctionnerait comme un suppresseur de tumeur dans le système hématopoiétique car son absence entraîne la formation rapide de leucémies lymphocytaires. Summary Identification, localization and activation of dormant hematopoietic stun cells in vivo Somatic stem cells are present in most self-renewing tissues including the skin, the intestinal epithelium and the hematopoietic system. On a single cell basis they have the capacity to produce more stem cells of the same phenotype (self-renewal) and to give rise to a defined set of mature differentiated progeny, responsible for the maintenance or repair of the host tissue. The best characterized adult stem cell is the hematopoietic stem cell (HSC) located in the bone marrow. One goal of my thesis work was to further characterize the location of endogenous HSCs in vivo. To do this, a technique called "label retaining assay» was used which takes advantage of the fact that stem cells (including HSCs) divide very infrequently and can be dormant for months. After labeling mice with the DNA analogue BrdU followed by a long BrdU free "chase", BrdU "label retaining cells" (CRCs) could be identified in the bone marrow. These CRCs were 300-fold enriched for phenotypic HSCs and by using flow cytometry analysis it could be shown that about 15% of all HSCs in the mouse are dormant for many weeks. Our results suggest that these long-term dormant HSCs are unlikely to be involved in homeostatic maintenance. However they are rapidly activated and reenter the cell cycle in response to injury signals such as myeloid ablation. In addition, detection of LRCs in combination with the HSC marker c-Kit could be used to locate engrafted dormant HSCs close to the endosteal lining of the bone marrow cavities. Most surprisingly, c-Kit+LRCs were found predominantly as single cells suggesting that the specific stem cell maintaining microenvironment, called niche, has limited space and may house only single HSCs. Complex roles of the tumor suppressor gene Pten in the hematopoietic system. The phosphatase PTEN is lost in hereditary and sporadic forms of human cancers, including gliomas, endometrial and breast cancers. Pten inhibits the PI3-kina.se pathway and plays a key role in apoptosis, cell growth, proliferation and migration. Our aim was to study the role of Pten in normal HSCs and during leukemia formation. To do this, we generated a mouse model in which the Pten gene can be deleted in hematopoietic cells including HSCs. This was achieved by crossing the conditional ptenflox allele with either the interferona inducible MxCre or the tamoxifen inducible Scl-CreERT transgene. This allowed the conversion of the ptenflox allele into a pterr' null allele in HSCs and other hematopoietic cell types. As a result Pten mutant mice developed massive splenomegaly due to a dramatic expansion of all myeloid cells. Interestingly, while the number of bone marrow HSCs progressively decreased, the number of HSCs in the spleen increased to a similar extent. Unexpectedly, extensive cell cycle analysis showed that Pten had little or no effect on HSC dormancy or HSC self-renewal. Instead, dramatically increased levels of the mobilizing cytokine G-CSF were detected in the blood serum suggesting that loss-of Pten stimulates mobilization and migration of HSC from the BM to the spleen. Finally, transplantation of Pten deficient BM cells into immuno-compromised mice showed that Pten can function as a tumor suppressor in the hematopoietic system and that its absence leads to the rapid formation of T cell leukemia.

Liver hyperplasia and paradoxical regulation of glycogen metabolism and glucose-sensitive gene expression in GLUT2-null hepatocytes. Further evidence for the existence of a membrane-based glucose release pathway.

We investigated the impact of GLUT2 gene inactivation on the regulation of hepatic glucose metabolism during the fed to fast transition. In control and GLUT2-null mice, fasting was accompanied by a approximately 10-fold increase in plasma glucagon to insulin ratio, a similar activation of liver glycogen phosphorylase and inhibition of glycogen synthase and the same elevation in phosphoenolpyruvate carboxykinase and glucose-6-phosphatase mRNAs. In GLUT2-null mice, mobilization of glycogen stores was, however, strongly impaired. This was correlated with glucose-6-phosphate (G6P) levels, which remained at the fed values, indicating an important allosteric stimulation of glycogen synthase by G6P. These G6P levels were also accompanied by a paradoxical elevation of the mRNAs for L-pyruvate kinase. Re-expression of GLUT2 in liver corrected the abnormal regulation of glycogen and L-pyruvate kinase gene expression. Interestingly, GLUT2-null livers were hyperplasic, as revealed by a 40% increase in liver mass and 30% increase in liver DNA content. Together, these data indicate that in the absence of GLUT2, the G6P levels cannot decrease during a fasting period. This may be due to neosynthesized glucose entering the cytosol, being unable to diffuse into the extracellular space, and being phosphorylated back to G6P. Because hepatic glucose production is nevertheless quantitatively normal, glucose produced in the endoplasmic reticulum may also be exported out of the cell through an alternative, membrane traffic-based pathway, as previously reported (Guillam, M.-T., Burcelin, R., and Thorens, B. (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 95, 12317-12321). Therefore, in fasting, GLUT2 is not required for quantitative normal glucose output but is necessary to equilibrate cytosolic glucose with the extracellular space. In the absence of this equilibration, the control of hepatic glucose metabolism by G6P is dominant over that by plasma hormone concentrations.

Do voting advice applications have an effect on electoral participation and voter turnout ? : Evidence from the 2007 Swiss Federal Elections

Voting Advice Applications (VAAs) render a valuable platform for tackling one of democracy's central challenges: low voter turnout. Studies indicate that lack of information and cost-benefit considerations cause voters to abstain from voting. VAAs are online voting assistance tools which match own political preferences with those of candidates and parties in elections. By assisting voters in their decision-making process prior to casting their votes, VAAs not only rebut rational choice reasoning against voting but also narrow existing information gaps. In this paper we examine the impact of VAAs on participation and voter turnout. Specifically, we present results on how the Swiss VAA smartvote affected voter turnout in the 2007 federal elections. Our analyses suggest that smartvote does have a mobilizing capacity, especially among young voters who are usually underrepresented at polls. Moreover, the study demonstrates how VAAs such as smartvote do affect citizen's propensity to deal with politics in general.