An 40Ar/39Ar, Rb/Sr, and stable isotope study of micas in low-grade fold-and-thrust belt: An example from the Swiss Helvetic Alps

White micas in carbonate-rich tectonites and a few other rock types of large thrusts in the Swiss Helvetic fold-and-thrust belt have been analyzed by Ar-40/Ar-39 and Rb/Sr techniques to better constrain the timing of Alpine deformation for this region. Incremental Ar-40/Ar-39 heating experiments of 25 weakly metamorphosed (anchizone to low greenschist) samples yield plateau and staircase spectra. We interpret most of the staircase release spectra result from variable mixtures of syntectonic (neoformed) and detrital micas. The range in dates obtained within individual spectra depends primarily on the duration of mica nucleation and growth, and relative proportions of neoformed and detrital mica. Rb/Sr analyses of 12 samples yield dates of ca. 10-39 Ma (excluding one anomalously young sample). These dates are slightly younger than the Ar-40/Ar-39 total gas dates obtained for the same samples. The Rb/ Sr dates were calculated using initial Sr-87/Sr-86 ratios obtained from the carbonate-dominated host rocks, which are higher than normal Mesozoic carbonate values due to exchange with fluids of higher Sr-87/Sr-86 ratios (and lower O-18/O-16 ratios). Model dates calculated using Sr-87/Sr-86 values typical of Mesozoic marine carbonates more closely approximate the Ar-40/Ar-39 total gas dates for most of the samples. The similarities of Rb/Sr and Ar-40/Ar-39 total gas dates are consistent with limited amounts of detrital mica in the samples. The delta(18)O values range from 24-15%. (VSMOW) for 2-6 mum micas and 27-16parts per thousand for the carbonate host rocks. The carbonate values are significantly lower than their protolith values due to localized fluid-rock interaction and fluid flow along most thrust surfaces. Although most calcite-mica pairs are not in oxygen isotope equilibrium at temperatures of ca. 200-400 degreesC, their isotopic fractionations are indicative of either 1) partial exchange between the minerals and a common external fluid, or 2) growth or isotopic exchange of the mica with the carbonate after the carbonate had isotopically exchanged with an external fluid. The geological significance of these results is not easily or uniquely determined, and exemplifies the difficulties inherent in dating very fine-grained micas of highly deformed tectonites in low-grade metamorphic terranes. Two generalizations can be made regarding the dates obtained from the Helvetic thrusts: 1) samples from the two highest thrusts (Mt. Gond and Sublage) have all of their Ar-40/Ar-39 steps above 20 Ma, and 2) most samples from the deepest Helvetic thrusts have steps (often accounting for more than 80% of Ar-39 release) between 15 and 25 Ma. These dates are consistent with the order of thrusting in the foreland-imbricating system and increase proportions of neoformed to detrital mica in the more metamorphosed hinterland and deeply buried portions of the nappe pile. Individual thrusts accommodated the majority of their displacement during their initial incorporation into the foreland-imbricating system, and some thrusts remained active or were reactivated down to 15 Ma.

Stable hydrogen and oxygen isotope composition of waters from mine tailings in different climatic environments

The stable isotope composition of waters (delta H-2, delta O-18) can be used as a natural tracer of hydrologic processes in systems affected by acid mine drainage. We investigated the delta H-2 and delta O-18 values of pore waters from four oxidizing sulfidic mine tailings impoundments in different climatic regions of Chile (Piuquenes at La Andina with Alpine climate, Cauquenes and Caren at El Teniente with Mediterranean climate, and Talabre at the Chuquicamata deposit with hyperarid climate). No clear relationship was found between altitude and isotopic composition. The observed displacement of the tailings pore waters from the local meteoric water line toward higher delta O-18 values (by similar to +2% delta O-18 relative to delta H-2) is partly due to water-rock interaction processes, including hydration and O-isotope exchange with sulfates and Fe(III) oxyhydroxides produced by pyrite oxidation. In most tailings, from the saturated zone toward the surface, isotopically different zones can be distinguished. Zone I is characterized by an upward depletion of H-2 and O-18 in the pore waters from the saturated zone and the lowermost vadose zone, due to ascending diffused isotopically light water triggered by the constant loss of water vapor by evaporation at the surface. In zone II, the capillary flow of a mix of vapor and liquid water causes an evaporative isotopic enrichment in H-2 and O-18. At the top of the tailings in dry climate a zone III between the capillary zone and the surface contains isotopically light diffused and atmospheric water vapor. In temperate climates, the upper part of the profile is affected by recent rainfall and zone III may not differ isotopically from zone II.

Switch to Sirolimus-based immunosuppresion in stable renal transplant recipients

Purpose: Sirolimus (SRL) has been used to replace calcineurin inhibitors (CNI) for various indications including CNI-induced toxicity. The aim of this study was to evaluate the efficacy and safety of switching from CNI to SRL in stable renal transplant recipients (RTR) with low grade proteinuria (<1 g/24 h). Methods and materials: Between 2001 and 2007, 41 patients (20 females, 21 males; mean age 47 ± 13) were switched after a median time post-transplantation of 73.5 months (range 0.2-273.2 months). Indications for switch were CNI nephrotoxicity (39%), thrombotic micro-angiopathy (14.6%), post-transplantation cancer (24.4%), CNI neurotoxicity (7.4%), or others (14.6%). Mean follow-up after SRL switch was 23.8±16.3 months. Mean SRL dosage and through levels were 2.4 ± 1.1 mg/day and 8 ± 2.2 ug/l respectively. Immunosuppressive regiments were SRL + mycophenolate mofetil (MMF) (31.7%), SRL + MMF + prednisone (36.58%), SRL + prednisone (19.51%), SRL + Azathioprine (9.75%), or SRL alone (2.43%). Results: Mean creatinine decreased from 164 to 143 μmol/l (p <0.03), mean estimated glomerular filtration rate (eGFR) increased significantly from 50.13 to 55.01 ml/minute (p <0.00001), mean systolic and diastolic blood pressure decreased from 138 to 132 mm Hg (p <0.03) and from 83 to78 mm Hg (p <0.01), but mean proteinuria increased from 0.21 to 0.63 g/24 h (p <0.001). While mean total cholesterolemia didn't increased significantly from 5.09 to 5.56 mmol/l (p = 0.06). The main complications after SRL switch were dermatitis (19.5%), urinary tract infections (24.4%), ankle edema (13.3%), and transient oral ulcers (20%). Acute rejection after the switch occurred in 7.3% of patients (n = 3), and 2 acute rejections were successfully treated with corticosteroids and 1 did not respond to treatment (not related to switch). SRL had to be discontinued in 17% of patients (2 nephrotic syndromes, 2 severe edema, 1 acute rejection, 1 thrombotic micro-angiopathy, and 1 fever). Conclusion: In conclusion, we found that switching from CNI to SRL in stable RTR was safe and associated with a significant improvement of renal function and blood pressure. Known side-effects of SRL led to drug discontinuation in less than 20% of patients and the acute rejection rate was 7.3%. This experience underlines the importance of patient selection before switching to SRL, in particular regarding preswitch proteinuria.

Stable isotope composition of smectite in suevites at the Ries crater, Germany: Implications for hydrous alteration of impactites

The 24-km diameter Ries crater, Germany, exhibits well-preserved crater filling and surficial melt-rich breccia deposits that are believed to have been altered by post-impact hydrothermal fluids. The alteration mineralogy of the crater filling breccias is characterized by clay (smectite, chlorite) and a zeolite assemblage, and secondary clay phases (smectite, minor halloysite) in surficial melt-bearing breccia deposits. Using stable isotope analysis of secondary smectitic clay fractions, evidence of significant hydrous alteration of impactites at large water/rock ratios was found. The estimated fluid temperatures, using data derived by delta(18)O and delta D fractionation, suggest smectite precipitation in surficial breccias in equilibrium with meteoric fluids at temperatures 16 +/- 5 degrees C in agreement with the long-term variation of modern precipitation in the area. The stable isotope composition of smectite in crater-fill breccia, however, suggests a trend of monotonously increasing temperatures from 43 to 112 degrees C. with increasing depth through the breccia sequence. This demonstrates a different origin of alteration and temperature distribution for the surficial and crater filling melt-bearing impact breccias in the Ries crater. Our results suggest that the inverted structure of hydrothermal systems observed in some terrestrial impact craters, including the Ries crater, could indicate the initial configuration of a thermal anomaly in the crater filling sequence, but which is replaced with a normal hydrothermal convection in crater proper, during the course of post-impact cooling. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

A stable phage lysin (Cpl-1) dimer with increased antipneumococcal activity and decreased plasma clearance.

Bacteriophages (phages) produce endolysins (lysins) as part of their lytic cycle in order to degrade the peptidoglycan layer of the infected bacteria for subsequent release of phage progeny. Because these enzymes maintain their lytic and lethal activity against Gram-positive bacteria when added extrinsically to the cells, they have been actively exploited as novel anti-infectives, sometimes termed enzybiotics. As with other relatively small peptides, one issue in their clinical development is their rapid inactivation through proteolytic degradation, immunological blockage and renal clearance. The antipneumococcal lysin Cpl-1 was shown to escape both proteolysis and immunological blockage. However, its short plasma half-life (20.5 min in mice) may represent a shortcoming for clinical usefulness. Here we report the construction of a Cpl-1 dimer with a view to increasing both the antipneumococcal specific activity and plasma half-life of Cpl-1. Dimerisation was achieved by introducing specific cysteine residues at the C-terminal end of the enzyme, thus favouring disulphide bonding. Compared with the native monomer, the constructed dimer demonstrated a two-fold increase in specific antipneumococcal activity and a ca. ten-fold decrease in plasma clearance. As several lysins are suspected to dimerise on contact with their cell wall substrate to be fully active, stable pre-dimerised enzymes may represent a more efficient alternative to the native monomer.

Innovative method for carbon dioxide determination in human postmortem cardiac gas samples using headspace-gas chromatography-mass spectrometry and stable labeled isotope as internal standard.

A novel approach to measure carbon dioxide (CO2) in gaseous samples, based on a precise and accurate quantification by (13)CO2 internal standard generated in situ is presented. The main goal of this study was to provide an innovative headspace-gas chromatography-mass spectrometry (HS-GC-MS) method applicable in the routine determination of CO2. The main drawback of the GC methods discussed in the literature for CO2 measurement is the lack of a specific internal standard necessary to perform quantification. CO2 measurement is still quantified by external calibration without taking into account analytical problems which can often occur considering gaseous samples. To avoid the manipulation of a stable isotope-labeled gas, we have chosen to generate in situ an internal labeled standard gas ((13)CO2) on the basis of the stoichiometric formation of CO2 by the reaction of hydrochloric acid (HCl) with sodium hydrogen carbonate (NaH(13)CO3). This method allows a precise measurement of CO2 concentration and was validated on various human postmortem gas samples in order to study its efficiency.

Carbon dioxide in scree slope deposits: A pathway from atmosphere to pedogenic carbonate

A continuum of carbon, from atmospheric CO2 to secondary calcium carbonate, has been studied in a soil associ- ated with scree slope deposits in the Jura Mountains of Switzerland. This approach is based on former studies conducted in other environments. This C continuum includes atmospheric CO2, soil organic matter (SOM), soil CO2, dissolved inorganic carbon (DIC) in soil solutions, and secondary pedogenic carbonate. Soil parameters (pCO2, temperature, pH, Cmin and Corg contents), soil solution chemistry, and isotopic compositions of soil CO2, DIC, carbonate and soil organic matter (δ13CCO2, δ13CDIC, δ13Ccar and δ13CSOM values) have been monitored at different depths (from 20 to 140 cm) over one year. Results demonstrated that the carbon source in secondary carbonate (mainly needle fiber calcite) is related to the dissolved inorganic carbon, which is strongly dependent on soil respiration. The heterotrophic respiration, rather than the limestone parent material, seems to control the pedogenic carbon cycle. The correlation of δ13Corg values with Rock-Eval HI and OI indices demonstrates that, in a soil associated to scree slope deposits, the main process responsible for 13C-enrichment in SOM is related to bac- terial oxidative decarboxylation. Finally, precipitation of secondary calcium carbonate is enhanced by changes in soil pCO2 associated to the convective movement of air masses induced by temperature gradients (heat pump effect) in the highly porous scree slope deposits. The exportation of soil C-leachates from systems such as the one studied in this paper could partially explain the "gap in the European carbon budget" reported by recent studies.

Stable transmission of targeted gene modification using single-stranded oligonucleotides with flanking LNAs.

Targeted mutagenesis directed by oligonucleotides (ONs) is a promising method for manipulating the genome in higher eukaryotes. In this study, we have compared gene editing by different ONs on two new target sequences, the eBFP and the rd1 mutant photoreceptor betaPDE cDNAs, which were integrated as single copy transgenes at the same genomic site in 293T cells. Interestingly, antisense ONs were superior to sense ONs for one target only, showing that target sequence can by itself impart strand-bias in gene editing. The most efficient ONs were short 25 nt ONs with flanking locked nucleic acids (LNAs), a chemistry that had only been tested for targeted nucleotide mutagenesis in yeast, and 25 nt ONs with phosphorothioate linkages. We showed that LNA-modified ONs mediate dose-dependent target modification and analyzed the importance of LNA position and content. Importantly, when using ONs with flanking LNAs, targeted gene modification was stably transmitted during cell division, which allowed reliable cloning of modified cells, a feature essential for further applications in functional genomics and gene therapy. Finally, we showed that ONs with flanking LNAs aimed at correcting the rd1 stop mutation could promote survival of photoreceptors in retinas of rd1 mutant mice, suggesting that they are also active in vivo.

On the use of reporter bacteria for measuring availability of organic contaminants

Natural environments are constantly challenged by the release of hydrophobic organic contaminants, which represent a threat for both the ecosystem and human health. Despite a substantial degradation by naturally occurring micro-organisms, a non negligible fraction of these pollutants tend to persist in soil and sediments due to their reduced accessibility to microbial degraders. This lack of 'bioavailability' is acknowledged as a key parameter for the natural and stimulated clean-up (bioremediation) of contaminated sites. We developed a bacterial bioreporter that responds to the presence of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) by the production of the green fluorescent protein (GFP), based on the PAH-degrading bacterium Burkholderia sartisoli. We showed in this study that the bacterial biosensor B. sartisoli strain RP037 was faithfully reporting the degradation of naphthalene and phenanthrene (two PAHs of low molecular weight) via the production of GFP. What is more, the magnitude of GFP induction was influenced by change in the PAH flux triggered by a variety of physico-chemical parameters, such as the contact surface between the pollutant and the aqueous suspension. Further experiments permitted to test the influence of dissolved organic matter, which is an important component of natural habitats and can interact with organic pollutants. In addition, we tested the influence of two types of biosurfactants (tensio-active agents produced by living organisms) on phenanthrene's degradation by RP037. Interestingly, the surfactant's effects on the biodegradation rate appeared to depend on the type of biosurfactant and probably on the type of bacterial strain. Finally, we tagged B. sartisoli strain RP037 with a constitutively expressed mCherry fluorescent protein. The presence of mCherry allowed us to visualize the bacteria in complex samples even when GFP production was not induced. The new strain RP037-mChe embedded in a gel patch was used to detect PAH fluxes from a point source, such as a non-aqueous liquid or particles of contaminated soil. In parallel, we also developed and tested a so-called multiwell bacterial biosensor platform, which permitted the simultaneous use of four different reporter strains for the detection of major crude oil components (e.g., saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatics) in aqueous samples. We specifically constructed the strain B. sartisoli RP007 (pPROBE-phn-luxAB) for the detection of naphthalene and phenanthrene. It was equipped with a reporter plasmid similar to the one in strain RP037, except that the gfp gene was replaced by the genes luxAB, which encoded the bacterial luciferase. The strain was implemented in the biosensor platform and detected an equivalent naphthalene concentration in oil spilled-sea water. We also cloned the gene for the transcriptional activator AlkS and the operator/promoter region of the operon alkSB1GHJ from the alkane-degrader bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2 in order to construct a new bacterial biosensor with higher sensitivity towards long-chain alkanes. However, the resulting strain showed no increased light emission in presence of tetradecane (C14), while it still efficiently reported low concentrations of octane (C8). RÉSUMÉ : Les écosystèmes naturels sont constamment exposés à nombre de contaminants organiques hydrophobes (COHs) d'origine industrielle, agricole ou même naturelle. Les COHs menacent à la fois l'environnement, le bien-être des espèces animales et végétales et la santé humaine, mais ils peuvent être dégradés par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons, qui peuvent être capables des les transformer en produits inoffensifs comme le gaz carbonique et l'eau. La biodégradation des COHs est cependant fréquemment limitée par leur pauvre disponibilité envers les organismes qui les dégradent. Ainsi, bien que la biodégradation opère partiellement, les COHs persistent dans l'environnement à de faibles concentrations qui potentiellement peuvent encore causer des effets toxiques chroniques. Puisque la plupart des COHs peuvent être métabolisés par l'activité microbienne, leur persistance a généralement pour origine des contraintes physico-chimiques plutôt que biologiques. Par exemple, leur solubilité dans l'eau très limitée réduit leur prise par des consommateurs potentiels. De plus, l'adsorption à la matière organique et la séquestration dans les micropores du sol participent à réduire leur disponibilité envers les microbes. Les processus de biodisponibilité, c'est-à-dire les processus qui gouvernent la dissolution et la prise de polluants par les organismes vivants, sont généralement perçus comme des paramètres clés pour la dépollution (bioremédiation) naturelle et stimulée des sites contaminés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont un modèle de COH produits par les activités aussi bien humaines que naturelles, et listés comme des contaminants chroniques de l'air, des sols et des sédiments. Ils peuvent être dégradés par un vaste nombre d'espèces bactériennes mais leur taux de biodégradation est souvent limité par les contraintes mentionnées ci-dessus. Afin de comprendre les processus de biodisponibilité pour les cellules bactériennes, nous avons décidé d'utiliser les bactéries elles-mêmes pour détecter et rapporter les flux de COH. Ceci a été réalisé par l'application d'une stratégie de conception visant à produire des bactéries `biocapteurs-rapporteurs', qui littéralement s'allument lorsqu'elles détectent un composé cible pour lequel elles ont été conçues. En premier lieu, nous nous sommes concentrés sur Burkholderia sartisoli (souche RP007), une bactérie isolée du sol et consommatrice de HAP .Cette souche a servi de base à la construction d'un circuit génétique permettant la formation de la protéine autofluorescente GFP dès que les cellules détectent le naphtalène ou le phénanthrène, deux HAP de faible masse moléculaire. En effet, nous avons pu montrer que la bactérie obtenue, la souche RP037 de B. sartisoli, produit une fluorescence GFP grandissante lors d'une exposition en culture liquide à du phénanthrène sous forme cristalline (0.5 mg par ml de milieu de culture). Nous avons découvert que pour une induction optimale il était nécessaire de fournir aux cellules une source additionnelle de carbone sous la forme d'acétate, ou sinon seul un nombre limité de cellules deviennent induites. Malgré cela, le phénanthrène a induit une réponse très hétérogène au sein de la population de cellules, avec quelques cellules pauvrement induites tandis que d'autres l'étaient très fortement. La raison de cette hétérogénéité extrême, même dans des cultures liquides mélangées, reste pour le moment incertaine. Plus important, nous avons pu montrer que l'amplitude de l'induction de GFP dépendait de paramètres physiques affectant le flux de phénanthrène aux cellules, tels que : la surface de contact entre le phénanthrène solide et la phase aqueuse ; l'ajout de surfactant ; le scellement de phénanthrène à l'intérieur de billes de polymères (Model Polymer Release System) ; la dissolution du phénanthrène dans un fluide gras immiscible à l'eau. Nous en avons conclu que la souche RP037 détecte convenablement des flux de phénantrène et nous avons proposé une relation entre le transfert de masse de phénanthrène et la production de GFP. Nous avons par la suite utilisé la souche afin d'examiner l'effet de plusieurs paramètres chimiques connus dans la littérature pour influencer la biodisponibilité des HAP. Premièrement, les acides humiques. Quelques rapports font état que la disponibilité des HAP pourrait être augmentée par la présence de matière organique dissoute. Nous avons mesuré l'induction de GFP comme fonction de l'exposition des cellules RP037 au phénanthrène ou au naphtalène en présence ou absence d'acides humiques dans la culture. Nous avons testé des concentrations d'acides humiques de 0.1 et 10 mg/L, tandis que le phénanthrène était ajouté via l'heptamethylnonane (HMN), un liquide non aqueux, ce qui au préalable avait produit le plus haut flux constant de phénanthrène aux cellules. De plus, nous avons utilisé des tests en phase gazeuse avec des concentrations d'acides humiques de 0.1, 10 et 1000 mg/L mais avec du naphtalène. Contrairement à ce que décrit la littérature, nos résultats ont indiqué que dans ces conditions l'expression de GFP en fonction de l'exposition au phénanthrène dans des cultures en croissance de la souche RP037 n'était pas modifiée par la présence d'acides humiques. D'un autre côté, le test en phase gazeuse avec du naphtalène a montré que 1000 mg/L d'acides humiques abaissent légèrement mais significativement la production de GFP dans les cellules de RP037. Nous avons conclu qu'il n'y a pas d'effet général des acides humiques sur la disponibilité des HAP pour les bactéries. Par la suite, nous nous sommes demandé si des biosurfactants modifieraient la disponibilité du phénanthrène pour les bactéries. Les surfactants sont souvent décrits dans la littérature comme des moyens d'accroître la biodisponibilité des COHs. Les surfactants sont des agents tensio-actifs qui augmentent la solubilité apparente de COH en les dissolvant à l'intérieur de micelles. Nous avons ainsi testé si des biosurfactants (des surfactants produits par des organismes vivants) peuvent être utilisé pour augmenter la biodisponibilité du phénanthrène pour la souche B. sartisoli RP037. Premièrement, nous avons tenté d'obtenir des biosurfactants produits par une autre bactérie vivant en co-culture avec les biocapteurs bactériens. Deuxièmement, nous avons utilisé des biosurfactants purifiés. La co-cultivation en présence de la bactérie productrice de lipopeptide Pseudomonas putida souche PCL1445 a augmenté l'expression de GFP induite par le phénanthrène chez B. sartisoli en comparaison des cultures simples, mais cet effet n'était pas significativement différent lorsque la souche RP037 était co-cultivée avec un mutant de P. putida ne produisant pas de lipopeptides. L'ajout de lipopeptides partiellement purifiés dans la culture de RP037 a résulté en une réduction de la tension de surface, mais n'a pas provoqué de changement dans l'expression de GFP. D'un autre côté, l'ajout d'une solution commerciale de rhamnolipides (un autre type de biosurfactants produits par Pseudomonas spp.) a facilité la dégradation du phénanthrène par la souche RP037 et induit une expression de GFP élevée dans une plus grande proportion de cellules. Nous avons ainsi conclu que les effets des biosurfactants sont mesurables à l'aide de la souche biocapteur, mais que ceux-ci sont dépendants du type de surfactant utilisé conjointement avec le phénanthrène. La question suivante que nous avons abordée était si les tests utilisant des biocapteurs peuvent être améliorés de manière à ce que les flux de HAP provenant de matériel contaminé soient détectés. Les tests en milieu liquide avec des échantillons de sol ne fournissant pas de mesures, et sachant que les concentrations de HAP dans l'eau sont en général extrêmement basses, nous avons conçu des tests de diffusion dans lesquels nous pouvons étudier l'induction par les HAPs en fonction de la distance aux cellules. Le biocapteur bactérien B. sartisoli souche RP037 a été marqué avec une seconde protéine fluorescente (mCherry), qui est constitutivement exprimée dans les cellules et leur confère une fluorescence rouge/rose. La souche résultante RP037-mChe témoigne d'une fluorescence rouge constitutive mais n'induit la fluorescence verte qu'en présence de naphtalène ou de phénanthrène. La présence d'un marqueur fluorescent constitutif nous permet de visualiser les biocapteurs bactériens plus facilement parmi des particules de sol. Un test de diffusion a été conçu en préparant un gel fait d'une suspension de cellules mélangées à 0.5 % d'agarose. Des bandes de gel de dimensions 0.5 x 2 cm x 1 mm ont été montées dans des chambres d'incubation et exposées à des sources de HAP (soit dissouts dans du HMN ou en tant que matériel solide, puis appliqués à une extrémité de la bande). En utilisant ce montage expérimental, le naphtalène ou le phénanthrène (dissouts dans du HMN à une concentration de 2.5 µg/µl) ont induit un gradient d'intensité de fluorescence GFP après 24 heures d'incubation, tandis que la fluorescence mCherry demeurait comparable. Un sol contaminé par des HAPs (provenant d'un ancien site de production de gaz) a induit la production de GFP à un niveau comparable à celui du naphtalène. Des biocapteurs bactériens individuels ont également détecté un flux de phénanthrène dans un gel contenant des particules de sol amendées avec 1 et 10 mg/g de phénanthrène. Ceci a montré que le test de diffusion peut être utilisé pour mesurer des flux de HAP provenant de matériel contaminé. D'un autre côté, la sensibilité est encore très basse pour plusieurs sols contaminés, et l'autofluorescence de certains échantillons rend difficile l'identification de la réponse de la GFP chez les cellules. Pour terminer, un des points majeurs de ce travail a été la production et la validation d'une plateforme multi-puits de biocapteurs bactériens, qui a permis l'emploi simultané de plusieurs souches différentes de biocapteurs pour la détection des constituants principaux du pétrole. Pour cela nous avons choisi les alcanes linéaires, les composés mono-aromatiques, les biphényls et les composés poly-aromatiques. De plus, nous avons utilisé un capteur pour la génotoxicité afin de détecter la `toxicité globale' dans des échantillons aqueux. Plusieurs efforts d'ingénierie ont été investis de manière à compléter ce set. En premier lieu, chaque souche a été équipée avec soit gfp, soit luxAB en tant que signal rapporteur. Deuxièmement, puisqu'aucune souche de biocapteur n'était disponible pour les HAP ou pour les alcanes à longues chaînes, nous avons spécifiquement construit deux nouveaux biocapteurs. L'un d'eux est également basé sur B. sartisoli RP007, que nous avons équipé avec le plasmide pPROBE-phn-luxAB pour la détection du naphtalène et du phénanthrène mais avec production de luciférase bactérienne. Un autre est un nouveau biocapteur bactérien pour les alcanes. Bien que nous possédions une souche Escherichia coli DHS α (pGEc74, pJAMA7) détectant les alcanes courts de manière satisfaisante, la présence des alcanes à longues chaînes n'était pas rapportée efficacement. Nous avons cloné le gène de l'activateur transcriptionnel A1kS ainsi que la région opérateur/promoteur de l'opéron alkSB1GHJ chez la bactérie dégradant les alcanes Alcanivorax borkumensis souche SK2, afin de construire un nouveau biocapteur bactérien bénéficiant d'une sensibilité accrue envers les alcanes à longues chaînes. Cependant, la souche résultante E. coli DHSα (pAlk3} n'a pas montré d'émission de lumière augmentée en présence de tétradécane (C14), tandis qu'elle rapportait toujours efficacement de basses concentrations d'octane (C8). De manière surprenante, l'utilisation de A. borkumensis en tant que souche hôte pour le nouveau plasmide rapporteur basé sur la GFP a totalement supprimé la sensibilité pour l'octane, tandis que la détection de tétradécane n'était pas accrue. Cet aspect devra être résolu dans de futurs travaux. Pour calibrer la plateforme de biocapteurs, nous avons simulé une fuite de pétrole en mer dans une bouteille en verre ouverte de 5L contenant 2L d'eau de mer contaminée avec 20 ml (1%) de pétrole brut. La phase aqueuse a été échantillonée à intervalles réguliers après la fuite durant une période allant jusqu'à une semaine tandis que les principaux contaminants pétroliers étaient mesurés via les biocapteurs. L'émission de bioluminescence a été mesurée de manière à déterminer la réponse des biocapteurs et une calibration intégrée faite avec des inducteurs types a servi à calculer des concentrations d'équivalents inducteurs dans l'échantillon. E. coli a été utilisée en tant que souche hôte pour la plupart des spécificités des biocapteurs, à l'exception de la détection du naphtalène et du phénanthrène pour lesquels nous avons utilisé B. sartisoli. Cette souche, cependant, peut être employée plus ou moins selon la même procédure. Il est intéressant de noter que le pétrole répandu a produit une apparition séquentielle de composés dissouts dans la phase aqueuse, ceux-ci .étant détectables par les biocapteurs. Ce profil contenait d'abord les alcanes à courtes chaînes et les BTEX (c'est-à dire benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), apparaissant entre des minutes et des heures après que le pétrole a été versé. Leurs concentrations aqueuses ont par la suite fortement décru dans l'eau échantillonnée après 24 heures, à cause de la volatilisation ou de la biodégradation. Après quelques jours d'incubation, ces composés sont devenus indétectables. Les HAPs, en revanche, sont apparus plus tard que les alcanes et les BTEX, et leur concentration a augmenté de pair avec un temps d'incubation prolongé. Aucun signal significatif n'a été mis en évidence avec le biocapteur pour le biphényl ou pour la génotoxicité. Ceci démontre l'utilité de ces biocapteurs, spécifiquement pour la détection des composés pétroliers, comprenant les alcanes à courtes chaînes, les BTEX et les HAPs légers.

A stable and 40Ar/39Ar isotope study of a major thrust in the Helvetic nappes (Swiss Alps) - Evidence for fluid-flow and constraints on nappe kinematics

Stable isotope and Ar-40/Ar-39 measurements,were made on samples associated with a major tectonic discontinuity in the Helvetic Alps, the basal thrust of the Diablerets nappe (external zone of the Alpine Belt) in order to determine both the importance of fluids in this thrust zone and the timing of thrusting. A systematic decrease in the delta(18)O values (up to 6 parts per thousand) of calcite, quartz, and white mica exists within a 10- to 70-m-wide zone over a distance of 37 km along the thrust, and they become more pronounced toward the root of the nappe. A similar decrease in the delta(13)C values of calcite is observed only in the deepest sections (up to 3 parts per thousand). The delta D-SMOW (SMOW = standard mean ocean water) values of white mica are -54 parts per thousand +/- 8 parts per thousand (n = 22) and are independent of the distance from the thrust. These variations are interpreted to reflect syntectonic solution reprecipitation during fluid passage along the thrust. The calculated delta(18)O and delta D values (versus SMOW) for the fluid in equilibrium with the analyzed minerals is 12 parts per thousand to 16 parts per thousand and -30 parts per thousand to +5 parts per thousand, respectively, for assumed temperatures of 250 to 450 degrees C. The isotopic and structural data are consistent with fluids derived from the deep-seated roots of the Helvetic nappes where large volumes of Mesozoic sediments were metamorphosed to the amphibolite facies, It is suggested that connate and metamorphic waters, overpressured by rapid tectonic burial in a subductive system escaped by upward infiltration along moderately dipping pathways until they reached the main shear zone at the base of the moving pile, where they were channeled toward the surface, This model also explains the mechanism by which large amounts of fluid were removed from the Mesozoic sediments during Alpine metamorphism. White mica Ar-49/Ar-39 ages vary from 27 Ma far from the Diablerets thrust to 15 Ma along the thrust. An older component is observed in micas far from the thrust, interpreted as a detrital signature, and indicates that regional metamorphic temperatures were less than about 350 degrees C. The;plateau and near plateau ages nearest the thrust are consistent with either neocrystallization of white mica or argon loss by recrystallization during thrusting, which may have been enhanced in the zones of highest fluid flow. The 15 Ma Ar-40/Ar-39 age plateau measured on white mica sampled exactly on the thrust surface dates the end of both fluid flow and tectonic transport.