Effects of aerobic fitness on oxygen uptake kinetics in heavy intensity swimming.

This study aimed to characterise both the [Formula: see text] kinetics within constant heavy-intensity swimming exercise, and to assess the relationships between [Formula: see text] kinetics and other parameters of aerobic fitness, in well-trained swimmers. On separate days, 21 male swimmers completed: (1) an incremental swimming test to determine their maximal oxygen uptake [Formula: see text], first ventilatory threshold (VT), and the velocity associated with [Formula: see text] [Formula: see text] and (2) two square-wave transitions from rest to heavy-intensity exercise, to determine their [Formula: see text] kinetics. All the tests involved breath-by-breath analysis of freestyle swimming using a swimming snorkel. [Formula: see text] kinetics was modelled with two exponential functions. The mean values for the incremental test were 56.0 ± 6.0 ml min(-1) kg(-1), 1.45 ± 0.08 m s(-1); and 42.1 ± 5.7 ml min(-1) kg(-1) for [Formula: see text], [Formula: see text] and VT, respectively. For the square-wave transition, the time constant of the primary phase (τ(p)) averaged 17.3 ± 5.4 s and the relevant slow component (A'(sc)) averaged 4.8 ± 2.9 ml min(-1) kg(-1) [representing 8.9% of the end-exercise [Formula: see text] (%A'(sc))]. τ(p) was correlated with [Formula: see text] (r = -0.55, P = 0.01), but not with either [Formula: see text] (r = 0.05, ns) or VT (r = 0.14, ns). The %A'(sc) did not correlate with either [Formula: see text] (r = -0.14, ns) or [Formula: see text] (r = 0.06, ns), but was inversely related with VT (r = -0.61, P < 0.01). This study was the first to describe the [Formula: see text] kinetics in heavy-intensity swimming using specific swimming exercise and appropriate methods. As has been demonstrated in cycling, faster [Formula: see text] kinetics allow higher aerobic power outputs to be attained. The slow component seems to be reduced in swimmers with higher ventilatory thresholds.

The Smiling Project: development of a new program for gait and balance training

Introduction: The SMILING project, a multicentric project fundedby the European Union, aims to develop a new gait and balance trainingprogram to prevent falls in older persons. The program includes the"SMILING shoe", an innovative device that generates mechanical perturbationwhile walking by changing the soles' inclination. Induced perturbationschallenge subjects' balance and force them to react to avoidfalls. By training specifically the complex motor reactions used to maintainbalance when walking on irregular ground, the program will improvesubjects' ability to react in situation of unsteadiness and reduce theirrisk of falling. Methods: The program will be evaluated in a multicentric,cross-over randomized controlled trial. Overall, 112 subjects (aged≥65 years, ≥1 falls, POMA score 22-26/28) will be enrolled. Subjectswill be randomised in 2 groups: group A begin the training with active"SMILING shoes", group B with inactive dummy shoes. After 4 weeksof training, group A and B will exchange the shoes. Supervised trainingsessions (30 minutes twice a week for 8 weeks) include walkingtasks of progressive difficulties.To avoid a learning effect, "SMILINGshoes" perturbations will be generated in a non-linear and chaotic way.Gait performance, fear of falling, and acceptability of the program willbe assessed. Conclusion: The SMILING program is an innovative interventionfor falls prevention in older persons based on gait and balancetraining using chaotic perturbations. Because of the easy use of the"SMILING shoes", this program could be used in various settings, suchas geriatric clinics or at home.

De la dyschronie chez les enfants instables : hyptohèse d'une difficulté d'instauration d'un temps transitionnel.

Résumé - De la dyschronie chez les enfants instables, hypothèse d'une difficulté d'instauration d'un temps transitionnel. Du syndrome d'asynergie motrice et mentale de Wallon (1925) au déficit d'inhibition du comportement de Barkley (1997), l'agitation de l'enfant a souvent été liée à une difficulté à penser, organiser et partager les représentations inhérentes à la temporalité. La dyschronie, telle que formulée par Gibello (1976), constitue une théorie heuristique pour penser ce défaut de symbolisation du temps. Pour mieux comprendre ces phénomènes, plusieurs épreuves projectives (Rorschach, TAT, dessins) ont été proposées à un jeune garçon instable dyschronique. Les analyses mettent en évidence une discontinuité des capacités représentatives. Si une différence entre un protocole Rorschach qui s'est révélé restreint et un TAT abondant en constitue le premier signe, des indices spécifiques montrent une difficulté d'instauration d'une aire de jeu imaginaire stable ou plus précisément un manque de continuité dans les phénomènes transitionnels (Winnicott, 1975). Peut-on dès lors envisager un lien entre la difficulté de représentation des transformations (Gibello, 2004) et ce déficit d'instauration, non plus seulement d'un espace, mais aussi d'un temps où se représentent les transitions ?

Time-lapse and probabilistic inversion strategies for plane-wave electromagnetic data.

L'utilisation efficace des systèmes géothermaux, la séquestration du CO2 pour limiter le changement climatique et la prévention de l'intrusion d'eau salée dans les aquifères costaux ne sont que quelques exemples qui démontrent notre besoin en technologies nouvelles pour suivre l'évolution des processus souterrains à partir de la surface. Un défi majeur est d'assurer la caractérisation et l'optimisation des performances de ces technologies à différentes échelles spatiales et temporelles. Les méthodes électromagnétiques (EM) d'ondes planes sont sensibles à la conductivité électrique du sous-sol et, par conséquent, à la conductivité électrique des fluides saturant la roche, à la présence de fractures connectées, à la température et aux matériaux géologiques. Ces méthodes sont régies par des équations valides sur de larges gammes de fréquences, permettant détudier de manières analogues des processus allant de quelques mètres sous la surface jusqu'à plusieurs kilomètres de profondeur. Néanmoins, ces méthodes sont soumises à une perte de résolution avec la profondeur à cause des propriétés diffusives du champ électromagnétique. Pour cette raison, l'estimation des modèles du sous-sol par ces méthodes doit prendre en compte des informations a priori afin de contraindre les modèles autant que possible et de permettre la quantification des incertitudes de ces modèles de façon appropriée. Dans la présente thèse, je développe des approches permettant la caractérisation statique et dynamique du sous-sol à l'aide d'ondes EM planes. Dans une première partie, je présente une approche déterministe permettant de réaliser des inversions répétées dans le temps (time-lapse) de données d'ondes EM planes en deux dimensions. Cette stratégie est basée sur l'incorporation dans l'algorithme d'informations a priori en fonction des changements du modèle de conductivité électrique attendus. Ceci est réalisé en intégrant une régularisation stochastique et des contraintes flexibles par rapport à la gamme des changements attendus en utilisant les multiplicateurs de Lagrange. J'utilise des normes différentes de la norme l2 pour contraindre la structure du modèle et obtenir des transitions abruptes entre les régions du model qui subissent des changements dans le temps et celles qui n'en subissent pas. Aussi, j'incorpore une stratégie afin d'éliminer les erreurs systématiques de données time-lapse. Ce travail a mis en évidence l'amélioration de la caractérisation des changements temporels par rapport aux approches classiques qui réalisent des inversions indépendantes à chaque pas de temps et comparent les modèles. Dans la seconde partie de cette thèse, j'adopte un formalisme bayésien et je teste la possibilité de quantifier les incertitudes sur les paramètres du modèle dans l'inversion d'ondes EM planes. Pour ce faire, je présente une stratégie d'inversion probabiliste basée sur des pixels à deux dimensions pour des inversions de données d'ondes EM planes et de tomographies de résistivité électrique (ERT) séparées et jointes. Je compare les incertitudes des paramètres du modèle en considérant différents types d'information a priori sur la structure du modèle et différentes fonctions de vraisemblance pour décrire les erreurs sur les données. Les résultats indiquent que la régularisation du modèle est nécessaire lorsqu'on a à faire à un large nombre de paramètres car cela permet d'accélérer la convergence des chaînes et d'obtenir des modèles plus réalistes. Cependent, ces contraintes mènent à des incertitudes d'estimations plus faibles, ce qui implique des distributions a posteriori qui ne contiennent pas le vrai modèledans les régions ou` la méthode présente une sensibilité limitée. Cette situation peut être améliorée en combinant des méthodes d'ondes EM planes avec d'autres méthodes complémentaires telles que l'ERT. De plus, je montre que le poids de régularisation des paramètres et l'écart-type des erreurs sur les données peuvent être retrouvés par une inversion probabiliste. Finalement, j'évalue la possibilité de caractériser une distribution tridimensionnelle d'un panache de traceur salin injecté dans le sous-sol en réalisant une inversion probabiliste time-lapse tridimensionnelle d'ondes EM planes. Etant donné que les inversions probabilistes sont très coûteuses en temps de calcul lorsque l'espace des paramètres présente une grande dimension, je propose une stratégie de réduction du modèle ou` les coefficients de décomposition des moments de Legendre du panache de traceur injecté ainsi que sa position sont estimés. Pour ce faire, un modèle de résistivité de base est nécessaire. Il peut être obtenu avant l'expérience time-lapse. Un test synthétique montre que la méthodologie marche bien quand le modèle de résistivité de base est caractérisé correctement. Cette méthodologie est aussi appliquée à un test de trac¸age par injection d'une solution saline et d'acides réalisé dans un système géothermal en Australie, puis comparée à une inversion time-lapse tridimensionnelle réalisée selon une approche déterministe. L'inversion probabiliste permet de mieux contraindre le panache du traceur salin gr^ace à la grande quantité d'informations a priori incluse dans l'algorithme. Néanmoins, les changements de conductivités nécessaires pour expliquer les changements observés dans les données sont plus grands que ce qu'expliquent notre connaissance actuelle des phénomenès physiques. Ce problème peut être lié à la qualité limitée du modèle de résistivité de base utilisé, indiquant ainsi que des efforts plus grands devront être fournis dans le futur pour obtenir des modèles de base de bonne qualité avant de réaliser des expériences dynamiques. Les études décrites dans cette thèse montrent que les méthodes d'ondes EM planes sont très utiles pour caractériser et suivre les variations temporelles du sous-sol sur de larges échelles. Les présentes approches améliorent l'évaluation des modèles obtenus, autant en termes d'incorporation d'informations a priori, qu'en termes de quantification d'incertitudes a posteriori. De plus, les stratégies développées peuvent être appliquées à d'autres méthodes géophysiques, et offrent une grande flexibilité pour l'incorporation d'informations additionnelles lorsqu'elles sont disponibles. -- The efficient use of geothermal systems, the sequestration of CO2 to mitigate climate change, and the prevention of seawater intrusion in coastal aquifers are only some examples that demonstrate the need for novel technologies to monitor subsurface processes from the surface. A main challenge is to assure optimal performance of such technologies at different temporal and spatial scales. Plane-wave electromagnetic (EM) methods are sensitive to subsurface electrical conductivity and consequently to fluid conductivity, fracture connectivity, temperature, and rock mineralogy. These methods have governing equations that are the same over a large range of frequencies, thus allowing to study in an analogous manner processes on scales ranging from few meters close to the surface down to several hundreds of kilometers depth. Unfortunately, they suffer from a significant resolution loss with depth due to the diffusive nature of the electromagnetic fields. Therefore, estimations of subsurface models that use these methods should incorporate a priori information to better constrain the models, and provide appropriate measures of model uncertainty. During my thesis, I have developed approaches to improve the static and dynamic characterization of the subsurface with plane-wave EM methods. In the first part of this thesis, I present a two-dimensional deterministic approach to perform time-lapse inversion of plane-wave EM data. The strategy is based on the incorporation of prior information into the inversion algorithm regarding the expected temporal changes in electrical conductivity. This is done by incorporating a flexible stochastic regularization and constraints regarding the expected ranges of the changes by using Lagrange multipliers. I use non-l2 norms to penalize the model update in order to obtain sharp transitions between regions that experience temporal changes and regions that do not. I also incorporate a time-lapse differencing strategy to remove systematic errors in the time-lapse inversion. This work presents improvements in the characterization of temporal changes with respect to the classical approach of performing separate inversions and computing differences between the models. In the second part of this thesis, I adopt a Bayesian framework and use Markov chain Monte Carlo (MCMC) simulations to quantify model parameter uncertainty in plane-wave EM inversion. For this purpose, I present a two-dimensional pixel-based probabilistic inversion strategy for separate and joint inversions of plane-wave EM and electrical resistivity tomography (ERT) data. I compare the uncertainties of the model parameters when considering different types of prior information on the model structure and different likelihood functions to describe the data errors. The results indicate that model regularization is necessary when dealing with a large number of model parameters because it helps to accelerate the convergence of the chains and leads to more realistic models. These constraints also lead to smaller uncertainty estimates, which imply posterior distributions that do not include the true underlying model in regions where the method has limited sensitivity. This situation can be improved by combining planewave EM methods with complimentary geophysical methods such as ERT. In addition, I show that an appropriate regularization weight and the standard deviation of the data errors can be retrieved by the MCMC inversion. Finally, I evaluate the possibility of characterizing the three-dimensional distribution of an injected water plume by performing three-dimensional time-lapse MCMC inversion of planewave EM data. Since MCMC inversion involves a significant computational burden in high parameter dimensions, I propose a model reduction strategy where the coefficients of a Legendre moment decomposition of the injected water plume and its location are estimated. For this purpose, a base resistivity model is needed which is obtained prior to the time-lapse experiment. A synthetic test shows that the methodology works well when the base resistivity model is correctly characterized. The methodology is also applied to an injection experiment performed in a geothermal system in Australia, and compared to a three-dimensional time-lapse inversion performed within a deterministic framework. The MCMC inversion better constrains the water plumes due to the larger amount of prior information that is included in the algorithm. The conductivity changes needed to explain the time-lapse data are much larger than what is physically possible based on present day understandings. This issue may be related to the base resistivity model used, therefore indicating that more efforts should be given to obtain high-quality base models prior to dynamic experiments. The studies described herein give clear evidence that plane-wave EM methods are useful to characterize and monitor the subsurface at a wide range of scales. The presented approaches contribute to an improved appraisal of the obtained models, both in terms of the incorporation of prior information in the algorithms and the posterior uncertainty quantification. In addition, the developed strategies can be applied to other geophysical methods, and offer great flexibility to incorporate additional information when available.

MAR elements regulate the probability of epigenetic switching between active and inactive gene expression.

Gene expression often cycles between active and inactive states in eukaryotes, yielding variable or noisy gene expression in the short-term, while slow epigenetic changes may lead to silencing or variegated expression. Understanding how cells control these effects will be of paramount importance to construct biological systems with predictable behaviours. Here we find that a human matrix attachment region (MAR) genetic element controls the stability and heritability of gene expression in cell populations. Mathematical modeling indicated that the MAR controls the probability of long-term transitions between active and inactive expression, thus reducing silencing effects and increasing the reactivation of silent genes. Single-cell short-terms assays revealed persistent expression and reduced expression noise in MAR-driven genes, while stochastic burst of expression occurred without this genetic element. The MAR thus confers a more deterministic behavior to an otherwise stochastic process, providing a means towards more reliable expression of engineered genetic systems.

Glucose is arrhythmogenic in the anoxic-reoxygenated embryonic chick heart.

Unlike in adult heart, embryonic myocardium works at low PO2 and depends preferentially on glucose. Therefore, activity of the embryonic heart during anoxia and reoxygenation should be particularly affected by changes in glucose availability. Hearts excised from 4-d-old chick embryos were submitted in vitro to strictly controlled anoxia-reoxygenation transitions at glucose concentrations varying from 0 to 20 mmol/L. Spontaneous and regular heart contractions were detected optically as movements of the ventricle wall and instantaneous heart rate, amplitude of contraction, and velocities of contraction and relaxation were determined. Anoxia induced transient tachycardia and rapidly depressed contractile activity, whereas reoxygenation provoked a temporary and complete cardioplegia (oxygen paradox). In the presence of glucose, atrial rhythm became irregular during anoxia and chaotic-periodic during reoxygenation. The incidence of these arrhythmias depended on duration of anoxia, and no ventricular ectopic beats were observed. Removal of glucose or blockade of glycolysis suppressed arrhythmias. These results show similarities but also differences with respect to the adult heart. Indeed, glucose 1) delayed and anoxic contractile failure, shortened the reoxygenation-induced cardiac arrest, and improved the recovery of contractile activity; 2) attenuated stunning at 20 mmol/L but worsened it at 8 mmol/L; and 3) paradoxically, was arrhythmogenic during anoxia and reoxygenation, especially when present at the physiologic concentration of 8 mmol/L. The last named phenomenon seems to be characteristic of the young embryonic heart, and our findings underscore that fluctuations of glycolytic activity may play a role in the reactivity of the embryonic myocardium to anoxiareoxygenation transitions.

Convergent genetic architecture underlies social organization in ants.

Complex adaptive polymorphisms are common in nature, but what mechanisms maintain the underlying favorable allelic combinations [1-4]? The convergent evolution of polymorphic social organization in two independent ant species provides a great opportunity to investigate how genomes evolved under parallel selection. Here, we demonstrate that a large, nonrecombining "social chromosome" is associated with social organization in the Alpine silver ant, Formica selysi. This social chromosome shares architectural characteristics with that of the fire ant Solenopsis invicta [2], but the two show no detectable similarity in gene content. The discovery of convergence at two levels-the phenotype and the genetic architecture associated with alternative social forms-points at general genetic mechanisms underlying transitions in social organization. More broadly, our findings are consistent with recent theoretical studies suggesting that suppression of recombination plays a key role in facilitating coordinated shifts in coadapted traits [5, 6].

Fluid-rock-strain feedbacks in extensional shear zones

La présence de fluide météorique synchrone à l'activité du détachement (Farmin, 2003 ; Mulch et al., 2007 ; Gébelin et al., 2011), implique que les zones de cisaillement sont des systèmes ouverts avec des cellules de convections à l'échelle crustale et un intense gradient géothermique au sein du détachement (Morrison et Anderson, 1998, Gottardi et al., 2011). De plus, les réactions métamorphiques liées à des infiltrations fluides dans les zones de cisaillement extensionnel peuvent influencer les paramètres rhéologiques du système (White and Knipe, 1978), et impliquer la localisation de la déformation dans la croûte. Dans ce manuscrit, deux zones de cisaillement infiltrées par des fluides météoriques sont étudiées, l'une étant largement quartzitique, et l'autre de nature granitique ; les relations entre déformation, fluides, et roches s'appuient sur des approches structurales, microstructurales, chimiques et isotopiques. L'étude du détachement du Columbia river (WA, USA) met en évidence que la déformation mylonitique se développe en un million d'années. La phase de cisaillement principal s'effectue à 365± 30°C d'après les compositions isotopiques en oxygène du quartz et de la muscovite. Ces minéraux atteignent l'équilibre isotopique lors de leur recristallisation dynamique contemporaine à la déformation. La zone de cisaillement enregistre une baisse de température, remplaçant le mécanisme de glissement par dislocation par celui de dissolution- précipitation dans les derniers stades de l'activité du détachement. La dynamique de circulation fluide bascule d'une circulation pervasive à chenalisée, ce qui engendre localement la rupture des équilibres d'échange isotopiques. La zone de cisaillement de Bitterroot (MT, USA) présente une zone mylonitique de 600m d'épaisseur, progressant des protomylonites aux ultramylonites. L'intensité de la localisation de la déformation se reflète directement sur l'hydratation des feldspaths, réaction métamorphique majeure dite de « rock softening ». Une étude sur roche totale indique des transferts de masse latéraux au sein des mylonites, et d'importantes pertes de volume dans les ultramylonites. La composition isotopique en hydrogène des phyllosilicates met en évidence la présence (1) d'une source magmatique/métamorphique originelle, caractérisée par les granodiorites ayant conservé leur foliation magmatique, jusqu'aux protomylonites, et (2) une source météorique qui tamponne les valeurs des phyllosilicates des fabriques mylonitiques jusqu'aux veines de quartz non-déformées. Les compositions isotopiques en oxygène des minéraux illustrent le tamponnement de la composition du fluide météorique par l'encaissant. Ce phénomène cesse lors du processus de chloritisation de la biotite, puisque les valeurs des chlorites sont extrêmement négatives (-10 per mil). La thermométrie isotopique indique une température d'équilibre isotopique de la granodiorite entre 600-500°C, entre 500-300°C dans les mylonites, et entre 300 et 200°C dans les fabriques cassantes (cataclasites et veines de quartz). Basé sur les résultats issus de ce travail, nous proposons un modèle général d'interactions fluide-roches-déformation dans les zones de détachements infiltrées par des fluides météoriques. Les zones de détachements évoluent rapidement (en quelques millions d'années) au travers de la transition fragile-ductile ; celle-ci étant partiellement contrôlée par l'effet thermique des circulations de fluide météoriques. Les systèmes de détachements sont des lieux où la déformation et les circulations fluides sont couplées ; évoluant rapidement vers une localisation de la déformation, et de ce fait, une exhumation efficace. - The presence of meteoric fluids synchronous with the activity of extensional detachment zones (Famin, 2004; Mulch et al., 2007; Gébelin et al., 2011) implies that extensional systems involve fluid convection at a crustal scale, which results in high geothermal gradients within active detachment zones (Morrison and Anderson, 1998, Gottardi et al., 2011). In addition, the metamorphic reactions related to fluid infiltration in extensional shear zones can influence the rheology of the system (White and Knipe, 1978) and ultimately how strain localizes in the crust. In this thesis, two shear zones that were permeated by meteoric fluids are studied, one quartzite-dominated, and the other of granitic composition; the relations between strain, fluid, and evolving rock composition are addressed using structural, microstructural, and chemical/isotopic measurements. The study of the Columbia River detachment that bounds the Kettle core complex (Washington, USA) demonstrates that the mylonitic fabrics in the 100 m thick quartzite- dominated detachment footwall developed within one million years. The main shearing stage occurred at 365 ± 30°C when oxygen isotopes of quartz and muscovite equilibrated owing to coeval deformation and dynamic recrystallization of these minerals. The detachment shear zone records a decrease in temperature, and dislocation creep during detachment shearing gave way to dissolution-precipitation and fracturing in the later stages of detachment activity. Fluid flow switched from pervasive to channelized, leading to isotopic disequilibrium between different minerals. The Bitterroot shear zone detachment (Montana, USA) developed a 600 m thick mylonite zone, with well-developed transitions from protomylonite to ultramylonite. The localization of deformation relates directly to the intensity of feldspar hydration, a major rock- softening metamorphic reaction. Bulk-rock analyses of the mylonitic series indicate lateral mass transfer in the mylonite (no volume change), and significant volume loss in ultramylonite. The hydrogen isotope composition of phyllosilicates shows (1) the presence of an initial magmatic/metamorphic source characterized by the granodiorite in which a magmatic, and gneissic (protomylonite) foliation developed, and (2) a meteoric source that buffers the values of phyllosilicates in mylonite, ultramylonite, cataclasite, and deformed and undeformed quartz veins. The mineral oxygen isotope compositions were buffered by the host-rock compositions until chloritization of biotite started; the chlorite oxygen isotope values are negative (-10 per mil). Isotope thermometry indicates a temperature of isotopic equilibrium of the granodiorite between 600-500°C, between 500-300°C in the mylonite, and between 300 and 200°C for brittle fabrics (cataclasite and quartz veins). Results from this work suggest a general model for fluid-rock-strain feedbacks in detachment systems that are permeated by meteoric fluids. Phyllosilicates have preserved in their hydrogen isotope values evidence for the interaction between rock and meteoric fluids during mylonite development. Fluid flow generates mass transfer along the tectonic anisotropy, and mylonites do not undergo significant volume change, except locally in ultramylonite zones. Hydration of detachment shear zones attends mechanical grain size reduction and enhances strain softening and localization. Self-exhuming detachment shear zones evolve rapidly (a few million years) through the transition from ductile to brittle, which is partly controlled by the thermal effect of circulating surface fluids. Detachment systems are zones in the crust where strain and fluid flow are coupled; these systems. evolve rapidly toward strain localization and therefore efficient exhumation.

Cooperative kinking at distant sites in mechanically stressed DNA.

In cells, DNA is routinely subjected to significant levels of bending and twisting. In some cases, such as under physiological levels of supercoiling, DNA can be so highly strained, that it transitions into non-canonical structural conformations that are capable of relieving mechanical stress within the template. DNA minicircles offer a robust model system to study stress-induced DNA structures. Using DNA minicircles on the order of 100 bp in size, we have been able to control the bending and torsional stresses within a looped DNA construct. Through a combination of cryo-EM image reconstructions, Bal31 sensitivity assays and Brownian dynamics simulations, we have been able to analyze the effects of biologically relevant underwinding-induced kinks in DNA on the overall shape of DNA minicircles. Our results indicate that strongly underwound DNA minicircles, which mimic the physical behavior of small regulatory DNA loops, minimize their free energy by undergoing sequential, cooperative kinking at two sites that are located about 180° apart along the periphery of the minicircle. This novel form of structural cooperativity in DNA demonstrates that bending strain can localize hyperflexible kinks within the DNA template, which in turn reduces the energetic cost to tightly loop DNA.

How to keep the brain awake? : pharmacogenomics and aging effects on sleep-wake regulation in inbred mice

ABSTRACT : Genetic approach in the sleep field is at the beginning of its wide expansion. Transitions between sleep and wakefulness, and the maintenance of these states are driven by complex neurobiologic mechanisms with reciprocal interactions. Impairment in both transitions and maintenance of behavioral states leads to debilitating conditions. The major symptom being excessive daytime sleepiness, characterizing most sleep disorders but also a wide variety of psychiatric and neurologic disorders, as well as the elderly. Until now, most wake-promoting drugs available directly (e.g., amphetamines and possibly modafinil) or indirectly (e.g., caffeine) provokes dopamine release which is believed to influence the abuse potential of these drugs. The effects of genetic components were assessed here, on drug-induced wakefulness and age-related sleep changes in three inbred mouse strains [AKR/J, C57BL/6J, DBA/2J] that differ in their major sleep phenotypes. Three wake-promoting drugs were used; d-amphetamine, a classical stimulant, modafinil, the most widely-prescribed stimulant, and YKP-10A, a novel wake-promoting agent with antidepressant proprieties. Electrical activity (Electroencephalogram) and gene expression of the brain were assessed and indicate a highly genotype-dependant response to wake promotion and subsequent recovery sleep. Aging effects on sleep-wake regulation were also strongly influenced by genetic determinants. By assessing the age-dependant effects at several time points (from 3 months to 2 years old mice), we found a strong genetic effect on vigilance states. These studies demonstrate a critical role for genetic factors neglected till now in the fields of pharmacology and aging effects on vigilance states.

Tectonic subsidence of the Lomonosov Ridge

The Cenozoic sedimentary record revealed by the Integrated Ocean Drilling Program's Arctic Coring Expedition (ACEX) to the Lomonosov Ridge microcontinent in 2004 is characterized by an unconformity attributed to the period 44-18 Ma. According to conventional thermal kinematic models, the microcontinent should have subsided to >1 km depth owing to rifting and subsequent separation from the Barents-Kara Sea margin at 56 Ma. We propose an alternative model incorporating a simple pressure-temperature (P-T) relation for mantle density. Using this model, we can explain the missing stratigraphic section by post-breakup uplift and erosion. The pattern of linear magnetic anomalies and the spreading geometry imply that the generation of oceanic crust in the central Eurasia Basin could have been restricted and confined by non-volcanic thinning of the mantle lithosphere at an early stage (ca. 56-40 Ma). In response to a rise in temperature, the mantle mineral composition may have changed through breakdown of spinet peridotite and formation of less dense plagioclase peridotite. The consequence of lithosphere heating and related mineral phase transitions would be post-breakup uplift followed by rapid subsidence to the deep-water environment observed on the Lomonosov Ridge today.

Les parcours de vie. De l'adolescence au grand âge

De la naissance à la mort, les existences individuelles suivent des cheminements qui, loin d'être déterminés par la seule volonté ou le hasard, s'inscrivent dans des causalités sociales et psychologiques fortes. Les auteurs, psychologues et sociologues, se fondant sur de vastes enquêtes réalisées en Suisse, aux États-Unis et en Allemagne, apportent un éclairage original sur les «parcours de vie». De l'adolescence au grand âge, cet ouvrage analyse les étapes et les transitions marquant ces trajectoires, en soulignant les défis propres à chacune et les stratégies d'adaptation déployées par les individus. Si ces trajectoires sont marquées par des contraintes biologiques et le contexte historique, elles le sont tout autant par l'horloge sociale qui, tant du point de vue familial que professionnel, rappelle à chacun son heure. De cette combinaison d'influences se dégagent, dans toute leur complexité, les «parcours de vie» caractéristiques du temps présent.

Phyletic trends in uppermost Triassic (Rhaetian) Radiolaria: Two examples from Queen Charlotte Islands, British Columbia, Canada

Risella Carter and Laxtorum Blome, two genera from the diverse Rhaetian fauna of the Sandilands Formation, Queen Charlotte Islands, are used to illustrate phyletic trends in latest Triassic Radiolaria. Several distinct morphotypes constituting a lineage are recognized for each genus. These lineages are homogenous, evolved in situ, and show a continuum of variation through time. The evolution of Risella takes place entirely in the Rhaetian and all species disappear at the end of the Triassic. Earliest species of Laxtorum appear in the upper Norian and evolve rapidly in the Rhaetian. All Rhaetian species go extinct at the end of the Triassic but the genus survives marginally into the Lower Jurassic. Morphological transformations in Risella (a paronaellid) are manifest in the external/cortical shell as the shape changes from triangular to three-rayed. In Laxtorum, distal post abdominal chambers become constricted and eventually develop a terminal tube while, at the same time, an increase in size and sphericity is coupled with a reduction in the number of post abdominal chambers. Evolutionary transitions in the Risella lineage probably represent a reversion of the normal hypothesized trend for paronaellid radiolarians. In the Laxtorum lineage, comparisons with other groups and species displaying similar homeomorphies suggest the evolutionary trends are fundamental and occur repeatedly in faunas of all ages.

Looking for factors involved in the light-dependent degradation of phytochrome A

SUMMARY : Phytochromes constitute a family of red/far-red photoreceptors regulating all the major transitions during the life cycle of plants. In Arabidopsis, five members: phyA,_ B, C, D and E, were identified. Phytochromes are synthesized in their inactive red-light absorbing form called Pr. Upon light absorbance they convert to the far-red light absorbing Pfr form. The Pfr form is the active conformer which converts back to the Pr form either rapidly upon far-red perception or in a slower process called dark reversion. ph~A represents an exception, in that it does not significantly dark-revert and two specific processes have been developed by the plants to decrease the amount of biologically active phyA. The first one is alight-dependent repression of the PHYA gene expression and the second one is alight-dependent degradation of the phyA protein. The latter is the most efficient process to rapidly decrease the level of active phyA. The ability of plants to regulate the amount of active phyA is critical in a far-red rich environment, a situation observed under a canopy. In these conditions, phyA is essential to induce the germination and the deetiolation of the young seedling. Later in the development the ability of phyA to repress growth counteracts the shade avoidance response. Therefore decreasing the amount of phyA allows stem growth and to compete with neighbours for the light. In this thesis, I investigate the light-dependent degradation of phyA. I developed a reverse genetic approach based on the systematic analysis of the light-dependent accumulation of phyA in the different cullin mutant cull, cul3a; cul3b and cul4. This analysis allowed me to show that CUL1 and CUL3A-based E3 ligase complexes are involved in the regulation of phyA degradation. Surprisingly, our results also demonstrate that cu14 is not affected in the degradation of phyA whereas constitutive Photomorphogenic 1 (COP1) a subunit of one CUL4based E3 complex was reported to be involved. Further investigations showed that the phenotype of cop1 is conditional, the mutant being defective in phyA degradation only in the presence of metabolisable sugars. I also showed that phyA is degraded by a proteasome-dependent mechanism both in the cytoplasm and in the nucleus using mutants and transgenic lines affected in the localization of phyA. Interestingly, I observed that phyA degradation was faster in the nucleus than in the cytosol and that rapid degradation of Pr also occurred in the nucleus suggesting that cytosolic accumulation of phyA in the dark is a way to regulate its proteolysis. Finally, we identify a short region similar to a PEST sequence required for phyA stability and we developed a unbiased genetic screen to identify new components involved in the regulation of the light-dependent degradation of phyA. The significance of these results are discussed. RESUME : Les phytochromes (phy) constituent une famille de photorécepteurs absorbant la lumière rouge et rouge lointaine et régulant toutes les étapes de transitions majeures dans la vie des plantes. Chez Arabidopsis, cinq membres : phyA, B, C, D et E ont été identifiés. Les phytochromes sont synthétisés sous une forme inactive appelée Pr absorbant la lumière rouge. Après perception de lumière ils passent sous une forme active Pfr absorbant dans le rouge lointain. La forme Pfr peut retourner sous la forme Pr après absorption de lumiëre rouge lointaine ou dans un processus lent appelé «réversion à l'obscurité ». phyA représente une exception à cette règle car il ne retoune pas significativement sous sa forme inactive dans le noir. Deux processus spécifiques ont donc été développés pour diminuer le taux de phyA actif. Le premier consiste en la répression du gène PHYA en condition de lumière et le second en une dégradation induite par la lumière de la protéine phyA. Ce dernier processus est le plus efficace pour diminuer rapidement le niveau de phyA. La capacité des plantes à réguler le taux de phyA actifs est critique dans un environnement riche en lumière rouge lointaine, une situation observée sous une canopée. Sous une canopée, phyA est essentiel pour induire la germination et la dé-étiolation de la jeune pousse. Plus tard dans le développement la capacité de phyA de réprimer la croissance freine la «réponse à l'évitement de l'ombre ». Par conséquent diminuer le taux de phyA permet la croissance de la tige et donc de rentrer en compétition pour la lumière avec les plantes avoisinantes. Dans cette thèse, j'ai étudié la dégradation de phyA. J'ai développé une approche génétique inverse basée sur l'analyse systématique de l'accumulation de phyA en condition de lumière dans les différents mutants cullin, cul1, cul3a, cul3b et cul4. Ces analyses nous ont permis d'identifier qu'un complexe E3 ligase CUL1 et un complexe E3 ligase CUL3A sont impliqués dans la régulation de la dégradation de phyA. Mes résultats démontrent aussi que le mutant cul4 n'est pas affecté dans la dégradation de phyA alors que Çonstitutive Photomorphogenic 1 (COPI) une sous unité d'un complexe CUL4 à été identifier dans la régulation de cette dégradation. Des analyses supplémentaires suggèrent que l'effet de la mutation cop1 est dépendante dë la présence de sucres métabolisables. J'ai aussi montré que phyA est dégradé dans le noyau et dans le cytoplasme par un mécanisme dépendant du protéasome et que la dégradation dans le.noyau est non seulement aspécifique de la forme Pr ou Pfr mais aussi est plus rapide que dans le cytoplasme. Ceci suggère que l'accumulation de phyA dans le cytoplasme permet son accumulation à des niveaux élevés à l'obscurité. Enfin j'ai identifié une région similaire à un motif PEST requise pour la stabilité de phyA et j'ai aussi développé un criblage génétique non biaisé pour identifier de nouveaux composants impliqués dans la régulation de la dégradation de phyA. L'importance de ces résultats est discutée dans le dernier chapitre de cette thèse.