Metamorphism and kinetics in the Torres del Paine contact aureole

Contact aureoles provide an excellent geologic environment to study the mechanisms of metamorphic reactions in a natural system. The Torres del Paine (TP) intrusion is one of the most spectacular natural laboratories because of its excellent outcrop conditions. It formed in a period from 12.59 to 12.43 Ma and consists of three large granite and four smaller mafic batches. The oldest granite is on top, the youngest at the bottom of the granitic complex, and the granites overly the mafic laccolith. The TP intruded at a depth of 2-3 km into regional metamorphic anchizone to greenschist facies pelites, sandstones, and conglomerates of the Cerro Toro and Punta Barrosa formations. It formed a thin contact aureole of 150-400 m width. This thesis focuses on the reaction kinetics of the mineral cordierite in the contact aureole using quantitative textural analysis methods. First cordierite was formed from chlorite break¬down (zone I, ca. 480 °C, 750 bar). The second cordierite forming reaction was the muscovite break-down, which is accompanied by a modal decrease in biotite and the appearance of k- feldspar (zone II, 540-550 °C, 750 bar). Crystal sizes of the roundish, poikiloblastic cordierites were determined from microscope thin section images by manually marking each crystal. Images were then automatically processed with Matlab. The correction for the intersection probability of each crystal radius yields the crystal size distribution in the rock. Samples from zone I below the laccolith have the largest crystals (0.09 mm). Cordierites from zone II are smaller, with a maximum crystal radius of 0.057 mm. Rocks from zone II have a larger number of small cordierite crystals than rocks from zone I. A combination of these quantitative analysis with numerical modeling of nucleation and growth, is used to infer nucleation and growth parameters which are responsible for the observed mineral textures. For this, the temperature-time paths of the samples need to be known. The thermal history is complex because the main body of the intrusion was formed by several intrusive batches. The emplacement mechanism and duration of each batch can influence the thermal structure in the aureole. A possible subdivision of batches in smaller increments, so called pulses, will focus heat at the side of the intrusion. Focusing all pulses on one side increases the contact aureole size on that side, but decreases it on the other side. It forms a strongly asymmetric contact aureole. Detailed modeling shows that the relative thicknesses of the TP contact aureole above and below the intrusion (150 and 400 m) are best explained by a rapid emplacement of at least the oldest granite batch. Nevertheless, temperatures are significantly too low in all models, compared to observed mineral assemblages in the hornfelses. Hence, an other important thermal mechanisms needs to take place in the host rock. Clastic minerals in the immature sediments outside the contact aureole are hydrated due to small amounts of expelled fluids during contact metamorphism. This leads to a temperature increase of up to 50 °C. The origin of fluids can be traced by stable isotopes. Whole rock stable isotope data (6D and δ180) and chlorine concentrations in biotite document that the TP intrusion induced only very small amounts of fluid flow. Oxygen whole rock data show δ180 values between 9.0 and 10.0 %o within the first 5 m of the contact. Values increase to 13.0 - 15.0 %o further away from the intrusion. Whole rock 6D values display a more complex zoning. First, host rock values (-90 to -70 %o) smoothly decrease towards the contact by ca. 20 %o, up to a distance of ca. 150 m. This is followed by an increase of ca. 20 %o within the innermost 150 m of the aureole (-97.0 to -78 %o at the contact). The initial decrease in 6D values is interpreted to be due to Rayleigh fractionation accompanying the dehydration reactions forming cordierite, while the final increase reflects infiltration of water-rich fluids from the intrusion. An over-estimate on the quantity and the corresponding thermal effect yields a temperature increase of less than 30 °C. This suggests that fluid flow might have contributed only for a small amount to the thermal evolution of the system. A combination of the numerical growth model with the thermal model, including the hydration reaction enthalpies but neglecting fluid flow and incremental growth, can be used to numerically reproduce the observed cordierite textures in the contact aureole. This yields kinetic parameters which indicate fast cordierite crystallization before the thermal peak in the inner aureole, and continued reaction after the thermal peak in the outermost aureole. Only small temperature dependencies of the kinetic parameters seem to be needed to explain the obtained crystal size data. - Les auréoles de contact offrent un cadre géologique privilégié pour l'étude des mécanismes de réactions métamorphiques associés à la mise en place de magmas dans la croûte terrestre. Par ses conditions d'affleurements excellentes, l'intrusion de Torres del Paine représente un site exceptionnel pour améliorer nos connaissances de ces processus. La formation de cette intrusion composée de trois injections granitiques principales et de quatre injections mafiques de volume inférieur couvre une période allant de 12.50 à 12.43 Ma. Le plus vieux granite forme la partie sommitale de l'intrusion alors que l'injection la plus jeune s'observe à la base du complexe granitique; les granites recouvrent la partie mafique du laccolite. L'intrusion du Torres del Paine s'est mise en place a 2-3 km de profondeur dans un encaissant métamorphique. Cet encaissant est caractérisé par un métamorphisme régional de faciès anchizonal à schiste vert et est composé de pélites, de grès, et des conglomérats des formations du Cerro Toro et Punta Barrosa. La mise en place des différentes injections granitiques a généré une auréole de contact de 150-400 m d'épaisseur autour de l'intrusion. Cette thèse se concentre sur la cinétique de réaction associée à la formation de la cordiérite dans les auréoles de contact en utilisant des méthodes quantitatives d'analyses de texture. On observe plusieurs générations de cordiérite dans l'auréole de contact. La première cordiérite est formée par la décomposition de la chlorite (zone I, environ 480 °C, 750 bar), alors qu'une seconde génération de cordiérite est associée à la décomposition de la muscovite, laquelle est accompagnée par une diminution modale de la teneur en biotite et l'apparition de feldspath potassique (zone II, 540-550 °C, 750 bar). Les tailles des cristaux de cordiérites arrondies et blastic ont été déterminées en utilisant des images digitalisées des lames minces et en marquant individuellement chaque cristal. Les images sont ensuite traitées automatiquement à l'aide du programme Matlab. La correction de la probabilité d'intersection en fonction du rayon des cristaux permet de déterminer la distribution de la taille des cristaux dans la roche. Les échantillons de la zone I, en dessous du lacolite, sont caractérisés par de relativement grands cristaux (0.09 mm). Les cristaux de cordiérite de la zone II sont plus petits, avec un rayon maximal de 0.057 mm. Les roches de la zone II présentent un plus grand nombre de petits cristaux de cordiérite que les roches de la zone I. Une combinaison de ces analyses quantitatives avec un modèle numérique de nucléation et croissance a été utilisée pour déduire les paramètres de nucléation et croissance contrôlant les différentes textures minérales observées. Pour développer le modèle de nucléation et de croissance, il est nécessaire de connaître le chemin température - temps des échantillons. L'histoire thermique est complexe parce que l'intrusion est produite par plusieurs injections successives. En effet, le mécanisme d'emplace¬ment et la durée de chaque injection peuvent influencer la structure thermique dans l'auréole. Une subdivision des injections en plus petits incréments, appelés puises, permet de concentrer la chaleur dans les bords de l'intrusion. Une mise en place préférentielle de ces puises sur un côté de l'intrusion modifie l'apport thermique et influence la taille de l'auréole de contact produite, auréole qui devient asymétrique. Dans le cas de la première injection de granite, une modélisation détaillée montre que l'épaisseur relative de l'auréole de contact de Torres del Paine au-dessus et en dessous de l'intrusion (150 et 400 m) est mieux expliquée par un emplacement rapide du granite. Néanmoins, les températures calculées dans l'auréole de con¬tact sont trop basses pour que les modèles thermiques soient cohérants par rapport à la taille de cette auréole. Ainsi, un autre mecanisme exothermique est nécessaire pour permettre à la roche encais¬sante de produire les assemblages observés. L'observation des roches encaissantes entourant les granites montre que les minéraux clastiques dans les sédiments immatures au-dehors de l'auréole sont hydratés suite à la petite quantité de fluide expulsée durant le métamorphisme de contact et/ou la mise en place des granites. Les réactions d'hydratation peuvent permettre une augmentation de la température jusqu'à 50 °C. Afin de déterminer l'origine des fluides, une étude isotopique de roches de l'auréole de contact a été entreprise. Les isotopes stables d'oxygène et d'hydrogène sur la roche totale ainsi que la concentration en chlore dans la biotite indiquent que la mise en place des granites du Torres del Paine n'induit qu'une circulation de fluide limitée. Les données d'oxygène sur roche totale montrent des valeurs δ180 entre 9.0 et 10.0%o au sein des cinq premiers mètres du contact. Les valeurs augmentent jusqu'à 13.0 - 15.0 plus on s'éloigne de l'intrusion. Les valeurs 5D sur roche totale montrent une zonation plus complexe. Les valeurs de la roche encaissante (-90 à -70%o) diminuent progressivement d'environ 20%o depuis l'extérieur de l'auréole jusqu'à une distance d'environ 150 m du granite. Cette diminution est suivie par une augmentation d'environ 20%o au sein des 150 mètres les plus proches du contact (-97.0 à -78%o au contact). La diminution initiale des valeurs de 6D est interprétée comme la conséquence du fractionnement de Rayleigh qui accompagne les réactions de déshydratation formant la cordiérite, alors que l'augmentation finale reflète l'infiltration de fluide riche en eau venant de l'intrusion. A partir de ces résultats, le volume du fluide issu du granite ainsi que son effet thermique a pu être estimé. Ces résultats montrent que l'augmentation de température associée à ces fluides est limitée à un maximum de 30 °C. La contribution de ces fluides dans le bilan thermique est donc faible. Ces différents résultats nous ont permis de créer un modèle thermique associé à la for¬mation de l'auréole de contact qui intègre la mise en place rapide du granite et les réactions d'hydratation lors du métamorphisme. L'intégration de ce modèle thermique dans le modèle numérique de croissance minérale nous permet de calculer les textures des cordiérites. Cepen¬dant, ce modèle est dépendant de la vitesse de croissance et de nucléation de ces cordiérites. Nous avons obtenu ces paramètres en comparant les textures prédites par le modèle et les textures observées dans les roches de l'auréole de contact du Torres del Paine. Les paramètres cinétiques extraits du modèle optimisé indiquent une cristallisation rapide de la cordiérite avant le pic thermique dans la partie interne de l'auréole, et une réaction continue après le pic thermique dans la partie la plus externe de l'auréole. Seules de petites dépendances de température des paramètres de cinétique semblent être nécessaires pour expliquer les don¬nées obtenues sur la distribution des tailles de cristaux. Ces résultats apportent un éclairage nouveau sur la cinétique qui contrôle les réactions métamorphiques.

Permian-polysulphide-siderite-barite-haematite deposit Rude in Samoborska Gora Mts., Zagorje-Mid-Transdanubian zone of the Inner Dinarides

Samoborska Gora Mts. is situated within the westernmost part of the Zagorje-Mid-Transdanubian zone of the Internal Dinarides. The Samoborska Gora Mts. predominantly consists of Permian unmetamorphosed siliciclastic sediments and evaporites, overlain by Lower Triassic sediments. Rude mineralisation is hosted by Permian siliciclastic sediments, below gypsum and anhydrite strata. The central part of the deposit consists of a 1.5 km long stratabound mineralisation, grading laterally into ferruginous sandstone and protruding vertically into a gypsum-anhydrite layer. Siderite-polysulphide-barite-quartz veins are located below the stratabound mineralisation. The stratiform part of the deposit is situated above the stratabound and consists of haematite layer with barite concretions and veinlets. Late stage galena-barite veins overprint earlier types of mineralisation. The Rude ore deposit was generated by predominantly NaCl +/- CaCl(2)-H(2)O solutions. Detrital quartz from stratiform mineralisation contains fluid inclusions with salinities between 7 and 11 wt. % NaCl equ., homogenizing between 150 degrees C to 230 degrees C. Stratabound/siderite-polysulphide-barite-quartz vein type mineralisation was derived from solutions with salinities between 5 and 19 wt. % NaCl equ., homogenizing between 60 degrees C and 160 degrees C, while late stage galenabarite veins were precipitated from solutions with salinities between 11 and 16 wt. % NaCl equ., homogenizing between 100 degrees C to 140 degrees C. Fluid inclusion bulk leachate chemistry recorded Na(+)> Mg(2+)>K(+)>Ca(2+)>Li(+) and Cl-> SO(4)(2-) ions. Sulphur isotope composition of barites and overlying gypsum stems from Permian seawater sulphate, supported by increased Br(-) content, which follows successively the seawater evaporation line. The sulphur isotopic composition of sulphides varies between -0.2 and + 12.5 parts per thousand , as a result of thermal reduction of Permian marine sulphate. Ore-forming fluids were produced by hydrothermal convective cells (reflux brine model), and were derived primarily from Permian seawater, modified by evaporation and interaction with Permian sedimentary rocks. Rude deposits in Samoborska Gora Mts. may be declared as a prototype of the Permian siderite-polysulphide-barite deposits (products of rifting along the passive Gondwana margin), in the Inner Dinarides, and their equivalents extending northeastward into the Zagorje-Mid-Transdanubian Zone and the Gemerides, and southeastward to the Hellenide-Albanides.

The L-Type Ca+ and KATP channels may contribute to pacing-induced protection against anoxia-reoxygenation in the embryonic heart model.

L-Type Ca(2+) and K(ATP) Channels in Pacing-Induced Cardioprotection. AIMS: The L-type Ca(2+) channel, the sarcolemmal (sarcK(ATP)), and mitochondrial K(ATP) (mitoK(ATP)) channels are involved in myocardial preconditioning. We aimed at determining to what extent these channels can also participate in pacing-induced cardioprotection. METHODS: Hearts of 4-day-old chick embryos were paced in ovo during 12 hour using asynchronous intermittent ventricular stimulation at 110% of the intrinsic rate. Sham operated and paced hearts were then submitted in vitro to anoxia (30 minutes) and reoxygenation (60 minutes). These hearts were exposed to L-type Ca(2+) channel agonist Bay-K-8644 (BAY-K) or blocker verapamil, nonselective K(ATP) channel antagonist glibenclamide (GLIB), mitoK(ATP) channel agonist diazoxide (DIAZO), or antagonist 5-hydroxydecanoate. Electrocardiogram, electromechanical delay (EMD) reflecting excitation-contraction (E-C) coupling, and contractility were determined. RESULTS: Under normoxia, heart rate, QT duration, conduction, EMD, and ventricular shortening were similar in sham and paced hearts. During reoxygenation, arrhythmias ceased earlier and ventricular EMD recovered faster in paced hearts than in sham hearts. In sham hearts, BAY-K (but not verapamil), DIAZO (but not 5-hydroxydecanoate) or GLIB accelerated recovery of ventricular EMD, reproducing the pacing-induced protection. By contrast, none of these agents further ameliorated recovery of the paced hearts. CONCLUSION: The protective effect of chronic asynchronous pacing at near physiological rate on ventricular E-C coupling appears to be associated with subtle activation of L-type Ca(2+) channel, inhibition of sarcK(ATP) channel, and/or opening of mitoK(ATP) channel.

Selective disruption of Tcf7l2 in the pancreatic β cell impairs secretory function and lowers β cell mass.

Type 2 diabetes (T2D) is characterized by β cell dysfunction and loss. Single nucleotide polymorphisms in the T-cell factor 7-like 2 (TCF7L2) gene, associated with T2D by genome-wide association studies, lead to impaired β cell function. While deletion of the homologous murine Tcf7l2 gene throughout the developing pancreas leads to impaired glucose tolerance, deletion in the β cell in adult mice reportedly has more modest effects. To inactivate Tcf7l2 highly selectively in β cells from the earliest expression of the Ins1 gene (∼E11.5) we have therefore used a Cre recombinase introduced at the Ins1 locus. Tcfl2(fl/fl)::Ins1Cre mice display impaired oral and intraperitoneal glucose tolerance by 8 and 16 weeks, respectively, and defective responses to the GLP-1 analogue liraglutide at 8 weeks. Tcfl2(fl/fl)::Ins1Cre islets displayed defective glucose- and GLP-1-stimulated insulin secretion and the expression of both the Ins2 (∼20%) and Glp1r (∼40%) genes were significantly reduced. Glucose- and GLP-1-induced intracellular free Ca(2+) increases, and connectivity between individual β cells, were both lowered by Tcf7l2 deletion in islets from mice maintained on a high (60%) fat diet. Finally, analysis by optical projection tomography revealed ∼30% decrease in β cell mass in pancreata from Tcfl2(fl/fl)::Ins1Cre mice. These data demonstrate that Tcf7l2 plays a cell autonomous role in the control of β cell function and mass, serving as an important regulator of gene expression and islet cell coordination. The possible relevance of these findings for the action of TCF7L2 polymorphisms associated with Type 2 diabetes in man is discussed.

L'Académie de Lausanne entre Humanisme et Réforme (ca. 1537-1560)

L'Académie de Lausanne est la première école supérieure protestante implantée en territoire francophone. Lausanne constitue ainsi, dès les années 1540, un pôle de première importance dans le monde réformé. De nombreux savants protestants, attirés par la liberté de pratiquer leur foi et par la présence de l'Académie, s'établissent dans cette ville et des étudiants affluent de toute l'Europe. Les structures de l'Académie de Lausanne et son programme d'enseignement, fixés par un règlement daté de 1547, condensent sous une forme nouvelle les réflexions pédagogiques de la Renaissance. Ils constituent un modèle, direct ou indirect, pour toutes les Académies calvinistes fondées aux XVIème et XVIIème siècles, que ce soit à Genève, en France, en Allemagne, aux Pays-Bas, en Écosse, en Pologne ou encore aux États-Unis, dont les trois premiers Colleges, Harvard, William and Mary et Yale, se situent dans la même tradition. Malgré la place fondamentale qu'occupe l'Académie de Lausanne dans l'histoire de l'éducation protestante, la phase de création et de développement de cette institution était encore très mal connue. Cette thèse comble cette lacune de l'historiographie par la mise au jour et par l'analyse de nombreux documents, en grande partie inédits. Elle détruit bon nombre de préjugés entourant la mise en place et les buts de l'Académie de Lausanne à ses débuts. Ainsi, l'Académie de Lausanne n'est pas uniquement une école de pasteurs, comme il a souvent été affirmé jusqu'à ce jour, mais plus largement une institution offrant une formation d'un niveau très élevé dans les trois langues anciennes, (latin, grec et hébreu), en arts libéraux, en philosophie naturelle et morale, et en théologie. Au milieu du XVIème siècle, l'Académie lausannoise est capable de rivaliser avec les meilleures institutions pédagogiques de la Renaissance et d'attirer, dans un rayon très large, non seulement des étudiants qui se destinent au pastorat, mais aussi ceux qui sont formés pour gouverner leurs cités. Plus généralement, cette thèse, qui combine des approches d'histoire intellectuelle, d'histoire politique et d'histoire sociale, reconstitue et analyse les structures de l'Académie de Lausanne jusqu'à 1560, ainsi que ses fonctions éducatives, confessionnelles et politiques.

Opposite effect of counterions on the persistence length of nicked and non-nicked DNA.

Using cryo-electron microscopy we reconstructed the three-dimensional trajectories adopted in cryovitrified solutions by double-stranded DNA molecules in which the backbone of one strand lacked a phosphate at regular intervals of 20 nucleotides. The shape of such nicked DNA molecules was compared with that of DNA molecules with exactly the same sequence but without any single-stranded scissions. Upon changing the salt concentration we observed opposite effects of charge neutralization on nicked and non-nicked DNA. In low salt solutions (10 mM Tris-HCl, 10 mM NaCl) the applied dense nicking caused ca 3.5-fold reduction of the DNA persistence length as compared with non-nicked DNA. Upon increasing the salt concentration (to 150 mM NaCl and 10 mM MgCl2) the persistence length of non-nicked DNA appreciably decreased while that of nicked DNA molecules increased by a factor of 2.

Ca(2+) signaling by T-type Ca(2+) channels in neurons.

Among the major families of voltage-gated Ca(2+) channels, the low-voltage-activated channels formed by the Ca(v)3 subunits, referred to as T-type Ca(2+) channels, have recently gained increased interest in terms of the intracellular Ca(2+) signals generated upon their activation. Here, we provide an overview of recent reports documenting that T-type Ca(2+) channels act as an important Ca(2+) source in a wide range of neuronal cell types. The work is focused on T-type Ca(2+) channels in neurons, but refers to non-neuronal cells in cases where exemplary functions for Ca(2+) entering through T-type Ca(2+) channels have been described. Notably, Ca(2+) influx through T-type Ca(2+) channels is the predominant Ca(2+) source in several neuronal cell types and carries out specific signaling roles. We also emphasize that Ca(2+) signaling through T-type Ca(2+) channels occurs often in select subcellular compartments, is mediated through strategically co-localized targets, and is exploited for unique physiological functions.

Design of a Control Slide for Cyanoacrylate Polymerization : Application to the CA-Bluestar Sequence

Casework expercience has shown that, in some cases, long exposures of surfaces subjected to cyanoacrylate (CA) fuming had detrimental effects on the subsequent application of Bluestar. This study aimed to develop a control mechanism to monitor the amount of CA deposited prior to the subsequent treatment. A control slide bearing spots of sodium hydroxide (NaOH) of known concentrations and volume was designed and validated against both scanning electron microscopy (SEM) observations and latent print examiners' assessments of the quality of the developed marks. The control slide allows one to define three levels of development that were used to monitor the Bluestar reaction on depleting footwear marks left in diluted blood. The appropriate conditions for a successful application of both CA and Bluestar were determined.

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In the case of such a very special building project, the crucial stake for sustainable development is the fact that space systems are extreme cases of environmental constraints. In- deed, they constitute an interesting model as an analogy can be made between Martian utmost conditions and some of the possible extreme one's that Earth might soon face. The didactic ob- jective of the project is to use the context of a building on Mars to teach an approach which raises the students awareness to design and plan all steps of a building in a sustainable way, i.e. build, with the available resources, living spaces that satisfy human needs and leave as intact as possible the external environment. The paper presents the approach and the feedback of this student project, more specifically ENAC Learning Unit", which involved 17 students from envi- ronmental, civil engineering and architecture sections from EPFL. All the same, it involved pro- fessors from all three domains, as well as aerospace and Mars specialists, which gave seminars during the course of the semester. The students were separated in groups, and the project con- sisted of two phases: 1) analysis of the context and resources, 2) project design and critic. Both organisational, technical and pedagogical aspects of the experience are presented. The outcome was very positive, with students experiencing for their first time multidisciplinary work and the iterative process of design under multiple constraints.

Staff eye lens and extremity exposure in interventional cardiology: Results of the ORAMED project

Within the ORAMED project a coordinated measurement program for occupationally exposed medical staff was performed in different hospitals in Europe. The main objectives of ORAMED were to obtain a set of standardized data on doses for staff in interventional cardiology and radiology and to optimize staff protection. Doses were measured with thermoluminescent dosemeters on the ring finger and wrist of both hands, on legs and at the level of the eyes of the main operator performing interventional procedures. In this paper an overview of the doses per procedure measured during 646 interventional cardiology procedures is given for cardiac angiographies and angioplasties (CA/PTCA), radiofrequency ablations (RFA) and pacemaker and defibrillator implantations (PM/ICD). 31% of the monitored procedures were associated with no collective protective equipment, whereas 44% involved a ceiling screen and a table curtain. Although associated with the smallest air kerma - area product (KAP), PM/ICD procedures led to the highest doses. As expected, KAP and doses values exhibited a very large variability. The left side of the operator, most frequently the closest to the X-ray scattering region, was more exposed than his right side. An analysis of the effect of parameters influencing the doses, namely collective protective equipment, X-ray tube configuration and catheter access route, was performed on the doses normalized to KAP. Ceiling screen and table curtain were observed to reduce normalized doses by atmost a factor 4, much smaller than theoretical attenuation factors typical for such protections, i.e. from 10 to 100. This observation was understood as their inappropriate use by the operators and their non-optimized design. Configurations with tube above the patient led to higher normalized doses to the operator than tube below, but the effect of using a biplane X-ray suite was more complex to analyze. For CA/PTCA procedures, the upper part of the operator's body received higher normalized doses for radial than for femoral catheter access, by atmost a factor 5. This could be seen for cases with no collective protection. The eyes were observed to receive the maximum fraction of the annual dose limit almost as frequently as legs and hands, and clearly the most frequently, if the former 150 mSv and new 20 mSv recommended limits for the lens of the eye are considered, respectively.

Expression, purification and biochemical characterization of recombinant Ca-dependent protein kinase 2 of the malaria parasite Plasmodium falciparum.

Calcium-dependent protein kinases (CDPKs) are serine/threonine kinases that react in response to calcium which functions as a trigger for several mechanisms in plants and invertebrates, but not in mammals. Recent structural studies have defined the role of calcium in the activation of CDPKs and have elucidated the important structural changes caused by calcium in order to allow the kinase domain of CDPK to bind and phosphorylate the substrate. However, the role of autophosphorylation in CDPKs is still not fully understood. In Plasmodium falciparum, seven CDPKs have been identified by sequence comparison, and four of them have been characterized and assigned to play a role in parasite motility, gametogenesis and egress from red blood cells. Although PfCDPK2 was already discovered in 1997, little is known about this enzyme and its metabolic role. In this work, we have expressed and purified PfCDPK2 at high purity in its unphosphorylated form and characterized its biochemical properties. Moreover, propositions about putative substrates in P. falciparum are made based on the analysis of the phosphorylation sites on the artificial substrate myelin basic protein (MBP).

Environmental and biological controls on the geochemistry (δ18O, δ13C, Mg/Ca, and Sr/Ca) of living ostracods from Lake Geneva

ABSTRACT : Ostracods are benthic microcrustaceans enclosed in low-Mg calcite bivalves. Stable isotope compositions, Mg/Ca, and Sr/Ca ratios of ostracod fossil valves have proven useful to reconstruct past environmental conditions. Yet, several discrepancies persist and the influence of many factors remains unclear. It is the aim of this study to improve the use of ostracod valve geochemistry as palaeoenvironmental proxies by examining the extent of isotope fractionation and trace element partitioning during valve calcification. To achieve this, the environmental parameters (pH, temperature) and chemical composition of water (C-and O-isotope composition and calcium, magnesium, and strontium content) were measured at sites where living ostracods were sampled. The sampling was on a monthly basis over the course of one year at five different water depths (2, 5, 13, 33, and 70 m) in Lake Geneva, Switzerland. The one-year sampling enabled collection of environmental data for bottom and interstitial pore water. In littoral to sublittoral zones, C-isotope composition of DIC and the Mg/Ca and Sr/Ca ratios of water are found to vary concomitantly with water temperature. This is due to the precipitation of calcite, which is induced by higher photosynthetic activity as temperature and/or solar radiation intensify in summer. In deeper zones, environmental parameters remain largely constant throughout the year. Variations of pH, DIC concentrations and C-isotope compositions in interstitial water result from aerobic as well as anaerobic respiration, calcite dissolution and methanogenesis. Bathymetric distribution, life cycles, and habitats were derived for 15 ostracod species and are predominantly related to water temperature and sediment texture. O-isotope compositions of ostracod valves in Lake Geneva reflect that of water and temperature. However, offsets of up to 3 permil are observed in comparison with proposed inorganic calcite precipitation equilibrium composition. Deprotonation of HCO3- and/or salt effect at crystallisation sites may explain the disequilibrium observed for O-isotopic compositions. C-isotope compositions of ostracod valves are not as well constrained and appear to be controlled by a complex interaction between habitat preferences and seasonal as well as spatial variations of the DIC isotope composition. For infaunal forms, C-isotope compositions reflect mainly the variation of DIC isotope composition in interstitial pore waters. For epifaunal forms, C-isotope compositions reflect the seasonal variation of DIC isotope compositions. C-isotope compositions of ostracod valves is at equilibrium with DIC except for a small number of species (L. inopinata, L. sanctipatricii and possibly C. ophtalmica, and I. beauchampi). Trace element uptake differs considerably from species to species. For most epifaunal forms, trace element content follows the seasonal cycle, recording temperature increases and/or variations of Mg/Ca and Sr/Ca ratios of water. In contrast, infaunal forms are predominantly related to sediment pore water chemistry. RÉSUMÉ EN FRANÇAIS : Les ostracodes sont de petits crustacés benthiques qui possèdent une coquille faite de calcite à faible teneur en magnésium. La composition isotopique et les rapports Mg/Ca et Sr/Ca d'ostracodes fossiles ont été utilisés maintes fois avec succès pour effectuer des reconstructions paléoenvironnementales. Néanmoins, certains désaccords persistent sur l'interprétation de ces données. De plus, l'influence de certains facteurs pouvant biaiser le signal reste encore inconnue. Ainsi, le but de cette étude est de rendre plus performant l'emploi de la composition géochimique des ostracodes comme indicateur paléoenvironnemental. Pour réaliser cela, cinq sites situés dans le Léman à 2, 5, 13, 33 et 70 m de profondeur ont été choisis pour effectuer les échantillonnages. Chaque site a été visité une fois par mois durant une année. Les différents paramètres environnementaux (pH, température) ainsi que la composition géochimique de l'eau (composition isotopique de l'oxygène et du carbone ainsi que teneur en calcium, magnésium et strontium) ont été déterminés pour chaque campagne. Des ostracodes vivants ont été récoltés au cinq sites en même temps que les échantillons d'eau. Ce travail de terrain a permis de caractériser la géochimie de l'eau se trouvant juste au-dessus des sédiments ainsi que celle de l'eau se trouvant dans les interstices du sédiment. Dans les zones littorales à sublittorales, la composition isotopique du carbone inorganique dissout (CID) ainsi que les rapports Mg/Ca et Sr/Ca de l'eau varient linéairement avec la température. Ceci peut être expliqué par la précipitation de calcite qui est contrôlée par l'activité photosynthétique, variant elle même linéairement avec la température. Dans les zones plus profondes, les paramètres environnementaux restent relativement constants tout au long de l'année. Les variations du pH, de la concentration et de la composition isotopique du CID dans les sédiments résultent de la libération de carbone engendrée par la dégradation de la matière organique avec présence d'oxygène ou via réduction de nitrates et de sulfates, par la dissolution de carbonates, ainsi que par la méthanogenèse. La distribution bathymétrique, le cycle de vie ainsi que l'habitat de 15 espèces ont été déterminés. Ceux-ci sont principalement reliés à la température de l'eau et à la texture des sédiments. La composition isotopique de l'oxygène des valves d'ostracodes reflète celle de l'eau et la température qui régnait lors de la calcification. Néanmoins, des écarts pouvant aller jusqu'à 3 0/00 par rapport à l'équilibre théorique ont été obtenus. La déprotonation de HCO3 ou un 'effet de sel' pourrait être à l'origine du déséquilibre observé. La composition isotopique du carbone des valves d'ostracodes n'est pas aussi bien cernée. Celle-ci semble être principalement contrôlée par une interaction complexe entre l'habitat des ostracodes et les variations saisonnières et spatiales de la composition isotopique du CID. Pour les espèces endofaunes, la composition isotopique du carbone reflète principalement la variation de la composition isotopique du CID à l'intérieur des sédiments. Pour les formes épifaunes, c'est la variation saisonnière de la composition du CID qui contrôle celle de la coquille des ostracodes. En général, la composition isotopique du carbone des valves d'ostracodes est en équilibre avec celle de CID, hormis pour quelques rares espèces (L. inopinata, L. sanctipatricii et peut-être C. ophtalmica et I. beauchampi). L'incorporation des éléments traces diffère passablement d'une espèce à l'autre. Pour la plupart des espèces épifaunes, la teneur en éléments traces des coquilles reflète les variations saisonnières. Ces espèces semblent enregistrer les variations soit de la température soit des rapports Mg/Ca et Sr/Ca de l'eau. La teneur en élément traces des formes infaunales, au contraire, est principalement reliée à la chimie de l'eau interstitielle. RÉSUMÉ GRAND-PUBLIC : La connaissance de l'évolution du climat dans le futur est primordiale pour notre société, car elle permet de développer différentes stratégies pour faire face aux problèmes engendrés pas le changement climatique : stratégies environnementale, humanitaire, ou encore économique. Cette problématique est actuellement, à juste titre, sujet d'une vive préoccupation. La géologie peut-elle contribuer à l'effort communautaire entrepris? Naturellement, ce sont les climatologues qui sont sur le devant de la scène. Il n'empêche que ces derniers, pour pouvoir prédire l'avenir, doivent s'appuyer sur le passé. La géologie est alors d'un grand intérêt car c'est effectivement la seule science qui permette d'estimer les variations climatiques à grande échelle sur de longues périodes. Ainsi, voulant moi-même contribuer aux recherches menées dans ce domaine, je me suis tourné à la fin de mes études vers la paléoclimatologie, science qui a pour but de reconstruire le climat des temps anciens. Nous nous sommes rendu compte que l'évolution climatique de la région où nous habitons n'avait pas encore fait le sujet d'études approfondies. Il est pourtant important de connaître la variation locale des changements climatiques pour obtenir des modèles climatiques fiables. En conséquence, un vaste projet a vu le jour : reconstruire, à l'aide des sédiments du lac Léman, les variations paléoclimatiques et paléo-environnementales depuis le retrait du Glacier de Rhône, il y a environ 15'000 ans, jusqu'à nos jours. Pour ce genre de travail, la géochimie, qui est une forme de chimie, utilisée en science de la terre regroupant la chimie classique et la chimie isotopique, est une alliée particulièrement efficace. Elle permet en effet, via différentes mesures faites sur des archives géologiques (par exemple des fossiles ou des sédiments) d'obtenir des informations, souvent quantitatives, sur les conditions (le climat, la flore ou encore la bio productivité, etc...) qui régnaient il y a fort longtemps. Les coquilles d'ostracodes, qui sont de petits animaux vivant au fond des lacs, sont une des archives les plus prometteuses. Ces animaux sont des petits crustacés s'entourant d'une coquille calcaire qu'ils sécrètent eux-mêmes. A la mort de l'animal, la coquille est intégrée dans les sédiments et reste intacte à travers les âges. Des études ont montré qu'en analysant la géochimie de ces coquilles fossiles, il est possible de reconstruire les conditions environnementales qui régnaient à l'époque de vie de ces fossiles. Cette démarche nécessite qu'une condition bien précise soit remplie: la composition géochimique de la coquille doit enregistrer de manière fidèle la chimie de l'eau et/ou la température de l'eau présentes au moment de la sécrétion de la coquille. Le but spécifique de notre recherche a précisément été d'étudier la façon dont la chimie de l'eau ainsi que sa température sont enregistrées dans la coquillé des ostracodes. Une fois les relations entre ces divers paramètres dans l'étant actuel du système établies, il sera alors possible de les utiliser pour interpréter des données issues de coquilles fossiles. Pour ce faire, nous avons mesuré la température de l'eau de manière continue et récolté mensuellement des échantillons d'eau et des ostracodes vivants pendant une année. Cinq sites situés à 2, 5, 13, 33 et 70 mètres de profondeur ont été choisis pour effectuer ces échantillonnages dans le Léman. Le travail de terrain nous a amené à étudier la biologie de 15 espèces. Nous avons pu établir la profondeur à laquelle vivent ces animaux, leur période de développement ainsi que leur habitat respectifs. Ces résultats ont permis de mieux cerner la relation qu'il existe entre la chimie de l'eau, sa température et la composition géochimique des coquilles d'ostracodes. Nous avons ainsi pu confirmer que les coquilles d'ostracodes enregistrent de manière fidèle la composition chimique et isotopique de l'eau. De même, nous avons pu établir de manière plus précise l'effet de la température sur la géochimie des coquilles. Néanmoins, les relations trouvées entre ces trois éléments sont plus complexes pour certaines espèces, cette complexité étant souvent liée à un caractère spécifique de leur écologie. Nous avons mis en lumière certains effets qui biaisent les résultats et défini précisément les conditions dans lesquelles on peut s'attendre à avoir des difficultés dans leur interprétation. Maintenant que nous avons établi les relations entre le climat actuel et la composition géochimique des coquilles d'ostracodes actuels, nous pouvons, sur la base de ce modèle, reconstruire le climat depuis le retrait du Glacier du Rhône jusqu'à nos jours à l'aide d'ostracodes fossiles. Mais cela est une autre histoire et fera, je l'espère, le sujet de nos futures recherches.

High-density electric source imaging (esi) in focal epilepsy: a prospective study of 150 operated patients

Purpose: EEG is mandatory in the diagnosis of the epilepsy syndrome. However, its potential as imaging tool is still under estimated. In the present study, we aim to determine the prerequisites of maximal benefit of electric source imaging (ESI) to localize the irritative zone in patients with focal epilepsy. Methods: One hundred fifty patients suffering from focal epilepsy and with minimum 1 year postoperative follow-up were studied prospectively and blinded to the underlying diagnosis. We evaluated the influence of two important factors on sensitivity and specificity of ESI: the number of electrodes (low resolution, LR-ESI: <30 versus high resolution, HR-ESI: 128-256 electrodes), and the use of individual MRI (i-MRI) versus template MRI (t-MRI) as the head model. Findings: ESI had a sensitivity of 85% and a specificity of 87% when HR-ESI with i-MRI was used. Using LR-ESI, sensitivity decreased to 68%, or even 57% when only t-MRI was available. The sensitivity of HR-ESI/i-MRI compared favorably with those of MRI (76%), PET (69%) and ictal/interictal SPECT (64%). Interpretation: This study on a large patient group shows excellent sensitivity and specificity of ESI if 128 EEG channels or more are used for ESI and if the results are coregistered to the patient's individual MRI. Localization precision is as high as or even higher than established brain imagery techniques. HR-ESI appears to be a valuable additional imaging tool, given that larger electrode arrays are easily and rapidly applied with modern EEG equipment and that structural MRI is nearly always available for these patients.