Intracellular trafficking of protease : Activated Receptor 2 (PAR2) by members of sorting nexins family

Le dogme voulant que les récepteurs couplés aux protéines G (GPCRs) activent des voies de signalisation seulement lorsqu’ils sont localisés à la membrane plasmatique, a récemment été remis en question. Des données récentes indiquent que certains GPCRs peuvent également induire une réponse intracellulaire à partir des compartiments intracellulaires dont le noyau. Les récepteurs activés par la protéase (PAR) sont des membres de la famille GPCR. Les PARs sont activés par le clivage de la partie N–terminale du récepteur ce qui permet au ligand attaché sur le récepteur de se lier à sa poche réceptrice. Quatre PARs ont été décrits : PAR1, PAR2, PAR3 et PAR4. PAR2 peut susciter des effets mitogéniques et participer aux processus comme l’angiogenèse et l'inflammation. Alors que beaucoup d'effets intracellulaires de PAR2 peuvent être expliqués lorsqu’il est localisé à la membrane plasmatique, une fonction intracrine de PAR2 a aussi été proposée. Pourtant les mécanismes par lesquels PAR2 peut provoquer l’expression de gènes ciblés sont toujours inconnus. Le but de notre étude était de vérifier l’existence d’une population nucléaire de PAR2. Nous avons également émis l’hypothèse que les voies activées par l’activation de PAR2 dépendent de sa localization cellulaire. En utilisant des techniques de microscopie confocale et de "Western Blot" nous avons démontré la présence d’une population nucléaire de PAR2. À la suite de la stimulation de PAR2, nous avons observé une augmentation de la translocation du récepteur de la membrane plasmatique au noyau. En utilisant la technique de "RT – PCR", nous avons observé des rôles différents de PAR2 à la surface de la cellule et du noyau dans l’initiation de l’expression des gènes. Afin d’identifier les mécanismes responsables de la translocation nucléaire de PAR2, nous avons évalué l’implication des membres de la famille de "Sorting Nexins (SNX)" dans la translocation nucléaire de PAR2. "Sorting Nexins" est un groupe de protéines avec des fonctions de transport bien établies. SNX1 et SNX2 ont été identifiés comme responsables du transfert de PAR1 vers les lysosomes. SNX11 n'a pas encore été étudié et nous avons émis l’hypothèse qu'il pourrait être un autre membre de la famille des SNX impliqué dans la signalisation de PAR2. Pour ce faire, nous avons développé des "knockdowns" stables pour SNX1, SNX2 et SNX11 dans les cellules HEK293. En utilisant les essais d’immunofluorescence, "Western Blot" et de cytométrie en flux, nous avons déterminé que tous les trois membres du groupe SNX sont des partenaires d'interaction de PAR2. Toutefois, seul SNX11 se co-localise avec son partenaire au noyau et est responsable de sa translocation nucléaire. Les expériences de "RT - PCR" sur les lignées de cellule de SNXs "knockdowns" ont démontré que la fonction de PAR2 nucléaire dépend surtout de SNX11; néanmoins SNX1 et SNX2 peuvent aussi l’influencer, suggérant qu'ils font aussi partie du réseau signalétique de PAR2. En conclusion, PAR2 est déplacé de la membrane plasmatique à la membrane nucléaire après sa stimulation avec un agoniste. La translocation nucléaire de PAR2 par un mécanisme impliquant SNX11, initie des effets intracellulaires différents de sa signalisation membranaire. Mots clés : récepteurs couplés à la protéine G, “Sorting Nexins”, récepteurs activés par la protéase, translocation nucléaire, membrane nucléaire, signal nucléaire.

Une méthode alternative pour obtenir le pouvoir thermoélectrique à température finie

Dans ce mémoire sera présentée une nouvelle méthode numérique envisagée dans le but d’obtenir le pouvoir thermoélectrique à température finie. Une méthode d’entropie maximale est utilisée, ce qui était une caractéristique requise des équations dérivées. Toutes les équations nécessaires y sont présentées, ainsi que certaines astuces reliées au prolongement analytique de quantités bruitées ou de fonctions dont la convergence est lente etc. De plus, les trois fonctions de corrélation d’intérêt y sont calculées de trois façons différentes, avec les détails et les explications nécessaires. On y présente le cas de la conductivité électrique, du pouvoir thermoélectrique ainsi que la fonction de corrélation courant de chaleur-courant de chaleur. L’implémentation numérique finale s’est butée à des difficultés qui sont expliquées dans ce mémoire.

Caractérisation moléculaire de la modulation spatio-temporelle des fonctions du phagosome

La phagocytose est un processus par lequel des cellules spécialisées du système immunitaire comme les macrophages ingèrent des microorganismes envahisseurs afin de les détruire. Les microbes phagocytés se retrouvent dans un compartiment intracellulaire nommé le phagosome, qui acquiert graduellement de nombreuses molécules lui permettant de se transformer en phagolysosome possédant la capacité de tuer et dégrader son contenu. L’utilisation de la protéomique a permis de mettre en évidence la présence de microdomaines (aussi nommés radeaux lipidiques ou radeaux membranaires) sur les phagosomes des macrophages. Notre équipe a démontré que ces radeaux exercent des fonctions cruciales au niveau de la membrane du phagosome. D’abord nous avons observé que la survie du parasite intracellulaire L. donovani est possible dans un phagosome dépourvu de radeaux lipidiques. Parallèlement nous avons constaté qu’un mutant de L. donovani n’exprimant pas de LPG à sa surface(LPG-) est rapidement tué dans un phagosome arborant des radeaux membranaires. Pour comprendre le mécanisme de perturbation des microdomaines du phagosome par la molécule LPG, nous avons provoqué la phagocytose de mutants LPG- du parasite et comparé par microscopie les différences avec le parasite de type sauvage. Nous avons ainsi démontré que le LPG de L. donovani est nécessaire et suffisant au parasite pour empêcher la maturation normale du phagosome. Nous avons également découvert que la molécule LPG permet d’empêcher la formation des radeaux lipidiques sur le phagosome et peut aussi désorganiser les radeaux lipidiques préexistants. Enfin, nous avons montré que l’action de LPG est proportionnelle au nombre d’unités répétitives de sucres (Gal(β1,4)-Manα1-PO4) qui composent cette molécule. Nos travaux ont démontré pour la première fois le rôle important de ces sous-domaines membranaires dans la maturation du phagosome. De plus, nos conclusions seront des pistes à suivre au cours des études cliniques ayant pour but d’enrayer la leishmaniose. Le second objectif de ce travail consistait à effectuer la caractérisation des radeaux lipidiques par une analyse protéomique et lipidomique à l’aide de la spectrométrie de masse. Nous avons ainsi entrepris l’identification systématique des protéines présentes dans les radeaux membranaires des phagosomes et ce, à trois moments clés de leurmaturation. Le traitement des phagosomes purifiés avec un détergent nous a permis d’isoler les «Detergent Resistent Membranes» (DRMs) des phagosomes, qui sont l’équivalent biochimique des radeaux membranaires. Nous avons ainsi établi une liste de 921 protéines associées au phagosome, dont 352 sont présentes dans les DRMs. Les protéines du phagosome sont partagées presque également entre trois tendances cinétiques (augmentation, diminution et présence transitoire). Cependant, une analyse plus spécifique des protéines des DRMs démontre qu’une majorité d’entre elles augmentent en fonction de la maturation. Cette observation ainsi que certains de nos résultats montrent que les radeaux lipidiques des phagosomes précoces sont soit très peu nombreux, soit pauvres en protéines, et qu’ils sont recrutés au cours de la maturation du phagosome. Nous avons aussi analysé les phospholipides du phagosome et constaté que la proportion entre chaque classe varie lors de la maturation. De plus, en regardant spécifiquement les différentes espèces de phospholipides nous avons constaté que ce ne sont pas uniquement les espèces majoritaires de la cellule qui dominent la composition de la membrane du phagosome. L’ensemble de nos résultats a permis de mettre en évidence plusieurs fonctions potentielles des radeaux lipidiques, lesquelles sont essentielles à la biogenèse des phagolysosomes (signalisation, fusion membranaire, action microbicide, transport transmembranaire, remodelage de l’actine). De plus, la cinétique d’acquisition des protéines de radeaux lipidiques indique que ceux-ci exerceraient leurs fonctions principalement au niveau des phagosomes ayant atteint un certain niveau de maturation. L’augmentation du nombre de protéines des radeaux membranaires qui s’effectue durant la maturation du phagosome s’accompagne d’une modulation des phospholipides, ce qui laisse penser que les radeaux membranaires se forment graduellement sur le phagosome et que ce ne sont pas seulement les protéines qui sont importées.

Identification de nouveaux partenaires protéiques des récepteurs couplés aux protéines G contrôlant leur transport du reticulum endoplasmique à la membrane plasmique

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPGs) forment la plus grande et la plus diversifiée des familles de protéines localisées à la surface cellulaire et responsables de la transmission de signaux à l’intérieur des cellules. D’intenses recherches effectuées au cours des trente dernières années ont mené à l’identification de dizaines de protéines interagissant avec les RCPGs et contrôlant la signalisation, la désensibilisation, l’internalisation et la dégradation de ces importantes cibles pharmacologiques. Contrairement aux processus régulant l’activité des récepteurs à partir de la membrane plasmique, les mécanismes moléculaires contrôlant la biosynthèse des RCPGs dans le reticulum endoplasmique (RE) et leur transport jusqu’à la surface cellulaire sont très peu caractérisés. Une meilleure compréhension de ces processus nécessite l’identification de la machinerie protéique responsable de la maturation des RCPGs. Un crible protéomique basé sur le transfert d’énergie de résonance de bioluminescence (BRET), qui permet la mesure d’interactions protéiques dans les cellules vivantes, a mené à l’identification de plusieurs nouvelles protéines localisées dans la voie de sécrétion et interagissant potentiellement avec les RCPGs. Ces protéines étant localisées dans les compartiments cellulaires (reticulum endoplasmique et appareil de Golgi) responsables de la synthèse, du repliement adéquat et du transport à la membrane plasmique des récepteurs, il est très probable qu’elles soient impliquées dans le contrôle de l’expression des RCPGs à la surface cellulaire. La caractérisation de l’homologue humain de cornichon 4 (CNIH4), un nouvel intéracteur des RCPGs identifié dans le crible, a démontré que cette protéine localisée dans les compartiments précoces de la voie de sécrétion (RE et ERGIC) interagit de façon sélective avec les RCPGs. De plus, la suppression de l’expression endogène de cette protéine préalablement non-caractérisée, diminue le transport à la membrane plasmique d’un récepteur, indiquant que CNIH4 influence positivement l’export des RCPGs du RE. Ceci est supporté par l’observation que la surexpression de CNIH4 à de faibles niveaux favorise la maturation d’un récepteur mutant normalement retenu dans le RE. Nous avons également pu démontrer que CNIH4 est associée à la protéine Sec23, une des composantes de l’enveloppe des vésicules COPII qui sont responsables du transport des protéines du RE vers le Golgi, suggérant que CNIH4 pourrait favoriser le recrutement des récepteurs dans ces vésicules. La surexpression de CNIH4 à de très hauts niveaux provoque également la rétention intracellulaire des récepteurs. Cet effet dominant négatif pourrait être causé par la titration d’un autre facteur d’export des RCPGs. Une deuxième étude a permis de révéler que la protéine transmembranaire 9 (TMEM9), un nouvel intéracteur des RCPGs également identifié dans le crible, interagit sélectivement avec les récepteurs et avec CNIH4. La surexpression de cette protéine aux fonctions précédemment inconnues, rétablit le transport normal d’un récepteur en présence de CNIH4 surexprimée. De plus, la co-expression de TMEM9 potentialise la capacité de CNIH4 à augmenter la maturation d’un récepteur mutant normalement retenu dans le RE, suggérant que ces deux protéines forment un complexe régulant la maturation des RCPGs. Au cours de cette thèse, de nouvelles protéines interagissant avec les RCPGs et contrôlant leur expression à la membrane plasmique ont donc été identifiées, permettant une meilleure compréhension des mécanismes régulant le transport des récepteurs du RE à la surface cellulaire.

Implications des canaux K+ sur la régulation génique du canal ENaC, et impact de l'hyperglycémie sur le transport ionique et la réparation de l'épithélium respiratoire

Dans mon projet de doctorat, j’ai étudié des fonctions primordiales de l’épithélium respiratoire telles que la régulation du transport ionique, la clairance liquidienne et la réparation épithéliale. J’ai particulièrement mis l’emphase sur le rôle des canaux potassiques qui interviennent dans ces trois fonctions de l’épithélium respiratoire. J’ai tout d’abord prouvé que la modulation des canaux potassiques régulait l’activité du promoteur de αENaC, en partie via la voie de signalisation ERK1/2, dans des cellules alvéolaires. Cette régulation entraîne une variation de l’expression génique et protéique du canal ENaC. Physiologiquement, il en résulte une augmentation du phénomène de clairance liquidienne suite à l’activation des canaux K+, tandis que l’inhibition de ces canaux la diminue sévèrement. J’ai aussi pu démontrer que l’absence de canal KvLQT1 entraînait une diminution du courant (ENaC) sensible à l’amiloride, dans les cellules de trachée en culture primaire, isolées de souris KO pour kcnq1. Dans la seconde partie de mon étude, j’ai évalué l’impact de l’hyperglycémie sur la capacité de transport ionique et de réparation de cellules épithéliales bronchiques saines ou Fibrose Kystique. Mes résultats montrent que l’hyperglycémie diminue le transport transépithélial de chlore et le transport basolatéral de potassium. Des études préalables du laboratoire ayant montré que les canaux K+ et Cl- contrôlent les processus de réparation, j’ai donc évalué si ceux-ci étaient modifiés par l’hyperglycémie. Et en effet, l’hyperglycémie ralentit la vitesse de réparation des cellules issues des voies aériennes (CFBE-wt et CFBE-ΔF508). J’ai donc démontré que le transport de potassium intervenait dans des fonctions clés de l’épithélium respiratoire, comme dans la régulation génique de canaux ioniques, le contrôle de la clairance liquidienne alvéolaire, et que l’hyperglycémie diminuait le transport ionique (K+ et Cl-) et la réparation épithéliale.

Improvement Of The Physical Performance Is Associated With Activation Of No/pgc-1α/mttfa Signaling Pathway And Increased Protein Expressions Of Electron Transport Chain In Gastrocnemius Muscle From Rats Supplemented With L-arginine.

To examine the influence of l-arginine supplementation in combination with physical training on mitochondrial biomarkers from gastrocnemius muscle and its relationship with physical performance. Male Wistar rats were divided into four groups: control sedentary (SD), sedentary supplemented with l-arginine (SDLA), trained (TR) and trained supplemented with l-arginine (TRLA). Supplementation of l-arginine was administered by gavage (62.5mg/ml/day/rat). Physical training consisted of 60min/day, 5days/week, 0% grade, speed of 1.2km/h. The study lasted 8weeks. Skeletal muscle mitochondrial enriched fraction as well as cytoplasmic fractions were obtained for Western blotting and biochemical analyses. Protein expressions of transcriptor coactivator (PGC-1α), transcriptor factors (mtTFA), ATP synthase subunit c, cytochrome oxidase (COXIV), constitutive nitric oxide synthases (eNOS and nNOS), Cu/Zn-superoxide dismutase (SOD) and manganese-SOD (Mn-SOD) were evaluated. We also assessed in plasma: lipid profile, glycemia and malondialdehyde (MDA) levels. The nitrite/nitrate (NOx(-)) levels were measured in both plasma and cytosol fraction of the gastrocnemius muscle. 8-week l-arginine supplementation associated with physical training was effective in promoting greater tolerance to exercise that was accompanied by up-regulation of the protein expressions of mtTFA, PGC-1α, ATP synthase subunit c, COXIV, Cu/Zn-SOD and Mn-SOD. The upstream pathway was associated with improvement of NO bioavailability, but not in NO production since no changes in nNOS or eNOS protein expressions were observed. This combination would be an alternative approach for preventing cardiometabolic diseases given that in overt diseases a profound impairment in the physical performance of the patients is observed.

Characterisation Of The Membrane Transport Of Pilocarpine In Cell Suspension Cultures Of Pilocarpus Microphyllus.

Pilocarpine is an alkaloid obtained from the leaves of Pilocarpus genus, with important pharmaceutical applications. Previous reports have investigated the production of pilocarpine by Pilocarpus microphyllus cell cultures and tried to establish the alkaloid biosynthetic route. However, the site of pilocarpine accumulation inside of the cell and its exchange to the medium culture is still unknown. Therefore, the aim of this study was to determine the intracellular accumulation of pilocarpine and characterise its transport across membranes in cell suspension cultures of P. microphyllus. Histochemical analysis and toxicity assays indicated that pilocarpine is most likely stored in the vacuoles probably to avoid cell toxicity. Assays with exogenous pilocarpine supplementation to the culture medium showed that the alkaloid is promptly uptaken but it is rapidly metabolised. Treatment with specific ABC protein transporter inhibitors and substances that disturb the activity of secondary active transporters suppressed pilocarpine uptake and release suggesting that both proteins may participate in the traffic of pilocarpine to inside and outside of the cells. As bafilomicin A1, a specific V-type ATPase inhibitor, had little effect and NH4Cl (induces membrane proton gradient dissipation) had moderate effect, while cyclosporin A and nifedipine (ABC proteins inhibitors) strongly inhibited the transport of pilocarpine, it is believed that ABC proteins play a major role in the alkaloid transport across membranes but it is not the exclusive one. Kinetic studies supported these results.

Circulation and suspended particulate matter transport in a tidally dominated estuary: caravelas estuary, Bahia, Brazil

The circulation and transport of suspended particulate matter in the Caravelas Estuary are assessed. Nearly-synoptic hourly hydrographic, current (ADCP velocity and volume transport) and suspended particulate matter data were collected during a full semidiurnal spring tide, on the two transects Boca do Tomba and Barra Velha and on longitudinal sections at low and high tide. On the first transect the peak ebb currents (-1.5 ms-1) were almost twice as strong as those of the wider and shallow Barra Velha inlet (-0.80 ms-1) and the peak flood currents were 0.75 and 0.60 ms-1, respectively. Due to the strong tidal currents both inlets had weak vertical salinity stratification and were classified with the Stratification-circulation Diagram as Type 2a (partially mixed-weakly stratified) and Type 1a (well mixed). Volume transports were very close, ranging from -3,500 to 3,100 m³s-1 at the ebb and flood, respectively, with a residual -630 m³s-1. The concentration of the suspended particulate matter was closely related to the tidal variation and decreased landwards from 50 mg.L-1 at the estuary mouth, to 10 mg.L-1 at distances of 9 and 16 km for the low and high tide experiments, respectively. The total residual SPM transport was out of the estuary at rates of -18 tons per tidal cycle.

Hydrodynamics and suspended sediment transport in the Camboriú estuary - Brazil: pre jetty conditions

Estuarine hydrodynamics is a key factor in the definition of the filtering capacity of an estuary and results from the interaction of the processes that control the inlet morphodynamics and those that are acting in the mixing of the water in the estuary. The hydrodynamics and suspended sediment transport in the Camboriú estuary were assessed by two field campaigns conducted in 1998 that covered both neap and spring tide conditions. The period measured represents the estuarine hydrodynamics and sediment transport prior to the construction of the jetty in 2003 and provides important background information for the Camboriú estuary. Each field campaign covered two complete tidal cycles with hourly measurements of currents, salinity, suspended sediment concentration and water level. Results show that the Camboriú estuary is partially mixed with the vertical structure varying as a function of the tidal range and tidal phase. The dynamic estuarine structure can be balanced between the stabilizing effects generated by the vertical density gradient, which produces buoyancy and stratification flows, and the turbulent effects generated by the vertical velocity gradient that generates vertical mixing. The main sediment source for the water column are the bottom sediments, periodically resuspended by the tidal currents. The advective salt and suspended sediment transport was different between neap and spring tides, being more complex at spring tide. The river discharge term was important under both tidal conditions. The tidal correlation term was also important, being dominant in the suspended sediment transport during the spring tide. The gravitational circulation and Stokes drift played a secondary role in the estuarine transport processes.

Performance of transport and selective media for swine Bordetella bronchiseptica recovery and it comparison to polymerase chain reaction detection

Three comparative assays were performed seeking to improve the sensitivity of the diagnosis of Bordetella bronchiseptica infection analyzing swine nasal swabs. An initial assay compared the recovery of B. bronchiseptica from swabs simultaneously inoculated with B. bronchiseptica and some interfering bacteria, immersed into three transport formulations (Amies with charcoal, trypticase soy broth and phosphate buffer according to Soerensen supplemented with 5% of bovine fetal serum) and submitted to different temperatures (10ºC and 27ºC) and periods of incubation (24, 72 and 120 hours). A subsequent assay compared three selective media (MacConkey agar, modified selective medium G20G and a ceftiofur medium) for their recovery capabilities from clinical specimens. One last assay compared the polymerase chain reaction to the three selective media. In the first assay, the recovery of B. bronchiseptica from transport systems was better at 27ºC and the three formulations had good performances at this temperature, but the collection of qualitative and quantitative analysis indicated the advantage of Amies medium for nasal swabs transportation. The second assay indicated that MacConkey agar and modified G20G had similar results and were superior to the ceftiofur medium. In the final assay, polymerase chain reaction presented superior capability of B. bronchiseptica detection to culture procedures.

Electrical transport in single-crystalline Li(0.9)Mo(6)O(17): A two-band Luttinger liquid exhibiting Bose metal behavior

Temperature-dependent electrical resistance in quasi-one-dimensional Li(0.9)Mo(6)O(17) is described by two Luttinger liquid anomalous exponents alpha, each associated with a distinct one dimensional band. The band with alpha < 1 is argued to crossover to a higher dimension below the temperature T(M'), leading to superconductivity. Disorder and magnetic fields are shown to induce the Bose metal behavior in this bulk compound.

The Coupled Aerosol and Tracer Transport model to the Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (CATT-BRAMS) - Part 1: Model description and evaluation

We introduce the Coupled Aerosol and Tracer Transport model to the Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (CATT-BRAMS). CATT-BRAMS is an on-line transport model fully consistent with the simulated atmospheric dynamics. Emission sources from biomass burning and urban-industrial-vehicular activities for trace gases and from biomass burning aerosol particles are obtained from several published datasets and remote sensing information. The tracer and aerosol mass concentration prognostics include the effects of sub-grid scale turbulence in the planetary boundary layer, convective transport by shallow and deep moist convection, wet and dry deposition, and plume rise associated with vegetation fires in addition to the grid scale transport. The radiation parameterization takes into account the interaction between the simulated biomass burning aerosol particles and short and long wave radiation. The atmospheric model BRAMS is based on the Regional Atmospheric Modeling System (RAMS), with several improvements associated with cumulus convection representation, soil moisture initialization and surface scheme tuned for the tropics, among others. In this paper the CATT-BRAMS model is used to simulate carbon monoxide and particulate material (PM(2.5)) surface fluxes and atmospheric transport during the 2002 LBA field campaigns, conducted during the transition from the dry to wet season in the southwest Amazon Basin. Model evaluation is addressed with comparisons between model results and near surface, radiosondes and airborne measurements performed during the field campaign, as well as remote sensing derived products. We show the matching of emissions strengths to observed carbon monoxide in the LBA campaign. A relatively good comparison to the MOPITT data, in spite of the fact that MOPITT a priori assumptions imply several difficulties, is also obtained.

The Coupled Aerosol and Tracer Transport model to the Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (CATT-BRAMS) - Part 2: Model sensitivity to the biomass burning

We describe an estimation technique for biomass burning emissions in South America based on a combination of remote-sensing fire products and field observations, the Brazilian Biomass Burning Emission Model (3BEM). For each fire pixel detected by remote sensing, the mass of the emitted tracer is calculated based on field observations of fire properties related to the type of vegetation burning. The burnt area is estimated from the instantaneous fire size retrieved by remote sensing, when available, or from statistical properties of the burn scars. The sources are then spatially and temporally distributed and assimilated daily by the Coupled Aerosol and Tracer Transport model to the Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (CATT-BRAMS) in order to perform the prognosis of related tracer concentrations. Three other biomass burning inventories, including GFEDv2 and EDGAR, are simultaneously used to compare the emission strength in terms of the resultant tracer distribution. We also assess the effect of using the daily time resolution of fire emissions by including runs with monthly-averaged emissions. We evaluate the performance of the model using the different emission estimation techniques by comparing the model results with direct measurements of carbon monoxide both near-surface and airborne, as well as remote sensing derived products. The model results obtained using the 3BEM methodology of estimation introduced in this paper show relatively good agreement with the direct measurements and MOPITT data product, suggesting the reliability of the model at local to regional scales.

Transport of North African dust from the Bod,l, depression to the Amazon Basin: a case study

Through long-range transport of dust, the North-African desert supplies essential minerals to the Amazon rain forest. Since North African dust reaches South America mostly during the Northern Hemisphere winter, the dust sources active during winter are the main contributors to the forest. Given that the Bod,l, depression area in southwestern Chad is the main winter dust source, a close link is expected between the Bod,l, emission patterns and volumes and the mineral supply flux to the Amazon. Until now, the particular link between the Bod,l, and the Amazon forest was based on sparse satellite measurements and modeling studies. In this study, we combine a detailed analysis of space-borne and ground data with reanalysis model data and surface measurements taken in the central Amazon during the Amazonian Aerosol Characterization Experiment (AMAZE-08) in order to explore the validity and the nature of the proposed link between the Bod,l, depression and the Amazon forest. This case study follows the dust events of 11-16 and 18-27 February 2008, from the emission in the Bod,l, over West Africa (most likely with contribution from other dust sources in the region) the crossing of the Atlantic Ocean, to the observed effects above the Amazon canopy about 10 days after the emission. The dust was lifted by surface winds stronger than 14 m s(-1), usually starting early in the morning. The lofted dust, mixed with biomass burning aerosols over Nigeria, was transported over the Atlantic Ocean, and arrived over the South American continent. The top of the aerosol layer reached above 3 km, and the bottom merged with the boundary layer. The arrival of the dusty air parcel over the Amazon forest increased the average concentration of aerosol crustal elements by an order of magnitude.

Transport properties in nontwist area-preserving maps

Nontwist systems, common in the dynamical descriptions of fluids and plasmas, possess a shearless curve with a concomitant transport barrier that eliminates or reduces chaotic transport, even after its breakdown. In order to investigate the transport properties of nontwist systems, we analyze the barrier escape time and barrier transmissivity for the standard nontwist map, a paradigm of such systems. We interpret the sensitive dependence of these quantities upon map parameters by investigating chaotic orbit stickiness and the associated role played by the dominant crossing of stable and unstable manifolds. (C) 2009 American Institute of Physics. [doi: 10.1063/1.3247349]