Mutations inducing divergent shifts of constitutive activity reveal different modes of binding among catecholamine analogues to the beta(2)-adrenergic receptor.

1. We compared the changes in binding energy generated by two mutations that shift in divergent directions the constitutive activity of the human beta(2) adrenergic receptor (beta(2)AR). 2. A constitutively activating mutant (CAM) and the double alanine replacement (AA mutant) of catechol-binding serines (S204A, S207A) in helix 5 were stably expressed in CHO cell lines, and used to measure the binding affinities of more than 40 adrenergic ligands. Moreover, the efficacy of the same group of compounds was determined as intrinsic activity for maximal adenylyl cyclase stimulation in wild-type beta(2)AR. 3. Although the two mutations had opposite effects on ligand affinity, the extents of change were in both cases largely correlated with the degree of ligand efficacy. This was particularly evident if the extra loss of binding energy due to hydrogen bond deletion in the AA mutant was taken into account. Thus the data demonstrate that there is an overall linkage between the configuration of the binding pocket and the intrinsic equilibrium between active and inactive receptor forms. 4. We also found that AA mutation-induced affinity changes for catecholamine congeners gradually lacking ethanolamine substituents were linearly correlated to the loss of affinity that such modifications of the ligand cause for wild-type receptor. This indicates that the strength of bonds between catechol ring and helix 5 is critically dependent on the rest of interactions of the beta-ethanolamine tail with other residues of the beta(2)-AR binding pocket.

Determination of Transmembrane Water Fluxes in Neurons Elicited by Glutamate Ionotropic Receptors and by the Cotransporters KCC2 and NKCC1: A Digital Holographic Microscopy Study.

Digital holographic microscopy (DHM) is a noninvasive optical imaging technique that provides quantitative phase images of living cells. In a recent study, we showed that the quantitative monitoring of the phase signal by DHM was a simple label-free method to study the effects of glutamate on neuronal optical responses (Pavillon et al., 2010). Here, we refine these observations and show that glutamate produces the following three distinct optical responses in mouse primary cortical neurons in culture, predominantly mediated by NMDA receptors: biphasic, reversible decrease (RD) and irreversible decrease (ID) responses. The shape and amplitude of the optical signal were not associated with a particular cellular phenotype but reflected the physiopathological status of neurons linked to the degree of NMDA activity. Thus, the biphasic, RD, and ID responses indicated, respectively, a low-level, a high-level, and an "excitotoxic" level of NMDA activation. Moreover, furosemide and bumetanide, two inhibitors of sodium-coupled and/or potassium-coupled chloride movement strongly modified the phase shift, suggesting an involvement of two neuronal cotransporters, NKCC1 (Na-K-Cl) and KCC2 (K-Cl) in the genesis of the optical signal. This observation is of particular interest since it shows that DHM is the first imaging technique able to monitor dynamically and in situ the activity of these cotransporters during physiological and/or pathological neuronal conditions.

Intergovernmental Transfers and Elementary Education: Quasi-Experimental Evidence from Brazil

Whether providing additional resources to local communities leads to improved public services and better outcomes more generally, given existing management capacity and incentive and accountability structures, is an unresolved yet important question for public policy. This paper uses a regression-discontinuity design to evaluate the effect of unrestricted fiscal transfers on local spending (including on education), schooling and learning in Brazil. Results show that transfers increase local public spending almost one for one with no evidence of crowding out own revenue or other revenue sources. Extra per capita transfers of 1000 Reais lead to about 0.42 additional years of elementary schooling and student literacy rates increase by about 5.6 percentage points on average. Part of this effect arises through higher teacher-student ratios in municipal elementary school systems. Results also suggest that additional resources have stronger effects in more rural and less developed parts of Brazil.

Toolbox to Address Safety and Operations on School Grounds and Public Streets Adjacent to Elementary and Middle Schools in Iowa, August 2006

This study identified transportation safety issues at existing Iowa school sites through on-site observations, traffic data collection, and through interviews with schools, law enforcement, and traffic engineers. Frequently observed problems, such as crossing at unmarked crosswalks, unloading and loading students on the street side, inattentive student safety patrols, and illegal parking, were documented and solutions were recommended for implementation. The results of the study also conclude that regular communications between school officials, traffic engineers, law enforcement, parents, and school transportation personnel are all critical to promoting safe operations within school zones.

Modes of acquisition of health literacy skills in informal learning contexts

In this article we try to analyze the learning processes of health literacy skills in informal contexts. We intend to broaden the understanding of the learning process beyond the formal contexts, thus contributing to the elucidation of health professionals on how individuals acquire and manage their knowledge in health matters. Given our goal, we use an analytic corpus constituted by one hundred autobiographical narratives written between 2006 and 2011, in educational contexts but with recognized potential for use in different scientific fields, including health. The results reveal the existence of three different types of modes of learning health literacy skills in informal context: : i) learning that takes place in action, in achieving daily tasks; ii) learning processes that result from problem solving; iii) learning that occurs in an unplanned manner, resulting from accidental circumstances and, in some cases, devoid of intentionality.

Testing Spatial Autocorrelation in Weighted Networks : the Modes Permutation Test

In a weighted spatial network, as specified by an exchange matrix, the variances of the spatial values are inversely proportional to the size of the regions. Spatial values are no more exchangeable under independence, thus weakening the rationale for ordinary permutation and bootstrap tests of spatial autocorrelation. We propose an alternative permutation test for spatial autocorrelation, based upon exchangeable spatial modes, constructed as linear orthogonal combinations of spatial values. The coefficients obtain as eigenvectors of the standardised exchange matrix appearing in spectral clustering, and generalise to the weighted case the concept of spatial filtering for connectivity matrices. Also, two proposals aimed at transforming an acessibility matrix into a exchange matrix with with a priori fixed margins are presented. Two examples (inter-regional migratory flows and binary adjacency networks) illustrate the formalism, rooted in the theory of spectral decomposition for reversible Markov chains.

Erosão dos solos em Cabo Verde - Estudos dos Processos e Quantificação de Três Bacias na Ilha de Santiago

L’archipel du Cap Vert constitué de 10 îles volcaniques appartient à la zone sahélienne qui s’étend de l’atlantique jusqu’à la mer rouge. Depuis, plusieurs décennies le Cap Vert est affecté par la désertification causée en grande partie par la récession climatique et l’érosion des sols. Ces facteurs, associés à la forte pression anthropique sur les ressources, à l’orographie accidentée et à des pluies tropicales parfois diluviennes, provoquent de sérieuses pertes du patrimoine foncier. Cependant, depuis son Indépendance en 1975, le Gouvernement a mené un vaste programme d’arborisation, de restauration des terres et d’aménagement des cours d’eau. Pourtant, très peu de recherches ont été menées pour évaluer les actions de protection et de conservation des sols et des eaux. Par conséquent, il n’existe quasiment pas de données sur la problématique de la dégradation des terres ni de bilans. Dans le cadre de ce travail, nous avons étudié les différents facteurs qui contrôlent l’érosion hydrique des sols. Nous avons plus particulièrement cherché à différencier les effets des activités humaines, notamment agricoles, de ceux des facteurs climatiques comme les précipitations et la génération des écoulements. Nous avons également établi les premiers bilans d’exportations de matières en suspension et en solution dans le contexte de l’archipel du Cap Vert. L’étude a été menée à l’échelle de trois bassins versants de l’ile de Santiago Cap-Vert. Ces trois bassins versant (Longueira, Grande et Godim) sont localisés dans la partie centrale de l’île de Santiago et représentatifs des divers modes d’occupation du sol et des différents climats de l’île. Il existe un gradient climatique entre les trois bassins versants. En effet, Longueira qui présente une superficie de 4,18 km2, une pente moyenne de 47 %, se localise dans une zone humide couverte à 69 % par une forêt et une surface agricole de 17 %. Grande avec une superficie de 1,87 km2, se localise en zone sub humide pour une pente moyenne de 50 %, il est essentiellement agricole. Godim, avec une superficie de 2,0 km2, se localise en zone semi aride, il est particulièrement agricole et sa pente moyenne est de 32 %. Pour ces trois bassins versants, les écoulements de crue à l’exutoire ont été mesurés et échantillonnés de 2004 à 2009. Le bassin versant de Longueira a fait l’objet d’un suivi plus poussé, notamment en termes de fréquence d’échantillonnage et de suivi des écoulements hors crue. Sur chaque échantillon nous avons procédé à la détermination de la concentration des matières en suspension ainsi qu’à l’analyse des éléments majeurs. Les résultats obtenus montrent que l’érosion mécanique dans les 3 bassins versants est caractérisée par une forte variabilité spatiale et temporelle. Sur la période 2005-2009, le bilan moyen annuel pour les bassins versants de Longueira, Grande et Godim est de : 4266, 157 et 10,1 t.km2.an-1 respectivement. La saison humide 2006 a été la plus érosive pour l’ensemble des trois bassins versants et particulièrement dans Longueira avec 2 crues exceptionnelles qui ont généré une concentration moyenne de matières en suspension supérieure à 100 g/l. En revanche, les saisons 2005 et 2008 ont été dans l’ensemble peu érosives car les concentrations moyennes ne dépassèrent pas 20 g/l. Par ailleurs, il n’y a pas eu de lames d’eau écoulées pour les saisons 2005 et 2007 pour le bassin de Godim. Sur le bassin de Longueira, l’étude des phénomènes d’hystérésis permet de caractériser chaque crue et de montrer que l’évolution temporelle des exportations de matières en suspension au cours de la saison est fortement influencée par les activités agricoles. En effet, la première crue provoque l’exportation massive des sédiments disponibles et localisés dans le lit du cours d’eau. En conséquence, la seconde est moins exportatrice de sédiments. Un mois après les premières pluies, les activités de sarclage diminuent la densité du couvert végétal et destructurent la partie superficielle des sols, ce qui provoque à nouveau une très forte exportation de sédiments lors de la troisième crue. Les résultats de l’érosion chimique sur le bassin de Longueira indiquent que le taux d’érosion chimique moyen s’élève à 45 t.km2.an-1 avec une forte variabilité temporelle. En effet, les saisons les plus humides de 2006 et 2007 sont les plus exportatrices de matières en solution, alors que 2005 a eu une faible exportation. L’utilisation du modèle de mélanges EMMA (End-Members Mixing Analysis) montre que les écoulements hypodermique et profond, qui alimentent le cours d’eau en éléments dissous, sont les principaux facteurs de l’érosion chimique. On montre ainsi que les écoulements hors crue sont à l’origine de plus de 90% des flux d’érosion chimique. L’écoulement superficiel, qui contribue à environ 70 % du débit du cours d’eau en crue, constitue un facteur de premier plan de l’érosion mécanique des sols.