The macroeconomic effects of German unification: Real adjustments and the welfare state

We study the effects of German unification in a model with capital accumulation, skill differences and a welfare state. We argue that this event is similar to a mass migration of low-skilled agents holding no capital into a foreign country. Absent a welfare state, we observe an investment boom, depressed output and employment conditions. Capital owners and high-skilled agents are willing to give up to 4% of per-capita consumption to favor unification. When a welfare state exists the investment boom disappears and the recession is prolonged. Now, with unification, capital owners and high-skilled agents lose 4% of per-capita consumption.

Natalizumab treatment alters the expression of T-cell trafficking marker LFA-1 α-chain (CD11a) in MS patients.

OBJECTIVE: To determine the long-term effect of natalizumab (NTZ) treatment on the expression of integrins and chemokine receptors involved in the migration of T cells towards the central nervous system (CNS). METHODS: We drew the blood of 23 patients just before starting NTZ therapy and every 12 months thereafter, for up to 48 months of treatment. We assessed the ex-vivo expression of phenotype markers (CCR7 and CD45RA), CNS-addressing integrins (CD11a, CD49d and CD29) and chemokine receptors (CXCR3 and CCR6) in CD4+ or CD8+ T-cell subsets by flow cytometry. RESULTS: As compared to the pre-NTZ values, there was a marked increase in central memory (CCR7+/CD45RA-) CD4+ T cells and in effector memory (CCR7-/CD45RA-) CD8+ T cells at 12 and 24 months. In addition to an expected downregulation of both VLA-4 subunits (CD49d/CD29), we also found decreased T-cell expression of CXCR3 at 12 months, and of CD11a (LFA-1 αL subunit) at 12 months, but mostly at 24 months of NTZ treatment. CONCLUSION: Our data show a nadir of CD11a expression at 2 years of NTZ treatment, at the peak of incidence of progressive multifocal leukoencephalopathy (PML), indirectly suggesting that a lack of these molecules may play a role in the onset of PML in NTZ-treated patients.

Geometry, petrology and growth of a shallow crustal laccolith : the Torres del Paine Mafic Complex (Patagonia)

1. ABSTRACTS - RÉSUMÉSSCIENTIFIC ABSTRACT - ENGLISH VERSIONGeometry, petrology and growth of a shallow crustal laccolith: the Torres del Paine Mafi c Complex (Patagonia)The Torres del Paine intrusive complex (TPIC) is a composite mafic-granitic intrusion, ~70km2, belonging to a chain of isolated Miocene plutons in southern Patagonia. Their position is intermediate between the Mesozoic-Cenozoic calc-alkaline subduction related Patagonian batholith in the West and the late Cenozoic alkaline basaltic back-arc related plateau lavas in the East. The Torres del Paine complex formed during an important reconfiguration of the Patagonian geodynamic setting, with a migration of magmatism from the arc to the back-arc, possibly related to the Chile ridge subductionThe complex intruded the flysch of the Cretaceous Cerro Toro and Punta Barrosa Formations during the Miocene, creating a well-defined narrow contact aureole of 200-400 m width.In its eastern part, the Torres del Paine intrusive complex is a laccolith, composed of a succession of hornblende-gabbro to diorite sills at its base, with a total thickness of ~250m, showing brittle contacts with the overlying granitic sills, that form spectacular cliffs of more than 1000m. This laccolith is connected, in the western part, to its feeding system, with vertical alternating sheets of layered gabbronorite and Hbl-gabbro, surrounded and percolated by diorites. ID-TIMS U-Pb on zircons on feeder zone (FZ) gab- bros yield 12.593±0.009Ma and 12.587±0.009Ma, which is identifcal within error to the oldest granite dated so far by Michel et al. (2008). In contrast, the laccolith mafic complex is younger than than the youngest granite (12.50±0.02Ma), and has been emplaced from 12.472±0.009Ma to 12.431 ±0.006Ma, by under-accretion beneath the youngest granite at the interface with previously emplaced mafic sills.The gabbronorite crystallization sequence in the feeder zone is dominated by olivine, plagioclase, clinopyroxene and orthopyroxene, while amphibole forms late interstitial crystals. The crystallization sequence is identical in Hornblende-gabbro from the feeder zone, with higher modal hornblende. Gabbronorite and Hornblende-gabbro both display distinct Eu and Sr positive anomalies. In the laccolith, a lower Hornblende-gabbro crystallized in sills and evolved to a high alkali shoshonitic series. The Al203, Ti02, Na20, K20, Ba and Sr composition of these gabbros is highly variable and increases up to ~50wt% Si02. The lower hornblende-gabbro is characterized by kaersutite anhedral cores with inclusions of olivine, clino- and orthopyroxene and rare apatite and An70 plagioclase. Trace element modelling indicates that hornblende and clinopyroxene are in equilibrium with a liquid whose composition is similar to late basaltic trachyandesitic dikes that cut the complex. The matrix in the lower hornblende gabbro is composed of normally zoned oligoclase, Magnesio-hornblende, biotite, ilmenite and rare quartz and potassium feldspar. This assemblage crystallized in-situ from a Ba and Sr-depleted melts. In contrast, the upper Hbl-gabbro is high-K calc-alkaline. Poikilitic pargasite cores have inclusions of euhedral An70 plagioclase inclusions, and contain occasionally clinopyroxene, olivine and orthopyroxene. The matrix composition is identical to the lower hornblende-gabbro and similar to the diorite. Diorite bulk rock compositions show the same mineralogy but different modal proportions relative to hornblende-gabbrosThe Torres del Paine Intrusive Complex isotopic composition is 87Sr/86Sr=0.704, 143Nd/144Nd=0.5127, 206Pb/204Pb=18.70 and 207Pb/204Pb=15.65. Differentiated dioritic and granitic units may be linked to the gabbroic cumulates series, with 20-50% trapped interstitial melt, through fractionation of olivine-bearing gabbronorite or hornblende-gabbro fractionation The relative homogeneity of the isotopic compositions indicate that only small amounts of assimilation occurred. Two-pyroxenes thermometry, clinopyroxene barometry and amphibole-plagioclase thermometry was used to estimate pressure and temperature conditions. The early fractionation of ultramafic cumulates occurs at mid to lower crustal conditions, at temperatures exceeding 900°C. In contrast, the TPIC emplacement conditions have been estimated to ~0.7±0.5kbar and 790±60°C.Based on field and microtextural observations and geochemical modelling, fractionation of basaltic-trachyandesitic liquids at intermediate to lower crustal levels, has led to the formation of the Torres del Paine granites. Repetitive replenishment of basaltic trachy- andesitic liquid in crustal reservoirs led to mixed magmas that will ascend via the feeder zone, and crystallize into a laccolith, in the form of successive dioritic and gabbroic sills. Dynamic fractionation during emplacement concentrated hornblende rich cumulates in the center of individual sills. Variable degrees.of post-emplacement compaction led to the expulsion of felsic liquids that preferentially concentrated at the top of the sills. Incremental sills amalgamation of the entire Torres del Paine Intrusive Complex has lasted for ~160ka.RESUME SCIENTIFIQUE - VERSION FRANÇAISEGéométrie, pétrologie et croissance d'un laccolite peu profond : Le complexe ma- fique du Torres del Paine (Patagonie)Le Complexe Intrusif du Torres del Paine (CITP) est une intrusion bimodale, d'environ 70km2, appartenant à une chaîne de plutons Miocènes isolés, dans le sud de la Patago-nie. Leur position est intermédiaire entre le batholite patagonien calco-alcalin, à l'Ouest, mis en place au Mesozoïque-Cenozoïque dans un contexte de subduction, et les basal-tes andésitiques et trachybasaltes alcalins de plateau, plus jeune, à l'Est, lié à l'ouverture d'un arrière-arc.A son extrémité Est, le CITP est une succession de sills de gabbro à Hbl et de diorite, sur une épaisseur de ~250m, avec des évidences de mélange. Les contacts avec les sills de granite au-dessus, formant des parois de plus de 1000m, sont cassants. Ce laccolite est connecté, dans sa partie Ouest, à une zone d'alimentation, avec des intrusions sub-ver- ticales de gabbronorite litée et de gabbro à Hbl, en alternance. Celles-ci sont traversées et entourées par des diorites. Les zircons des gabbros de la zone d'alimentation, datés par ID-TIMS, ont cristallisés à 12.593±0.009Ma et 12.587±0.009Ma, ce qui correspond au plus vieux granite daté à ce jour par Michel et al. (2008). A l'inverse, les roches manques du laccolite se sont mises en place entre 12.472±0.009Ma et 12.431 ±0.006Ma, par sous-plaquage successifs à l'interface avec le granite le plus jeune daté à ce jour (12.50±0.02Ma).La séquence de cristallisation des gabbronorites est dominée par Ol, Plg, Cpx et Opx, alors que la Hbl est un cristal interstitiel. Elle est identique dans les gabbros à Hbl de la zone d'alimentation, avec ~30%vol de Hbl. Les gabbros de la zone d'alimentation montrent des anomalies positives en Eu et Sr distinctes. Dans le laccolite, le gabbro à Hbl inférieur évolue le long d'une série shoshonitique, riche en éléments incompatibles. Sa concentration en Al203, Ti02, Na20, K20, Ba et Sr est très variable et augmente rapide-ment jusqu'à ~50wt% Si02. Il est caractérisé par la présence de coeurs résorbés de kaer- sutite, entourés de Bt, et contenant des inclusions d'OI, Cpx et Opx, ou alors d'Ap et de rares Plg (An70). Hbl et Cpx ont cristallisés à partir d'un liquide de composition similaire aux dykes trachy-andesite basaltique du CITP. La matrice, cristallisée in-situ à partir d'un liquide pauvre en Ba et Sr, est composée d'oligoclase zoné de façon simple, de Mg-Hbl, Bt, llm ainsi que de rares Qtz et KF. Le gabbro à Hbl supérieur, quant à lui, appartient à une suite chimique calco-alcaline riche en K. Des coeurs poecilitiques de pargasite con-tiennent de nombreuses inclusions de Plg (An70) automorphe, ainsi que des Ol, Cpx et Opx. La composition de la matrice est identique à celle des gabbros à Hbl inférieurs et toutes deux sont similaires à la minéralogie des diorites. Les analyses sur roches totales de diorites montrent la même variabilité que celles de gabbros à Hbl, mais avec une ten-eur en Si02 plus élevée.La composition isotopique des liquides primitifs du CITP a été mesurée à 87Sr/86Sr=0.704, 143Nd/144Nd=0.5127, 206Pb/204Pb=18.70 et 207Pb/204Pb=15.65. Les granites et diorites différenciés peuvent être reliés à des cumulais gabbronoritiques (F=0.74 pour les granites et F=1-0.5 pour les diorites) et gabbroïques à Hbl (fractionnement supplémentaire pour les granites, avec F=0.3). La cristallisation de 20 à 50%vol de liquide interstitiel piégé dans les gabbros du CITP explique leur signature géochimique. Seules de faibles quantités de croûte continentale ont été assimilées. La température et la pression de fractionnement ont été estimées, sur la base des thermobaromètres Opx-Cpx, Hbl-Plg et Cpx, à plus de 900°C et une profondeur correspondant à la croûte inférieure-moyenne. A l'inverse, les conditions de cristallisation de la matrice des gabbros et diorites du laccolite ont été estimées à 790±60°C et ~0.7±0.5kbar.Je propose que les liquides felsiques du CITP se soient formés par cristallisation frac-tionnée en profondeur des assemblages minéralogiques observés dans les gabbros du CITP, à partir d'un liquide trachy-andesite basaltique. La percolation de magma dans les cristaux accumulés permet la remontée du mélange à travers la zone d'alimentation, vers le laccolite, où des sills se mettent en place successivement. L'amalgamation de sills dans le CITP a duré ~160ka.Le CITP s'est formé durant une reconfiguration importante du contexte géodynamique en Patagonie, avec un changement du magmatisme d'arc vers un volcanisme d'arrière- arc. Ce changement est certainement lié à la subduction de la ride du Chili.RESUME GRAND PUBLIC - VERSION FRANÇAISEGéométrie, pétrologie et croissance d'une chambre magmatique peu profonde : Le complexe mafique du Torres del Paine (Patagonie)Le pourtour de l'Océan Pacifique est caractérisé par une zone de convergence de plaques tectoniques, appelée zone de subduction, avec le plongement de croûte océa-nique sous les Andes dans le cas de la Patagonie. De nombreux volcans y sont associés, formant la ceinture de feu. Mais seuls quelques pourcents de tout le magma traversant la croûte terrestre parviennent à la surface et la majeure partie cristallise en profondeur, dans des chambres magmatiques. Quelles est leur forme, croissance, cristallisation et durée de vie ? Le complexe magmatique du Torres del Paine représente l'un des meilleurs endroits au monde pour répondre à ces questions. Il se situe au sud de la Patagonie, formant un massif de 70km2. Des réponses peuvent être trouvées à différentes échelles, variant de la montagne à des minéraux de quelques 1000ème de millimètres.Il est possible de distinguer trois types de roches : des gabbros et des diorites sur une épaisseur de 250m, surmontées par des parois de granite de plus de 1000m. Les contacts entre ces roches sont tous horizontaux. Entre granites et gabbro-diorite, le contact est net, indiquant que le second magma s'est mis en place au contact avec un magma plus ancien, totalement solidifié. Entre gabbros et diorites, les contacts sont diffus, souvent non-linéaires, indiquant à l'inverse la mise en contact de magmas encore partiellement liquides. Dans la partie Ouest de cette chambre magmatique, les contacts entre roches sont verticaux. Il s'agit certainement du lieu de remplissage de la chambre magmatique.Lors du refroidissement d'un magma, différents cristaux vont se former. Leur stabilité et leur composition varient en fonction de la pression, de la température ou de la chimie du magma. La séquence de cristallisation peut être définie sur la base d'observations microscopiques et de la composition chimique des minéraux. Différents gabbros sont ainsi distingués : le gabbro à la base est riche en hornblende, d'une taille de ~5mm, sans inclusion de plagioclase mais avec des cristaux d'olivine, clinopyroxene et orthopyroxene inclus ; le gabbro supérieur est lui-aussi riche en hornblende (~5mm), avec les mêmes inclusions additionnées de plagioclase. Ces cristaux se sont formés à une température supérieure à 900°C et une profondeur correspondant à la croûte moyenne ou inférieure. Les minéraux plus fin, se trouvant hors des cristaux de hornblende des deux gabbros, sont similaires à ceux des diorites : plagioclase, biotite, hornblende, apatite, quartz et feldspath alcalin. Ces minéraux sont caractéristiques des granites. Ils ont cristallisé à ~790°C et ~2km de profondeur.La cristallisation des minéraux et leur extraction du magma par gravité provoque un changement progressif de la composition de ce dernier. Ainsi, après extraction d'olivine et d'orthopyroxene riches en Mg, de clinopyroxene riche en Ca, de plagioclase riche en Ca et Al et d'hornblende riche en Ca, Al et Mg, le liquide final sera appauvri en ces élé-ments. Un lien peut ainsi être proposé entre les diorites dont la composition est proche du liquide de départ, les granites dont la composition est similaire au liquide final, et les gabbros dont la minéralogie correspond aux minéraux extraits.L'utilisation de zircons, un minéral riche en U dont les atomes se transforment en Pb par décomposition radioactive au cours de millions d'années, permet de dater le refroidissement des roches qui les contiennent. Ainsi, il a été observé que les roches de la zone d'alimentation, à l'Ouest du complexe magmatique, ont cristallisés il y a 12.59±0.01 Ma, en même temps que les granites les plus vieux, se trouvant au sommet de la chambre magmatique, datés par Michel et al. (2008). Les deux roches pourraient donc avoir la même origine. A l'inverse, les gabbros et diorites de la chambre magmatique ont cristallisé entre 12.47±0.01Ma et 12.43±0.01Ma, les roches les plus vieilles étant à la base.En comparant la composition des roches du Torres del Paine avec celles d'autres en-tités géologiques de Patagonie, les causes du magmatisme peuvent être recherchées. A l'Ouest, on trouve en effet des intrusions granitiques, plus anciennes, caractéristiques de zones de convergence de plaque tectonique, alors qu'à l'Est, des laves basaltiques plus jeunes sont caractéristiques d'une dynamique d'extension. Sur la base des compositions chimiques des roches de ces différentes entités, l'évolution progressive de l'une à l'autre a pu être démontrée. Elle est certainement due à l'arrivée d'une dorsale océanique (zone d'extension crustale et de création de croûte océanique par la remontée de magma) dans la zone de subduction, le long des Andes.Je propose que, dans un premier temps, des magmas granitiques sont remontés dans la chambre magmatique, laissant d'importants volumes de cristaux dans la croûte pro-fonde. Dans un second épisode, les cristaux formés en profondeur ont été transportés à travers la croûte continentale, suite au mélange avec un nouveau magma injecté. Ces magmas chargés de cristaux ont traversé la zone d'alimentation avant de s'injecter dans la chambre magmatique. Différents puises ont été distingués, injectés dans la chambre magmatique du sommet à la base concernant les granites, puis à la base du granite le plus jeune pour les gabbros et diorites. Le complexe magmatique du Torres del Paine s'est construit sur une période totale de 160'000±20'000 ans.

Cape Verdean Creole of São Vicente: Its genesis and Structure

Although the Santiago variety of Cape Verdean Creole (CVC) has been the subject of numerous linguistic works, the second major variety of the language, i.e. the São Vicente variety of CVC (CVSV), has hardly been described. Nevertheless this lack of studies and given its striking differences, on all linguistic levels, from the variety of Santiago (CVST), the implicit explanation for such divergences, echoed for decades in the literature on CVC, has been the presumably decreolized character of CVSV. First, this study provides a comprehensive fieldwork-based synchronic description of CVSV major morpho-syntactic categories in the intent to document the variety. Second, it aims to place the study of CVSV within a broader scope of contact linguistics in the quest to explain its structure. Based on analyses of historical documents and studies, it reconstructs the sociohistorical scenario of the emergence and development of CVSV in the period of 1797- 1975. From the comparison of the current structures of CVSV and CVST, the examination of linguistic data in historical texts and the analysis of sociohistorical facts it becomes clear that the contemporary structure of CVSV stems from the contact-induced changes that occurred during the intensive language and dialect contact on the island of São Vicente in the early days of its settlement in the late 18th and ensuing early 19th century development, rather than from modern day pressure of Portuguese. Although this dissertation argues for multiple explanations rather than a single theory, by showing that processes such as languages shift among the first Portuguese settlers, L2 acquisition, migration of the Barlavento speakers and subsequent dialect leveling as well as language borrowing at a later stage were at stake, it demonstrates the usefulness of partial-restructuring model proposed by Holm (2004).

Gene deletion of dopamine beta-hydroxylase and alpha1-adrenoceptors demonstrates involvement of catecholamines in vascular remodeling.

In vitro studies have shown that stimulation of alpha1-adrenoceptors (ARs) directly induces proliferation, hypertrophy, and migration of arterial smooth muscle cells and adventitial fibroblasts. In vivo studies confirmed these findings and showed that catecholamine trophic activity becomes excessive after experimental balloon injury and contributes to neointimal growth, adventitial thickening, and lumen loss. However, past studies have been limited by selectivity of pharmacological agents. The aim of this study, in which mice devoid of norepinephrine and epinephrine synthesis [dopamine beta-hydroxylase (DBH-/-)] or deficient in alpha1-AR subtypes expressed in murine carotid (alpha1B-AR-/- and alpha1D-AR-/-) were used, was to test the hypothesis that catecholamines contribute to wall hypertrophy after injury. At 3 wk after injury of wild-type mice, lumen area and carotid circumference increased significantly, and hypertrophy of media and adventitia was in excess of that needed to restore circumferential wall stress to normal. In DBH-/- and alpha1B-AR-/- mice, increases in lumen area, circumference, and hypertrophy of the media and adventitia were reduced by 50-91%, resulting in restoration of wall tension to nearly normal (DBH-/-) or normal (alpha1B-AR-/-). In contrast, in alpha1D-AR-/- mice, increases in lumen area, circumference, and wall hypertrophy were unaffected and wall thickening remained in excess of that required to return tension to normal. When examined 5 days after injury, proliferation and leukocyte infiltration were inhibited in DBH-/- mice. These studies suggest that the trophic effects of catecholamines are mediated primarily by alpha1B-ARs in mouse carotid and contribute to hypertrophic growth after vascular injury.

Reelin controls progenitor cell migration in the healty and pathological adult brain

Understanding the signals that control migration of neural progenitor cells in the adult brain may provide new therapeutic opportunities. Reelin is best known for its role in regulating cell migration during brain development, but we now demonstrate a novel function for reelin in the injured adult brain. First, we show that Reelin is upregulated around lesions. Second, experimentally increasing Reelin expression levels in healthy mouse brain leads to a change in the migratory behavior of subventricular zone-derived progenitors, triggering them to leave the rostral migratory stream (RMS) to which they are normally restricted during their migration to the olfactory bulb. Third, we reveal that Reelin increases endogenous progenitor cell dispersal in periventricular structures independently of any chemoattraction but via cell detachment and chemokinetic action, and thereby potentiates spontaneous cell recruitment to demyelination lesions in the corpus callosum. Conversely, animals lacking Reelin signaling exhibit reduced endogenous progenitor recruitment at the lesion site. Altogether, these results demonstrate that beyond its known role during brain development, Reelin is a key player in post-lesional cell migration in the adult brain. Finally our findings provide proof of concept that allowing progenitors to escape from the RMS is a potential therapeutic approach to promote myelin repair.

Importance of the subscapularis muscle after total shoulder arthroplasty.

BACKGROUND: The rotator cuff muscles are the main stabilizer of the glenohumeral joint. After total shoulder arthroplasty using anterior approaches, a dysfunction of the subscapularis muscle has been reported. In the present paper we tested the hypothesis that a deficient subscapularis following total shoulder arthroplasty can induce joint instability. METHODS: To test this hypothesis we have developed an EMG-driven musculoskeletal model of the glenohumeral joint. The model was based on an algorithm that minimizes the difference between measured and predicted muscular activities, while satisfying the mechanical equilibrium of the glenohumeral joint. A movement of abduction in the scapular plane was simulated. We compared a normal and deficient subscapularis. Muscle forces, joint force, contact pattern and humeral head translation were evaluated. FINDINGS: To satisfy the mechanical equilibrium, a deficient subscapularis induced a decrease of the force of the infraspinatus muscle. This force decrease was balanced by an increase of the supraspinatus and middle deltoid. As a consequence, the deficient subscapularis induced an upward migration of the humeral head, an eccentric contact pattern and higher stress within the cement. INTERPRETATION: These results confirm the importance of the suscapularis for the long-term stability of total shoulder arthroplasty.

Genesis of the sombric horizon in ultisols (red argisols) in southern Santa Catarina, Brazil

Dark subsurface horizons, with properties similar to the sombric horizon characterized by the USA Soil Taxonomy, are frequent in Southern Brazil. The genesis of this horizon is controversial and poorly understood. This study aimed to describe the occurrence of sombric-like horizons in Ultisols in the South of Santa Catarina State, at low altitudes, and suggest possible processes of humus transference, accumulation and persistence in these horizons. Physical, chemical and mineralogical properties of four Ultisols were evaluated; three were sampled in a toposequence, and another representative one in an isolated profile (RSP). The dark subsurface horizons coincide with the AB and BA transitional genetic horizons; they are acid, low in base saturation, and have a similar clay mineralogy in all horizons. Very high amounts of Fe and Al extracted by ammonium oxalate and sodium pyrophosphate solution as well as maximum Al extracted by CuCl2 solution were observed in these dark subsurface horizons, indicating a possible migration of these elements in the form of organometallic complexes. The contents of Al plus ½ Fe extracted from the RSP soil horizons with ammonium oxalate indicated spodic materials in the sombric-like horizon, although the soil morphology was not compatible with Spodosols. Maximum contents of fine clay were also found in the sombric-like horizon, suggesting Fe and Al migration as clay-humic substances. However, the hypothesis that sombric-like horizons in these soils are a relict feature of a grass paleovegetation, different from the current dense seasonal forest, should not be discarded but investigated in further studies.

Exopolysaccharides produced by the symbiotic nitrogen-fixing bacteria of leguminosae

The process of biological nitrogen fixation (BNF), performed by symbiotic nitrogen fixing bacteria with legume species, commonly known as α and β rhizobia, provides high sustainability for the ecosystems. Its management as a biotechnology is well succeeded for improving crop yields. A remarkable example of this success is the inoculation of Brazilian soybeans with Bradyrhizobium strains. Rhizobia produce a wide diversity of chemical structures of exopolysaccharides (EPS). Although the role of EPS is relatively well studied in the process of BNF, their economic and environmental potential is not yet explored. These EPS are mostly species-specific heteropolysaccharides, which can vary according to the composition of sugars, their linkages in a single subunit, the repeating unit size and the degree of polymerization. Studies have showed that the EPS produced by rhizobia play an important role in the invasion process, infection threads formation, bacteroid and nodule development and plant defense response. These EPS also confer protection to these bacteria when exposed to environmental stresses. In general, strains of rhizobia that produce greater amounts of EPS are more tolerant to adverse conditions when compared with strains that produce less. Moreover, it is known that the EPS produced by microorganisms are widely used in various industrial activities. These compounds, also called biopolymers, provide a valid alternative for the commonly used in food industry through the development of products with identical properties or with better rheological characteristics, which can be used for new applications. The microbial EPS are also able to increase the adhesion of soil particles favoring the mechanical stability of aggregates, increasing levels of water retention and air flows in this environment. Due to the importance of EPS, in this review we discuss the role of these compounds in the process of BNF, in the adaptation of rhizobia to environmental stresses and in the process of soil aggregation. The possible applications of these biopolymers in industry are also discussed.

Chronofunctions of Heilu soil developed from Loess in Luochuan, on the chinese Loess plateau

Soil chronofunctions are an alternative for the quantification of soil-forming processes and underlie the modeling of soil genesis. To establish soil chronofunctions of a Heilu soil profile on Loess in Luochuan, selected soil properties and the 14C ages in the Holocene were studied. Linear, logarithmic, and third-order polynomial functions were selected to fit the relationships between soil properties and ages. The results indicated that third-order polynomial function fit best for the relationships between clay (< 0.002 mm), silt (0.002-0.02 mm), sand (0.02-2 mm) and soil ages, and a trend of an Ah horizon ocurrence in the profile. The logarithmic function indicated mainly variations of soil organic carbon and pH with time (soil age). The variation in CaCO3 content, Mn/Zr, Fe/Zr, K/Zr, Mg/Zr, Ca/Zr, P/Zr, and Na/Zr ratios with soil age were best described by three-order polynomial functions, in which the trend line showed migration of CaCO3 and some elements.

The epithelial sodium channel mediates the directionality of galvanotaxis in human keratinocytes.

Cellular directional migration in an electric field (galvanotaxis) is one of the mechanisms guiding cell movement in embryogenesis and in skin epidermal repair. The epithelial sodium channel (ENaC), in addition to its function of regulating sodium transport in kidney, has recently been found to modulate cell locomotory speed. Here we tested whether ENaC has an additional function of mediating the directional migration of galvanotaxis in keratinocytes. Genetic depletion of ENaC completely blocks only galvanotaxis and does not decrease migration speed. Overexpression of ENaC is sufficient to drive galvanotaxis in otherwise unresponsive cells. Pharmacologic blockade or maintenance of the open state of ENaC also decreases or increases, respectively, galvanotaxis, suggesting that the channel open state is responsible for the response. Stable lamellipodial extensions formed at the cathodal sides of wild-type cells at the start of galvanotaxis; these were absent in the ENaC knockout keratinocytes, suggesting that ENaC mediates galvanotaxis by generating stable lamellipodia that steer cell migration. We provide evidence that ENaC is required for directional migration of keratinocytes in an electric field, supporting a role for ENaC in skin wound healing.

Numerical simulation of gel electrophoresis of DNA knots in weak and strong electric fields.

Gel electrophoresis allows one to separate knotted DNA (nicked circular) of equal length according to the knot type. At low electric fields, complex knots, being more compact, drift faster than simpler knots. Recent experiments have shown that the drift velocity dependence on the knot type is inverted when changing from low to high electric fields. We present a computer simulation on a lattice of a closed, knotted, charged DNA chain drifting in an external electric field in a topologically restricted medium. Using a Monte Carlo algorithm, the dependence of the electrophoretic migration of the DNA molecules on the knot type and on the electric field intensity is investigated. The results are in qualitative and quantitative agreement with electrophoretic experiments done under conditions of low and high electric fields.

Blocking Junctional Adhesion Molecule C Enhances Dendritic Cell Migration and Boosts the Immune Responses against Leishmania major.

The recruitment of dendritic cells to sites of infections and their migration to lymph nodes is fundamental for antigen processing and presentation to T cells. In the present study, we showed that antibody blockade of junctional adhesion molecule C (JAM-C) on endothelial cells removed JAM-C away from junctions and increased vascular permeability after L. major infection. This has multiple consequences on the output of the immune response. In resistant C57BL/6 and susceptible BALB/c mice, we found higher numbers of innate immune cells migrating from blood to the site of infection. The subsequent migration of dendritic cells (DCs) from the skin to the draining lymph node was also improved, thereby boosting the induction of the adaptive immune response. In C57BL/6 mice, JAM-C blockade after L. major injection led to an enhanced IFN-γ dominated T helper 1 (Th1) response with reduced skin lesions and parasite burden. Conversely, anti JAM-C treatment increased the IL-4-driven T helper 2 (Th2) response in BALB/c mice with disease exacerbation. Overall, our results show that JAM-C blockade can finely-tune the innate cell migration and accelerate the consequent immune response to L. major without changing the type of the T helper cell response.

Multiscale descriptions of density-driven flow instabilities in porous media

Les instabilités engendrées par des gradients de densité interviennent dans une variété d'écoulements. Un exemple est celui de la séquestration géologique du dioxyde de carbone en milieux poreux. Ce gaz est injecté à haute pression dans des aquifères salines et profondes. La différence de densité entre la saumure saturée en CO2 dissous et la saumure environnante induit des courants favorables qui le transportent vers les couches géologiques profondes. Les gradients de densité peuvent aussi être la cause du transport indésirable de matières toxiques, ce qui peut éventuellement conduire à la pollution des sols et des eaux. La gamme d'échelles intervenant dans ce type de phénomènes est très large. Elle s'étend de l'échelle poreuse où les phénomènes de croissance des instabilités s'opèrent, jusqu'à l'échelle des aquifères à laquelle interviennent les phénomènes à temps long. Une reproduction fiable de la physique par la simulation numérique demeure donc un défi en raison du caractère multi-échelles aussi bien au niveau spatial et temporel de ces phénomènes. Il requiert donc le développement d'algorithmes performants et l'utilisation d'outils de calculs modernes. En conjugaison avec les méthodes de résolution itératives, les méthodes multi-échelles permettent de résoudre les grands systèmes d'équations algébriques de manière efficace. Ces méthodes ont été introduites comme méthodes d'upscaling et de downscaling pour la simulation d'écoulements en milieux poreux afin de traiter de fortes hétérogénéités du champ de perméabilité. Le principe repose sur l'utilisation parallèle de deux maillages, le premier est choisi en fonction de la résolution du champ de perméabilité (grille fine), alors que le second (grille grossière) est utilisé pour approximer le problème fin à moindre coût. La qualité de la solution multi-échelles peut être améliorée de manière itérative pour empêcher des erreurs trop importantes si le champ de perméabilité est complexe. Les méthodes adaptatives qui restreignent les procédures de mise à jour aux régions à forts gradients permettent de limiter les coûts de calculs additionnels. Dans le cas d'instabilités induites par des gradients de densité, l'échelle des phénomènes varie au cours du temps. En conséquence, des méthodes multi-échelles adaptatives sont requises pour tenir compte de cette dynamique. L'objectif de cette thèse est de développer des algorithmes multi-échelles adaptatifs et efficaces pour la simulation des instabilités induites par des gradients de densité. Pour cela, nous nous basons sur la méthode des volumes finis multi-échelles (MsFV) qui offre l'avantage de résoudre les phénomènes de transport tout en conservant la masse de manière exacte. Dans la première partie, nous pouvons démontrer que les approximations de la méthode MsFV engendrent des phénomènes de digitation non-physiques dont la suppression requiert des opérations de correction itératives. Les coûts de calculs additionnels de ces opérations peuvent toutefois être compensés par des méthodes adaptatives. Nous proposons aussi l'utilisation de la méthode MsFV comme méthode de downscaling: la grille grossière étant utilisée dans les zones où l'écoulement est relativement homogène alors que la grille plus fine est utilisée pour résoudre les forts gradients. Dans la seconde partie, la méthode multi-échelle est étendue à un nombre arbitraire de niveaux. Nous prouvons que la méthode généralisée est performante pour la résolution de grands systèmes d'équations algébriques. Dans la dernière partie, nous focalisons notre étude sur les échelles qui déterminent l'évolution des instabilités engendrées par des gradients de densité. L'identification de la structure locale ainsi que globale de l'écoulement permet de procéder à un upscaling des instabilités à temps long alors que les structures à petite échelle sont conservées lors du déclenchement de l'instabilité. Les résultats présentés dans ce travail permettent d'étendre les connaissances des méthodes MsFV et offrent des formulations multi-échelles efficaces pour la simulation des instabilités engendrées par des gradients de densité. - Density-driven instabilities in porous media are of interest for a wide range of applications, for instance, for geological sequestration of CO2, during which CO2 is injected at high pressure into deep saline aquifers. Due to the density difference between the C02-saturated brine and the surrounding brine, a downward migration of CO2 into deeper regions, where the risk of leakage is reduced, takes place. Similarly, undesired spontaneous mobilization of potentially hazardous substances that might endanger groundwater quality can be triggered by density differences. Over the last years, these effects have been investigated with the help of numerical groundwater models. Major challenges in simulating density-driven instabilities arise from the different scales of interest involved, i.e., the scale at which instabilities are triggered and the aquifer scale over which long-term processes take place. An accurate numerical reproduction is possible, only if the finest scale is captured. For large aquifers, this leads to problems with a large number of unknowns. Advanced numerical methods are required to efficiently solve these problems with today's available computational resources. Beside efficient iterative solvers, multiscale methods are available to solve large numerical systems. Originally, multiscale methods have been developed as upscaling-downscaling techniques to resolve strong permeability contrasts. In this case, two static grids are used: one is chosen with respect to the resolution of the permeability field (fine grid); the other (coarse grid) is used to approximate the fine-scale problem at low computational costs. The quality of the multiscale solution can be iteratively improved to avoid large errors in case of complex permeability structures. Adaptive formulations, which restrict the iterative update to domains with large gradients, enable limiting the additional computational costs of the iterations. In case of density-driven instabilities, additional spatial scales appear which change with time. Flexible adaptive methods are required to account for these emerging dynamic scales. The objective of this work is to develop an adaptive multiscale formulation for the efficient and accurate simulation of density-driven instabilities. We consider the Multiscale Finite-Volume (MsFV) method, which is well suited for simulations including the solution of transport problems as it guarantees a conservative velocity field. In the first part of this thesis, we investigate the applicability of the standard MsFV method to density- driven flow problems. We demonstrate that approximations in MsFV may trigger unphysical fingers and iterative corrections are necessary. Adaptive formulations (e.g., limiting a refined solution to domains with large concentration gradients where fingers form) can be used to balance the extra costs. We also propose to use the MsFV method as downscaling technique: the coarse discretization is used in areas without significant change in the flow field whereas the problem is refined in the zones of interest. This enables accounting for the dynamic change in scales of density-driven instabilities. In the second part of the thesis the MsFV algorithm, which originally employs one coarse level, is extended to an arbitrary number of coarse levels. We prove that this keeps the MsFV method efficient for problems with a large number of unknowns. In the last part of this thesis, we focus on the scales that control the evolution of density fingers. The identification of local and global flow patterns allows a coarse description at late times while conserving fine-scale details during onset stage. Results presented in this work advance the understanding of the Multiscale Finite-Volume method and offer efficient dynamic multiscale formulations to simulate density-driven instabilities. - Les nappes phréatiques caractérisées par des structures poreuses et des fractures très perméables représentent un intérêt particulier pour les hydrogéologues et ingénieurs environnementaux. Dans ces milieux, une large variété d'écoulements peut être observée. Les plus communs sont le transport de contaminants par les eaux souterraines, le transport réactif ou l'écoulement simultané de plusieurs phases non miscibles, comme le pétrole et l'eau. L'échelle qui caractérise ces écoulements est définie par l'interaction de l'hétérogénéité géologique et des processus physiques. Un fluide au repos dans l'espace interstitiel d'un milieu poreux peut être déstabilisé par des gradients de densité. Ils peuvent être induits par des changements locaux de température ou par dissolution d'un composé chimique. Les instabilités engendrées par des gradients de densité revêtent un intérêt particulier puisque qu'elles peuvent éventuellement compromettre la qualité des eaux. Un exemple frappant est la salinisation de l'eau douce dans les nappes phréatiques par pénétration d'eau salée plus dense dans les régions profondes. Dans le cas des écoulements gouvernés par les gradients de densité, les échelles caractéristiques de l'écoulement s'étendent de l'échelle poreuse où les phénomènes de croissance des instabilités s'opèrent, jusqu'à l'échelle des aquifères sur laquelle interviennent les phénomènes à temps long. Etant donné que les investigations in-situ sont pratiquement impossibles, les modèles numériques sont utilisés pour prédire et évaluer les risques liés aux instabilités engendrées par les gradients de densité. Une description correcte de ces phénomènes repose sur la description de toutes les échelles de l'écoulement dont la gamme peut s'étendre sur huit à dix ordres de grandeur dans le cas de grands aquifères. Il en résulte des problèmes numériques de grande taille qui sont très couteux à résoudre. Des schémas numériques sophistiqués sont donc nécessaires pour effectuer des simulations précises d'instabilités hydro-dynamiques à grande échelle. Dans ce travail, nous présentons différentes méthodes numériques qui permettent de simuler efficacement et avec précision les instabilités dues aux gradients de densité. Ces nouvelles méthodes sont basées sur les volumes finis multi-échelles. L'idée est de projeter le problème original à une échelle plus grande où il est moins coûteux à résoudre puis de relever la solution grossière vers l'échelle de départ. Cette technique est particulièrement adaptée pour résoudre des problèmes où une large gamme d'échelle intervient et évolue de manière spatio-temporelle. Ceci permet de réduire les coûts de calculs en limitant la description détaillée du problème aux régions qui contiennent un front de concentration mobile. Les aboutissements sont illustrés par la simulation de phénomènes tels que l'intrusion d'eau salée ou la séquestration de dioxyde de carbone.

ASSESSMENT OF BIOAVAILABILITY OF HEAVY METALS AFTER VERMICOMPOSTING IN THE PRESENCE OF ELECTRONIC WASTE

ABSTRACT Heavy metals contained in electronic waste, if discarded improperly, can become bioavailable after vermicomposting, posing a risk to the environment. Small-scale vermicomposting experiments were carried out with printed circuit boards (PCBs) to investigate the migration of heavy metals (Cu, Pb, Zn, Ni, and Sn) to the final compost, as well as the mobility and bioavailability of these metals. High total levels of Pb, Sn and Cu in samples of manure with electronic waste (MEW) and vegetables with electronic waste (VEW) were detected. Based on the initial metal levels in the PCBs and their concentration in the resulting compost, the order of migration of these metals to the MEW and VEW samples was Sn (23.1 %)>Pb (18.4 %)>Ni (4.63 %)>Zn (0.46 %)>Cu (0.14 %) and Sn (24.3 %)>Pb (23.6 %)>Ni (11.33 %)>Zn (1.76 %)>Cu (0.60 %), respectively. Mobility and bioavailability of these metals in the compost were evaluated by three-stage sequential extraction, where F1 was the exchangeable fraction, F2 the organic fraction and F3 the residual fraction. The bioavailability factor (BF) was calculated by the ratio of the sum of fractions F1 and F2 divided by the total sum of the fractions (F1 + F2 + F3). The highest bioavailability factor (BF = 0.92) was found for Pb, the heavy metal considered the greatest environmental concern in this study, indicating the high mobility and the possibility of becoming bioavailable of this metal.