Analysis of micro- and nano-structures of the corneal surface of Drosophila and its mutants by atomic force microscopy and optical diffraction.

Drosophila melanogaster is a model organism instrumental for numerous biological studies. The compound eye of this insect consists of some eight hundred individual ommatidia or facets, ca. 15 µm in cross-section. Each ommatidium contains eighteen cells including four cone cells secreting the lens material (cornea). High-resolution imaging of the cornea of different insects has demonstrated that each lens is covered by the nipple arrays--small outgrowths of ca. 200 nm in diameter. Here we for the first time utilize atomic force microscopy (AFM) to investigate nipple arrays of the Drosophila lens, achieving an unprecedented visualization of the architecture of these nanostructures. We find by Fourier analysis that the nipple arrays of Drosophila are disordered, and that the seemingly ordered appearance is a consequence of dense packing of the nipples. In contrast, Fourier analysis confirms the visibly ordered nature of the eye microstructures--the individual lenses. This is different in the frizzled mutants of Drosophila, where both Fourier analysis and optical imaging detect disorder in lens packing. AFM reveals intercalations of the lens material between individual lenses in frizzled mutants, providing explanation for this disorder. In contrast, nanostructures of the mutant lens show the same organization as in wild-type flies. Thus, frizzled mutants display abnormal organization of the corneal micro-, but not nano-structures. At the same time, nipples of the mutant flies are shorter than those of the wild-type. We also analyze corneal surface of glossy-appearing eyes overexpressing Wingless--the lipoprotein ligand of Frizzled receptors, and find the catastrophic aberration in nipple arrays, providing experimental evidence in favor of the major anti-reflective function of these insect eye nanostructures. The combination of the easily tractable genetic model organism and robust AFM analysis represents a novel methodology to analyze development and architecture of these surface formations.

Tumor cell budding and laminin-5 expression in colorectal carcinoma can be modulated by the tissue micro-environment.

Expression of laminin-5 alpha3, beta3 and gamma2 protein subunits was investigated in colorectal adenocarcinomas using immunostaining and confocal microscopy. The laminin-5 heterotrimer was found in basement membranes and as extracellular deposits in tumor stroma. In contrast to the alpha3 subunit, which was under-expressed, the gamma2 and beta3 subunits were detected in the cytoplasm of carcinoma cells dissociating (budding) from neoplastic tubules, suggestive of focal alterations in laminin-5 assembly and secretion. Laminin-5 gamma2 or beta3 subunit-reactive budding carcinoma cells expressed cytokeratins but not vimentin; they did not proliferate and were not apoptotic. Furthermore, expression of laminin-5 gamma2 and beta3 subunits in budding cells was associated with focal under-expression of the E-cadherin-beta-catenin complex. Results from xenograft experiments showed that budding activity in colorectal adenocarcinomas could be suppressed when these tumors grew at ectopic s.c. sites in nude mice. In vitro, cultured colon carcinoma cells, but not adenoma-derived tumor cells, shared the laminin-5 phenotype expressed by carcinoma cells in vivo. Using colon carcinoma cell lines implanted orthotopically and invading the cecum of nude mice, the laminin-5-associated budding was restored, indicating that this phenotype is not only determined by tumor cell properties but also dependent on the tissue micro-environment. Our results indicate that both laminin-5 alpha3 subunit expression and cell-cell cohesiveness are altered in budding carcinoma cells, which we consider to be actively invading. We propose that the local tissue micro-environment contributes to these events.

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.

A dialética micro/macro na sociologia da educação

Neste ensaio procuro desenvolver uma argumentação a favor da superação dos monismos metodológicos no campo da pesquisa em sociologia da educação. Com base no que Jeffrey Alexander (1987) denominou o "novo movimento teórico", defendo a necessidade de superar a divisão do trabalho de pesquisa entre os investigadores que se dedicam à microssociologia e os que preferem abordagens macrossociais. Nessa perspectiva, as opções teórico-metodológicas devem-se ancorar nas necessidades da investigação e não numa opção a priori do pesquisador por qualquer uma das alternativas.

Relações macro/micro na pesquisa em currículo

Este artigo analisa as relações macro/micro em teses e dissertações sobre currículo da educação básica, produzidas em programas brasileiros de pós-graduação em educação da Região Sudeste, no período de 1996 a 2002.

The importance of micro-habitat in the breeding of Barn Owls Tyto alba

Capsule Habitat parameters associated with 706 Barn Owl (Tyto alba) nesting boxes in Israel were analysed. Pairs bred in 259 of the boxes. The intensity of agricultural practices at nestbox sites were shown to have only a weak effect on aspects of Barn Owl breeding in this region.

O papel da informação no processo de capacitação tecnológica das micro e pequenas empresas

A necessidade de disponibilizar informações para o setor produtivo tem levado a reflexões e esforços no sentido de atender de forma ampla a esta demanda em uma sociedade do conhecimento. O artigo foca a relevância da disponibilização de informações no processo de capacitação e inovação tecnológica no segmento das empresas de pequeno porte, especialmente em face da atual relevância econômica e social deste porte de empresa. Conclui com a indicação de algumas medidas que devem ser perseguidas para ampliar a oferta de informação para as empresas de pequeno porte.

Mutations in the LHX2 gene are not a frequent cause of micro/anophthalmia.

Purpose: Microphthalmia and anophthalmia are at the severe end of the spectrum of abnormalities in ocular development. A few genes (orthodenticle homeobox 2 [OTX2], retina and anterior neural fold homeobox [RAX], SRY-box 2 [SOX2], CEH10 homeodomain-containing homolog [CHX10], and growth differentiation factor 6 [GDF6]) have been implicated mainly in isolated micro/anophthalmia but causative mutations of these genes explain less than a quarter of these developmental defects. The essential role of the LIM homeobox 2 (LHX2) transcription factor in early eye development has recently been documented. We postulated that mutations in this gene could lead to micro/anophthalmia, and thus performed molecular screening of its sequence in patients having micro/anophthalmia. Methods: Seventy patients having non-syndromic forms of colobomatous microphthalmia (n=25), isolated microphthalmia (n=18), or anophthalmia (n=17), and syndromic forms of micro/anophthalmia (n=10) were included in this study after negative molecular screening for OTX2, RAX, SOX2, and CHX10 mutations. Mutation screening of LHX2 was performed by direct sequencing of the coding sequences and intron/exon boundaries. Results: Two heterozygous variants of unknown significance (c.128C > G [p.Pro43Arg]; c.776C > A [p.Pro259Gln]) were identified in LHX2 among the 70 patients. These variations were not identified in a panel of 100 control patients of mixed origins. The variation c.776C > A (p.Pro259Gln) was considered as non pathogenic by in silico analysis, while the variation c.128C > G (p.Pro43Arg) considered as deleterious by in silico analysis and was inherited from the asymptomatic father. Conclusions: Mutations in LHX2 do not represent a frequent cause of micro/anophthalmia.

Contexto competitivo, monitoramento ambiental e tomada de decisão estratégica: o caso dos micro e pequenos varejos da região do Barro Preto em Belo Horizonte

Este artigo apresenta os resultados de pesquisa exploratória realizada no primeiro semestre de 2008 com micro e pequenos empresários na região do Barro Preto em Belo Horizonte, importante pólo da moda mineira. Para a coleta de dados, optou-se pela utilização de um questionário estruturado, com perguntas fechadas, o qual foi aplicado a nove empresários da região, escolhidos a partir dos seguintes critérios: (a) acessibilidade dos pesquisadores às fontes de dados; (b) tempo disponível para a coleta de dados; (c) importância do empreendimento para a região. Por ser um tipo de pesquisa predominantemente quantitativa, técnicas estatísticas foram utilizadas nas análises dos dados coletados. Os resultados revelaram que, em contextos competitivos turbulentos, é aconselhável um processo de monitoramento contínuo dos movimentos dos concorrentes (diretos e indiretos) e das mudanças macroambientais, coletando informações úteis para uma tomada de decisão estratégica cada vez mais eficaz que favoreça a manutenção de vantagens competitivas significativas nos mercados em que os empreendimentos estão inseridos ao longo do tempo.

Organismos filantrópicos y no gubernamentales en el desarrollo de nuevas ciencias y tecnologías: el caso de las micro y nanotecnologías en México

RESUMEN: La emergencia de nuevas ciencias y tecnologías vienen acompañadas de nuevas dinámicas en la producción, el uso y la diseminación de nuevos conocimientos científicos y tecnológicos. Estas nuevas dinámicas se reflejan en la reorganización de las actividades científicas, en la creación o la reorientación de nuevas temáticas en la investigación, en la emergencia de nuevas preocupaciones y debates sobre los riesgos e implicaciones sociales, y en la participación de nuevos actores en el desarrollo de la ciencia y la tecnología, entre otros factores. En este artículo se presentan los resultados del estudio sobre las funciones de un organismo con orígenes filantrópicos y no gubernamental que ha sido central en el desarrollo de los sistemas microelectromecánicos (MEMS) en México. Las funciones que se analizan han sido y son desarrolladas en las diferentes etapas del desarrollo de esta tecnología emergente en este país. Además de mostrar las funciones desempeñadas por este tipo de organismo, este texto se cuestiona sobre la modelización de las relaciones entre las diferentes entidades presentes en el desarrollo e instalación de nuevas tecnologías. En las conclusiones intentamos avanzar algunos elementos para tomar en cuenta estos organismos y enriquecer los estudios sociales sobre las nuevas ciencias y tecnologías. ABSTRACT: The emergence of new sciences and technologies come with new dynamics in the production, use and dissemination of new scientific and technological knowledge. These new dynamics are reflected in the reorganization of scientific activities, in creating or redirecting new topics in research, in the emergence of new concerns and debates about the risks and social implications, and the participation of new actors in the development of science and technology, among other factors. This article presents the results of the study on the functions of an organism with philanthropic and non-governmental sources that has been central to the development of microelectromechanical systems (MEMS) in Mexico. The functions have been discussed and are developed at different stages of development of this emerging technology in this country. In addition to showing the functions of such a body, this text is questioned on modeling the relationships between the various entities in the development and deployment of new technologies. In the conclusions we try moving some elements to take into account these organisms and enrich social studies on the new sciences and technologies.