Combined analysis of variation in core, accessory and regulatory genome regions provides a super-resolution view into the evolution of bacterial populations

The use of whole-genome phylogenetic analysis has revolutionized our understanding of the evolution and spread of many important bacterial pathogens due to the high resolution view it provides. However, the majority of such analyses do not consider the potential role of accessory genes when inferring evolutionary trajectories. Moreover, the recently discovered importance of the switching of gene regulatory elements suggests that an exhaustive analysis, combining information from core and accessory genes with regulatory elements could provide unparalleled detail of the evolution of a bacterial population. Here we demonstrate this principle by applying it to a worldwide multi-host sample of the important pathogenic E. coli lineage ST131. Our approach reveals the existence of multiple circulating subtypes of the major drug–resistant clade of ST131 and provides the first ever population level evidence of core genome substitutions in gene regulatory regions associated with the acquisition and maintenance of different accessory genome elements.

Grain size and heavy mineral analysis of Sander in Schleswig-Holstein, Germany

Die Sandergebiete sind von 5 Zentren her geschüttet, den Gletschertoren bei Flensburg, Frörup/Översee, Idstedt/Lürschau, Schleswig, Owschlag. Die Körnung der Schmelzwassersande nimmt mit zunehmender Entfernung von den Gletschertoren zunächst schnell, von Medianwerten über 1 mm auf Medianwerte um 0,4 mm in 10 km, dann langsam bis auf Medianwerte unter 0,2 mm in 30 km Entfernung ab. Sortierung und Symmetrie der Sande steigen entsprechend. Aus den Kornverteilungen lassen sich die Fließgeschwindigkeiten bei der Ablagerung ablesen. Sie sind geringer gewesen, als es die mächtigen und verbreiteten Akkumulationen erscheinen lassen. Bereits in 6 km Entfernung vom Eisrand flossen die Schmelzwässer als träge Bäche (0,3 m/sec) ab. In den Gletschertoren traten stoßweise extreme Fließgeschwindigkeiten auf, waren aber nur in geringem Maße am Gesamtaufbau der Sander beteiligt. Die Verbreitung der Würmsande paßt sich den Formen einer älteren Landschaft an. Sie läßt sich im behandelten Gebiet mit Hilfe der Schwermineralanalyse deutlich gegenüber den rißzeitlichen Ablagerungen abgrenzen, da die Verteilungen in den verschiedenaltrigen Sedimenten unterschiedlich sind. Vor Allem das Hornblende/Epidotverhältnis (Hornblendezahl nach STEINERT) ist ein gutes Kriterium. Da rißzeitliche Ablagerungen von den Schmelzwässern aufgearbeitet wurden, und zudem die Hornblenden im Laufe des Transportes stark abrollen, verwischen sich die Unterschiede in weiter Entfernung vom Eisrand. Schmelzwassersande der Würmvereisung sind vor Allem im Norden des Arbeitsgebietes weit nach Westen, bis an die nordfriesischen Inseln, geschüttet worden. Die Schmelzwässer benutzten als Durchlässe zu den Senken des Eemmeeres an der Westküste Täler in rißzeitlichen Hochgebieten. Die Wassermengen wurden hier gebündelt, sodaß sich auf den Eemablagerungen im Anschluß an die Durchlässe "Sekundärsander" ausbreiteten. Die Mächtigkeit der anstehenden Würm-Sandergebiete beträgt bis zu 20 m, meistens zwischen 10 und 15 m. An der Westküste sind die Schmelzwasserablagerungen von marinem Alluvium überdeckt. Teile der morphographisch als junge Sanderebenen erscheinenden Gebiete bestehen in Wirklichkeit aus rißzeitlichen, von jungen Schmelzwässern allenfalls oberflächlich umgearbeiteten Ablagerungen der älteren Vereisung. So ist der westliche und südwestliche Teil des Schleisanders schon während der Rißvereisung aufgeschüttet.

Projections of change in key ecosystem indicators for planning and management of marine protected areas: An example study for European seas

Marine Protected Areas (MPAs) are widely used as tools to maintain biodiversity, protect habitats and ensure that development is sustainable. If MPAs are to maintain their role into the future it is important for managers to understand how conditions at these sites may change as a result of climate change and other drivers, and this understanding needs to extend beyond temperature to a range of key ecosystem indicators. This case study demonstrates how spatially-aggregated model results for multiple variables can provide useful projections for MPA planners and managers. Conditions in European MPAs have been projected for the 2040s using unmitigated and globally managed scenarios of climate change and river management, and hence high and low emissions of greenhouse gases and riverborne nutrients. The results highlight the vulnerability of potential refuge sites in the north-west Mediterranean and the need for careful monitoring at MPAs to the north and west of the British Isles, which may be affected by changes in Atlantic circulation patterns. The projections also support the need for more MPAs in the eastern Mediterranean and Adriatic Sea, and can inform the selection of sites.

Projections of change in key ecosystem indicators for planning and management of marine protected areas: An example study for European seas

Marine Protected Areas (MPAs) are widely used as tools to maintain biodiversity, protect habitats and ensure that development is sustainable. If MPAs are to maintain their role into the future it is important for managers to understand how conditions at these sites may change as a result of climate change and other drivers, and this understanding needs to extend beyond temperature to a range of key ecosystem indicators. This case study demonstrates how spatially-aggregated model results for multiple variables can provide useful projections for MPA planners and managers. Conditions in European MPAs have been projected for the 2040s using unmitigated and globally managed scenarios of climate change and river management, and hence high and low emissions of greenhouse gases and riverborne nutrients. The results highlight the vulnerability of potential refuge sites in the north-west Mediterranean and the need for careful monitoring at MPAs to the north and west of the British Isles, which may be affected by changes in Atlantic circulation patterns. The projections also support the need for more MPAs in the eastern Mediterranean and Adriatic Sea, and can inform the selection of sites.

Nursing and medical students as agents of change in health care: impact of schools core values and culture-a discussion paper

Within the UK the quality of care delivered in some hospitals, nursing homes and caring facilities has been the subject of significant enquiry, challenge and concern in recent years. There was need for a change in the culture of patient and client care. Traditionally a change in culture is seen as moving from an organisational head through to the organisation and in this case through to front-line care. This hasn’t necessarily achieved the desired effect and impact in terms of quality of care within the UK. Historically, certainly nurses have acted more as recipients of change, rather than agents of change
This paper suggests that schools of nursing and medicine with robust core values and a more consistently enacted culture of care, are better able and more likely to transfer this to nursing and medical students within their professional socialisation. In addition, and rather than the newly qualified nurse or doctor being absorbed into existing cultures of care delivery (which are not necessarily always reflecting high qualities of care), schools of nursing and medicine could better facilitate the development of more `agency’ within students and better equipping the students on qualification and stepping into practice, with a role and function as potential agents of change. Effective leadership within schools of nursing and medicine can both translate to quality and consistency, and enactment of organisational core values and working culture. The working culture of schools is intrinsic to developing students as agents of change

Development of Imaging Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biological and Clinically Relevant Applications

La spectrométrie de masse mesure la masse des ions selon leur rapport masse sur charge. Cette technique est employée dans plusieurs domaines et peut analyser des mélanges complexes. L’imagerie par spectrométrie de masse (Imaging Mass Spectrometry en anglais, IMS), une branche de la spectrométrie de masse, permet l’analyse des ions sur une surface, tout en conservant l’organisation spatiale des ions détectés. Jusqu’à présent, les échantillons les plus étudiés en IMS sont des sections tissulaires végétales ou animales. Parmi les molécules couramment analysées par l’IMS, les lipides ont suscité beaucoup d'intérêt. Les lipides sont impliqués dans les maladies et le fonctionnement normal des cellules; ils forment la membrane cellulaire et ont plusieurs rôles, comme celui de réguler des événements cellulaires. Considérant l’implication des lipides dans la biologie et la capacité du MALDI IMS à les analyser, nous avons développé des stratégies analytiques pour la manipulation des échantillons et l’analyse de larges ensembles de données lipidiques. La dégradation des lipides est très importante dans l’industrie alimentaire. De la même façon, les lipides des sections tissulaires risquent de se dégrader. Leurs produits de dégradation peuvent donc introduire des artefacts dans l’analyse IMS ainsi que la perte d’espèces lipidiques pouvant nuire à la précision des mesures d’abondance. Puisque les lipides oxydés sont aussi des médiateurs importants dans le développement de plusieurs maladies, leur réelle préservation devient donc critique. Dans les études multi-institutionnelles où les échantillons sont souvent transportés d’un emplacement à l’autre, des protocoles adaptés et validés, et des mesures de dégradation sont nécessaires. Nos principaux résultats sont les suivants : un accroissement en fonction du temps des phospholipides oxydés et des lysophospholipides dans des conditions ambiantes, une diminution de la présence des lipides ayant des acides gras insaturés et un effet inhibitoire sur ses phénomènes de la conservation des sections au froid sous N2. A température et atmosphère ambiantes, les phospholipides sont oxydés sur une échelle de temps typique d’une préparation IMS normale (~30 minutes). Les phospholipides sont aussi décomposés en lysophospholipides sur une échelle de temps de plusieurs jours. La validation d’une méthode de manipulation d’échantillon est d’autant plus importante lorsqu’il s’agit d’analyser un plus grand nombre d’échantillons. L’athérosclérose est une maladie cardiovasculaire induite par l’accumulation de matériel cellulaire sur la paroi artérielle. Puisque l’athérosclérose est un phénomène en trois dimension (3D), l'IMS 3D en série devient donc utile, d'une part, car elle a la capacité à localiser les molécules sur la longueur totale d’une plaque athéromateuse et, d'autre part, car elle peut identifier des mécanismes moléculaires du développement ou de la rupture des plaques. l'IMS 3D en série fait face à certains défis spécifiques, dont beaucoup se rapportent simplement à la reconstruction en 3D et à l’interprétation de la reconstruction moléculaire en temps réel. En tenant compte de ces objectifs et en utilisant l’IMS des lipides pour l’étude des plaques d’athérosclérose d’une carotide humaine et d’un modèle murin d’athérosclérose, nous avons élaboré des méthodes «open-source» pour la reconstruction des données de l’IMS en 3D. Notre méthodologie fournit un moyen d’obtenir des visualisations de haute qualité et démontre une stratégie pour l’interprétation rapide des données de l’IMS 3D par la segmentation multivariée. L’analyse d’aortes d’un modèle murin a été le point de départ pour le développement des méthodes car ce sont des échantillons mieux contrôlés. En corrélant les données acquises en mode d’ionisation positive et négative, l’IMS en 3D a permis de démontrer une accumulation des phospholipides dans les sinus aortiques. De plus, l’IMS par AgLDI a mis en évidence une localisation différentielle des acides gras libres, du cholestérol, des esters du cholestérol et des triglycérides. La segmentation multivariée des signaux lipidiques suite à l’analyse par IMS d’une carotide humaine démontre une histologie moléculaire corrélée avec le degré de sténose de l’artère. Ces recherches aident à mieux comprendre la complexité biologique de l’athérosclérose et peuvent possiblement prédire le développement de certains cas cliniques. La métastase au foie du cancer colorectal (Colorectal cancer liver metastasis en anglais, CRCLM) est la maladie métastatique du cancer colorectal primaire, un des cancers le plus fréquent au monde. L’évaluation et le pronostic des tumeurs CRCLM sont effectués avec l’histopathologie avec une marge d’erreur. Nous avons utilisé l’IMS des lipides pour identifier les compartiments histologiques du CRCLM et extraire leurs signatures lipidiques. En exploitant ces signatures moléculaires, nous avons pu déterminer un score histopathologique quantitatif et objectif et qui corrèle avec le pronostic. De plus, par la dissection des signatures lipidiques, nous avons identifié des espèces lipidiques individuelles qui sont discriminants des différentes histologies du CRCLM et qui peuvent potentiellement être utilisées comme des biomarqueurs pour la détermination de la réponse à la thérapie. Plus spécifiquement, nous avons trouvé une série de plasmalogènes et sphingolipides qui permettent de distinguer deux différents types de nécrose (infarct-like necrosis et usual necrosis en anglais, ILN et UN, respectivement). L’ILN est associé avec la réponse aux traitements chimiothérapiques, alors que l’UN est associé au fonctionnement normal de la tumeur.

Evaluation of Two Ultrasonic Systems for Analysis of Porosity in Ceramic

The Ultrasound Laboratory of the Nuclear Engineering Institute (LABUS / IEN) has developed an ultrasonic technique to measure porosity in nuclear fuel pellets (UO2). By difficulties related to the handling of UO2 pellets, Alumina (Al2O3) pellets have been used in preliminary tests, until a methodology for tests with pellets of UO2 could be defined. In a previous work, in which a contact ultrasonic technique was used, good results were obtained to measure the porosity of Alumina pellets. In the current studies, it was found that the frequency spectrum of an ultrasonic pulse is very sensitive to the porosity of the medium in which it propagates. In order to define the most appropriate experimental apparatus for using immersion technique in future tests, two ultrasonic systems, available in LABUS, which permit to work with the ultrasonic pulse in the frequency domain were evaluated . One system was the Explorer II (Matec INSTRUMENTS) and the other the ultrasonic pulse generator Epoch 4 Plus (Panametrics) coupled with an oscilloscope TDS 3032B (Tektronix). For this evaluation, several frequency spectra were obtained with the two equipment, by the passage of the ultrasonic wave in the same pellet of Alumina. This procedure was performed on four different days, on each day 12 ultrasonic signals were acquired, one signal every 10 minutes, with each apparatus. The results were compared and analyzed as regard the repeatability of the frequency spectra obtained.

Dancing the Archive: Rhythms of Change in Post-Volcano Identities on Montserrat, West Indies

In this dissertation, I demonstrate how improvisations within the structures of performance during Montserrat’s annual festivals produce “rhythms of change” that contribute to the formation of cultural identities. Montserrat is a small island of 39.5 square miles in the Caribbean’s Leeward Islands, and a volcanic disaster in the 1990s led to the loss of villages, homes, and material possessions. The crisis resulted in mass displacement and emigration, and today’s remaining population of 5,000 is now in a stage of post-volcano redevelopment. The reliability of written archives for establishing cultural knowledge is tenuous, and the community is faced with re-energizing cherished cultural traditions. This ethnographic research traces my embodied search for Montserrat’s history through an archive that is itself intangible and performative. Festivals produce some of the island’s most visible and culturally political events, and music and dance performances prompt on- and off-stage discussions about the island’s multifaceted heritage. The festival cycle provides the structure for ongoing renegotiations of what it means to be “Montserratian.” I focus especially on the island’s often-discussed and debated “triangular” heritage of Irishness, Africanness, and Montserratianness as it is performed during the festivals. Through my meanderings along the winding hilly roads of Montserrat, I explored reconfigurations of cultural memory through the island’s masquerade dance tradition and other festival celebrations. In this work, I introduce a “Cast of Characters,” each of whose scholarly, artistic, and public service work on Montserrat contributes to the shape and transformation of the island’s post-volcano cultural identities today. This dissertation is about the kinesthetic transmission of shared (and sometimes unshared) cultural knowledge, the substance of which echoes in the rhythms of Montserrat’s music and dance practices today.

Speciation analysis of Arsenic in fish and rice samples using liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry

Chemical speciation in foodstuffs is of uttermost importance since it is nowadays recognized that both toxicity and bioavailability of an element depend on the chemical form in which the element is present. Regarding arsenic, inorganic species are classified as carcinogenic while organic arsenic, such as arsenobetaine (AsB) or arsenocholine (AsC), is considered less toxic or even non-toxic. Coupling a High Performance Liquid Chromatographer (HPLC) with an Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (ICP-MS) combines the power of separation of the first with the selectivity and sensitivity of the second. The present work aims at developing a method, using HPLC-ICP-MS technique, to identify and quantify the chemical species of arsenic present in two food matrices, rice and fish. Two extraction methods, ultrasound and microwave, and different settings were studied. The best method was chosen based on recovery percentages. To ensure that no interconversion of species was occurring, individual spikes of each species of arsenic were made in both matrices and recovery rates were calculated. To guaranty accurate results reference material BCR-627 TUNA FISH, containing certified values for AsB and DMA, was analyzed. Chromatographic separation was achieved using an anion exchange column, HAMILTON-PRP X-100, which allowed to separate the four arsenic species for which standards were available (AsB, dimethylarsenic (DMA), arsenite (AsIII), arsenate (AsV). The mobile phase was chosen based on scientific literature and adjusted to laboratory conditions. Different gradients were studied. As a result we verified that the arsenic species present in both matrices were not the same. While in fish 90% of the arsenic present was in the form of arsenobetaine, in rice 80% of arsenic was present as DMA and 20% as inorganic arsenic.

A longitudinal analysis of disproportionality in statewide exclusionary discipline of students with disabilities

The study examined the state-by-state changes in the rates of exclusionary discipline of students with disabilities compared to their non-disabled peers. Historically, students with disabilities have been excluded at rates that are out of proportion with their population. This study used state discipline to investigate the current status of disproportional exclusion of students with disabilities and if there are any regional trends in the discipline of students receiving special education services. Results indicate that in both the 2009-2010 and 2011-2012 school years, there were significant differences between the rates at which students with and without disabilities were disciplined. Students with disabilities were suspended at higher rates during both school years and expelled at higher rates during the 2011-2012 school year. Results also suggest that rates of suspensions and expulsions continue to be high, particularly for students with disabilities. Findings may help states and schools develop policies that promote fair discipline of students with disabilities.

Analysis of cogeneration in the present energy framework

In this paper, a general vision of cogeneration penetration in the European Union is shown; after this, a case study is included, evaluating as a function of two factors (electricity and emission allowance prices) the suitability of installing, for an industry with a determined thermal demand, two different options. The first one is a gas turbine cogeneration plant generating steam through a heat recovery steam generator (HRSG). The second one consists of installing a natural gas boiler for steam production covering the electricity demand from the grid. The CO2 emissions from both options are compared regarding different kinds of generation mixes from the electricity grid in the case of using the industrial boiler; taking into account the advantages of using biomass in relation to emissions, a last comparison has been carried out considering a biomass boiler instead of the natural gas boiler.

Development of Imaging Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biological and Clinically Relevant Applications

La spectrométrie de masse mesure la masse des ions selon leur rapport masse sur charge. Cette technique est employée dans plusieurs domaines et peut analyser des mélanges complexes. L’imagerie par spectrométrie de masse (Imaging Mass Spectrometry en anglais, IMS), une branche de la spectrométrie de masse, permet l’analyse des ions sur une surface, tout en conservant l’organisation spatiale des ions détectés. Jusqu’à présent, les échantillons les plus étudiés en IMS sont des sections tissulaires végétales ou animales. Parmi les molécules couramment analysées par l’IMS, les lipides ont suscité beaucoup d'intérêt. Les lipides sont impliqués dans les maladies et le fonctionnement normal des cellules; ils forment la membrane cellulaire et ont plusieurs rôles, comme celui de réguler des événements cellulaires. Considérant l’implication des lipides dans la biologie et la capacité du MALDI IMS à les analyser, nous avons développé des stratégies analytiques pour la manipulation des échantillons et l’analyse de larges ensembles de données lipidiques. La dégradation des lipides est très importante dans l’industrie alimentaire. De la même façon, les lipides des sections tissulaires risquent de se dégrader. Leurs produits de dégradation peuvent donc introduire des artefacts dans l’analyse IMS ainsi que la perte d’espèces lipidiques pouvant nuire à la précision des mesures d’abondance. Puisque les lipides oxydés sont aussi des médiateurs importants dans le développement de plusieurs maladies, leur réelle préservation devient donc critique. Dans les études multi-institutionnelles où les échantillons sont souvent transportés d’un emplacement à l’autre, des protocoles adaptés et validés, et des mesures de dégradation sont nécessaires. Nos principaux résultats sont les suivants : un accroissement en fonction du temps des phospholipides oxydés et des lysophospholipides dans des conditions ambiantes, une diminution de la présence des lipides ayant des acides gras insaturés et un effet inhibitoire sur ses phénomènes de la conservation des sections au froid sous N2. A température et atmosphère ambiantes, les phospholipides sont oxydés sur une échelle de temps typique d’une préparation IMS normale (~30 minutes). Les phospholipides sont aussi décomposés en lysophospholipides sur une échelle de temps de plusieurs jours. La validation d’une méthode de manipulation d’échantillon est d’autant plus importante lorsqu’il s’agit d’analyser un plus grand nombre d’échantillons. L’athérosclérose est une maladie cardiovasculaire induite par l’accumulation de matériel cellulaire sur la paroi artérielle. Puisque l’athérosclérose est un phénomène en trois dimension (3D), l'IMS 3D en série devient donc utile, d'une part, car elle a la capacité à localiser les molécules sur la longueur totale d’une plaque athéromateuse et, d'autre part, car elle peut identifier des mécanismes moléculaires du développement ou de la rupture des plaques. l'IMS 3D en série fait face à certains défis spécifiques, dont beaucoup se rapportent simplement à la reconstruction en 3D et à l’interprétation de la reconstruction moléculaire en temps réel. En tenant compte de ces objectifs et en utilisant l’IMS des lipides pour l’étude des plaques d’athérosclérose d’une carotide humaine et d’un modèle murin d’athérosclérose, nous avons élaboré des méthodes «open-source» pour la reconstruction des données de l’IMS en 3D. Notre méthodologie fournit un moyen d’obtenir des visualisations de haute qualité et démontre une stratégie pour l’interprétation rapide des données de l’IMS 3D par la segmentation multivariée. L’analyse d’aortes d’un modèle murin a été le point de départ pour le développement des méthodes car ce sont des échantillons mieux contrôlés. En corrélant les données acquises en mode d’ionisation positive et négative, l’IMS en 3D a permis de démontrer une accumulation des phospholipides dans les sinus aortiques. De plus, l’IMS par AgLDI a mis en évidence une localisation différentielle des acides gras libres, du cholestérol, des esters du cholestérol et des triglycérides. La segmentation multivariée des signaux lipidiques suite à l’analyse par IMS d’une carotide humaine démontre une histologie moléculaire corrélée avec le degré de sténose de l’artère. Ces recherches aident à mieux comprendre la complexité biologique de l’athérosclérose et peuvent possiblement prédire le développement de certains cas cliniques. La métastase au foie du cancer colorectal (Colorectal cancer liver metastasis en anglais, CRCLM) est la maladie métastatique du cancer colorectal primaire, un des cancers le plus fréquent au monde. L’évaluation et le pronostic des tumeurs CRCLM sont effectués avec l’histopathologie avec une marge d’erreur. Nous avons utilisé l’IMS des lipides pour identifier les compartiments histologiques du CRCLM et extraire leurs signatures lipidiques. En exploitant ces signatures moléculaires, nous avons pu déterminer un score histopathologique quantitatif et objectif et qui corrèle avec le pronostic. De plus, par la dissection des signatures lipidiques, nous avons identifié des espèces lipidiques individuelles qui sont discriminants des différentes histologies du CRCLM et qui peuvent potentiellement être utilisées comme des biomarqueurs pour la détermination de la réponse à la thérapie. Plus spécifiquement, nous avons trouvé une série de plasmalogènes et sphingolipides qui permettent de distinguer deux différents types de nécrose (infarct-like necrosis et usual necrosis en anglais, ILN et UN, respectivement). L’ILN est associé avec la réponse aux traitements chimiothérapiques, alors que l’UN est associé au fonctionnement normal de la tumeur.