A reconciliation of empirical and mechanistic models of the air-sea gas transfer velocity

Models of the air-sea transfer velocity of gases may be either empirical or mechanistic. Extrapolations of empirical models to an unmeasured gas or to another water temperature can be erroneous if the basis of that extrapolation is flawed. This issue is readily demonstrated for the most well-known empirical gas transfer velocity models where the influence of bubble-mediated transfer, which can vary between gases, is not explicitly accounted for. Mechanistic models are hindered by an incomplete knowledge of the mechanisms of air-sea gas transfer. We describe a hybrid model that incorporates a simple mechanistic view—strictly enforcing a distinction between direct and bubble-mediated transfer—but also uses parameterizations based on data from eddy flux measurements of dimethyl sulphide (DMS) to calibrate the model together with dual tracer results to evaluate the model. This model underpins simple algorithms that can be easily applied within schemes to calculate local, regional, or global air-sea fluxes of gases.

A reconciliation of empirical and mechanistic models of the air-sea gas transfer velocity

Models of the air-sea transfer velocity of gases may be either empirical or mechanistic. Extrapolations of empirical models to an unmeasured gas or to another water temperature can be erroneous if the basis of that extrapolation is flawed. This issue is readily demonstrated for the most well-known empirical gas transfer velocity models where the influence of bubble-mediated transfer, which can vary between gases, is not explicitly accounted for. Mechanistic models are hindered by an incomplete knowledge of the mechanisms of air-sea gas transfer. We describe a hybrid model that incorporates a simple mechanistic view—strictly enforcing a distinction between direct and bubble-mediated transfer—but also uses parameterizations based on data from eddy flux measurements of dimethyl sulphide (DMS) to calibrate the model together with dual tracer results to evaluate the model. This model underpins simple algorithms that can be easily applied within schemes to calculate local, regional, or global air-sea fluxes of gases.

CTCF modulates Estrogen Receptor function through specific chromatin and nuclear matrix interactions

Enhancer regions and transcription start sites of estrogen-target regulated genes are connected by means of Estrogen Receptor long-range chromatin interactions. Yet, the complete molecular mechanisms controlling the transcriptional output of engaged enhancers and subsequent activation of coding genes remain elusive. Here, we report that CTCF binding to enhancer RNAs is enriched when breast cancer cells are stimulated with estrogen. CTCF binding to enhancer regions results in modulation of estrogen-induced gene transcription by preventing Estrogen Receptor chromatin binding and by hindering the formation of additional enhancer-promoter ER looping. Furthermore, the depletion of CTCF facilitates the expression of target genes associated with cell division and increases the rate of breast cancer cell proliferation. We have also uncovered a genomic network connecting loci enriched in cell cycle regulator genes to nuclear lamina that mediates the CTCF function. The nuclear lamina and chromatin interactions are regulated by estrogen-ER. We have observed that the chromatin loops formed when cells are treated with estrogen establish contacts with the nuclear lamina. Once there, the portion of CTCF associated with the nuclear lamina interacts with enhancer regions, limiting the formation of ER loops and the induction of genes present in the loop. Collectively, our results reveal an important, unanticipated interplay between CTCF and nuclear lamina to control the transcription of ER target genes, which has great implications in the rate of growth of breast cancer cells.

Modelling and estimating models of physician labour supply and productivity

Ma thèse s’intéresse aux politiques de santé conçues pour encourager l’offre de services de santé. L’accessibilité aux services de santé est un problème majeur qui mine le système de santé de la plupart des pays industrialisés. Au Québec, le temps médian d’attente entre une recommandation du médecin généraliste et un rendez-vous avec un médecin spécialiste était de 7,3 semaines en 2012, contre 2,9 semaines en 1993, et ceci malgré l’augmentation du nombre de médecins sur cette même période. Pour les décideurs politiques observant l’augmentation du temps d’attente pour des soins de santé, il est important de comprendre la structure de l’offre de travail des médecins et comment celle-ci affecte l’offre des services de santé. Dans ce contexte, je considère deux principales politiques. En premier lieu, j’estime comment les médecins réagissent aux incitatifs monétaires et j’utilise les paramètres estimés pour examiner comment les politiques de compensation peuvent être utilisées pour déterminer l’offre de services de santé de court terme. En second lieu, j’examine comment la productivité des médecins est affectée par leur expérience, à travers le mécanisme du "learning-by-doing", et j’utilise les paramètres estimés pour trouver le nombre de médecins inexpérimentés que l’on doit recruter pour remplacer un médecin expérimenté qui va à la retraite afin de garder l’offre des services de santé constant. Ma thèse développe et applique des méthodes économique et statistique afin de mesurer la réaction des médecins face aux incitatifs monétaires et estimer leur profil de productivité (en mesurant la variation de la productivité des médecins tout le long de leur carrière) en utilisant à la fois des données de panel sur les médecins québécois, provenant d’enquêtes et de l’administration. Les données contiennent des informations sur l’offre de travail de chaque médecin, les différents types de services offerts ainsi que leurs prix. Ces données couvrent une période pendant laquelle le gouvernement du Québec a changé les prix relatifs des services de santé. J’ai utilisé une approche basée sur la modélisation pour développer et estimer un modèle structurel d’offre de travail en permettant au médecin d’être multitâche. Dans mon modèle les médecins choisissent le nombre d’heures travaillées ainsi que l’allocation de ces heures à travers les différents services offerts, de plus les prix des services leurs sont imposés par le gouvernement. Le modèle génère une équation de revenu qui dépend des heures travaillées et d’un indice de prix représentant le rendement marginal des heures travaillées lorsque celles-ci sont allouées de façon optimale à travers les différents services. L’indice de prix dépend des prix des services offerts et des paramètres de la technologie de production des services qui déterminent comment les médecins réagissent aux changements des prix relatifs. J’ai appliqué le modèle aux données de panel sur la rémunération des médecins au Québec fusionnées à celles sur l’utilisation du temps de ces mêmes médecins. J’utilise le modèle pour examiner deux dimensions de l’offre des services de santé. En premierlieu, j’analyse l’utilisation des incitatifs monétaires pour amener les médecins à modifier leur production des différents services. Bien que les études antérieures ont souvent cherché à comparer le comportement des médecins à travers les différents systèmes de compensation,il y a relativement peu d’informations sur comment les médecins réagissent aux changementsdes prix des services de santé. Des débats actuels dans les milieux de politiques de santé au Canada se sont intéressés à l’importance des effets de revenu dans la détermination de la réponse des médecins face à l’augmentation des prix des services de santé. Mon travail contribue à alimenter ce débat en identifiant et en estimant les effets de substitution et de revenu résultant des changements des prix relatifs des services de santé. En second lieu, j’analyse comment l’expérience affecte la productivité des médecins. Cela a une importante implication sur le recrutement des médecins afin de satisfaire la demande croissante due à une population vieillissante, en particulier lorsque les médecins les plus expérimentés (les plus productifs) vont à la retraite. Dans le premier essai, j’ai estimé la fonction de revenu conditionnellement aux heures travaillées, en utilisant la méthode des variables instrumentales afin de contrôler pour une éventuelle endogeneité des heures travaillées. Comme instruments j’ai utilisé les variables indicatrices des âges des médecins, le taux marginal de taxation, le rendement sur le marché boursier, le carré et le cube de ce rendement. Je montre que cela donne la borne inférieure de l’élasticité-prix direct, permettant ainsi de tester si les médecins réagissent aux incitatifs monétaires. Les résultats montrent que les bornes inférieures des élasticités-prix de l’offre de services sont significativement positives, suggérant que les médecins répondent aux incitatifs. Un changement des prix relatifs conduit les médecins à allouer plus d’heures de travail au service dont le prix a augmenté. Dans le deuxième essai, j’estime le modèle en entier, de façon inconditionnelle aux heures travaillées, en analysant les variations des heures travaillées par les médecins, le volume des services offerts et le revenu des médecins. Pour ce faire, j’ai utilisé l’estimateur de la méthode des moments simulés. Les résultats montrent que les élasticités-prix direct de substitution sont élevées et significativement positives, représentant une tendance des médecins à accroitre le volume du service dont le prix a connu la plus forte augmentation. Les élasticitésprix croisées de substitution sont également élevées mais négatives. Par ailleurs, il existe un effet de revenu associé à l’augmentation des tarifs. J’ai utilisé les paramètres estimés du modèle structurel pour simuler une hausse générale de prix des services de 32%. Les résultats montrent que les médecins devraient réduire le nombre total d’heures travaillées (élasticité moyenne de -0,02) ainsi que les heures cliniques travaillées (élasticité moyenne de -0.07). Ils devraient aussi réduire le volume de services offerts (élasticité moyenne de -0.05). Troisièmement, j’ai exploité le lien naturel existant entre le revenu d’un médecin payé à l’acte et sa productivité afin d’établir le profil de productivité des médecins. Pour ce faire, j’ai modifié la spécification du modèle pour prendre en compte la relation entre la productivité d’un médecin et son expérience. J’estime l’équation de revenu en utilisant des données de panel asymétrique et en corrigeant le caractère non-aléatoire des observations manquantes à l’aide d’un modèle de sélection. Les résultats suggèrent que le profil de productivité est une fonction croissante et concave de l’expérience. Par ailleurs, ce profil est robuste à l’utilisation de l’expérience effective (la quantité de service produit) comme variable de contrôle et aussi à la suppression d’hypothèse paramétrique. De plus, si l’expérience du médecin augmente d’une année, il augmente la production de services de 1003 dollar CAN. J’ai utilisé les paramètres estimés du modèle pour calculer le ratio de remplacement : le nombre de médecins inexpérimentés qu’il faut pour remplacer un médecin expérimenté. Ce ratio de remplacement est de 1,2.

Essays on Machine Learning and Hedonic Models

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

The Effect of Carbohydrate Mouth Rinsing On Skill Specific Performance and Cognitive Function Following a Fatigue Inducing Bout of Fencing

The aim of this study was to investigate whether rinsing the mouth with a carbohydrate solution could improve skill-specific fencing performance and cognitive function following a fatigue inducing simulated bout of fencing in epee fencers. Eleven healthy, competitive epee fencers (three female; eight male; 33.9 ± 14.7 years; body mass 79 ± 16 kg; height 162 ± 54 cm) volunteered to participant in a single-blind crossover design study. During visit 1 participants completed a 1-minute lunge test and stroop test pre and post fatigue inducing fencing protocol. A 30 second electroencephalography (EEG) recording was taken pre-protocol participants were instructed stay in a seated stationary position with their eyes closed. Heart rate and ratings of perceived exertion were recorded following each fight during the fatiguing protocol. Participants mouth rinsed (10 seconds) either 25ml of a 6.7% maltodextrin solution (CHO) or 25ml of water (placebo) between fights and during the EEG recording. Blood lactate and glucose measurements were taken at baseline, pre and post protocol. All measurements and tests were repeated during a 2nd visit to the laboratory, except participants were given a different solution to mouth rinse, separated by a minimum of 5 days. The results showed an increase in heart rate (P < 0.05) and overall RPE (P < 0.001) over time in both trials. There were no recorded differences in blood glucose (F(1,8) = 0.634, P = 0.4, ηp 0.07) or blood lactate levels (F(1,8) = 0.123, P = 0.7, ηp 0.01) between trials. There was a significant improvement in lunge test accuracy in the CHO trial (F(1,8) = 5.214, P = 0.05, ηp 0.40). However, there was no recorded difference in response time to congruent (F(1,8) = 0.326, P = 0.58, ηp 0.04) or incongruent (F(1,8) = 0.189, P = 0.68, ηp 0.02) stimuli between trials. In conclusion mouth rinsing a CHO solution significantly improves accuracy of skill-specific fencing performance but does not affect cognitive function following a fatigue inducing fencing protocol in epee fencers.

Monitoring Infection Risk for Air and Soil Borne Fungal Plant Pathogens using Antibody and DNA Techniques and Mathematical Models describing Environmental Parameters

Economic losses resulting from disease development can be reduced by accurate and early detection of plant pathogens. Early detection can provide the grower with useful information on optimal crop rotation patterns, varietal selections, appropriate control measures, harvest date and post harvest handling. Classical methods for the isolation of pathogens are commonly used only after disease symptoms. This frequently results in a delay in application of control measures at potentially important periods in crop production. This paper describes the application of both antibody and DNA based systems to monitor infection risk of air and soil borne fungal pathogens and the use of this information with mathematical models describing risk of disease associated with environmental parameters.

Sasakian quiver gauge theories and instantons on cones over lens 5-spaces

We consider SU(3)-equivariant dimensional reduction of Yang Mills theory over certain cyclic orbifolds of the 5-sphere which are Sasaki-Einstein manifolds. We obtain new quiver gauge theories extending those induced via reduction over the leaf spaces of the characteristic foliation of the Sasaki-Einstein structure, which are projective planes. We describe the Higgs branches of these quiver gauge theories as moduli spaces of spherically symmetric instantons which are SU(3)-equivariant solutions to the Hermitian Yang-Mills equations on the associated Calabi-Yau cones, and further compare them to moduli spaces of translationally-invariant instantons on the cones. We provide an explicit unified construction of these moduli spaces as Kahler quotients and show that they have the same cyclic orbifold singularities as the cones over the lens 5-spaces. (C) 2015 The Authors. Published by Elsevier B.V.

Species-specific kinetics and zonation of hepatic DNA synthesis induced by ligands of PPARα

PPARα ligands evoke a profound mitogenic response in rodent liver, and the aim of this study was to characterise the kinetics of induction of DNA synthesis. The CAR ligand, 1,4-bis[2-(3,5- dichoropyridyloxy)]benzene, caused induction of hepatocyte DNA synthesis within 48 hours in 129S4/SvJae mice, but the potent PPARα ligand, ciprofibrate, induced hepatocyte DNA synthesis only after 3 or 4 days dosing; higher or lower doses did not hasten the DNA synthesis response. This contrasted with the rapid induction (24 hours) reported by Styles et al. (Carcinogenesis 9:1647-1655). C57BL/6 and DBA/2J mice showed significant induction of DNA synthesis after 4, but not 2, days ciprofibrate treatment. Alderley Park and 129S4/SvJae mice dosed with methylclofenapate induced hepatocyte DNA synthesis at 4, but not 2, days after dosing, and proved that inconsistency with prior work was not due to a difference in mouse strain or PPARα ligand. Ciprofibrate-induced liver DNA synthesis and growth was absent in PPARα- null mice, and are PPARα-dependent. In the Fisher344 rat, hepatocyte DNA synthesis was induced at 24 hours after dosing, with a second peak at 48 hours. Lobular localisation of hepatocyte DNA synthesis showed preferential periportal induction of DNA synthesis in rat, but panlobular zonation of hepatocyte DNA synthesis in mouse. These results characterise a markedly later hepatic induction of panlobular DNA synthesis by PPARα ligands in mouse, compared to rapid induction of periportal DNA synthesis in rat.

Arcabouço para construção de jogos ubíquos com foco em reabilitação

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2016.

Development of Planning And Evaluation Models For Superstreets

Despite the extensive implementation of Superstreets on congested arterials, reliable methodologies for such designs remain unavailable. The purpose of this research is to fill the information gap by offering reliable tools to assist traffic professionals in the design of Superstreets with and without signal control. The entire tool developed in this thesis consists of three models. The first model is used to determine the minimum U-turn offset length for an Un-signalized Superstreet, given the arterial headway distribution of the traffic flows and the distribution of critical gaps among drivers. The second model is designed to estimate the queue size and its variation on each critical link in a signalized Superstreet, based on the given signal plan and the range of observed volumes. Recognizing that the operational performance of a Superstreet cannot be achieved without an effective signal plan, the third model is developed to produce a signal optimization method that can generate progression offsets for heavy arterial flows moving into and out of such an intersection design.

Licochalcone A exerts antitumor activity in bladder cancer cell lines and mice models

Purpose: To investigate the effect of licochalcone A (LA) on the inhibition of cell proliferation and ERK1/2 phosphorylation in bladder carcinoma cell lines. Methods: Cell viability was investigated using 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromide (MTT) assay. Dye-binding method was used to examine the concentration of proteins. Lymphocytes were extracted from mice and after surface staining were subjected to BD fixation and permeabilization for intracellular staining. Flow cytometry was used to measure cellular fluorescence. Results: MTT results revealed a significant decrease in the proliferation of UM-UC-3, J82 and HT-1197 cell lines on treatment with LA. LA also induced reduction in phosphorylation of ERK1/2 in all three carcinoma cell lines. In the mouse model, licochalcone A treatment via intraperitoneal (ip) administration induced a significant decrease in the level of regulatory T cells (Tregs). Comparison of the mouse interferon-α (IFN-α)-treated and LA-treated groups revealed that LA treatment caused enhancement of cytotoxic T lymphocyte (CTL) activity similar to that of IFN-α. Administration of UM-UC-3 cells in C3H/HeN mice resulted in marked reduction in the counts for splenocytes and CD4+ CD25+ Foxp3+ T (regulatory T cells) cell proportion in LA-treated mice compared to untreated control group. Conclusion: Licochalcone A may be of therapeutic importance for the prevention of bladder carcinoma. However, studies are required to ascertain the compound’s usefulness in this regard.