Melt topology and chemistry during partial melting in contact aureoles : an experimental study and field example

This study was initiated to investigate partial melting within the high-grade metamorphic rocks beneath the Little Cottonwood contact aureole (Utah, USA), in order to understand the melt generation, melt migration, and geometry of initial melt distribution on grain scale during crustal anatexis. The emplacement of the Little Cottonwood stock produced a contact aureole in the pelitic host rocks of the Big Cottonwood formation (BC). Metamorphic isogrades in pelitic rocks range form biotite to 2nd sillimanite grade as a function of distance from the contact. Migmatites are restricted to the highest grade and resulted form partial melting of the BC formation rocks. First melt was produced by a combined muscovite/biotite dehydration reaction in the sillimanite + k-feldspar stability field. Melt extraction from the pelites resulted in restites (magnetite + cordierite + alumosilicate ± biotite) surrounded by feldspar enriched quartzite zones. This texture is the result of gradual infiltration of partial melts into the quartzite. Larger, discrete melt accumulation occurred in extensional or transpressional domains such as boudin necks, veins, and ductile shear zones. Melt composition are Si02- rich, crystallized as pegmatites, and apparently were very mobile. They were able to infiltrate the quartzite pervaisivly. These melts are similar in composition to first melts produced in the hydrothermal partial melt experiments at 2kbar between 700 - 800°C on fine grained high metamorphic rocks (andalusite-cordierited-biotite-zone) of the BC formation. The experimental melts are water rich and in disequilibrium with the melting rock. Initial melt composition is heterogeneous for short run duration, reflective a lack of chemical equilibrium between individual melt pools. Rock core scale heterogeneity decreased with time indicating partial homogenization of melt compositions. A simultaneous shift of melt composition to higher silica content with time was observed. The silica content of the melt increased due to local melt/mineral reactions. Melt textures indicate that reactive melt transport is most efficient along grain boundaries rimmed by dissimilar grains. Melt heterogeneity resulted in chemical potential gradients which are major driving forces for initial melt migration and govern melt distribution during initial melting. An additional subject of the thesis is the crystal size distributions of opaque minerals in a fine-grained, high-grade meta-pelite of the Big Cottonwood which were obtained from 3D X-ray tomography (uCT) and 2D thin section analysis. µCT delivers accurate size distributions within a restricted range (~ a factor of 20 in size in a single 3D image), while the absolute number of crystals is difficult to obtain from these sparsely distributed, small crystals on the basis of 2D images. Crystal size distributions obtained from both methods are otherwise similar. - Ce travail de recherche a été entrepris dans le but d'étudier les processus de fusion partielle dans les roches fortement métamorphiques de l'auréole de contact de Little Cottonwood (Utah, USA) et ceci afin de comprendre la génération de liquide de fusion, la migration de ces liquides et la géométrie de la distribution initiale des liquides de fusion à l'échelle du grain durant l'anatexie de la croûte. L'emplacement du petit massif intrusif de Little Cottonwood a produit une auréole de contact dans les roches pélitiques encaissantes appartenant à la Foimation du Big Cottonwood (BC). Les isogrades métamorphiques dans les roches pélitiques varient de l'isograde de la biotite à la deuxième isograde de la sillimanite en fonction de la distance par rapport au massif intrusif. Les migmatites sont restreintes aux zones montrant le plus haut degré métamorphique et résultent de la fusion partielle des roches de la Formation de BC. Le premier liquide de fusion a été produit par la réaction de déshydratation combinée de la muscovite et de la biotite dans le champ de stabilité du feldspath potassique Pt de la sillimanite. L'extraction du liquide de fusion des pélites forme des restites (magnétites + cordiérite + aluminosilicate ± biotite) entourées par des zones de quartzites enrichies en feldspath. Cette texture est le résultat de l'infiltration graduelle du liquide de fusion partielle dans les quartzites. Des accumulations distinctes et plus larges de liquide de fusion ont lieu dans des domaines d'extension ou de transpression tels que les boudins, les veines, et les zones de cisaillement ductile. La composition des liquides de fusion est similaire à celle des liquides pegmatoïdes, et ces liquides sont apparemment très mobiles et capables d'infiltrer les quartzites. Ces liquides de fusion ont la même composition que les premiers liquides produits dans les expériences hydrotheunales de fusion partielle à 2kbar et entre 700-800° C sur les roches finement grenues et hautement métamorphiques (andalousite-cordiérite-biotite zone) de la Formation de BC. Les liquides de fusion obtenus expérimentalement sont riches en eau et sont en déséquilibre avec la roche en fusion. La composition initiale des liquides de fusion est hétérogène pour les expériences de courte durée et reflète l'absence d'équilibre chimique entre les différentes zones d'accumulation des liquides de fusion. L'hétérogénéité à l'échelle du noyau s'estompe avec le temps et témoigne de l'homogénéisation de la composition des liquides de fusion. Par ailleurs, on observe parallèlement un décalage de la composition des liquides vers des compositions plus riches en silice au cours du temps. Le contenu en silice des liquides de fusion évolue vers un liquide pegmatitique en raison des réactions liquides/minéraux. Les textures des liquides de fusion indiquent que le transport des liquides est plus efficace le long des bordures de grains bordés par des grains différents. Aucun changement apparent du volume total n'est visible. L'hétérogénéité des liquides s'accompagne d'un gradient de potentiel chimique qui sert de moteur principal à la migration des liquides et à la distribution des liquides durant la fusion. Un sujet complémentaire de ce travail de thèse réside dans l'étude de la distribution de la taille des cristaux opaques dans les pélites finement grenues et fortement métamorphiques de la Formation de Big Cottonwood. Les distributions de taille ont été obtenues suite à l'analyse d'images 3D acquise par tomographie ainsi que par analyse de lames minces. La microtomographie par rayon X fournit une distribution de taille précise sur une marge restreinte (- un facteur de taille 20 dans une seule image 3D), alors que le nombre absolu de cristaux est difficile à obtenir sur la base d'image 2D en raison de la petite taille et de la faible abondance de ces cristaux. Les distributions de taille obtenues par les deux méthodes sont sinon similaire. Abstact: Chemical differentiation of the primitive Earth was due to melting and separation of melts. Today, melt generation and emplacement is still the dominant process for the growth of the crust. Most granite formation is due to partial melting of the lower crust, followed by transport of magma through the crust to the shallow crust where it is emplaced. Partial melting and melt segregation are essential steps before such a granitic magma can ascent through the crust. The chemistry and physics of partial melting and segregation is complex. Hence detailed studies, in which field observations yield critical information that can be compared to experimental observations, are crucial to the understanding of these fundamental processes that lead and are leading to the chemical stratification of the Earth. The research presented in this thesis is a combined field and experimental study of partial melting of high-grade meta-pelitic rocks of the Little Cottonwood contact aureole (Utah, USA). Contact metamorphic rocks are ideal for textural studies of melt generation, since the relatively short times of the metamorphic event prevents much of the recrystallization which plagues textural studies of lower crustal rocks. The purpose of the study is to characterize melt generation, identify melting reactions, and to constrain melt formation, segregation and migration mechanisms. In parallel an experimental study was undertaken to investigate melt in the high grade meta pelitic rocks, to confirm melt composition, and to compare textures of the partial molten rock cores in the absence of deformation. Results show that a pegmatoidal melt is produced by partial melting of the pelitic rocks. This melt is highly mobile. It is capable of pervasive infiltration of the adjacent quartzite. Infiltration results in rounded quartz grains bordered by a thin feldspar rim. Using computed micro X-ray tomography these melt networks can be imaged. The infiltrated melt leads to rheological weakening and to a decompaction of the solid quartzite. Such decompaction can explain the recent discovery of abundant xenocrysts in many magmas, since it favors the isolation of mineral grains. Pervasive infiltration is apparently strongly influenced by melt viscosity and melt-crystal wetting behavior, both of which depend on the water content of melt and the temperature. In all experiments the first melt is produced on grain boundaries, dominantly by the local minerals. Grain scale heterogeneity of a melting rock leads thus to chemical concentration gradients in the melt, which are the driving force for initial melt migration. Pervasive melt films along grain boundaries leading to an interconnected network are immediately established. The initial chemical heterogeneities in the melt diminish with time. Résumé large public: La différenciation chimique de la Terre primitive est la conséquence de la fusion des roches et de la séparation des liquides qui en résultent. Aujourd'hui, la production de liquide magmatique est toujours le mécanisme dominant pour la croissance de la croûte terrestre. Ainsi la formation de la plupart des granites est un processus qui implique la production de magma par fusion partielle de la croûte inférieure, la migration de ces magmas à travers la croûte et finalement son emplacement dans les niveaux superficielle de la croûte terrestre. Au cours de cette évolution, les processus de fusion partielle et de ségrégation sont des étapes indispensables à l'ascension des granites à travers la croûte. Les conditions physico-chimiques nécessaires à la fusion partielle et à l'extraction de ces liquides sont complexes. C'est pourquoi des études détaillées des processus de fusion partielle sont cruciales pour la compréhension de ces mécanismes fondamentaux responsables de la stratification chimique de la Terre. Parmi ces études, les observations de terrain apportent notamment des informations déterminantes qui peuvent être comparées aux données expérimentales. Le travail de recherche présenté dans ce mémoire de thèse associe études de terrain et données expérimentales sur la fusion partielle des roches pélitiques de haut degré métamorphiques provenant de l'auréole de contact de Little Cottonwood (Utah, USA). Les roches du métamorphisme de contact sont idéales pour l'étude de la folination de liquide de fusion. En effet, la durée relativement courte de ce type d'événement métamorphique prévient en grande partie la recristallisation qui perturbe les études de texture des roches dans la croûte inférieure. Le but de cette étude est de caractériser la génération des liquides de fusion, d'identifier les réactions responsables de la fusion de ces roches et de contraindre la formation de ces liquides et leur mécanisme de ségrégation et de migration. Parallèlement, des travaux expérimentaux ont été entrepris pour reproduire la fusion partielle de ces roches en laboratoire. Cette étude a été effectuée dans le but de confirmer la composition chimique des liquides, et de comparer les textures obtenues en l'absence de déformation. Les résultats montrent qu'un liquide de fusion pegmatoïde est produit par fusion partielle des roches pélitiques. La grande mobilité de ce liquide permet une infiltration pénétrative dans les quarzites. Ces infiltrations se manifestent par des grains de quartz arrondis entourés par une fine bordure de feldspath. L'utilisation de la tomography à rayons X a permis d'obtenir des images de ce réseau de liquide de fusion. L'infiltration de liquide de fusion entraîne un affaiblissement de la rhéologie de la roche ainsi qu'une décompaction des quartzites massifs. Une telle décompaction peut expliquer la découverte récente d'abondants xénocristaux dans beaucoup de magmas, puisque elle favorise l'isolation des minéraux. L'infiltration pénétrative est apparemment fortement influencée par la viscosité du fluide de fusion et le comportement de la tension superficielle entre les cristaux et le liquide, les deux étant dépendant du contenu en eau dans le liquide de fusion et de la température. Dans toutes les expériences, le premier liquide est produit sur les bordures de grains, principalement par les minéraux locaux. L'hétérogénéité à l'échelle des grains d'une roche en fusion conduit donc à un gradient de concentration chimique dans le liquide, qui sert de moteur à l'initiation de la migration du liquide. Des fines couches de liquide de fusion le long de bordures de grains formant un réseau enchevêtré s'établit immédiatement. Les hétérogénéités chimiques initiales dans le liquide s'estompent avec le temps.

Imputation in data fusion of heterogeneous data sets a model-based numerical experiment

Given the very large amount of data obtained everyday through population surveys, much of the new research again could use this information instead of collecting new samples. Unfortunately, relevant data are often disseminated into different files obtained through different sampling designs. Data fusion is a set of methods used to combine information from different sources into a single dataset. In this article, we are interested in a specific problem: the fusion of two data files, one of which being quite small. We propose a model-based procedure combining a logistic regression with an Expectation-Maximization algorithm. Results show that despite the lack of data, this procedure can perform better than standard matching procedures.

Sustained activation and tumor targeting of NKT cells using a CD1d-anti-HER2-scFv fusion protein induce antitumor effects in mice

Invariant NKT (iNKT) cells are potent activators of DCs, NK cells, and T cells, and their antitumor activity has been well demonstrated. A single injection of the high-affinity CD1d ligand alpha-galactosylceramide (alphaGalCer) leads to short-lived iNKT cell activation followed, however, by long-term anergy, limiting its therapeutic use. In contrast, we demonstrated here that when alphaGalCer was loaded on a recombinant soluble CD1d molecule (alphaGalCer/sCD1d), repeated injections led to sustained iNKT and NK cell activation associated with IFN-gamma secretion as well as DC maturation in mice. Most importantly, when alphaGalCer/sCD1d was fused to a HER2-specific scFv antibody fragment, potent inhibition of experimental lung metastasis and established s.c. tumors was obtained when systemic treatment was started 2-7 days after the injection of HER2-expressing B16 melanoma cells. In contrast, administration of free alphaGalCer at this time had no effect. The antitumor activity of the CD1d-anti-HER2 fusion protein was associated with HER2-specific tumor localization and accumulation of iNKT, NK, and T cells at the tumor site. Targeting iNKT cells to the tumor site thus may activate a combined innate and adaptive immune response that may prove to be effective in cancer immunotherapy

Decision fusion for the classification of hyperspectral data: Outcome of the 2008 GRS-S data fusion contest

The 2008 Data Fusion Contest organized by the IEEE Geoscience and Remote Sensing Data Fusion Technical Committee deals with the classification of high-resolution hyperspectral data from an urban area. Unlike in the previous issues of the contest, the goal was not only to identify the best algorithm but also to provide a collaborative effort: The decision fusion of the best individual algorithms was aiming at further improving the classification performances, and the best algorithms were ranked according to their relative contribution to the decision fusion. This paper presents the five awarded algorithms and the conclusions of the contest, stressing the importance of decision fusion, dimension reduction, and supervised classification methods, such as neural networks and support vector machines.

Sequential analysis of trans-SNARE formation in intracellular membrane fusion.

SNARE complexes are required for membrane fusion in the endomembrane system. They contain coiled-coil bundles of four helices, three (Q(a), Q(b), and Q(c)) from target (t)-SNAREs and one (R) from the vesicular (v)-SNARE. NSF/Sec18 disrupts these cis-SNARE complexes, allowing reassembly of their subunits into trans-SNARE complexes and subsequent fusion. Studying these reactions in native yeast vacuoles, we found that NSF/Sec18 activates the vacuolar cis-SNARE complex by selectively displacing the vacuolar Q(a) SNARE, leaving behind a Q(bc)R subcomplex. This subcomplex serves as an acceptor for a Q(a) SNARE from the opposite membrane, leading to Q(a)-Q(bc)R trans-complexes. Activity tests of vacuoles with diagnostic distributions of inactivating mutations over the two fusion partners confirm that this distribution accounts for a major share of the fusion activity. The persistence of the Q(bc)R cis-complex and the formation of the Q(a)-Q(bc)R trans-complex are both sensitive to the Rab-GTPase inhibitor, GDI, and to mutations in the vacuolar tether complex, HOPS (HOmotypic fusion and vacuolar Protein Sorting complex). This suggests that the vacuolar Rab-GTPase, Ypt7, and HOPS restrict cis-SNARE disassembly and thereby bias trans-SNARE assembly into a preferred topology.

Multi-modal Change Detection, Application to the Detection of Flooded Areas: Outcome of the 2009-2010 data fusion contest

The 2009-2010 Data Fusion Contest organized by the Data Fusion Technical Committee of the IEEE Geoscience and Remote Sensing Society was focused on the detection of flooded areas using multi-temporal and multi-modal images. Both high spatial resolution optical and synthetic aperture radar data were provided. The goal was not only to identify the best algorithms (in terms of accuracy), but also to investigate the further improvement derived from decision fusion. This paper presents the four awarded algorithms and the conclusions of the contest, investigating both supervised and unsupervised methods and the use of multi-modal data for flood detection. Interestingly, a simple unsupervised change detection method provided similar accuracy as supervised approaches, and a digital elevation model-based predictive method yielded a comparable projected change detection map without using post-event data.

Le filtre invisible : l'obstacle du Sujet (conflits implicites dans les transferts culturels de France en Russie en philosophie)

Cette thèse est un travail de comparaison qui essaie de s'affranchir des dogmes ambiants afin de trouver une nouvelle voie, une autre façon de comprendre la culture intellectuelle en Russie. La présente recherche s'inscrit dans le cadre de l'épistémologie comparée dont l'objectif principal est d'éviter un travail par oppositions et de mettre en évidence les différences et les ressemblances des systèmes de connaissances dans deux mondes intellectuels : la Russie et le monde francophone.La question posée dans ce travail concerne le Sujet en philosophie en Russie, plus précisément la façon dominante de le voir et de le théoriser, qui joue un rôle important dans la formation de l'horizon d'attente intellectuelle. On trouve l'impact de cette attente intellectuelle particulière lors des transferts « culturels » des théories et des idées quand certaines de ces dernières passent et d'autres provoquent des résistances. Qu'est-ce qui définit alors le seuil de passage et quel obstacle [invisible ?) est la cause des malentendus ?La réponse trouvée est simple dans sa complexité : le dispositif de la *personne intégrale. Il s'agit d'un ensemble de discours et de pratiques qui valorise et rend possible certains comportements mettant en avant les idées de fusion et de collectivisme à différents niveaux de la vie sociale, par rapport à l'homme et à ses relations dans la société, et décourageant les idées d'individualisme au sens large du terme.Le dispositif de la *personne intégrale nous a permis de constater et d'expliquer une certaine continuité des valeurs et de la doxa dans les théories du Sujet au XIXe siècle en Russie, à l'époque soviétique et après la dissolution de l'URSS, ce qui, à première vue, pouvait paraître paradoxal. Les ruptures idéologiques importantes qu'a connues la Russie auraient dû susciter des changements dans la vision du Sujet. Or, d'une façon étonnante, aussi bien les slavophiles, les anarchistes que les marxistes soviétiques cherchaient à construire une théorie du Sujet fondée sur les principes d'organicisme, d'intégralité et d'ontologisme. Autrement dit, la conception matérialiste du Sujet à l'époque soviétique n'était pas fondamentalement distincte de celle que le XIXe siècle lui avait léguée. C'est la raison pour laquelle la période postsoviétique manifeste autant d'intérêt pour les valeurs d'intégralité, d'organisme vivant et d'ontologisme, qui trouvent leur place dans une grande partie des critiques adressées aux idées « postmodernes » proclamant une tout autre façon de voir les choses : le décentrement, la déconstruction, le multiple et l'hétérogène, ce qui ne peut que provoquer un grave conflit de valeurs.Il y avait une énigme à résoudre : qu'est-ce qui fait obstacle à la réception des théories du Sujet divisé ? Cette énigme, nous avons essayé de l'élucider en rassemblant patiemment les bribes entrelacées d'un gigantesque tissu, en tentant d'en montrer la paradoxale cohérence. Un autre travail reste à faire, qui consisterait à construire une hypothèse autrement hardie, celle qui saurait expliquer pourquoi un tel dispositif s'est mis en place en Russie à cette époque et pas ailleurs.

Fusion telomérique de deux chromosomes X par leurs bras courts chez une patiente présentant un syndrome de Turner atypique. [Telomeric fusion of the short arms of both X chromosomes in a patient presenting an atypical Turner syndrome.]

A case of atypical Turner's syndrome with unusual karyotype is reported. The chromosome complements of the patient, studied with different banding techniques, is 45,XO/46,X,dic(X)(Xqter leads to p22::p22 leads to qter). In the literature 8 similar cases have been reported. Short stature and amenorrhea are the most constant findings. The mechanisms by which the observed chromosomal "rearrangement" can be produced are briefly discussed.

Weighted Shape-based Averaging with Neighborhood Prior Model for Multiple Atlas Fusion-based Medical Image Segmentation

In medical imaging, merging automated segmentations obtained from multiple atlases has become a standard practice for improving the accuracy. In this letter, we propose two new fusion methods: "Global Weighted Shape-Based Averaging" (GWSBA) and "Local Weighted Shape-Based Averaging" (LWSBA). These methods extend the well known Shape-Based Averaging (SBA) by additionally incorporating the similarity information between the reference (i.e., atlas) images and the target image to be segmented. We also propose a new spatially-varying similarity-weighted neighborhood prior model, and an edge-preserving smoothness term that can be used with many of the existing fusion methods. We first present our new Markov Random Field (MRF) based fusion framework that models the above mentioned information. The proposed methods are evaluated in the context of segmentation of lymph nodes in the head and neck 3D CT images, and they resulted in more accurate segmentations compared to the existing SBA.

T-cell activation by treatment of cancer patients with EMD 521873 (Selectikine), an IL-2/anti-DNA fusion protein.

ABSTRACT: BACKGROUND: EMD 521873 (Selectikine or NHS-IL2LT) is a fusion protein consisting of modified human IL-2 which binds specifically to the high-affinity IL-2 receptor, and an antibody specific for both single- and double-stranded DNA, designed to facilitate the enrichment of IL-2 in tumor tissue. METHODS: An extensive analysis of pharmacodynamic (PD) markers associated with target modulation was assessed during a first-in-human phase I dose-escalation trial of Selectikine. RESULTS: Thirty-nine patients with metastatic or locally advanced tumors refractory to standard treatments were treated with increasing doses of Selectikine, and nine further patients received additional cyclophosphamide. PD analysis, assessed during the first two treatment cycles, revealed strong activation of both CD4+ and CD8+ T-cells and only weak NK cell activation. No dose response was observed. As expected, Treg cells responded actively to Selectikine but remained at lower frequency than effector CD4+ T-cells. Interestingly, patient survival correlated positively with both high lymphocyte counts and low levels of activated CD8+ T-cells at baseline, the latter of which was associated with enhanced T-cell responses to the treatment. CONCLUSIONS: The results confirm the selectivity of Selectikine with predominant T-cell and low NK cell activation, supporting follow-up studies assessing the clinical efficacy of Selectikine for cancer patients.

Fusion of the human gene for the polyubiquitination co-effector UEV-1 with Kua, a newly identified gene

UEV proteins are enzymatically inactive variants of the E2 ubiquitin-conjugating enzymes that regulate noncanonical elongation of ubiquitin chains. In Saccharomyces cerevisiae, UEV is part of the RAD6-mediated error-free DNA repair pathway. In mammalian cells, UEV proteins can modulate c-FOS transcription and the G2-M transition of the cell cycle. Here we show that the UEV genes from phylogenetically distant organisms present a remarkable conservation in their exon–intron structure. We also show that the human UEV1 gene is fused with the previously unknown gene Kua. In Caenorhabditis elegans and Drosophila melanogaster, Kua and UEV are in separated loci, and are expressed as independent transcripts and proteins. In humans, Kua and UEV1 are adjacent genes, expressed either as separate transcripts encoding independent Kua and UEV1 proteins, or as a hybrid Kua–UEV transcript, encoding a two-domain protein. Kua proteins represent a novel class of conserved proteins with juxtamembrane histidine-rich motifs. Experiments with epitope-tagged proteins show that UEV1A is a nuclear protein, whereas both Kua and Kua–UEV localize to cytoplasmic structures, indicating that the Kua domain determines the cytoplasmic localization of Kua–UEV. Therefore, the addition of a Kua domain to UEV in the fused Kua–UEV protein confers new biological properties to this regulator of variant polyubiquitination.[Kua cDNAs isolated by RT-PCR and described in this paper have been deposited in the GenBank data library under accession nos. AF1155120 (H. sapiens) and AF152361 (D. melanogaster). Genomic clones containing UEV genes: S. cerevisiae, YGL087c (accession no. Z72609); S. pombe, c338 (accession no. AL023781); P. falciparum, MAL3P2 (accession no. AL034558); A. thaliana, F26F24 (accession no. AC005292); C. elegans, F39B2 (accession no. Z92834); D. melanogaster, AC014908; and H. sapiens, 1185N5 (accession no. AL034423). Accession numbers for Kua cDNAs in GenBank dbEST: M. musculus, AA7853; T. cruzi, AI612534. Other Kua-containing sequences: A. thaliana genomic clones F10M23 (accession no. AL035440), F19K23 (accession no. AC000375), and T20K9 (accession no. AC004786).