Regulation of insulin secretion by phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate.

The role of PIP(2) in pancreatic beta cell function was examined here using the beta cell line MIN6B1. Blocking PIP(2) with PH-PLC-GFP or PIP5KIgamma RNAi did not impact on glucose-stimulated secretion although susceptibility to apoptosis was increased. Over-expression of PIP5KIgamma improved cell survival and inhibited secretion with accumulation of endocytic vacuoles containing F-actin, PIP(2), transferrin receptor, caveolin 1, Arf6 and the insulin granule membrane protein phogrin but not insulin. Expression of constitutively active Arf6 Q67L also resulted in vacuole formation and inhibition of secretion, which was reversed by PH-PLC-GFP co-expression. PIP(2) co-localized with gelsolin and F-actin, and gelsolin co-expression partially reversed the secretory defect of PIP5KIgamma-over-expressing cells. RhoA/ROCK inhibition increased actin depolymerization and secretion, which was prevented by over-expressing PIP5KIgamma, while blocking PIP(2) reduced constitutively active RhoA V14-induced F-actin polymerization. In conclusion, although PIP(2) plays a pro-survival role in MIN6B1 cells, excessive PIP(2) production because of PIP5KIgamma over-expression inhibits secretion because of both a defective Arf6/PIP5KIgamma-dependent endocytic recycling of secretory membrane and secretory membrane components such as phogrin and the RhoA/ROCK/PIP5KIgamma-dependent perturbation of F-actin cytoskeleton remodelling.

L' Impacte de la mort en estudiants d'infermeria durant el seu primer període de pràctiques

La mort i el procés de morir són fets quotidians en les persones grans i, conseqüentment, en els centres sociosanitaris, on bona part de les persones usuàries són d’edat avançada. Tot i que es tracta d’un fenomen natural que s’inclou dins del cicle vital de les persones, en la nostra societat la mort encara provoca rebuig, por, ansietat, tristesa i inquietud. En aquest marc, les estudiants1 d’infermeria són un col·lectiu que poden patir especialment l’impacte de la mort. Primer, perquè com a membres de la societat tenen interioritzat el codi social preestablert envers aquest tema i, segon, perquè durant la seva formació estan en contacte amb persones que estan al final de la vida i poden presenciar vivències de mort. En el primer període de pràctiques dels estudis d’infermeria, les estudiants han de fer front a diverses situacions del dia a dia fins aleshores desconegudes. Els conflictes interpersonals amb l'equip de treball i la inseguretat sobre les habilitats i les competències professionals són alguns dels aspectes que acostumen a viure amb més tensió. Tot i això, el que més impacte els provoca és la cura de les persones al final de la vida. Davant d'una situació de tensió, la persona viu un component estressor, que suposa el punt d’inflexió. A partir d’aquí s’activen els components adaptatius, que és el que emocionalment fa que la persona pugui fer front a aquesta situació estressant. A més, hi ha un component de suport, que són les ajudes que té. Segons com es treballi el component adaptatiu farà que la persona reaccioni en un futur de forma més automàtica i inconscient o, al contrari, que la persona respongui de forma més conscient i intencionada. El present treball està concebut per comprendre quins elements psicosocials – components estressors i components de suport– poden afectar a les estudiants que presencien la vivència de la mort de malalts geriàtrics terminals en el primer període de pràctiques en un centre sociosanitari. S’ha dissenyat un estudi descriptiu transversal quantitatiu, de caràcter exploratori, per tal de descriure la freqüència i algunes característiques psicosocials al voltant de la mort en estudiants d'infermeria en el seu primer període de pràctiques, tant a nivell personal com a nivell professional. La mostra de l'estudi són 65 estudiants, la majoria són dones d'entre els 18 i els 29 anys –més d’un 90%–. Els resultats indiquen que un 80% dels futurs professionals estudiats han patit la mort d’alguna persona significativa al llarg de la seva vida; d'aquests, gairebé un de cada quatre presenta dol complicat. Quant a la vivència de mort en les pràctiques, el 83% l'ha experimentat. Tot i aquest elevat percentatge, no totes les experiències tenen una connotació negativa. En prop de la meitat dels casos, les morts són percebudes com una experiència enriquidora i natural. Els components estressors més impactants que les estudiants han viscut durant les pràctiques per la mort d’alguna persona malalta són: la reacció de la família del finat, el patiment que es genera al seu voltant, algun signe o símptoma físic experimentat pel malalt al final del procés, i la pròpia reacció emocional. Els components de suport expressats són: saber gestionar les pròpies emocions, tenir més formació sobre relació d’ ajuda i empatia, tenir més formació en control de símptomes i comunicació, per atendre usuaris –tant malalts com familiars- i que algú els informés i orientés en el procés. Altres resultats a tenir en compte són que la població estudiada té més preocupació o inquietud per la mort i el procés de morir de la persona estimada i menys per la pròpia mort. A més, tot i que la meitat no hagués escollit geriatria com opció a les primeres pràctiques clíniques, gairebé tot el grup estudiat ho recomanaria després d'haver viscut l'experiència. Les implicacions pràctiques d'aquest estudi porten a pensar que es pot reorientar la informació i preparació que es dóna a les estudiants d’infermeria abans del primer contacte amb la realitat dels centres sociosanitaris, així com també el paper de formació i suport que pot fer tant la persona tutora de pràctiques com les infermeres de referència dels diferents centres. En conclusió, caldria dissenyar estratègies formatives i de suport entorn a la preparació psicològica personal de l’estudiant; entorn a l’acompanyament, les cures pal·liatives i el dol; i valorar la seva eficiència en el futur.

Microinductive signal conditioning with resonant differential filters: high-sensitivity biodetection applications

Inductive-based devices integrated with Si technology for biodetection applications are characterized, using simple resonant differential filter configurations. This has allowed the corroboration of the viability of the proposed circuits, which are characterized by their very high simplicity, for microinductive signal conditioning in high-sensitivity sensor devices. The simulation of these simple circuits predicts sensitivities of the differential output voltage which can achieve values in the range of 0.1-1 V/nH, depending on the coil parameters. These very high-sensitivity values open the possibility for the experimental detection of extremely small inductance changes in the devices. For real microinductive devices, both series resistance and parasitic capacitive components contribute to the decrease of the differential circuit sensitivity. Nevertheless, measurements performed using micro-coils fabricated with relatively high series resistance and coupling parasitic effects have allowed detection of changes in the range of 2 nH. which are compatible with biodetection applications with estimated detection limits below the picomolarity range.

Contribution à la compréhension du rôle de la mémoire de travail visuospatiale et de ses altérations dans la schizophrénie à l'aide d'un nouveau paradigme qui présente des stimuli dynamiques et statiques

Abstract Working memory has been defined as the ability to maintain and manipulate on-line a limited amount of information. A large number of studies have investigated visuospatial working memory in schizophrenia. However, today, the available data concerning the functioning of these processes in schizophrenia are largely controversial. These inconclusive results are due to incomplete knowledge on processes involved in visuospatial working memory tasks. Recent studies suggest that visuospatial working memory processes may be divided into an active monitoring and a storing components. Furthermore, it has been shown that visuospatial working memory processes are strongly interconnected with early encoding processes (perceptual organization). In our view, the two working memory components, and the relationship that they entertain with early encoding processes, may be investigated using dynamic and static visuospatial stimuli in a working memory paradigm. In this thesis we aim at comparing dynamic and static visuospatial working memory processes in patients with schizophrenia and first-episode of psychosis patients. This analysis may clarify the functioning of visuospatial working memory and the dysfunction of these processes in schizophrenia. Our results are in accord with the hypothesis of two visuospatial working memory subcomponents. Dynamic, rather than static, stimuli are strongly involved in the visuospatial working memory encoding process. Indeed, the results are congruent with the idea that static stimuli may be strongly encoded by parallel perceptual organization processes. Patients with schizophrenia show important deficits in both working memory and perceptual organization encoding processes. In contrast, perceptual organization processes seem spared in firstepisodepsychosis patients. Considering our findings, we propose a model to explain the degradation of visuospatial processes involved in a working memory task during schizophrenia. Résumé: La mémoire de travail est définie comme la capacité à maintenir et manipuler « on-line » un nombre limité d'informations pour une courte période de temps (de l'ordre de quelques dizaines de secondes). Un grand nombre d'études a montré que les processus de mémoire de travail visuo spatiale peuvent être affectés dans la schizophrénie. Malgré cela, les données concernant les déficits de ces processus chez des patients qui souffrent de schizophrénie sont contradictoires. La difficulté de comprendre la nature des déficits de mémoire de travail visuospatiale dans la schizophrénie est en grande partie imputable aux connaissances encore lacunaires sur le fonctionnement de ces processus dans un état non pathologique. Dans cette thèse, on cherche à élucider le fonctionnement des processus de mémoire de travail visuospatiale. Pour cela, on a créé un nouveau paradigme qui sollicite ce type de mémoire. Dans ce paradigme, on présente des stimuli dynamiques et statiques. Après un court délai, le sujet doit reconnaître le stimulus qu'il a visualisé parmi six possibilités. Sur la base de récentes études neurophysiologiques, neuroanatomiques et psychologiques, nous avançons l'hypothèse que l'encodage de stimuli dynamiques et statiques repose sur deux processus distincts de mémoire de travail : un processus d'organisation qui manipule les informations sensorielles et un processus dé stockage qui est responsable du maintien de l'information au cours de la manipulation. Ces processus sont en relation directe avec les processus responsables d'une organisation de l'information à un niveau précoce du traitement visuel. Les études présentées dans cette thèse ont pour but de vérifier la pertinence de la distinction entre les processus de mémoire de travail visuospatiale, selon la modalité «dynamique » ou «statique ». L'investigation des processus dynamiques et statiques de mémoire de travail dans la schizophrénie présente deux avantages principaux. Premièrement, 1a pathologie pourrait permettre de mettre en évidence, par les dysfonctionnements qu'elle présente, la pertinence des hypothèses sur le fonctionnement des processus de mémoire de travail visuospatiale et de leur interaction avec les processus sensoriels. Deuxièmement, ces investigations rendent possible une analyse des dysfonctions des différents processus dans la schizophrénie. Dans cette thèse, on analyse aussi les processus de mémoire de travail «dynamiques » et «statiques » chez des sujets dans une phase initiale de la psychose. Les résultats de cette étude permettent de faire une comparaison avec ceux obtenus avec des patients qui souffrent de schizophrénie. Cette comparaison peut apporter des informations intéressantes sur l'évolution des dysfonctions dans les processus impliqués dans les fonctions de mémoire de travail visuospatiale au cours de la schizophrénie. Les résultats obtenus dans les différentes études sont cohérents avec l'hypothèse d'une implication différente des processus d'organisation de la mémoire de travail sur des stimuli dynamiques et statiques. -Nos résultats montrent que les processus de mémoire de travail responsables de l'organisation (manipulation active) des informations est déficitaire dans la schizophrénie. Ce déficit semble jouer un rôle de premier plan dans la dégradation des processus visuospatiaux au cours de la schizophrénie.

Characterization of Exopolysaccharides Produced by Rhizobia Species

ABSTRACT Increasing attention has been given, over the past decades, to the production of exopolysaccharides (EPS) from rhizobia, due to their various biotechnological applications. Overall characterization of biopolymers involves evaluation of their chemical, physical, and biological properties; this evaluation is a key factor in understanding their behavior in different environments, which enables researchers to foresee their potential applications. Our focus was to study the EPS produced by Mesorhizobium huakuii LMG14107, M. loti LMG6125, M. plurifarium LMG11892,Rhizobium giardini bv. giardiniH152T, R. mongolense LMG19141, andSinorhizobium (= Ensifer)kostiense LMG19227 in a RDM medium with glycerol as a carbon source. These biopolymers were isolated and characterized by reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC), Fourier transform infrared (FTIR), and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopies. Maximum exopolysaccharide production was 3.10, 2.72, and 2.50 g L-1for the strains LMG6125, LMG19227, and LMG19141, respectively. The purified EPS revealed prominent functional reactive groups, such as hydroxyl and carboxylic, which correspond to a typical heteropolysaccharide. The EPS are composed primarily of galactose and glucose. Minor components found were rhamnose, glucuronic acid, and galacturonic acid. Indeed, from the results of techniques applied in this study, it can be noted that the EPS are species-specific heteropolysaccharide polymers composed of common sugars that are substituted by non-carbohydrate moieties. In addition, analysis of these results indicates that rhizobial EPS can be classified into five groups based on ester type, as determined from the 13C NMR spectra. Knowledge of the EPS composition now facilitates further investigations relating polysaccharide structure and dynamics to rheological properties.

A mechanism for localized lignin deposition in the endodermis.

The precise localization of extracellular matrix and cell wall components is of critical importance for multicellular organisms. Lignin is a major cell wall modification that often forms intricate subcellular patterns that are central to cellular function. Yet the mechanisms of lignin polymerization and the subcellular precision of its formation remain enigmatic. Here, we show that the Casparian strip, a lignin-based, paracellular diffusion barrier in plants, forms as a precise, median ring by the concerted action of a specific, localized NADPH oxidase, brought into proximity of localized peroxidases through the action of Casparian strip domain proteins (CASPs). Our findings in Arabidopsis provide a simple mechanistic model of how plant cells regulate lignin formation with subcellular precision. We speculate that scaffolding of NADPH oxidases to the downstream targets of the reactive oxygen species (ROS) that they produce might be a widespread mechanism to ensure specificity and subcellular precision of ROS action within the extracellular matrix.

Mineral inventory of continuously erupting basaltic andesites at Arenal volcano, Costa Rica: implications for interpreting monotonous, crystal-rich, mafic arc stratigraphies

Except for the first 2 years since July 29, 1968, Arenal volcano has continuously erupted compositionally monotonous and phenocryst-rich (similar to35%) basaltic andesites composed of plagioclase (plag), orthopyroxene (opx), clinopyroxene (cpx), spinel olivine. Detailed textural and compositional analyses of phenocrysts, mineral inclusions, and microlites reveal comparable complexities in any given sample and identify mineral components that require a minimum of four crystallization environments. We suggest three distinct crystallization environments crystallized low Mg# (<78) silicate phases from andesitic magma but at different physical conditions, such as variable pressure of crystallization and water conditions. The dominant environment, i.e., the one which accounts for the majority of minerals and overprinted all other assemblages near rims of phenocrysts, cocrystallized clinopyroxene (Mg# similar to71-78), orthopyroxene (Mg# similar to71-78), titanomagnetite and plagioclase (An(60) to An(85)). The second environment cocrystallized clinopyroxene (Mg# 71-78), olivine (<Fo(78)), titanomagnetite, and very high An (similar to90) plagioclase, while the third cocrystallized clinopyroxene (Mg# 71-78) with high (>7) Al/Ti and high (>4 wt.%) Al2O3, titanomagnetite with considerable Al2O3 (10-18 wt.%) and possibly olivine but appears to lack plagioclase. A fourth crystallization environment is characterized by clinopyroxene (e.g., Mg#=similar to78-85; Cr2O3=0.15-0.7 wt.%), Al-, Cr-rich spinel olivine (similar toFo(80)), and in some circumstances high-An (>80) plagioclase. This assemblage seems to record mafic inputs into the Arenal system and crystallization at high to low pressures. Single crystals cannot be completely classified as xenocrysts, antecrysts (cognate crystals), or phenocrysts, because they often contain different parts each representing a different crystallization environment and thus belong to different categories. Bulk compositions are mostly too mafic to have crystallized the bulk of ferromagnesian minerals and thus likely do not represent liquid compositions. On the other hand, they are the cumulative products of multiple mixing events assembling melts and minerals from a variety of sources. The driving force for this multistage mixing evolution to generate erupting basaltic andesites is thought to be the ascent of mafic magma from lower crustal levels to subvolcanic depths which at the same time may also go through compositional modification by fractionation and assimilation of country rocks. Thus, mafic magmas become basaltic andesite through mixing, fractionation and assimilation by the time they arrive at subvolcanic depths. We infer new increments of basaltic andesite are supplied nearly continuously to the subvolcanic reservoir concurrently to the current eruption and that these new increments are blended into the residing, subvolcanic magma. Thus, the compositional monotony is mostly the product of repetitious production of very similar basaltic andesite. Furthermore, we propose that this quasi-constant supply of small increments of magma is the fundamental cause for small-scale, decade-long continuous volcanic activity; that is, the current eruption of Arenal is flux-controlled by inputs of mantle magmas. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Natural variation in learning ability in "Drosophila melanogaster"

Learning is the ability of an organism to adapt to the changes of its environment in response to its past experience. It is a widespread ability in the animal kingdom, but its evolutionary aspects are poorly known. Learning ability is supposedly advantageous under some conditions, when environmental conditions are not too stable - because in this case there is no need to learn to predict any event in the environment - and not changing too fast - otherwise environmental cues cannot be used because they are not reliable. Nevertheless, learning ability is also known to be costly in terms of energy needed for neuronal synthesis, memory formation, initial mistakes. During my PhD, I focused on the study of genetic variability of learning ability in natural populations. Genetic variability is the basis on which natural selection and genetic drift can act. How does learning ability vary in nature? What are the roles of additive genetic variation or maternal effects in this variation? Is it involved in evolutionary trade-offs with other fitness-related traits?¦I investigated a natural population of fruit fly, Drosophila melanogaster, as a model organism. Its learning ability is easy to measure with associative memory tests. I used two research tools: multiple inbred and isofemale lines derived from a natural population as a representative sample. My work was divided into three parts.¦First, I investigated the effects of inbreeding on aversive learning (avoidance of an odor previously associated with mechanical shock). While the inbred lines consistently showed reduced egg-to-adult viability by 28 %, the effects of inbreeding on learning performance was 18 % and varied among assays, with a trend to be most pronounced for intermediate conditioning intensity. Variation among inbred lines indicates that ample genetic variance for learning was segregating in the base population, and suggests that the inbreeding depression observed in learning performance was mostly due to dominance rather than overdominance. Across the inbred lines, learning performance was positively correlated with the egg-to-adult viability. This positive genetic correlation contradicts previous studies which observed a trade-off between learning ability and lifespan or larval competitive ability. It suggests that much of the genetic variation for learning is due to pleiotropic effects of genes affecting other functions related to survival. Together with the overall mild effects of inbreeding on learning performance, this suggests that genetic variation specifically affecting learning is either very low, or is due to alleles with mostly additive (semi-dominant) effects. It also suggests that alleles reducing learning performance are on average partially recessive, because their effect does not appear in the outbred base population. Moreover, overdominance seems unlikely as major cause of the inbreeding depression, because even if the overall mean of the inbred line is smaller than the outbred base population, some of the inbred lines show the same learning score as the outbred base population. If overdominance played an important part in inbreeding depression, then all the homozygous lines should show lower learning ability than¦outbred base population.¦In the second part of my project, I sampled the same natural population again and derived isofemale lines (F=0.25) which are less adapted to laboratory conditions and therefore are more representative of the variance of the natural population. They also showed some genetic variability for learning, and for three other fitness-related traits possibly related with learning: resistance to bacterial infection, egg-to-adult viability and developmental time. Nevertheless, the genetic variance of learning ability did not appear to be smaller than the variance of the other traits. The positive correlation previously observed between learning ability and egg- to-adult viability did not appear in isofemale lines (nor a negative correlation). It suggests that there was still genetic variability within isofemale lines and that they did not fix the highly deleterious pleiotropic alleles possibly responsible for the previous correlation.¦In order to investigate the relative amount of nuclear (additive and non-additive effects) and extra-nuclear (maternal and paternal effect) components of variance in learning ability and other fitness-related traits among the inbred lines tested in part one, I performed a diallel cross between them. The nuclear additive genetic variance was higher than other components for learning ability and survival to learning ability, but in contrast, maternal effects were more variable than other effects for developmental traits. This suggests that maternal effects, which reflects effects from mitochondrial DNA, epigenetic effects, or the amount of nutrients that are invested by the mother in the egg, are more important in the early stage of life, and less at the adult stage. There was no additive genetic correlation between learning ability and other traits, indicating that the correlation between learning ability and egg-to-adult viability observed in the first pat of my project was mostly due to recessive genes.¦Finally, my results showed that learning ability is genetically variable. The diallel experiment showed additive genetic variance was the most important component of the total variance. Moreover, every inbred or isofemale line showed some learning ability. This suggested that alleles impairing learning ability are eliminated by selection, and therefore that learning ability is under strong selection in natural populations of Drosophila. My results cannot alone explain the maintenance of the observed genetic variation. Even if I cannot eliminate the hypothesis of pleiotropy between learning ability and the other fitness-related traits I measured, there is no evidence for any trade-off between these traits and learning ability. This contradicts what has been observed between learning ability and other traits like lifespan and larval competitivity.¦L'apprentissage représente la capacité d'un organisme à s'adapter aux changement de son environnement au cours de sa vie, en réponse à son expérience passée. C'est une capacité très répandue dans le règne animal, y compris pour les animaux les plus petits et les plus simples, mais les aspects évolutifs de l'apprentissage sont encore mal connus. L'apprentissage est supposé avantageux dans certaines conditions, quand l'environnement n'est ni trop stable - dans ce cas, il n'y a rien à apprendre - ni trop variable - dans ce cas, les indices sur lesquels se reposer changent trop vite pour apprendre. D'un autre côté, l'apprentissage a aussi des coûts, en terme de synthèse neuronale, pour la formation de la mémoire, ou de coûts d'erreur initiale d'apprentissage. Pendant ma thèse, j'ai étudié la variabilité génétique naturelle des capacités d'apprentissage. Comment varient les capacités d'apprentissage dans la nature ? Quelle est la part de variation additive, l'impact des effets maternel ? Est-ce que l'apprentissage est impliqué dans des interactions, de type compromis évolutifs, avec d'autres traits liés à la fitness ?¦Afin de répondre à ces questions, je me suis intéressée à la mouche du vinaigre, ou drosophile, un organisme modèle. Ses capacités d'apprentissage sont facile à étudier avec un test de mémoire reposant sur l'association entre un choc mécanique et une odeur. Pour étudier ses capacités naturelles, j'ai dérivé de types de lignées d'une population naturelle: des lignées consanguines et des lignées isofemelles.¦Dans une première partie, je me suis intéressée aux effets de la consanguinité sur les capacités d'apprentissage, qui sont peu connues. Alors que les lignées consanguines ont montré une réduction de 28% de leur viabilité (proportion d'adultes émergeants d'un nombre d'oeufs donnés), leurs capacités d'apprentissage n'ont été réduites que de 18%, la plus forte diminution étant obtenue pour un conditionnement modéré. En outre, j'ai également observé que les capacités d'apprentissage était positivement corrélée à la viabilité entre les lignées. Cette corrélation est surprenante car elle est en contradiction avec les résultats obtenus par d'autres études, qui montrent l'existence de compromis évolutifs entre les capacités d'apprentissage et d'autres traits comme le vieillissement ou la compétitivité larvaire. Elle suggère que la variation génétique des capacités d'apprentissage est due aux effets pleiotropes de gènes récessifs affectant d'autres fonctions liées à la survie. Ces résultats indiquent que la variation pour les capacités d'apprentissage est réduite comparée à celle d'autres traits ou est due à des allèles principalement récessifs. L'hypothèse de superdominance semble peu vraisemblable, car certaines des lignées consanguines ont obtenu des scores d'apprentissage égaux à ceux de la population non consanguine, alors qu'en cas de superdominance, elles auraient toutes dû obtenir des scores inférieurs.¦Dans la deuxième partie de mon projet, j'ai mesuré les capacités d'apprentissage de lignées isofemelles issues de la même population initiale que les lignées consanguines. Ces lignées sont issues chacune d'un seul couple, ce qui leur donne un taux d'hétérozygosité supérieur et évite l'élimination de lignées par fixation d'allèles délétères rares. Elles sont ainsi plus représentatives de la variabilité naturelle. Leur variabilité génétique est significative pour les capacités d'apprentissage, et trois traits liés à la fois à la fitness et à l'apprentissage: la viabilité, la résistance à l'infection bactérienne et la vitesse de développement. Cependant, la variabilité des capacités d'apprentissage n'apparaît cette fois pas inférieure à celle des autres traits et aucune corrélation n'est constatée entre les capacité d'apprentissage et les autres traits. Ceci suggère que la corrélation observée auparavant était surtout due à la fixation d'allèles récessifs délétères également responsables de la dépression de consanguinité.¦Durant la troisième partie de mon projet, je me suis penchée sur la décomposition de la variance observée entre les lignées consanguines observée en partie 1. Quatre composants ont été examinés: la variance due à des effets nucléaires (additifs et non additifs), et due à des effets parentaux (maternels et paternels). J'ai réalisé un croisement diallèle de toutes les lignées. La variance additive nucléaire s'est révélée supérieure aux autres composants pour les capacités d'apprentissage et la résistance à l'infection bactérienne. Par contre, les effets maternels étaient plus importants que les autres composants pour les traits développementaux (viabilité et vitesse de développement). Ceci suggère que les effets maternels, dus à G ADN mitochondrial, à l'épistasie ou à la quantité de nutriments investis dans l'oeuf par la mère, sont plus importants dans les premiers stades de développement et que leur effet s'estompe à l'âge adulte. Il n'y a en revanche pas de corrélation statistiquement significative entre les effets additifs des capacités d'apprentissage et des autres traits, ce qui indique encore une fois que la corrélation observée entre les capacités d'apprentissage et la viabilité dans la première partie du projet était due à des effets d'allèles partiellement récessifs.¦Au, final, mes résultats montrent bien l'existence d'une variabilité génétique pour les capacités d'apprentissage, et l'expérience du diallèle montre que la variance additive de cette capacité est importante, ce qui permet une réponse à la sélection naturelle. Toutes les lignées, consanguines ou isofemelles, ont obtenu des scores d'apprentissage supérieurs à zéro. Ceci suggère que les allèles supprimant les capacités d'apprentissage sont fortement contre-sélectionnés dans la nature Néanmoins, mes résultats ne peuvent pas expliquer le maintien de cette variabilité génétique par eux-même. Même si l'hypothèse de pléiotropie entre les capacités d'apprentissage et l'un des traits liés à la fitness que j'ai mesuré ne peut être éliminée, il n'y a aucune preuve d'un compromis évolutif pouvant contribuer au maintien de la variabilité.

Ambulatory assessment of 3D ground reaction force using plantar pressure distribution.

This study aimed to use the plantar pressure insole for estimating the three-dimensional ground reaction force (GRF) as well as the frictional torque (T(F)) during walking. Eleven subjects, six healthy and five patients with ankle disease participated in the study while wearing pressure insoles during several walking trials on a force-plate. The plantar pressure distribution was analyzed and 10 principal components of 24 regional pressure values with the stance time percentage (STP) were considered for GRF and T(F) estimation. Both linear and non-linear approximators were used for estimating the GRF and T(F) based on two learning strategies using intra-subject and inter-subjects data. The RMS error and the correlation coefficient between the approximators and the actual patterns obtained from force-plate were calculated. Our results showed better performance for non-linear approximation especially when the STP was considered as input. The least errors were observed for vertical force (4%) and anterior-posterior force (7.3%), while the medial-lateral force (11.3%) and frictional torque (14.7%) had higher errors. The result obtained for the patients showed higher error; nevertheless, when the data of the same patient were used for learning, the results were improved and in general slight differences with healthy subjects were observed. In conclusion, this study showed that ambulatory pressure insole with data normalization, an optimal choice of inputs and a well-trained nonlinear mapping function can estimate efficiently the three-dimensional ground reaction force and frictional torque in consecutive gait cycle without requiring a force-plate.

Variation in the proportion of flower visitors of Arum maculatum along its distributional range in relation with community‐based climatic niche analyses

Here, we investigate the geographical constancy in the specificity level of the specialized lure-and-trap pollination antagonism involving the widespread European Arum maculatum and its associated Psychodid pollinators. Until now, studies concurred in demonstrating that one single insect species, Psychoda phalaenoides, efficiently cross-pollinated plants; researches were, however, performed locally in western Europe. In this study we characterize for the first time the flower visitors' composition at the scale of the distribution range of A. maculatum by intensively collecting plants and insects throughout the European continent. We further correlate local climatic characteristics with the community composition of visiting arthropods.Our results show that flowers are generally visited by P. phalaenoides females, but not over the whole distribution range of the plant. In some regions this fly species is less frequent or even absent and another species, Psycha grisescens, becomes the prevailing visitor. This variability is geographically structured and can be explained by climatic factors: the proportion of P. grisescens increases with higher annual precipitations and lower precipitations in the warmest trimester, two characteristics typical of the Mediterranean zone. Climate thus seems driving the specificity of this interaction, by potentially affecting the phenology of one or both interacting species, or even of volatile and heat production in the plant. This result therefore challenges the specificity of other presumably one-to-one interactions covering wide distribution ranges, and provides an example of the direct effect that the abiotic environment can have on the fate of plant-insect interactions.

Multiscale assessment of plant diversity in wooded pastures of the Jura mountains

Résumé La diminution de la biodiversité, à toutes les échelles spatiales et sur l'ensemble de la planète, compte parmi les problèmes les plus préoccupants de notre époque. En terme de conservation, il est aujourd'hui primordial de mieux comprendre les mécanismes qui créent et maintiennent la biodiversité dans les écosystèmes naturels ou anthropiques. La présente étude a pour principal objectif d'améliorer notre compréhension des patrons de biodiversité végétale et des mécanismes sous jacents, dans un écosystème complexe, riche en espèces et à forte valeur patrimoniale, les pâturages boisés jurassiens. Structure et échelle spatiales sont progressivement reconnues comme des dimensions incontournables dans l'étude des patrons de biodiversité. De plus, ces deux éléments jouent un rôle central dans plusieurs théories écologiques. Toutefois, peu d'hypothèses issues de simulations ou d'études théoriques concernant le lien entre structure spatiale du paysage et biodiversité ont été testées de façon empirique. De même, l'influence des différentes composantes de l'échelle spatiale sur les patrons de biodiversité est méconnue. Cette étude vise donc à tester quelques-unes de ces hypothèses et à explorer les patrons spatiaux de biodiversité dans un contexte multi-échelle, pour différentes mesures de biodiversité (richesse et composition en espèces) à l'aide de données de terrain. Ces données ont été collectées selon un plan d'échantillonnage hiérarchique. Dans un premier temps, nous avons testé l'hypothèse élémentaire selon laquelle la richesse spécifique (le nombre d'espèces sur une surface donnée) est liée à l'hétérogénéité environnementale quelque soit l'échelle. Nous avons décomposé l'hétérogénéité environnementale en deux parties, la variabilité des conditions environnementales et sa configuration spatiale. Nous avons montré que, en général, la richesse spécifique augmentait avec l'hétérogénéité de l'environnement : elle augmentait avec le nombre de types d'habitats et diminuait avec l'agrégation spatiale de ces habitats. Ces effets ont été observés à toutes les échelles mais leur nature variait en fonction de l'échelle, suggérant une modification des mécanismes. Dans un deuxième temps, la structure spatiale de la composition en espèces a été décomposée en relation avec 20 variables environnementales et 11 traits d'espèces. Nous avons utilisé la technique de partition de la variation et un descripteur spatial, récemment développé, donnant accès à une large gamme d'échelles spatiales. Nos résultats ont montré que la structure spatiale de la composition en espèces végétales était principalement liée à la topographie, aux échelles les plus grossières, et à la disponibilité en lumière, aux échelles les plus fines. La fraction non-environnementale de la variation spatiale de la composition spécifique avait une relation complexe avec plusieurs traits d'espèces suggérant un lien avec des processus biologiques tels que la dispersion, dépendant de l'échelle spatiale. Dans un dernier temps, nous avons testé, à plusieurs échelles spatiales, les relations entre trois composantes de la biodiversité : la richesse spécifique totale d'un échantillon (diversité gamma), la richesse spécifique moyenne (diversité alpha), mesurée sur des sous-échantillons, et les différences de composition spécifique entre les sous-échantillons (diversité beta). Les relations deux à deux entre les diversités alpha, beta et gamma ne suivaient pas les relations attendues, tout du moins à certaines échelles spatiales. Plusieurs de ces relations étaient fortement dépendantes de l'échelle. Nos résultats ont mis en évidence l'importance du rapport d'échelle (rapport entre la taille de l'échantillon et du sous-échantillon) lors de l'étude des patrons spatiaux de biodiversité. Ainsi, cette étude offre un nouvel aperçu des patrons spatiaux de biodiversité végétale et des mécanismes potentiels permettant la coexistence des espèces. Nos résultats suggèrent que les patrons de biodiversité ne peuvent être expliqués par une seule théorie, mais plutôt par une combinaison de théories. Ils ont également mis en évidence le rôle essentiel joué par la structure spatiale dans la détermination de la biodiversité, quelque soit le composant de la biodiversité considéré. Enfin, cette étude souligne l'importance de prendre en compte plusieurs échelles spatiales et différents constituants de l'échelle spatiale pour toute étude relative à la diversité spécifique. Abstract The world-wide loss of biodiversity at all scales has become a matter of urgent concern, and improving our understanding of local drivers of biodiversity in natural and anthropogenic ecosystems is now crucial for conservation. The main objective of this study was to further our comprehension of the driving forces controlling biodiversity patterns in a complex and diverse ecosystem of high conservation value, wooded pastures. Spatial pattern and scale are central to several ecological theories, and it is increasingly recognized that they must be taken -into consideration when studying biodiversity patterns. However, few hypotheses developed from simulations or theoretical studies have been tested using field data, and the evolution of biodiversity patterns with different scale components remains largely unknown. We test several such hypotheses and explore spatial patterns of biodiversity in a multi-scale context and using different measures of biodiversity (species richness and composition), with field data. Data were collected using a hierarchical sampling design. We first tested the simple hypothesis that species richness, the number of species in a given area, is related to environmental heterogeneity at all scales. We decomposed environmental heterogeneity into two parts: the variability of environmental conditions and its spatial configuration. We showed that species richness generally increased with environmental heterogeneity: species richness increased with increasing number of habitat types and with decreasing spatial aggregation of those habitats. Effects occurred at all scales but the nature of the effect changed with scale, suggesting a change in underlying mechanisms. We then decomposed the spatial structure of species composition in relation to environmental variables and species traits using variation partitioning and a recently developed spatial descriptor, allowing us to capture a wide range of spatial scales. We showed that the spatial structure of plant species composition was related to topography at the coarsest scales and insolation at finer scales. The non-environmental fraction of the spatial variation in species composition had a complex relationship with several species traits, suggesting a scale-dependent link to biological processes, particularly dispersal. Finally, we tested, at different spatial scales, the relationships between different components of biodiversity: total sample species richness (gamma diversity), mean species .richness (alpha diversity), measured in nested subsamples, and differences in species composition between subsamples (beta diversity). The pairwise relationships between alpha, beta and gamma diversity did not follow the expected patterns, at least at certain scales. Our result indicated a strong scale-dependency of several relationships, and highlighted the importance of the scale ratio when studying biodiversity patterns. Thus, our results bring new insights on the spatial patterns of biodiversity and the possible mechanisms allowing species coexistence. They suggest that biodiversity patterns cannot be explained by any single theory proposed in the literature, but a combination of theories is sufficient. Spatial structure plays a crucial role for all components of biodiversity. Results emphasize the importance of considering multiple spatial scales and multiple scale components when studying species diversity.

Rapid Replacement of Bridge Deck Expansion Joints Study – Phase I, RB33-013, 2014

Bridge deck expansion joints are used to allow for movement of the bridge deck due to thermal expansion, dynamics loading, and other factors. More recently, expansion joints have also been utilized to prevent the passage of winter de-icing chemicals and other corrosives applied to bridge decks from penetrating and damaging substructure components of the bridge. Expansion joints are often one of the first components of a bridge deck to fail and repairing or replacing expansion joints are essential to extending the life of any bridge. In the Phase I study, the research team focused on the current means and methods of repairing and replacing bridge deck expansion joints. Research team members visited with Iowa Department of Transportation (DOT) Bridge Crew Leaders to document methods of maintaining and repairing bridge deck expansion joints. Active joint replacement projects around Iowa were observed to document the means of replacing expansion joints that were beyond repair, as well as, to identify bottlenecks in the construction process that could be modified to decrease the length of expansion joint replacement projects. After maintenance and replacement strategies had been identified, a workshop was held at the Iowa State Institute for Transportation to develop ideas to better maintain and replace expansion joints. Maintenance strategies were included in the discussion as a way to extend the useful life of a joint, thus decreasing the number of joints replaced in a year and reducing the traffic disruptions.

Genome-wide association study of virologic response with efavirenz-containing or abacavir-containing regimens in AIDS clinical trials group protocols.

BACKGROUND: Efavirenz and abacavir are components of recommended first-line regimens for HIV-1 infection. We used genome-wide genotyping and clinical data to explore genetic associations with virologic failure among patients randomized to efavirenz-containing or abacavir-containing regimens in AIDS Clinical Trials Group (ACTG) protocols. PARTICIPANTS AND METHODS: Virologic response and genome-wide genotype data were available from treatment-naive patients randomized to efavirenz-containing (n=1596) or abacavir-containing (n=786) regimens in ACTG protocols 384, A5142, A5095, and A5202. RESULTS: Meta-analysis of association results across race/ethnic groups showed no genome-wide significant associations (P<5×10) with virologic response for either efavirenz or abacavir. Our sample size provided 80% power to detect a genotype relative risk of 1.8 for efavirenz and 2.4 for abacavir. Analyses focused on CYP2B genotypes that define the lowest plasma efavirenz exposure stratum did not show associations nor did analysis limited to gene sets predicted to be relevant to efavirenz and abacavir disposition. CONCLUSION: No single polymorphism is associated strongly with virologic failure with efavirenz-containing or abacavir-containing regimens. Analyses to better consider context, and that minimize confounding by nongenetic factors, may show associations not apparent here.

Cross-species analysis of the replication complex of Old World arenaviruses reveals two nucleoprotein sites involved in L protein function.

Lassa virus (LASV) causing hemorrhagic Lassa fever in West Africa, Mopeia virus (MOPV) from East Africa, and lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) are the main representatives of the Old World arenaviruses. Little is known about how the components of the arenavirus replication machinery, i.e., the genome, nucleoprotein (NP), and L protein, interact. In addition, it is unknown whether these components can function across species boundaries. We established minireplicon systems for MOPV and LCMV in analogy to the existing LASV system and exchanged the components among the three systems. The functional and physical integrity of the resulting complexes was tested by reporter gene assay, Northern blotting, and coimmunoprecipitation studies. The minigenomes, NPs, and L proteins of LASV and MOPV could be exchanged without loss of function. LASV and MOPV L protein was also active in conjunction with LCMV NP, while the LCMV L protein required homologous NP for activity. Analysis of LASV/LCMV NP chimeras identified a single LCMV-specific NP residue (Ile-53) and the C terminus of NP (residues 340 to 558) as being essential for LCMV L protein function. The defect of LASV and MOPV NP in supporting transcriptional activity of LCMV L protein was not caused by a defect in physical NP-L protein interaction. In conclusion, components of the replication complex of Old World arenaviruses have the potential to functionally and physically interact across species boundaries. Residue 53 and the C-terminal domain of NP are important for function of L protein during genome replication and transcription.

Signaling pathways controlling induced resistance to insect herbivores in Arabidopsis.

Insect attack triggers changes in transcript level in plants that are mediated predominantly by jasmonic acid (JA). The implication of ethylene (ET), salicylic acid (SA), and other signals in this response is less understood and was monitored with a microarray containing insect- and defense-regulated genes. Arabidopsis thaliana mutants coi1-1, ein2-1, and sid2-1 impaired in JA, ET, and SA signaling pathways were challenged with the specialist small cabbage white (Pieris rapae) and the generalist Egyptian cotton worm (Spodoptera littoralis). JA was shown to be a major signal controlling the upregulation of defense genes in response to either insect but was found to suppress changes in transcript level only in response to P. rapae. Larval growth was affected by the JA-dependent defenses, but S. littoralis gained much more weight on coi1-1 than P. rapae. ET and SA mutants had an altered transcript profile after S. littoralis herbivory but not after P. rapae herbivory. In contrast, both insects yielded similar transcript signatures in the abscisic acid (ABA)-biosynthetic mutants aba2-1 and aba3-1, and ABA controlled transcript levels both negatively and positively in insect-attacked plants. In accordance with the transcript signature, S. littoralis larvae performed better on aba2-1 mutants. This study reveals a new role for ABA in defense against insects in Arabidopsis and identifies some components important for plant resistance to herbivory.