Finite-size scaling investigation of the liquid-liquid critical point in ST2 water and its stability with respect to crystallization.

The liquid-liquid critical point scenario of water hypothesizes the existence of two metastable liq- uid phases low-density liquid (LDL) and high-density liquid (HDL) deep within the supercooled region. The hypothesis originates from computer simulations of the ST2 water model, but the stabil- ity of the LDL phase with respect to the crystal is still being debated. We simulate supercooled ST2 water at constant pressure, constant temperature, and constant number of molecules N for N ≤ 729 and times up to 1 μs. We observe clear differences between the two liquids, both structural and dynamical. Using several methods, including finite-size scaling, we confirm the presence of a liquid-liquid phase transition ending in a critical point. We find that the LDL is stable with respect to the crystal in 98% of our runs (we perform 372 runs for LDL or LDL-like states), and in 100% of our runs for the two largest system sizes (N = 512 and 729, for which we perform 136 runs for LDL or LDL-like states). In all these runs, tiny crystallites grow and then melt within 1 μs. Only for N ≤ 343 we observe six events (over 236 runs for LDL or LDL-like states) of spontaneous crystal- lization after crystallites reach an estimated critical size of about 70 ± 10 molecules.

Particle orientation distribution in Y-Fe2O3magnetic tapes by Mössbauer and hysteresis loop measurements

The particle orientation in several Y-Fe2O3magnetic tapes has been quantitatively evaluated by using the data of both Mössbauer and hysteresis loop measurements performed in the three orthogonal directions. A texture function has been obtained as a development of real harmonics. The profile of the texture function gives the quality of the different magnetic tapes. A different degree of particle orientation at the surface of the tape is evidenced by means of conversion electron Mössbauer spectra.

Final Report Factors Influencing Stability of Granular Base Course Mixes

To evaluate the various factors influencing the stability of granular base course mixes, three primary goals were included in the project: (1) determination of a suitable and realistic laboratory method of compaction; (2) effect of gradation, density and mineralogy of the fines on sheara ing strength; and (3) possible improvement of the shear strength with organic and inorganic chemical stabilization additives.

Étude du mécanisme de transport des cations par la Na, K-ATPase et de son implication dans la migraine familiale hémiplégique de type 2

Résumé La Na,K-ATPase est une protéine transmembranaire, présente dans toutes les cellules de mammifères et indispensable à la viabilité cellulaire. Elle permet le maintien des gradients sodiques et potassiques à l'origine du potentiel membranaire en transportant 3 Na+ en dehors de la cellule contre 2 K+, grâce à l'énergie fournie par l'hydrolyse d'une molécule d'ATP. Le potentiel membranaire est indispensable au maintien de l'excitabilité cellulaire et à la transmission de l'influx nerveux. Il semblerait que la Na,K-ATPase soit liée à l'hypertension et à certains troubles neurologiques comme la Migraine Familiale Hémiplégique (1VIFH). La MFH est une forme de migraine avec aura, qui se caractérise par une hémiparésie. Cette forme de migraine est très rare. Elle se transmet génétiquement sur un mode autosomique dominant. Plusieurs mutations localisées dans le gène de la Na,K-ATPase ont été identifiées durant ces 3 dernières années. C'est la première fois qu'une maladie génétique est associée au gène de la Na,K-ATPase. La compréhension du fonctionnement de cette protéine peut donner des informations sur les mécanismes conduisant à ces pathologies. On sait que la fonction d'une protéine est liée à sa structure. L'étude de sa fonction nécessite donc l'étude de sa structure. Alors que la structure de la SERCA a été déterminée à haute résolution, par cristallographie, celle de la Na,K-ATPase ne l'est toujours pas. Mais ces 2 ATPases présentent une telle homologie qu'un modèle de la Na,K-ATPase a pu être élaboré à partir de la structure de la SERCA. Les objectifs de cette étude sont d'une part, de comprendre le contrôle de l'accessibilité du K+ extracellulaire àses sites de liaison. Pour cela, nous avons ciblé cette étude sur la 2ìème et la 31eme boucle extracellulaire, qui relient respectivement les segments transmembranaires (STM) 3-4 et 5-6. Le choix s'est porté sur ces 2 boucles car elles bordent le canal des cations formés des 4ième' Sième et 6'ème hélices. D'autre part, nous avons également essayer de comprendre les effets des mutations, liées à la Migraine Familiale Hémiplégique de type 2 (MFH2), sur la fonctionnalité de la Na,K-ATPase. Alors que les STM et les domaines cytoplasmiques sont relativement proches entre la Na,KATPase et la SERCA, les boucles extracellulaires présentent des différences. Le modèle n'est donc pas une approche fiable pour déterminer la structure et la fonction des régions extracellulaires. Nous avons alors utilisé une approche fonctionnelle faisant appel à la mutation dirigée puis à l'étude de l'activité fonctionnelle de la Na,K ATPase par électrophysiologie sur des ovocytes de Xenopus. En conclusion, nous pouvons dire que la troisième boucle extracellulaire participerait à la structure de la voie d'entrée des cations et que la deuxième boucle extracellulaire semble impliquée dans le contrôle de l'accessibilité des ions K+àses sites de liaison. Concernant les mutations associées à la MFH2, nos résultats ont montré une forte diminution de l'activité fonctionnelle de la pompe Na,K, inférieure aux conditions physiologiques de fonctionnement, et pour une des mutations nous avons observés une diminution de l'affmité apparente au K+ externe. Nous poumons faire l'hypothèse que l'origine pathologique de la migraine est liée à une diminution de l'activité de la pompe à Na+. Summary The Na,K-ATPase is a transmembrane protein, present in all mammalian cells and is necessary for the viability of the cells. It maintains the gradients of Na+ and K+ involved in the membrane potential, by transporting 3Na+ out the cell, and 2K+ into the cell, using the energy providing from one ATP molecule hydrolysis. The membrane potential is necessary for the cell excitability and for the transmission of the nervous signal. Some evidence show that Na,K-ATPase is involved in hypertension and neurological disorders like the Familial Hemiplegic Migraine (FHM). La FHM is a rare form of migraine characterised by aura and hemiparesis and an autosomal dominant transmission. Several mutations linked to the Na,KATPase gene have been identified during these 3 last years. It's the first genetic disorder associated with the Na,K-ATPase gene. Understand the function of this protein is important to elucidate the mechanisms implicated in these pathologies. The function of a protein is linked with its structure. Thus, to know the function of a protein, we need to know its structure. While the Ca-ATPase (SERCA) has been crystallised with a high resolution, the structure of the Na,K-ATPase is not known. Because of the great homology between these 2 ATPases, a model of the Na,K-ATPase was realised by comparing with the structure of the SERCA. The aim of this study is on one side, understand the control of the extracellular K+ accessibility to their binding sites. Because of theirs closed proximity with the cation pathway, located between the 4th, 5th and 6th helices, we have targeted this study on the 2nd and the 3rd extracellular loops linking respectively the transmembrane segment (TMS) 3 and 4, and the TMS 5 and 6. And on the other side, we have tried to understand the functional effects of mutations linked with the Familial Hemiplegic Migraine Type 2 (FHM2). In contrast with the transmembrane segments and the cytoplasmic domains, the extracellular loops show lots of difference between Na,K-ATPase and SERCA, the model is not a good approach to know the structure and the function of the extracellular loops. Thus, we have used a functional approach consisting in directed mutagenesis and the study of the functional activity of the Na,K-ATPase by electrophysiological techniques with Xenopus oocytes. In conclusion, we have demonstrated that the third extracellular loop could participate in the structure of the entry of the cations pathway and that the second extracellular loop could control the K+ accessibility to their binding sites. Concerning the mutations associated with the FHM2, our results showed a strong decrease in the functional activity of the Na,K-pump under physiological conditions and for one of mutations, induce a decrease in the apparent external K+ affinity. We could make the hypothesis that the pathogenesis of migraine is related to the decrease in Na,K-pump activity. Résumé au large publique De la même manière que l'assemblage des mots forme des phrases et que l'assemblage des phrases forme des histoires, l'assemblage des cellules forme des organes et l'ensemble des organes constitue les êtres vivants. La fonction d'une cellule dans le corps humain peut se rapprocher de celle d'une usine hydroélectrique. La matière première apportée est l'eau, l'usine électrique va ensuite convertir l'eau en énergie hydraulique pour fournir de l'électricité. Le fonctionnement de base d'une cellule suit le même processus. La cellule a besoin de matières premières (oxygène, nutriments, eau...) pour produire une énergie sous forme chimique, l'ATP. Cette énergie est utilisée par exemple pour contracter les muscles et permet donc à l'individu de se déplacer. Morphologiquement la cellule est une sorte de petit sac rempli de liquide (milieu intracellulaire) baignant elle-même dans le liquide (milieu extracellulaire) composant le corps humain (un adulte est constitué environ de 65 % d'eau). La composition du milieu intracellulaire est différente de celle du milieu extracellulaire. Cette différence doit être maintenue pour que l'organisme fonctionne correctement. Une des différences majeures est la quantité de sodium. En effet il y a beaucoup plus de sodium à l'extérieur qu'à l'intérieur de la cellule. Bien que l'intérieur de la cellule soit isolé de l'extérieur par une membrane, le sodium arrive à passer à travers cette membrane, ce qui a tendance à augmenter la quantité de sodium dans la cellule et donc à diminuer sa différence de concentration entre le milieu extracellulaire et le milieu intracellulaire. Mais dans les membranes, il existe des pompes qui tournent et dont le rôle est de rejeter le sodium de la cellule. Ces pompes sont des protéines connues sous le nom de pompe à sodium ou Na,K-ATPase. On lui attribue le nom de Na,K-ATPase car en réalité elle rejette du sodium (Na) et en échange elle fait entrer dans la cellule du potassium (K), et pour fonctionner elle a besoin d'énergie (ATP). Lorsque les pompes à sodium ne fonctionnent pas bien, cela peut conduire à des maladies. En effet la Migraine Familiale Hémiplégique de type 2, est une migraine très rare qui se caractérise par l'apparition de la paralysie de la moitié d'un corps avant l'apparition du mal de tête. C'est une maladie génétique (altération qui modifie la fonction d'une protéine) qui touche la pompe à sodium située dans le cerveau. On a découvert que certaines altérations (mutations) empêchent les pompes à sodium de fonctionner correctement. On pense alors que le développement des migraines est en partie dû au fait que ces pompes fonctionnent moins bien. Il est important de bien connaître la fonction de ces pompes car cela permet de comprendre des mécanismes pouvant conduire à certaines maladies, comme les migraines. En biologie, la fonction d'une protéine est étudiée à travers sa structure. C'est pourquoi l'objectif de cette thèse a été d'étudier la structure de la Na,K-ATPase afin de mieux comprendre son mécanisme d'action.

Surface structure and stability of PdZn and PtZn alloys: Density-functional slab model studies

Geometric parameters of binary (1:1) PdZn and PtZn alloys with CuAu-L10 structure were calculated with a density functional method. Based on the total energies, the alloys are predicted to feature equal formation energies. Calculated surface energies of PdZn and PtZn alloys show that (111) and (100) surfaces exposing stoichiometric layers are more stable than (001) and (110) surfaces comprising alternating Pd (Pt) and Zn layers. The surface energy values of alloys lie between the surface energies of the individual components, but they differ from their composition weighted averages. Compared with the pure metals, the valence d-band widths and the Pd or Pt partial densities of states at the Fermi level are dramatically reduced in PdZn and PtZn alloys. The local valence d-band density of states of Pd and Pt in the alloys resemble that of metallic Cu, suggesting that a similar catalytic performance of these systems can be related to this similarity in the local electronic structures.

The evolutionary conserved BER1 gene is involved in microtubule stability in yeast

In yeast, microtubules are dynamic filaments necessary for spindle and nucleus positioning, as well as for proper chromosome segregation. We identify a function for the yeast gene BER1 (Benomyl REsistant 1) in microtubule stability. BER1 belongs to an evolutionary conserved gene family whose founding member Sensitivity to Red light Reduced is involved in red-light perception and circadian rhythms in Arabidopsis. Here, we present data showing that the ber1Delta mutant is affected in microtubule stability, particularly in presence of microtubule-depolymerising drugs. The pattern of synthetic lethal interactions obtained with the ber1Delta mutant suggests that Ber1 may function in N-terminal protein acetylation. Our work thus suggests that microtubule stability might be regulated through this post-translational modification on yet-to-be determined proteins

Stability and robustness of blood variables in an antidoping context.

Introduction:  With the setting up of the newly Athlete's Biological Passport antidoping programme, novel guidelines have been introduced to guarantee results beyond reproach. We investigated in this context, the effect of storage time on the variables commonly measured for the haematological passport. We also wanted to assess for these variables, the within and between analyzer variations. Methods:  Blood samples were obtained from top level male professional cyclists (27 samples for the first part of the study and 102 for the second part) taking part to major stage races. After collection, they were transported under refrigerated conditions (2 °C < T < 12 °C), delivered to the antidoping laboratory, analysed and then stored at approximately 4 °C to conduct analysis at different time points up to 72 h after delivery. A mixed-model procedure was used to determine the stability of the different variables. Results:  As expected haemoglobin concentration was not affected by storage and showed stability for at least 72 h. Under the conditions of our investigation, the reticulocytes percentage showed a much better stability than previous published data (> 48 h) and the technical comparison of the haematology analyzer demonstrated excellent results. Conclusion:  In conclusion, our data clearly demonstrate that as long as the World Anti-Doping Agency's guidelines are followed rigorously, all blood results reach the quality level required in the antidoping context.

Alterations in Postural Control during the World's Most Challenging Mountain Ultra-Marathon

We investigated postural control (PC) effects of a mountain ultra-marathon (MUM): a 330-km trail run with 24000 m of positive and negative change in elevation. PC was assessed prior to (PRE), during (MID) and after (POST) the MUM in experienced ultra-marathon runners (n = 18; finish time = 126+/-16 h) and in a control group (n = 8) with a similar level of sleep deprivation. Subjects were instructed to stand upright on a posturographic platform over a period of 51.2 seconds using a double-leg stance under two test conditions: eyes open (EO) and eyes closed (EC). Traditional measures of postural stability (center of pressure trajectory analysis) and stabilogram-diffusion analysis (SDA) parameters were analysed. For the SDA, a significantly greater short-term effective diffusion was found at POST compared with PRE in the medio-lateral (ML; Dxs) and antero-posterior (AP) directions (Dys) in runners (p<0.05) The critical time interval (Ctx) in the ML direction was significantly higher at MID (p<0.001) and POST (p<0.05) than at PRE in runners. At MID (p<0.001) and POST (p<0.05), there was a significant difference between the two groups. The critical displacement (Cdx) in the ML was significantly higher at MID and at POST (p<0.001) compared with PRE for runners. A significant difference in Cdx was observed between groups in EO at MID (p<0.05) and POST (p<0.005) in the ML direction and in EC at POST in the ML and AP directions (p<0.05). Our findings revealed significant effects of fatigue on PC in runners, including, a significant increase in Ctx (critical time in ML plan) in EO and EC conditions. Thus, runners take longer to stabilise their body at POST than at MID. It is likely that the mountainous characteristics of MUM (unstable ground, primarily uphill/downhill running, and altitude) increase this fatigue, leading to difficulty in maintaining balance.