Molecular mechanisms involved in cell response to mechanical forces

New devices were designed to generate a localized mechanical vibration of flexible gels where human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) were cultured. The stimulation setups were able to apply relatively large strains (30%~50%) at high temporal frequencies (140~207 Hz) in a localized subcellular region. One of the advantages of this technique was to be less invasive to the innate cellular functions because there was no direct contact between the stimulating probe and the cell body. A mechanical vibration induced by the device in the substrate gel where cells were seeded could mainly cause global calcium responses of the cells. This global response was initiated by the influx of calcium across the stretch-activated channels in the plasma membrane. The subsequent production of inositol triphosphate (IP3) via phospholipase C (PLC) activation triggered the calcium release from the endoplasmic reticulum (ER) to cause a global intracellular calcium fluctuation over the whole cell body. This global calcium response was also shown to depend on actomyosin contractility and F-actin integrity, probably controlling the membrane stretch-activated channels. The localized nature of the stimulation is one of the most important features of these new designs as it allowed the observation of the calcium signaling propagation by ER calcium release. The next step was to focus on the calcium influx, more specifically the TRPM7 channels. As TRPM7 expression may modulate cell adhesion, an adhesion assay was developed and tested on HUVECs seeded on gel substrates with different treatments: normal treatment on gels showed highest attachment rate, followed by the partially treated gels (only 5% of usual fibronectin amount) and untreated gels, with the lowest attachment rate. The trend of the attachment rates correlated to the magnitude of the calcium signaling observed after mechanical stimulation. TRPM7 expression inhibition by siRNA caused an increased attachment rate when compared to both control and non-targeting siRNA-treated cells, but resulted in an actual weaker response in terms of calcium signaling. It suggests that TRPM7 channels are indeed important for the calcium signaling in response to mechanical stimulation. A complementary study was also conducted consisting in the mechanical stimulation of a dissected Drosophila embryo. Although ionomycin treatment showed calcium influx in the tissue, the mechanical stimulation delivered as a vertical vibration did not elicited calcium signaling in response. One possible reason is the dissection procedure causing desensitization of the tissue due to the scrapings and manipulations to open the embryo.

APP RERMS enriched matrix as an adhesion substrate for neuritic outgrowth

Specific domains can determine protein structural functional relationships. For the Alzheimer’s Amyloid Precursor Protein (APP) several domains have been described, both in its intracellular and extracellular fragments. Many functions have been attributed to APP including an important role in cell adhesion and cell to cell recognition. This places APP at key biological responses, including synaptic transmission. To fulfil these functions, extracellular domains take on added significance. The APP extracellular domain RERMS is in fact a likely candidate to be involved in the aforementioned physiological processes. A multidisciplinary approach was employed to address the role of RERMS. The peptide RERMS was crosslinked to PEG (Polyethylene glycol) and the reaction validated by FTIR (Fourier transform infrared spectrometry). FTIR proved to be the most efficient at validating this reaction because it requires only a drop of sample, and it gives information about the reactions occurred in a mixture. The data obtained consist in an infrared spectra of the sample, where peaks positions give information about the structure of the molecules, and the intensity of peaks is related to the concentration of the molecules. Subsequently substrates of PEG impregnated with RERMS were prepared and SH-SY5Y (human neuroblastoma cell line) cells were plated and differentiated on the latter. Several morphological alterations were clearly evident. The RERMS peptide provoked cells to take on a flatter appearance and the cytoskeletal architecture changed, with the appearance of stress fibres, a clear indicator of actin reorganization. Given that focal adhesions play a key role in determining cellular structure the latter were directly investigated. Focal adhesion kinase (FAK) is one of the most highly expressed proteins in the CNS (central nervous system) during development. It has been described to be crucial for radial migration of neurons. FAK can be localized in growth cones and mediated the response to attractive and repulsive cues during migration. One of the mechanisms by which FAK becomes active is by auto phosphorylation at tyrosine 397. It became clearly evident that in the presence of the RERMS peptide pFAK staining at focal adhesions intensified and more focal adhesions became apparent. Furthermore speckled structures in the nucleus, putatively corresponding to increased expression activity, also increased with RERMS. Taken together these results indicate that the RERMS domain in APP plays a critical role in determining cellular physiological responses. Here is suggested a model by which RERMS domain is recognized by integrins and mediate intracellular responses involving FAK, talin, actin filaments and vinculin. This mechanism probably is responsible for mediating cell adhesion and neurite outgrowth on neurons.

Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

Le tribunal de la Famille et de la Jeunesse: Les lignes de force de la réforme

info:eu-repo/semantics/published

Spatial Assessment of Indices for Characterizing the Erosive Force of Rainfall in El Salvador Republic

Soil erosion data in El Salvador Republic are scarce and there is no rainfall erosivity map for this region. Considering that rainfall erosivity is an important guide for planning soil erosion control practices, a spatial assessment of indices for characterizing the erosive force of rainfall in El Salvador Republic was carried out. Using pluviometric records from 25 weather stations, we applied two methods: erosivity index equation and the Fournier index. In all study area, the rainiest period is from May to November. Annual values of erosivity index ranged from 7,196 to 17,856 MJ mm ha(-1) h(-1) year(-1) and the Fournier index ranged from 52.9 to 110.0 mm. The erosivity map showed that the study area can be broadly divided into three major erosion risk zones, and the Fournier index map was divided into four zones. Both methods revealed that the erosive force is severe in all study area and presented significant spatial correlation with each other. The erosive force in the country is concentrated mainly from May to November.

Unravelling the nanostructure of strawberry fruit pectins by atomic force microscopy

Atomic force microscopy (AFM) allows the analysis of individual polymers at nanostructural level with a minimal sample preparation. This technique has been used to analyse the pectin disassembly process during the ripening and postharvest storage of several fleshy fruits. In general, pectins analysed by AFM are usually visualized as isolated chains, unbranched or with a low number of branchs and, occasionally, as large aggregates. However, the exact nature of these structures is unknown. It has been suggested that pectin aggregates represent a mixture of rhamnonogalacturonan I and homogalacturonan, while isolated chains and their branches are mainly composed by polygalacturonic acid. In order to gain insight into the nature of these structures, sodium carbonate soluble pectins from ripe strawberry (Fragaria x ananassa, Duch.) fruits were subjected to enzymatic digestion with endo-Polygalacturonase M2 from Aspergillus aculeatus, and the samples visualized by AFM at different time intervals. Pectins isolated from control, non-transformed plants, and two transgenic genotypes with low level of expression of ripening-induced pectinase genes encoding a polygalacturonase (APG) or a pectate lyase (APEL) were also included in this study. Before digestion, isolated pectin chains from control were shorter than those from transgenic fruits, showing number-average (LN) contour length values of 73.2 nm vs. 95.9 nm and 91.4 nm in APG and APEL, respectively. The percentage of branched polymers was significantly higher in APG polyuronides than in the remaining genotypes, 33% in APG vs. 6% in control and APEL. As a result of the endo-PG treatment, a gradual decrease in the main backbone length of isolated chains was observed in the three samples. The minimum LN value was reached after 8 h of digestion, being similar in the three genotypes, 22 nm. By contrast, the branches were not visible after 1.5-2 h of digestion. LN values were plotted against digestion time and the data fitted to a first-order exponential decay curve, obtaining R2 values higher than 0.9. The half digestion time calculated with these equations were similar for control and APG pectins, 1.7 h, but significantly higher in APEL, 2.5 h, indicating that these polymer chains were more resistant to endo-PG digestion. Regarding the pectin aggregates, their volumes were estimated and used to calculate LN molecular weights. Before digestion, control and APEL samples showed complexes of similar molecular weights, 1722 kDa, and slightly higher than those observed in APG samples. After endo-PG digestion, size of complexes diminished significantly, reaching similar values in the three pectin samples, around 650 kDa. These results suggest that isolated polymer chains visualized by AFM are formed by a HG domain linked to a shorter polymer resistant to endo-PG digestion, maybe xylogalacturonan or RG-I. The silencing of the pectate lyase gene slightly modified the structure and/or chemical composition of polymer chains making these polyuronides more resistant to enzymatic degradation. Similarly, polygalacturonic acid is one of the main component of the aggregates.

Long-term influence of chitin concentration on the resistance of cement pastes determined by atomic force microscopy

The presence of sulfates potentialize damage on cementbased materials, leading to structural failures. Therefore, structures must be designed to compensate for this effect. The mechanical properties of cement–chitin mixtures are investigated with different percentages of chitin (0.5, 1.3, and 2.1 wt.%) and aging of composite in a joint nanoscopic- and macroscopic-scale by experimental study. The objective is to increase the durability of concrete elements at coastal aquifers where concrete structures are in constant exposure to sulfate ions, chloride ions among others. Tapping mode AFM was used to characterize the surface structure and roughness of the cement pastes. To verify the chitin addition and the formation of sulfate-based aggregates Raman and IR spectra were recorded and are presented in this work. Then, force spectroscopy was used to obtain the nanomechanical properties at three different exposure times (1 day, 6 months, and 1 year) into water or a SO4 2 environment. Macroscopic parameters (e.g., compression strength of cylindrical probes) were assessed for comparison following standard guidelines. The results show a decrease of its mechanical properties as a function of the polymer concentration but more importantly, they correlate the elasticity and adhesion at the nanoscale with the behavior of the bulk material.

Le conflit de travail à l’usine d’Alma de Rio Tinto Alcan en 2012 : un déséquilibre du rapport de force entre un syndicat local et une entreprise multinationale?

Ce mémoire analyse la mobilisation multiniveaux de la section locale 9490 d'Alma du syndicat des Métallos lors de son conflit de travail avec Rio Tinto Alcan à l'hiver 2012. Lors de la négociation pour le renouvellement de la convention collective, le syndicat, affilié à la FTQ, est mis en lock-out par Rio Tinto Alcan, une entreprise multinationale anglo-australienne. Rio Tinto achète Alcan, une entreprise multinationale canadienne, au milieu des années 2000 et souhaite rentabiliser son investissement. Le Syndicat tient à maintenir ses acquis et les emplois de qualité dans la région et à ne pas céder devant ce nouvel employeur. Le syndicat des Métallos est affilié au syndicat international United SteelWorkers. Ensemble, ils mettront sur pied une campagne stratégique internationale afin de faire contrepoids aux énormes ressources de l'employeur. Cette étude analyse le déploiement d'un syndicat international lors d'un conflit de travail au niveau local avec une entreprise multinationale et identifie les impacts de la campagne sur les relations de travail.

Le conflit de travail à l’usine d’Alma de Rio Tinto Alcan en 2012 : un déséquilibre du rapport de force entre un syndicat local et une entreprise multinationale?

Ce mémoire analyse la mobilisation multiniveaux de la section locale 9490 d'Alma du syndicat des Métallos lors de son conflit de travail avec Rio Tinto Alcan à l'hiver 2012. Lors de la négociation pour le renouvellement de la convention collective, le syndicat, affilié à la FTQ, est mis en lock-out par Rio Tinto Alcan, une entreprise multinationale anglo-australienne. Rio Tinto achète Alcan, une entreprise multinationale canadienne, au milieu des années 2000 et souhaite rentabiliser son investissement. Le Syndicat tient à maintenir ses acquis et les emplois de qualité dans la région et à ne pas céder devant ce nouvel employeur. Le syndicat des Métallos est affilié au syndicat international United SteelWorkers. Ensemble, ils mettront sur pied une campagne stratégique internationale afin de faire contrepoids aux énormes ressources de l'employeur. Cette étude analyse le déploiement d'un syndicat international lors d'un conflit de travail au niveau local avec une entreprise multinationale et identifie les impacts de la campagne sur les relations de travail.

Knowledge-based management systems for the police force

Knowledge-Based Management Systems enable new ways to process and analyse knowledge to gain better insights to solve a problem and aid in decision making. In the police force such systems provide a solution for enhancing operations and improving client administration in terms of knowledge management. The main objectives of every police officer is to ensure the security of life and property, promote lawfulness, and avert and distinguish wrongdoing. The administration of knowledge and information is an essential part of policing, and the police ought to be proactive in directing both explicit and implicit knowledge, whilst adding to their abilities in knowledge sharing. In this paper the potential for a knowledge based system for the Mauritius police was analysed, and recommendations were also made, based on requirements captured from interviews with several long standing officers, and surveying of previous works in the area.

Force determinants of sit-to-stand transfer in patients with haemophilic arthropathy: Cross-sectional study

SIN FINANCIACIÓN

Bilateral force deficit in patients with haemophilic arthropathy of lower limbs: cross-sectional study

SIN FINANCIACIÓN

High School Task Force report

The Task Force focused on the following questions: 1. What is the current high school experience? 2. How well is the current system preparing students for college and careers? 3. What are the current barriers or system roadblocks? The High School Task Force provided findings and recommendations following an examination and evaluation of the design of the high school experience in South Carolina.

Existence de solution antipériodique de l’équation impulsive de Liénard avec une force Henstock-Kurzweil intégrable

Notre travail se consacre à l’étude de l’existence de solution T-anti-périodique de l’équation de Liénard dans le cas impulsif. Dans notre thèse, cette équation sera appliquée à l’équation du pendule simple, de Josephson dans la super-conductivité et enfin à l’équation de Van der Pol pour modéliser un circuit de triode à tube vide. On considérera [florin] et J des actions extérieures sur le système où [florin] est une force Lebesgue intégrable (respectivement Henstock-Kurzweil intégrable au second chapitre) et J (parfois noté I) une stimulation impulsive. En appliquant le théorème du point fixe de Banach, on obtient des théorèmes d’existence de solution au sens de fonctions généralisées soumise à un ensemble de conditions données par les bornes à priori. Ensuite, par le même théorème, la suite d’itérations G[indice supérieur n] ([théta][indice inférieur 0]) converge uniformément vers la solution [théta] à la vitesse de convergence bornée avec la première dérivée […] est de variation totale finie sur [0; 2T] et la dérivée seconde généralisée […] Lebesgue intégrable sur [0; 2T] dans le cas non impulsif. Finalement, sous les mêmes hypothèses avec [florin] Henstock-Kurzweil (HK) intégrable, nous obtiendrons des conditions qui garantissent l’existence d’une solution T-antipériodique [théta] absolument continue sur R de l’équation de Liénard, qui admet à la fois une dérivée première […] de variation bornée et la seconde dérivée généralisée […] qui est HK--intégrable dans le cas non impulsif. Comme au premier chapitre nous considérerons également le cas des instants d’impulsion [gamma][indice inférieur kappa] indépendants d’état avec [florin] HK--intégrable. À chaque fois nous donnons quelques exemples d’illustration pour appuyer nos résultats. [Certains symboles non conformes]