Arsenic(V) adsorption onto α-Al2O3 between 25 and 70°C

The adsorption of As(V) onto alpha -Al2O3 was investigated at 25, 50 and 70 degreesC using batch adsorption experiments. Results indicate that As is strongly adsorbed at low pH and gets progressively released to the fluid with increasing pH above 7. At any pH, increasing temperature favors aqueous species of As over surface species. Surface complexation constants were determined at the experimental temperatures by fitting the adsorption data. Adsorption reactions were then converted to semi-isocolumbic reactions, i.e, reactions with balanced like-charged aqueous species. Intrinsic adsorption constants of semi-isocolumbic reactions change linearly when plotted against inverse temperature, suggesting that the heat capacity of these reactions remains constant over the temperature range considered. This permitted thermodynamic parameters of intrinsic surface complexation constants to be determined. Changes in surface complexation constants result in a change in the surface speciation with increasing temperature. This change is similar to the one observed for aqueous species, i.e. increasing temperature favors less negatively charged species below a pH of 9 and more negatively charged species above a pH of 10. Comparison with the stability of As surface complexes with Fe suggests that surface complexes with Al are more stable. (C) 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Evolutionary games on complex networks : the emergence and maintenance of cooperation

Abstract The object of game theory lies in the analysis of situations where different social actors have conflicting requirements and where their individual decisions will all influence the global outcome. In this framework, several games have been invented to capture the essence of various dilemmas encountered in many common important socio-economic situations. Even though these games often succeed in helping us understand human or animal behavior in interactive settings, some experiments have shown that people tend to cooperate with each other in situations for which classical game theory strongly recommends them to do the exact opposite. Several mechanisms have been invoked to try to explain the emergence of this unexpected cooperative attitude. Among them, repeated interaction, reputation, and belonging to a recognizable group have often been mentioned. However, the work of Nowak and May (1992) showed that the simple fact of arranging the players according to a spatial structure and only allowing them to interact with their immediate neighbors is sufficient to sustain a certain amount of cooperation even when the game is played anonymously and without repetition. Nowak and May's study and much of the following work was based on regular structures such as two-dimensional grids. Axelrod et al. (2002) showed that by randomizing the choice of neighbors, i.e. by actually giving up a strictly local geographical structure, cooperation can still emerge, provided that the interaction patterns remain stable in time. This is a first step towards a social network structure. However, following pioneering work by sociologists in the sixties such as that of Milgram (1967), in the last few years it has become apparent that many social and biological interaction networks, and even some technological networks, have particular, and partly unexpected, properties that set them apart from regular or random graphs. Among other things, they usually display broad degree distributions, and show small-world topological structure. Roughly speaking, a small-world graph is a network where any individual is relatively close, in terms of social ties, to any other individual, a property also found in random graphs but not in regular lattices. However, in contrast with random graphs, small-world networks also have a certain amount of local structure, as measured, for instance, by a quantity called the clustering coefficient. In the same vein, many real conflicting situations in economy and sociology are not well described neither by a fixed geographical position of the individuals in a regular lattice, nor by a random graph. Furthermore, it is a known fact that network structure can highly influence dynamical phenomena such as the way diseases spread across a population and ideas or information get transmitted. Therefore, in the last decade, research attention has naturally shifted from random and regular graphs towards better models of social interaction structures. The primary goal of this work is to discover whether or not the underlying graph structure of real social networks could give explanations as to why one finds higher levels of cooperation in populations of human beings or animals than what is prescribed by classical game theory. To meet this objective, I start by thoroughly studying a real scientific coauthorship network and showing how it differs from biological or technological networks using divers statistical measurements. Furthermore, I extract and describe its community structure taking into account the intensity of a collaboration. Finally, I investigate the temporal evolution of the network, from its inception to its state at the time of the study in 2006, suggesting also an effective view of it as opposed to a historical one. Thereafter, I combine evolutionary game theory with several network models along with the studied coauthorship network in order to highlight which specific network properties foster cooperation and shed some light on the various mechanisms responsible for the maintenance of this same cooperation. I point out the fact that, to resist defection, cooperators take advantage, whenever possible, of the degree-heterogeneity of social networks and their underlying community structure. Finally, I show that cooperation level and stability depend not only on the game played, but also on the evolutionary dynamic rules used and the individual payoff calculations. Synopsis Le but de la théorie des jeux réside dans l'analyse de situations dans lesquelles différents acteurs sociaux, avec des objectifs souvent conflictuels, doivent individuellement prendre des décisions qui influenceront toutes le résultat global. Dans ce cadre, plusieurs jeux ont été inventés afin de saisir l'essence de divers dilemmes rencontrés dans d'importantes situations socio-économiques. Bien que ces jeux nous permettent souvent de comprendre le comportement d'êtres humains ou d'animaux en interactions, des expériences ont montré que les individus ont parfois tendance à coopérer dans des situations pour lesquelles la théorie classique des jeux prescrit de faire le contraire. Plusieurs mécanismes ont été invoqués pour tenter d'expliquer l'émergence de ce comportement coopératif inattendu. Parmi ceux-ci, la répétition des interactions, la réputation ou encore l'appartenance à des groupes reconnaissables ont souvent été mentionnés. Toutefois, les travaux de Nowak et May (1992) ont montré que le simple fait de disposer les joueurs selon une structure spatiale en leur permettant d'interagir uniquement avec leurs voisins directs est suffisant pour maintenir un certain niveau de coopération même si le jeu est joué de manière anonyme et sans répétitions. L'étude de Nowak et May, ainsi qu'un nombre substantiel de travaux qui ont suivi, étaient basés sur des structures régulières telles que des grilles à deux dimensions. Axelrod et al. (2002) ont montré qu'en randomisant le choix des voisins, i.e. en abandonnant une localisation géographique stricte, la coopération peut malgré tout émerger, pour autant que les schémas d'interactions restent stables au cours du temps. Ceci est un premier pas en direction d'une structure de réseau social. Toutefois, suite aux travaux précurseurs de sociologues des années soixante, tels que ceux de Milgram (1967), il est devenu clair ces dernières années qu'une grande partie des réseaux d'interactions sociaux et biologiques, et même quelques réseaux technologiques, possèdent des propriétés particulières, et partiellement inattendues, qui les distinguent de graphes réguliers ou aléatoires. Entre autres, ils affichent en général une distribution du degré relativement large ainsi qu'une structure de "petit-monde". Grossièrement parlant, un graphe "petit-monde" est un réseau où tout individu se trouve relativement près de tout autre individu en termes de distance sociale, une propriété également présente dans les graphes aléatoires mais absente des grilles régulières. Par contre, les réseaux "petit-monde" ont, contrairement aux graphes aléatoires, une certaine structure de localité, mesurée par exemple par une quantité appelée le "coefficient de clustering". Dans le même esprit, plusieurs situations réelles de conflit en économie et sociologie ne sont pas bien décrites ni par des positions géographiquement fixes des individus en grilles régulières, ni par des graphes aléatoires. De plus, il est bien connu que la structure même d'un réseau peut passablement influencer des phénomènes dynamiques tels que la manière qu'a une maladie de se répandre à travers une population, ou encore la façon dont des idées ou une information s'y propagent. Ainsi, durant cette dernière décennie, l'attention de la recherche s'est tout naturellement déplacée des graphes aléatoires et réguliers vers de meilleurs modèles de structure d'interactions sociales. L'objectif principal de ce travail est de découvrir si la structure sous-jacente de graphe de vrais réseaux sociaux peut fournir des explications quant aux raisons pour lesquelles on trouve, chez certains groupes d'êtres humains ou d'animaux, des niveaux de coopération supérieurs à ce qui est prescrit par la théorie classique des jeux. Dans l'optique d'atteindre ce but, je commence par étudier un véritable réseau de collaborations scientifiques et, en utilisant diverses mesures statistiques, je mets en évidence la manière dont il diffère de réseaux biologiques ou technologiques. De plus, j'extrais et je décris sa structure de communautés en tenant compte de l'intensité d'une collaboration. Finalement, j'examine l'évolution temporelle du réseau depuis son origine jusqu'à son état en 2006, date à laquelle l'étude a été effectuée, en suggérant également une vue effective du réseau par opposition à une vue historique. Par la suite, je combine la théorie évolutionnaire des jeux avec des réseaux comprenant plusieurs modèles et le réseau de collaboration susmentionné, afin de déterminer les propriétés structurelles utiles à la promotion de la coopération et les mécanismes responsables du maintien de celle-ci. Je mets en évidence le fait que, pour ne pas succomber à la défection, les coopérateurs exploitent dans la mesure du possible l'hétérogénéité des réseaux sociaux en termes de degré ainsi que la structure de communautés sous-jacente de ces mêmes réseaux. Finalement, je montre que le niveau de coopération et sa stabilité dépendent non seulement du jeu joué, mais aussi des règles de la dynamique évolutionnaire utilisées et du calcul du bénéfice d'un individu.

Some last thoughts on compositional data analysis

One of the disadvantages of old age is that there is more past than future: this,however, may be turned into an advantage if the wealth of experience and, hopefully,wisdom gained in the past can be reflected upon and throw some light on possiblefuture trends. To an extent, then, this talk is necessarily personal, certainly nostalgic,but also self critical and inquisitive about our understanding of the discipline ofstatistics. A number of almost philosophical themes will run through the talk: searchfor appropriate modelling in relation to the real problem envisaged, emphasis onsensible balances between simplicity and complexity, the relative roles of theory andpractice, the nature of communication of inferential ideas to the statistical layman, theinter-related roles of teaching, consultation and research. A list of keywords might be:identification of sample space and its mathematical structure, choices betweentransform and stay, the role of parametric modelling, the role of a sample spacemetric, the underused hypothesis lattice, the nature of compositional change,particularly in relation to the modelling of processes. While the main theme will berelevance to compositional data analysis we shall point to substantial implications forgeneral multivariate analysis arising from experience of the development ofcompositional data analysis…

Uso de las herramientas 2.0 en el periodismo deportivo digital en Cataluña

El ciberperiodismo ha evolucionado, desde una etapa facsimilar, hasta su estado actual en el que aprovecha mejor los recursos de Internet y se diferencia del periodismo en soporte físico. El surgimiento de la Web 2.0 supone para los medios digitales y los estudiosos de la comunicación un aprendizaje y adaptación constantes. El acelerado cambio que ha caracterizado a estas nuevas tecnologías de la información ha causado que los cibermedios comenzaran a utilizarlas sin establecer estrategias ni objetivos previos; en su lugar, los han ido desarrollando y mejorando sobre la base de la experiencia, para así explotar al máximo el potencial que ofrecen. El presente estudio comprende una investigación descriptiva de tipo empírico y de carácter cuantitativo sobre el uso de estas plataformas que ejercen los medios deportivos on-line editados en Cataluña.

Cis-configured aziridines are new pseudo-irreversible dual-mode inhibitors of Candida albicans secreted aspartic protease 2

A series of cis-configured epoxides and aziridines containing hydrophobic moieties and amino acid esters,were synthesized as new potential inhibitors of the secreted aspartic protease 2 (SAP2) of Candida albicans. Enzyme assays revealed the N- benzyl-3-phenyl-substituted aziridines 11 and 17 as the most potent inhibitors, with second-order inhibition, rate constants (k(2)) between 56000 and 12-1000 M-1 min(-1). The compounds were shown to be pseudo-irreversible dual-mode, inhibitors: the interm ediate esterified enzyme resulting from nucleophilic ring opening was hydrolyzed and yielded amino alcohols as transition state-mimetic reversible inhibitors. The results of docking studies with the ring-closed aziridine forms of the inhibitors suggest binding modes mainly dominated by hydrophobic interactions with the S1, S1' S2, and S2' subsites of the protease, and docking studies with the processed amino alcohol forms predict additional hydrogen bonds of the new hydroxy group to the active site Asp residues. C. albicans growth assays showed the compounds to decrease SAP2-dependent growth while not affecting SAP2-independent growth.

Glucose transporters in the regulation of intestinal, renal, and liver glucose fluxes.

Five functional mammalian facilitated hexose carriers (GLUTs) have been characterized by molecular cloning. By functional expression in heterologous systems, their specificity and affinity for different hexoses have been defined. There are three high-affinity transporters (GLUT-1, GLUT-3 and GLUT-4) and one low-affinity transporter (GLUT-2), and GLUT-5 is primarily a fructose carrier. Because their Michaelis constants (Km) are below the normal blood glucose concentration, the high-affinity transporters function at rates close to maximal velocity. Thus their level of cell surface expression greatly influences the rate of glucose uptake into the cells. In contrast, the rate of glucose uptake by GLUT-2 (Km = 17 mM) increases in parallel with the rise in blood glucose over the physiological concentration range. High-affinity transporters are found in almost every tissue, but their expression is higher in cells with high glycolytic activity. Glut-2, however, is found in tissues carrying large glucose fluxes, such as intestine, kidney, and liver. As an adaptive response to variations in metabolic conditions, the expression of these transporters is regulated by glucose and different hormones. Thus, because of their specific characteristics and regulated expression, the facilitated glucose transporters control fundamental aspects of glucose homeostasis. I review data pertaining to the structure and regulated expression of the glucose carriers present in intestine, kidney, and liver and discuss their role in the control of glucose flux into or out of these different tissues.

Medida de acoplamientos dipolares residuales en moléculas orgánicas

En aquest treball es descriu la preparació i l’ús d’un gel comprimit de polimetilmetacrilat (PMMA) com a mitjà d’alineament anisotròpic necessari per a la mesura de constants d’acoplament dipolars residuals (RDCs) mitjançant espectroscopia de Resonància Magnètica Nuclear (RMN). S’ha estudiat la variació del grau d’ordre del mitjà en funció de la seva compressió axial i s’han implementat diferentes versions de l’experiment HSQC amb la intenció de determinar quins mètodes són els més idonis per a la mesura de RDCs en termes de sensibilitat, resolució i precissió. El mètode s’ha aplicat en l’estudi conformacional de l’ibuprofen.

Compositional and structural variabilities of Mg-rich iron oxide spinels from tuffite

Maghemite (γFe2O3) from tuffite is exceptionally rich in Mg, relatively to most of those reportedly found in other mafic lithosystems. To investigate in detail the compositional and structural variabilities of this natural magnetic iron oxide, sets of crystals were isolated from samples collected at different positions in a tuffite weathering mantle. These sets of crystal were individually powdered and studied by X-ray diffractometry, Mössbauer spectroscopy, magnetization measurements and chemical analysis. Lattice parameter of the cubic cell (a0) was found to vary from 0.834(1) to 0.8412(1) nm. Lower a0-values are characteristic of maghemite whereas higher ones are related to a magnetite precursor. FeO content ranges up to 17 mass % and spontaneous magnetization ranges from 8 to 32 J T-1 kg-1. Zero-field room temperature Mössbauer spectra are rather complex, indicating that the hyperfine field distributions due to Fe3+ and mixed valence Fe3+/2+ overlap. The structural variabilities of the (Mg, Ti)-rich iron oxide spinels is essentially related to the range of chemical composition of its precursor (Mg, Ti)-rich magnetite, and probably to the extent to which it has been oxidized during transformation in soil.

Sarcomeric M-band alterations as a marker for human dilated cardiomyopathy

Purpose: The M-band is an important cytoskeletal structure in the centre of the sarcomere, believed to cross-link the thick filament lattice. Its main components are three closely related modular proteins from the myomesin gene family: Myomesin, M-protein and myomesin-3. Each muscle is characterized by its unique M-band protein composition, depending on the contractile parameters of a particular fiber. To investigate the role of the M-band in one of the most relevant and clinically increasing cardiac diseases, we analyzed the expression of myomesin proteins in dilated cardiomyopathy (DCM).Methods: In a previous study we analyzed mouse models suffering from DCM, demonstrating that the embryonic heart specific EH-myomesin splicing isoform was up-regulated directly corresponding to the degree of cardiac dysfunction and ventricular dilation. Based on this study, human ventricular and atrial samples (n=32) were obtained during heart surgery after informed consent and approval by an institutional review board. Patients were aged 30-70 years and suffered from dilated cardiomyopathy (DCM;n=13), Hypertrophic Cardiomyopathy (HCM;n=10) or served as controls (n=9). Patients suffering from DCM or HCM were in endstage heart-failure (NYHA III-IV) and either underwent heart transplantation or Left Ventricular Assist Device (LVAD) implantation. Heart samples from patients who underwent valve surgery or congenital heart surgery served as controls. Heart Samples were analyzed using RT-PCR, Western blot, and immunofluorescence.Results: By investigating the expression pattern of myomesins, we found that DCM is accompanied by specific M-band alterations, which were more pronounced in ventricular samples compared to the atrium. Changes in the amounts of different myomesins during DCM occurred in a cell-specific manner, leading to a higher heterogeneity of the cytoskeleton in cardiomyocytes through the myocardial wall with some cells switching completely to an embryonic phenotype.Conclusions: Here we present that the embryonic heart specific EH-myomesin isoform is up-regulated in human DCM. The alterations of the M-band protein composition might be part of a general adaptation of the sarcomeric cytoskeleton to unfavorable working conditions in the failing heart and may modify the mechanical properties of the cardiomyocytes. We suggest that the upregulation of EH-myomesin might play a pivotal role in DCM and might support classical imagingas a novel sarcomeric marker for this disease.

Surface and subsurface decomposition of a desiccated grass pasture biomass related to erosion and its prediction with RUSLE

Erosion is deleterious because it reduces the soil's productivity capacity for growing crops and causes sedimentation and water pollution problems. Surface and buried crop residue, as well as live and dead plant roots, play an important role in erosion control. An efficient way to assess the effectiveness of such materials in erosion reduction is by means of decomposition constants as used within the Revised Universal Soil Loss Equation - RUSLE's prior-land-use subfactor - PLU. This was investigated using simulated rainfall on a 0.12 m m-1 slope, sandy loam Paleudult soil, at the Agriculture Experimental Station of the Federal University of Rio Grande do Sul, in Eldorado do Sul, State of Rio Grande do Sul, Brazil. The study area had been covered by native grass pasture for about fifteen years. By the middle of March 1996, the sod was mechanically mowed and the crop residue removed from the field. Late in April 1996, the sod was chemically desiccated with herbicide and, about one month later, the following treatments were established and evaluated for sod biomass decomposition and soil erosion, from June 1996 to May 1998, on duplicated 3.5 x 11.0 m erosion plots: (a) and (b) soil without tillage, with surface residue and dead roots; (c) soil without tillage, with dead roots only; (d) soil tilled conventionally every two-and-half months, with dead roots plus incorporated residue; and (e) soil tilled conventionally every six months, with dead roots plus incorporated residue. Simulated rainfall was applied with a rotating-boom rainfall simulator, at an intensity of 63.5 mm h-1 for 90 min, eight to nine times during the experimental period (about every two-and-half months). Surface and subsurface sod biomass amounts were measured before each rainfall test along with the erosion measurements of runoff rate, sediment concentration in runoff, soil loss rate, and total soil loss. Non-linear regression analysis was performed using an exponential and a power model. Surface sod biomass decomposition was better depicted by the exponential model, while subsurface sod biomass was by the power model. Subsurface sod biomass decomposed faster and more than surface sod biomass, with dead roots in untilled soil without residue on the surface decomposing more than dead roots in untilled soil with surface residue. Tillage type and frequency did not appreciably influence subsurface sod biomass decomposition. Soil loss rates increased greatly with both surface sod biomass decomposition and decomposition of subsurface sod biomass in the conventionally tilled soil, but they were minimally affected by subsurface sod biomass decomposition in the untilled soil. Runoff rates were little affected by the studied treatments. Dead roots plus incorporated residues were effective in reducing erosion in the conventionally tilled soil, while consolidation of the soil surface was important in no-till. The residual effect of the turned soil on erosion diminished gradually with time and ceased after two years.

Point defects and texture of Pd1-xInx sputtered intermetallic thin films

Pd1-xInx thin films (0.4 < x < 0.56) were prepared by radio frequency sputtering from a multi-zone target. The properties of these Hume-Rothery alloys were studied by X-ray diffractometry, electron probe microanalysis and scanning tunneling microscopy. The diffraction spectra were analyzed to obtain the intensity ratio of the (100) superlattice line to the (200) normal line, together with the variations of the lattice constant. The results ape explained quantitatively by a model based on point defects, i.e. Pd vacancies in In-rich films and Pd antisite atoms in Pd-rich films. In-rich films grow preferentially in the [100] direction while Pd-rich films grow preferentially in the [110] direction. The grains in indium-rich sputtered films appear to be enclosed in an atomically thick, indium-rich layer. The role of texture and the influence of point defects on electrical resistivity is also reported. (C) 1996 Elsevier Science Limited.

New insights into the role of microRNAs in pancreatic ß-cell maturation and plasticity

Le diabète est une maladie chronique caractérisée par une élévation du taux de sucre dans le sang aussi appelé « glycémie » reflétant un état pathologique. L'élévation de la glycémie au long cours a des répercussions délétères sur nombreux de nos tissus et organes d'où l'apparition de complications sévères chez les sujets diabétiques pouvant atteindre les yeux, les reins, le système nerveux, le système cardiovasculaire et les membres inférieurs. La carence en une hormone essentielle à notre organisme, l'insuline, est au coeur du développement de la maladie. L'insuline induit la captation du glucose circulant dans le sang en excès suite à une prise alimentaire riche en glucides et favorise son utilisation et éventuellement son stockage dans les tissus tels que le foie, le tissu adipeux et les muscles. Ainsi, l'insuline est vitale pour réguler et maintenir stable notre niveau de glycémie. Les cellules bêta du pancréas sont les seules entités de notre corps capables de produire de l'insuline et une perte de fonctionnalité associée à leur destruction ont été mises en cause dans le processus pathologique du diabète de type 2. Cependant la pleine fonctionnalité et la maturation des cellules bêta n'apparaissent qu'après la naissance lorsque le pancréas en développement a atteint sa masse adulte définitive. Enfin, une fois la masse des cellules bêta définitive établie, leur nombre et volume restent relativement constants au cours de la vie adulte chez un sujet sain. Néanmoins, au cours de périodes critiques les besoins en insuline sont augmentés tel qu'observé chez les femmes enceintes et les personnes obèses qui ont une perte de sensibilité à l'insuline qui se traduit par la nécessité de sécréter plus d'insuline afin de maintenir une glycémie normale. Dans l'hypothèse où la compensation n'a pas lieu ou n'est pas aboutie, le diabète se développe. Le processus de maturation postnatale ainsi que les événements compensatoires sont donc des étapes essentielles et de nombreuses questions sont encore non résolues concernant l'identification des mécanismes les régulant. Parmi les acteurs potentiels figurent de petites molécules d'ARN découvertes récemment appelées microARNs et qui ont été rapidement suggérées très prometteuses dans l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques dans le cadre du diabète et d'autres pathologies. Les microARNs vont réguler l'expression de notre génome sans en modifier la séquence, phénomène également appelé épigénétique, ce qui résulte en des différences de comportement et de fonction cellulaires. Les microARNs sont donc susceptibles de jouer un rôle clé dans l'ensemble des processus biologiques et notre environnement associé à nos prédispositions génétiques peuvent grandement modifier leur niveau et donc leur action, qui à son tour se répercutera sur notre état physiologique. En effet nous avons identifié des changements de microARNs dans les cellules d'îlots pancréatiques de modèles animaux (rats et souris) associés à un état de résistance à l'insuline (grossesse et obésité). Par le biais d'expériences in vitro sur des cellules bêta extraites de rats et conservées en culture, nous avons pu analyser de plus près l'implication des microARNs dans la capacité des cellules bêta à sécréter de l'insuline mais aussi à se multiplier et à survivre au sein d'un environnement toxique. Ainsi, nous avons identifié des microARNs qui participent positivement à la compensation des cellules bêta, sous la direction d'hormones telles les estrogènes ou d'une hormone libérée par l'intestin au cours de la digestion (l'inerétine GLP1) et qui est largement utilisée comme agent thérapeutique dans la médication contre le diabète. Dans un second temps nous avons utilisé une stratégie similaire afin de déterminer le rôle de microARNs préalablement détectés comme étant changés au cours du développement postnatal des cellules bêta chez le rat. Cette étude a également mené à l'identification de microARNs participant à la maturation et à l'expansion de la masse des cellules bêta sous l'influence de la composition du régime alimentaire et des besoins en insuline adéquats qui en dépendent. Ces études apportent la vision de nouveaux mécanismes moléculaires impliquant les microARNs et démontrant leur importance pour le bon fonctionnement des cellules bêta et leur capacité d'adaptation à l'environnement. -- Les cellules bêta sont une composante des îlots pancréatiques de Langerhans et sont des cellules hautement différenciées qui ont l'unique capacité de sécréter de l'insuline sous l'influence des nutriments suite à une prise alimentaire. L'insuline facilite l'incorporation de glucose dans ses tissus cibles tels le foie, le tissu adipeux et les muscles. Bien que les besoins en insuline soient relativement constants au cours de la vie d'un individu sain, certaines conditions associées à un état de résistance à l'insuline, telles la grossesse ou l'obésité, requièrent une libération d'insuline majorée. En cas de résistance à l'insuline, une dysfonction des cellules bêta plus ou moins associée à leur mort cellulaire, conduisent à une sécrétion d'insuline insuffisante et au développement d'une hyperglycémie chronique, caractéristique du diabète de type 2. Jusqu'à présent, les mécanismes moléculaires sous- jacents à la compensation des cellules bêta ou encore menant à leur dysfonction restent peu connus. Découverts récemment, les petits ARNs non-codant appelés microARNs (miARNs), suscitent un intérêt grandissant de par leur potentiel thérapeutique pour la prise en charge et le traitement du diabète. Les miARNs sont de puissants régulateurs de l'expression génique qui lient directement le 3'UTR de leurs ARN messagers cibles afin d'inhiber leur traduction ou d'induire leur dégradation, ce qui leur permet de contrôler des fonctions biologiques multiples. Ainsi, nous avons pris pour hypothèse que les miARNs pourraient jouer un rôle essentiel en maintenant la fonction des cellules bêta et des processus compensatoires afin de prévenir le développement du diabète. Lors d'une première étude, une analyse transcriptomique a permis l'identification de miARNs différemment exprimés au sein d'îlots pancréatiques de rattes gestantes. Parmi eux, le miR-338-3p a démontré la capacité de promouvoir la prolifération et la survie des cellules bêta exposées à des acides gras saturés et des cytokines pro-inflammatoires, sans altérer leur propriété sécrétrice d'insuline. Nous avons également identifié deux hormones reconnues pour leurs propriétés bénéfiques pour la physiologie de la cellule bêta, l'estradiol et l'incrétine GLP1, qui régulent les niveaux du miR-338-3p. Ce miARN intègre parfaitement les voies de signalisation de ces deux hormones dépendantes de l'AMP cyclique, afin de contrôler l'expression de nombreux gènes conduisant à son action biologique. Dans un projet ultérieur, notre objectif était de déterminer la contribution de miARNs dans l'acquisition de l'identité fonctionnelle des cellules bêta en période postnatale. En effet, directement après la naissance les cellules bêta sont reconnues pour être encore immatures et incapables de sécréter de l'insuline spécifiquement en réponse à l'élévation de la glycémie. Au contraire, la réponse insulinique induite par les acides aminés ainsi que la biosynthèse d'insuline sont déjà fonctionnelles. Nos recherches ont permis de montrer que les changements de miARNs corrélés avec l'apparition du phénotype sécrétoire en réponse au glucose, sont régis par la composition nutritionnelle du régime alimentaire et des besoins en insuline qui en découlent. En parallèle, le taux de prolifération des cellules bêta est considérablement réduit. Les miARNs que nous avons étudiés coordonnent des changements d'expression de gènes clés impliqués dans l'acquisition de propriétés vitales de la cellule bêta et dans la maintenancé de son identité propre. Enfin, ces études ont permis de clairement démontrer l'importance des miARNs dans la régulation de la fonction des cellules bêta pancréatiques. -- Beta-cells are highly differentiated cells localized in the pancreatic islets and are characterized by the unique property of secreting insulin in response to nutrient stimulation after meal intake. Insulin is then in charge of facilitating glucose uptake by insulin target tissues such as liver, adipose tissue and muscles. Despite insulin needs stay more or less constant throughout life of healthy individuals, there are circumstances such as during pregnancy or obesity which are associated to insulin resistance, where insulin needs are increased. In this context, defects in beta-cell function, sometimes associated with beta-cell loss, may result in the release of inappropriate amounts of insulin leading to chronic hyperglycemia, properly defined as type 2 diabetes mellitus. So far, the mechanisms underlying beta- cell compensation as well as beta-cell failure remain to be established. The recently discovered small non-coding RNAs called microRNAs (miRNAs) are emerging as interesting therapeutic targets and are bringing new hope for the treatment of diabetes. miRNAs display a massive potential in regulating gene expression by directly binding to the 3'UTR of messenger RNAs and by inhibiting their translation and/or stability, enabling them to modify a wide range of biological functions. In view of this, we hypothesized that miRNAs may play an essential role in preserving the functional beta-cell mass and permitting to fight against beta-cell exhaustion and decompensation that can lead to diabetes development. In a first study, global profiling in pancreatic islets of pregnant rats, a model of insulin resistance, led to the identification of a set of differentially expressed miRNAs. Among them, miR-338- 3p was found to promote beta-cell proliferation and survival upon exposure of islet cells to pro- apoptotic stimuli such as saturated fatty acids or pro-inflammatory cytokines, without impairment in their capacity to release insulin. We also discovered that miR-338-3p changes are driven by two hormones, the estradiol and the incretin GLP1, both well known for their beneficial impact on beta- cell physiology. Consistently, we found that miR-338-3p integrates the cAMP-dependent signaling pathways regulated by these two hormones in order to control the expression of numerous genes and execute its biological functions. In a second project, we aimed at determining whether miRNAs contribute to the acquisition of beta-cell identity. Indeed, we confirmed that right after birth beta-cells are still immature and are unable to secrete insulin specifically in response to elevated concentrations of glucose. In contrast, amino acid-stimulated insulin release as well as insulin biosynthesis are already fully functional. In parallel, newborn beta-cells are proliferating intensively within the expanding pancreas. Interestingly, we demonstrated that the miRNA changes and the subsequent acquisition of glucose responsiveness is influenced by the diet composition and the resulting insulin needs. At the same time, beta-cell proliferation declines. The miRNAs that we have identified orchestrate expression changes of essential genes involved in the acquisition of specific beta-cell properties and in the maintenance of a mature beta-cell identity. Altogether, these studies clearly demonstrate that miRNAs play important roles in the regulation of beta-cell function.

Dona, endevinació i mite a l’antiga Grècia

El plantejament de fer un treball final en la modalitat acadèmica permet a l’estudiant d’aprofundir en algun aspecte acadèmic que li hagi semblat interessant i del que cregui no tenir gaire o suficients coneixements. Aquest és el meu cas. En el segon any del màster vaig cursar l’assignatura Elaboracions del mite, impartida per l’Emilio Suárez, que em va permetre accedir a l’antiga Grècia amb una àmplia panoràmica que abraçava la mitologia des de diferents fonts —arqueològiques i textuals—, la història i la literatura. Si bé la majoria d’assignatures que he cursat s’han centrat —casualment— en les arts de finals del segle XIX i principis del XX, les referències a la cultura antiga han sigut constants en el màster i aquesta perseverança és el motiuque em va conduir cap a un tema que mirés cap aquest passat llunyà que, tanmateix, gaudeix de la reminiscència pròpia de qualsevol llegat.

Influence of ionization state on the activation of temocapril by hCES1: a molecular-dynamics study.

Temocapril is a prodrug whose hydrolysis by carboxylesterase 1 (CES1) yields the active ACE inhibitor temocaprilat. This molecular-dynamics (MD) study uses a resolved structure of the human CES1 (hCES1) to investigate some mechanistic details of temocapril hydrolysis. The ionization constants of temocapril (pK1 and pK3) and temocaprilat (pK1, pK2, and pK3) were determined experimentally and computationally using commercial algorithms. The constants so obtained were in good agreement and revealed that temocapril exists mainly in three ionic forms (a cation, a zwitterion, and an anion), whereas temocaprilat exists in four major ionic forms (a cation, a zwitterion, an anion, and a dianion). All these ionic forms were used as ligands in 5-ns MS simulations. While the cationic and zwitterionic forms of temocapril were involved in an ion-pair bond with Glu255 suggestive of an inhibitor behavior, the anionic form remained in a productive interaction with the catalytic center. As for temocaprilat, its cation appeared trapped by Glu255, while its zwitterion and anion made a slow departure from the catalytic site and a partial egress from the protein. Only its dianion was effectively removed from the catalytic site and attracted to the protein surface by Lys residues. A detailed mechanism of product egress emerges from the simulations.

Mutation hot spots in 5q31-linked corneal dystrophies.

Mutations in the BIGH3 gene on chromosome 5q31 cause four distinct autosomal dominant diseases of the human cornea: granular (Groenouw type I), Reis-Bücklers, lattice type I, and Avellino corneal dystrophies. All four diseases are characterized by both progressive accumulation of corneal deposits and eventual loss of vision. We have identified a specific recurrent missense mutation for each type of dystrophy, in 10 independently ascertained families. Genotype analysis with microsatellite markers surrounding the BIGH3 locus was performed in these 10 families and in 5 families reported previously. The affected haplotype could be determined in 10 of the 15 families and was different in each family. These data indicate that R555W, R124C, and R124H mutations occurred independently in several ethnic groups and that these mutations do not reflect a putative founder effect. Furthermore, this study confirms the specific importance of the R124 and R555 amino acids in the pathogenesis of autosomal dominant corneal dystrophies linked to 5q.