Modelling and Control of Freeway Traffic

This paper presents the most recent developments of the Simulator of Intelligent Transportation Systems (SITS). The SITS is based on a microscopic simulation approach to reproduce real traffic conditions in an urban or non-urban network. In order to analyse the quality of the microscopic traffic simulator SITS a benchmark test was performed. A dynamical analysis of several traffic phenomena, applying a new modelling formalism based on the embedding of statistics and Laplace transform, is then addressed. The paper presents also a new traffic control concept applied to a freeway traffic system.

Gestão Lean da manutenção aplicada a equipamentos de transporte de granéis sólidos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial

A influência da manutenção industrial no índice global de eficiência (OEE)

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial

Gestão da manutenção da frota das UQE-S2300

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial

Políticas de amostragem em controlo estatístico da qualidade

Nesta Dissertação apresentam-se e estudam-se, de uma forma crítica, dois novos métodos de amostragem adaptativa e uma nova medida de desempenho de métodos de amostragem, no contexto do controlo estatístico da qualidade. Considerando como base uma carta de controlo para a média do tipo Shewhart, estudamos as suas propriedades estatísticas e realizamos estudos comparativos, em termos do seu desempenho estatístico, com alguns dos métodos mais referenciados na literatura.Inicialmente, desenvolvemos um novo método adaptativo de amostragem no qual os intervalos entre amostras são obtidos com base na função densidade da distribuição de Laplace reduzida. Este método revela-se, particularmente, eficiente na deteção de moderadas e grandes alterações da média, pouco sensível à limitação do menor intervalo de amostragem e robusto face a diferentes situações consideradas para a não normalidade da característica da qualidade. Em determinadas situações, este método é sempre mais eficiente do que o método com intervalos de amostragem adaptativos,dimensões amostrais fixas e coeficientes dos limites de controlo fixos. Tendo como base o método de amostragem definido no ponto anterior e um método no qual os intervalos de amostragem são definidos antes do início do controlo do processo com base na taxa cumulativa de risco do sistema, apresentamos um novo método de amostragem que combina o método de intervalos predefinidos com o método de intervalos adaptativos. Neste método, os instantes de amostragem são definidos pela média ponderada dos instantes dos dois métodos, atribuindo-se maior peso ao método adaptativo para alterações moderadas (onde o método predefinido é menos eficaz) e maior peso ao método predefinido nos restantes casos (onde o método adaptativo é menos eficaz). Desta forma, os instantes de amostragem, inicialmente calendarizados de acordo com as expectativas de ocorrência de uma alteração tomando como base a distribuição do tempo de vida do sistema, são adaptados em função do valor da estatística amostral calculada no instante anterior. Este método é sempre mais eficiente do que o método periódico clássico, o que não acontece com nenhum outro esquema adaptativo, e do que o método de amostragem VSI para alguns pares de amostragem, posicionando-se como uma forte alternativa aos procedimentos de amostragem encontrados na literatura. Por fim, apresentamos uma nova medida de desempenho de métodos de amostragem. Considerando que dois métodos em comparação têm o mesmo tempo médio de mau funcionamento, o desempenho dos métodos é comparado através do número médio de amostras recolhidas sob controlo. Tendo em conta o tempo de vida do sistema, com diferentes taxas de risco, esta medida mostra-se robusta e permite, num contexto económico, um melhor controlo de custos por unidade de tempo.

Estudo de melhoria da disponibilidade de uma linha numa indústria alimentar

Numa unidade fabril um dos fatores decisivos para o cumprimento dos objetivos exigidos é a capacidade de produção sem paragens involuntárias, isto é, a fiabilidade dos equipamentos tem de ser elevada. Para que tal aconteça é necessário que exista um planeamento da manutenção desses mesmos equipamentos e que esta seja aplicada de forma coerente e estruturada. No âmbito do estudo de caso, para a determinar a fiabilidade, manutibilidade e disponibilidade dos componentes do sistema utilizaram-se modelos estatísticos, baseados nos dados disponíveis do ano 2014. Iniciou-se a análise do sistema global fazendo o levantamento do número de falhas por equipamento e das suas respetivas durações que, por sua vez, foram recolhidas através dos registos das folhas de obra abertas/fechadas para cada equipamento. Utilizou-se o teste de Laplace para determinar qual a tendência das avarias, e, com o auxílio dos indicadores de manutibilidade e fiabilidade, determinou-se a disponibilidade intrínseca do sistema. Em seguida, iniciou-se um estudo mais detalhado sobre os tempos registados no decorrer de cada avaria, visando reduzir o gap presente na base de dados usada e, com isso, aumentar a sua fiabilidade. Identificaram-se os equipamentos críticos, assumindo que estes se encontram abaixo dos valores aceitáveis para um fluxo produtivo contínuo e eficiente. Por fim, realizou-se um levantamento de custos, associados ao ciclo de vida de cada equipamento, de forma a ajudar a empresa a decidir se a melhor opção será a substituição dos equipamentos críticos ou a sua reparação. Com toda esta informação, elaborou-se um documento que demonstra, quais os equipamentos que têm maior influência na disponibilidade da linha e ainda todos os gastos existentes em manutenção e componentes. Espera-se que, com este estudo, a empresa possua as ferramentas necessárias para poder tomar uma decisão que se traduza numa melhoria do fluxo produtivo do sistema.

Normal values of echocardiographic measurements. A population-based study

OBJECTIVE: To describe echocardiographic measurements and left ventricular mass in a population sample of healthy adults inhabitants of the urban region of Porto Alegre. METHODS: An analytical, observational, population-based, cross-sectional study was done. Through a multi-stage probability sample, 114 individuals were selected to be submitted to a M-mode and two-dimensional echocardiogram with color Doppler. The analyses were restricted to healthy participants. Echocardiographic measurements were described by mean, standard deviation, 95 percentile and 95% confidence limits. RESULTS: A total of 100 healthy participants, with several characteristics similar to those from the original population, had a complete and reliable echocardiographic examination. The measurements of aorta, left atrium, interventricular septum, left ventricle in systole and diastole, left posterior wall and left ventricular mass, adjusted or not for body surface area or height, were significantly higher in males. The right ventricle size was similar among the genders. Several echocardiographic measurements were within standard normal limits. Interventricular septum, left posterior wall and left ventricular mass, adjusted or not for anthropometric measurements, and aortic dimensions had lower mean and range than the reference limits. CONCLUSION: The means and estimates of distribution for the measurements of interventricular septum, left posterior wall and left ventricular mass found in this survey were lower than those indicated by the international literature and accepted as normal limits.

Characteristics associated with the dropout of hypertensive patients followed up in an outpatient referral clinic

OBJECTIVE: To determine the characteristics associated with the dropout of patients followed up in a Brazilian out patient clinic specializing in hypertension. METHODS: Planned prospective cohort study of patients who were prescribed an antihypertensive treatment after an extensive initial evaluation. The following parameters were analyzed: sex, age, educational level, duration of disease, pressure level used for classifying the patient, previous treatment, physical activity, smoking, alcohol consumption, familial history of hypertension, and lesion in a target organ. RESULTS: We studied 945 hypertensive patients, 533 (56%) of whom dropped out of the follow-up. The mean age was 52.3±12.9 years. The highest probabilities of dropout of the follow-up were associated with current smoking, relative risk of 1.46 (1.04-2.06); educational level equal to or below 5 years of schooling, relative risk of 1.52 (1.11-2.08); and hypertension duration below 5 years, relative risk of 1.78 (1.28-2.48). Age increase was associated with a higher probability of follow-up with a relative risk of 0.98 (0.97-0.99). CONCLUSION: We identified a group at risk for dropping out the follow-up, which comprised patients with a lower educational level, a recent diagnosis of hypertension, and who were smokers. We think that measures assuring adherence to treatment should be directed to this group of patients.

Establishing the prevalence of hypertension. Influence of sampling criteria

OBJECTIVE: To compare the prevalence of systemic hypertension in two different populations: a representative sample of the adult urban population of Porto Alegre, and individuals who sought blood pressure measurement in a hypertension prevention and control campaign. METHODS: A cross-sectional study was carried out involving a representative sample of the adult urban population of Porto Alegre and a population sample obtained from a hypertension prevention and control campaign, which included all the individuals who sought the blood pressure assessment unit at the Hospital das Clínicas in Porto Alegre. The following parameters were investigated: history of hypertension, use of antihypertensive drugs, age, and sex. Adjustments for age and sex in the prevalence rates were performed to make them comparable. RESULTS: Hypertension prevalence, defined as values > or = 160/95mmHg or treatment with antihypertensive drugs, was higher in the campaign sample (42%) as compared with the population sample (24%). Among those who were aware of their hypertensive condition and were under medication, 54% of the campaign sample and 62% of the representative population sample maintained their pressure levels <160/90mmHg. CONCLUSION: Prevalence rates of hypertension differed a lot in the campaign sample and in the representative population sample, showing that the sampling criterion may influence assessment of risk factors and bias the association between risk factors and health aggravations.

Prevalência de hipertensão resistente em adultos não idosos: estudo prospectivo em contexto ambulatorial

FUNDAMENTO: Em face de definições de variáveis e critérios de amostragem, a real prevalência de hipertensão resistente em ambiente clínico é desconhecida. OBJETIVO: Investigar a prevalência de real hipertensão resistente em uma clínica de hipertensão arterial. MÉTODOS: Hipertensão resistente verdadeira foi diagnosticada quando fenômeno do jaleco branco, insuficiente adesão ao tratamento e hipertensão secundária foram excluídos em pacientes com Pressão Arterial (PA) ≥ 140/90 mmHg em duas visitas consecutivas, usando três de fármacos anti-hipertensivos, incluindo um diurético. RESULTADOS: No total, 606 pacientes, com 35 a 65 anos de idade, a maioria mulheres, com PA de 156,8 ± 23,8 mmHg por 91,9 ± 15,6 mmHg e IMC de 29,7 ± 5,9 Kg/m² foram sequencialmente avaliados. Cento e seis pacientes em uso de três agentes anti-hipertensivos estavam com pressão arterial não controlada (17,5% da amostra total) na primeira visita. Oitenta e seis pacientes (81% dos pacientes com PA não controlada na primeira avaliação) retornaram para a avaliação de confirmação: 25 estavam com PA controlada; 21 tinham evidência de baixa adesão ao tratamento; 13 tinham fenômeno do jaleco branco; e 9 tinham hipertensão secundária, restando 18 pacientes (20,9% dos não controlados na consulta de confirmação e 3% da amostra total) com verdadeira hipertensão resistente. Considerando pacientes com hipertensão secundária como casos de hipertensão refratária, a prevalência de hipertensão resistente aumentou para 4,5%. CONCLUSÃO: A frequência de hipertensão resistente verdadeira em pacientes não idosos é baixa em um ambiente clínico, e não é substancialmente aumentada com a inclusão de pacientes com hipertensão secundária. (Arq Bras Cardiol. 2012; [online].ahead print, PP.0-0)

Non-classical error bounds in the central limit theorem

The classical central limit theorem states the uniform convergence of the distribution functions of the standardized sums of independent and identically distributed square integrable real-valued random variables to the standard normal distribution function. While first versions of the central limit theorem are already due to Moivre (1730) and Laplace (1812), a systematic study of this topic started at the beginning of the last century with the fundamental work of Lyapunov (1900, 1901). Meanwhile, extensions of the central limit theorem are available for a multitude of settings. This includes, e.g., Banach space valued random variables as well as substantial relaxations of the assumptions of independence and identical distributions. Furthermore, explicit error bounds are established and asymptotic expansions are employed to obtain better approximations. Classical error estimates like the famous bound of Berry and Esseen are stated in terms of absolute moments of the random summands and therefore do not reflect a potential closeness of the distributions of the single random summands to a normal distribution. Non-classical approaches take this issue into account by providing error estimates based on, e.g., pseudomoments. The latter field of investigation was initiated by work of Zolotarev in the 1960's and is still in its infancy compared to the development of the classical theory. For example, non-classical error bounds for asymptotic expansions seem not to be available up to now ...

The Brezis-Nirenberg type problem involving the square root of the Laplacian

We establish existence and non-existence results to the Brezis-Nirenberg type problem involving the square root of the Laplacian in a bounded domain with zero Dirichlet boundary condition.

Resurgence of inner solutions for perturbations of the McMillan map

A sequence of “inner equations” attached to certain perturbations of the McMillan map was considered in [MSS09], their solutions were used in that article to measure an exponentially small separatrix splitting. We prove here all the results relative to these equations which are necessary to complete the proof of the main result of [MSS09]. The present work relies on ideas from resurgence theory: we describe the formal solutions, study the analyticity of their Borel transforms and use ´Ecalle’s alien derivations to measure the discrepancy between different Borel-Laplace sums.

On the use of reporter bacteria for measuring availability of organic contaminants

Natural environments are constantly challenged by the release of hydrophobic organic contaminants, which represent a threat for both the ecosystem and human health. Despite a substantial degradation by naturally occurring micro-organisms, a non negligible fraction of these pollutants tend to persist in soil and sediments due to their reduced accessibility to microbial degraders. This lack of 'bioavailability' is acknowledged as a key parameter for the natural and stimulated clean-up (bioremediation) of contaminated sites. We developed a bacterial bioreporter that responds to the presence of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) by the production of the green fluorescent protein (GFP), based on the PAH-degrading bacterium Burkholderia sartisoli. We showed in this study that the bacterial biosensor B. sartisoli strain RP037 was faithfully reporting the degradation of naphthalene and phenanthrene (two PAHs of low molecular weight) via the production of GFP. What is more, the magnitude of GFP induction was influenced by change in the PAH flux triggered by a variety of physico-chemical parameters, such as the contact surface between the pollutant and the aqueous suspension. Further experiments permitted to test the influence of dissolved organic matter, which is an important component of natural habitats and can interact with organic pollutants. In addition, we tested the influence of two types of biosurfactants (tensio-active agents produced by living organisms) on phenanthrene's degradation by RP037. Interestingly, the surfactant's effects on the biodegradation rate appeared to depend on the type of biosurfactant and probably on the type of bacterial strain. Finally, we tagged B. sartisoli strain RP037 with a constitutively expressed mCherry fluorescent protein. The presence of mCherry allowed us to visualize the bacteria in complex samples even when GFP production was not induced. The new strain RP037-mChe embedded in a gel patch was used to detect PAH fluxes from a point source, such as a non-aqueous liquid or particles of contaminated soil. In parallel, we also developed and tested a so-called multiwell bacterial biosensor platform, which permitted the simultaneous use of four different reporter strains for the detection of major crude oil components (e.g., saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatics) in aqueous samples. We specifically constructed the strain B. sartisoli RP007 (pPROBE-phn-luxAB) for the detection of naphthalene and phenanthrene. It was equipped with a reporter plasmid similar to the one in strain RP037, except that the gfp gene was replaced by the genes luxAB, which encoded the bacterial luciferase. The strain was implemented in the biosensor platform and detected an equivalent naphthalene concentration in oil spilled-sea water. We also cloned the gene for the transcriptional activator AlkS and the operator/promoter region of the operon alkSB1GHJ from the alkane-degrader bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2 in order to construct a new bacterial biosensor with higher sensitivity towards long-chain alkanes. However, the resulting strain showed no increased light emission in presence of tetradecane (C14), while it still efficiently reported low concentrations of octane (C8). RÉSUMÉ : Les écosystèmes naturels sont constamment exposés à nombre de contaminants organiques hydrophobes (COHs) d'origine industrielle, agricole ou même naturelle. Les COHs menacent à la fois l'environnement, le bien-être des espèces animales et végétales et la santé humaine, mais ils peuvent être dégradés par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons, qui peuvent être capables des les transformer en produits inoffensifs comme le gaz carbonique et l'eau. La biodégradation des COHs est cependant fréquemment limitée par leur pauvre disponibilité envers les organismes qui les dégradent. Ainsi, bien que la biodégradation opère partiellement, les COHs persistent dans l'environnement à de faibles concentrations qui potentiellement peuvent encore causer des effets toxiques chroniques. Puisque la plupart des COHs peuvent être métabolisés par l'activité microbienne, leur persistance a généralement pour origine des contraintes physico-chimiques plutôt que biologiques. Par exemple, leur solubilité dans l'eau très limitée réduit leur prise par des consommateurs potentiels. De plus, l'adsorption à la matière organique et la séquestration dans les micropores du sol participent à réduire leur disponibilité envers les microbes. Les processus de biodisponibilité, c'est-à-dire les processus qui gouvernent la dissolution et la prise de polluants par les organismes vivants, sont généralement perçus comme des paramètres clés pour la dépollution (bioremédiation) naturelle et stimulée des sites contaminés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont un modèle de COH produits par les activités aussi bien humaines que naturelles, et listés comme des contaminants chroniques de l'air, des sols et des sédiments. Ils peuvent être dégradés par un vaste nombre d'espèces bactériennes mais leur taux de biodégradation est souvent limité par les contraintes mentionnées ci-dessus. Afin de comprendre les processus de biodisponibilité pour les cellules bactériennes, nous avons décidé d'utiliser les bactéries elles-mêmes pour détecter et rapporter les flux de COH. Ceci a été réalisé par l'application d'une stratégie de conception visant à produire des bactéries `biocapteurs-rapporteurs', qui littéralement s'allument lorsqu'elles détectent un composé cible pour lequel elles ont été conçues. En premier lieu, nous nous sommes concentrés sur Burkholderia sartisoli (souche RP007), une bactérie isolée du sol et consommatrice de HAP .Cette souche a servi de base à la construction d'un circuit génétique permettant la formation de la protéine autofluorescente GFP dès que les cellules détectent le naphtalène ou le phénanthrène, deux HAP de faible masse moléculaire. En effet, nous avons pu montrer que la bactérie obtenue, la souche RP037 de B. sartisoli, produit une fluorescence GFP grandissante lors d'une exposition en culture liquide à du phénanthrène sous forme cristalline (0.5 mg par ml de milieu de culture). Nous avons découvert que pour une induction optimale il était nécessaire de fournir aux cellules une source additionnelle de carbone sous la forme d'acétate, ou sinon seul un nombre limité de cellules deviennent induites. Malgré cela, le phénanthrène a induit une réponse très hétérogène au sein de la population de cellules, avec quelques cellules pauvrement induites tandis que d'autres l'étaient très fortement. La raison de cette hétérogénéité extrême, même dans des cultures liquides mélangées, reste pour le moment incertaine. Plus important, nous avons pu montrer que l'amplitude de l'induction de GFP dépendait de paramètres physiques affectant le flux de phénanthrène aux cellules, tels que : la surface de contact entre le phénanthrène solide et la phase aqueuse ; l'ajout de surfactant ; le scellement de phénanthrène à l'intérieur de billes de polymères (Model Polymer Release System) ; la dissolution du phénanthrène dans un fluide gras immiscible à l'eau. Nous en avons conclu que la souche RP037 détecte convenablement des flux de phénantrène et nous avons proposé une relation entre le transfert de masse de phénanthrène et la production de GFP. Nous avons par la suite utilisé la souche afin d'examiner l'effet de plusieurs paramètres chimiques connus dans la littérature pour influencer la biodisponibilité des HAP. Premièrement, les acides humiques. Quelques rapports font état que la disponibilité des HAP pourrait être augmentée par la présence de matière organique dissoute. Nous avons mesuré l'induction de GFP comme fonction de l'exposition des cellules RP037 au phénanthrène ou au naphtalène en présence ou absence d'acides humiques dans la culture. Nous avons testé des concentrations d'acides humiques de 0.1 et 10 mg/L, tandis que le phénanthrène était ajouté via l'heptamethylnonane (HMN), un liquide non aqueux, ce qui au préalable avait produit le plus haut flux constant de phénanthrène aux cellules. De plus, nous avons utilisé des tests en phase gazeuse avec des concentrations d'acides humiques de 0.1, 10 et 1000 mg/L mais avec du naphtalène. Contrairement à ce que décrit la littérature, nos résultats ont indiqué que dans ces conditions l'expression de GFP en fonction de l'exposition au phénanthrène dans des cultures en croissance de la souche RP037 n'était pas modifiée par la présence d'acides humiques. D'un autre côté, le test en phase gazeuse avec du naphtalène a montré que 1000 mg/L d'acides humiques abaissent légèrement mais significativement la production de GFP dans les cellules de RP037. Nous avons conclu qu'il n'y a pas d'effet général des acides humiques sur la disponibilité des HAP pour les bactéries. Par la suite, nous nous sommes demandé si des biosurfactants modifieraient la disponibilité du phénanthrène pour les bactéries. Les surfactants sont souvent décrits dans la littérature comme des moyens d'accroître la biodisponibilité des COHs. Les surfactants sont des agents tensio-actifs qui augmentent la solubilité apparente de COH en les dissolvant à l'intérieur de micelles. Nous avons ainsi testé si des biosurfactants (des surfactants produits par des organismes vivants) peuvent être utilisé pour augmenter la biodisponibilité du phénanthrène pour la souche B. sartisoli RP037. Premièrement, nous avons tenté d'obtenir des biosurfactants produits par une autre bactérie vivant en co-culture avec les biocapteurs bactériens. Deuxièmement, nous avons utilisé des biosurfactants purifiés. La co-cultivation en présence de la bactérie productrice de lipopeptide Pseudomonas putida souche PCL1445 a augmenté l'expression de GFP induite par le phénanthrène chez B. sartisoli en comparaison des cultures simples, mais cet effet n'était pas significativement différent lorsque la souche RP037 était co-cultivée avec un mutant de P. putida ne produisant pas de lipopeptides. L'ajout de lipopeptides partiellement purifiés dans la culture de RP037 a résulté en une réduction de la tension de surface, mais n'a pas provoqué de changement dans l'expression de GFP. D'un autre côté, l'ajout d'une solution commerciale de rhamnolipides (un autre type de biosurfactants produits par Pseudomonas spp.) a facilité la dégradation du phénanthrène par la souche RP037 et induit une expression de GFP élevée dans une plus grande proportion de cellules. Nous avons ainsi conclu que les effets des biosurfactants sont mesurables à l'aide de la souche biocapteur, mais que ceux-ci sont dépendants du type de surfactant utilisé conjointement avec le phénanthrène. La question suivante que nous avons abordée était si les tests utilisant des biocapteurs peuvent être améliorés de manière à ce que les flux de HAP provenant de matériel contaminé soient détectés. Les tests en milieu liquide avec des échantillons de sol ne fournissant pas de mesures, et sachant que les concentrations de HAP dans l'eau sont en général extrêmement basses, nous avons conçu des tests de diffusion dans lesquels nous pouvons étudier l'induction par les HAPs en fonction de la distance aux cellules. Le biocapteur bactérien B. sartisoli souche RP037 a été marqué avec une seconde protéine fluorescente (mCherry), qui est constitutivement exprimée dans les cellules et leur confère une fluorescence rouge/rose. La souche résultante RP037-mChe témoigne d'une fluorescence rouge constitutive mais n'induit la fluorescence verte qu'en présence de naphtalène ou de phénanthrène. La présence d'un marqueur fluorescent constitutif nous permet de visualiser les biocapteurs bactériens plus facilement parmi des particules de sol. Un test de diffusion a été conçu en préparant un gel fait d'une suspension de cellules mélangées à 0.5 % d'agarose. Des bandes de gel de dimensions 0.5 x 2 cm x 1 mm ont été montées dans des chambres d'incubation et exposées à des sources de HAP (soit dissouts dans du HMN ou en tant que matériel solide, puis appliqués à une extrémité de la bande). En utilisant ce montage expérimental, le naphtalène ou le phénanthrène (dissouts dans du HMN à une concentration de 2.5 µg/µl) ont induit un gradient d'intensité de fluorescence GFP après 24 heures d'incubation, tandis que la fluorescence mCherry demeurait comparable. Un sol contaminé par des HAPs (provenant d'un ancien site de production de gaz) a induit la production de GFP à un niveau comparable à celui du naphtalène. Des biocapteurs bactériens individuels ont également détecté un flux de phénanthrène dans un gel contenant des particules de sol amendées avec 1 et 10 mg/g de phénanthrène. Ceci a montré que le test de diffusion peut être utilisé pour mesurer des flux de HAP provenant de matériel contaminé. D'un autre côté, la sensibilité est encore très basse pour plusieurs sols contaminés, et l'autofluorescence de certains échantillons rend difficile l'identification de la réponse de la GFP chez les cellules. Pour terminer, un des points majeurs de ce travail a été la production et la validation d'une plateforme multi-puits de biocapteurs bactériens, qui a permis l'emploi simultané de plusieurs souches différentes de biocapteurs pour la détection des constituants principaux du pétrole. Pour cela nous avons choisi les alcanes linéaires, les composés mono-aromatiques, les biphényls et les composés poly-aromatiques. De plus, nous avons utilisé un capteur pour la génotoxicité afin de détecter la `toxicité globale' dans des échantillons aqueux. Plusieurs efforts d'ingénierie ont été investis de manière à compléter ce set. En premier lieu, chaque souche a été équipée avec soit gfp, soit luxAB en tant que signal rapporteur. Deuxièmement, puisqu'aucune souche de biocapteur n'était disponible pour les HAP ou pour les alcanes à longues chaînes, nous avons spécifiquement construit deux nouveaux biocapteurs. L'un d'eux est également basé sur B. sartisoli RP007, que nous avons équipé avec le plasmide pPROBE-phn-luxAB pour la détection du naphtalène et du phénanthrène mais avec production de luciférase bactérienne. Un autre est un nouveau biocapteur bactérien pour les alcanes. Bien que nous possédions une souche Escherichia coli DHS α (pGEc74, pJAMA7) détectant les alcanes courts de manière satisfaisante, la présence des alcanes à longues chaînes n'était pas rapportée efficacement. Nous avons cloné le gène de l'activateur transcriptionnel A1kS ainsi que la région opérateur/promoteur de l'opéron alkSB1GHJ chez la bactérie dégradant les alcanes Alcanivorax borkumensis souche SK2, afin de construire un nouveau biocapteur bactérien bénéficiant d'une sensibilité accrue envers les alcanes à longues chaînes. Cependant, la souche résultante E. coli DHSα (pAlk3} n'a pas montré d'émission de lumière augmentée en présence de tétradécane (C14), tandis qu'elle rapportait toujours efficacement de basses concentrations d'octane (C8). De manière surprenante, l'utilisation de A. borkumensis en tant que souche hôte pour le nouveau plasmide rapporteur basé sur la GFP a totalement supprimé la sensibilité pour l'octane, tandis que la détection de tétradécane n'était pas accrue. Cet aspect devra être résolu dans de futurs travaux. Pour calibrer la plateforme de biocapteurs, nous avons simulé une fuite de pétrole en mer dans une bouteille en verre ouverte de 5L contenant 2L d'eau de mer contaminée avec 20 ml (1%) de pétrole brut. La phase aqueuse a été échantillonée à intervalles réguliers après la fuite durant une période allant jusqu'à une semaine tandis que les principaux contaminants pétroliers étaient mesurés via les biocapteurs. L'émission de bioluminescence a été mesurée de manière à déterminer la réponse des biocapteurs et une calibration intégrée faite avec des inducteurs types a servi à calculer des concentrations d'équivalents inducteurs dans l'échantillon. E. coli a été utilisée en tant que souche hôte pour la plupart des spécificités des biocapteurs, à l'exception de la détection du naphtalène et du phénanthrène pour lesquels nous avons utilisé B. sartisoli. Cette souche, cependant, peut être employée plus ou moins selon la même procédure. Il est intéressant de noter que le pétrole répandu a produit une apparition séquentielle de composés dissouts dans la phase aqueuse, ceux-ci .étant détectables par les biocapteurs. Ce profil contenait d'abord les alcanes à courtes chaînes et les BTEX (c'est-à dire benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), apparaissant entre des minutes et des heures après que le pétrole a été versé. Leurs concentrations aqueuses ont par la suite fortement décru dans l'eau échantillonnée après 24 heures, à cause de la volatilisation ou de la biodégradation. Après quelques jours d'incubation, ces composés sont devenus indétectables. Les HAPs, en revanche, sont apparus plus tard que les alcanes et les BTEX, et leur concentration a augmenté de pair avec un temps d'incubation prolongé. Aucun signal significatif n'a été mis en évidence avec le biocapteur pour le biphényl ou pour la génotoxicité. Ceci démontre l'utilité de ces biocapteurs, spécifiquement pour la détection des composés pétroliers, comprenant les alcanes à courtes chaînes, les BTEX et les HAPs légers.

On estimation and identifiability issues of sex-linked inheritance with a case study of pigmentation in Swiss barn owl (Tyto alba)

Genetic evaluation using animal models or pedigree-based models generally assume only autosomal inheritance. Bayesian animal models provide a flexible framework for genetic evaluation, and we show how the model readily can accommodate situations where the trait of interest is influenced by both autosomal and sex-linked inheritance. This allows for simultaneous calculation of autosomal and sex-chromosomal additive genetic effects. Inferences were performed using integrated nested Laplace approximations (INLA), a nonsampling-based Bayesian inference methodology. We provide a detailed description of how to calculate the inverse of the X- or Z-chromosomal additive genetic relationship matrix, needed for inference. The case study of eumelanic spot diameter in a Swiss barn owl (Tyto alba) population shows that this trait is substantially influenced by variation in genes on the Z-chromosome (sigma(2)(z) = 0.2719 and sigma(2)(a) = 0.4405). Further, a simulation study for this study system shows that the animal model accounting for both autosomal and sex-chromosome-linked inheritance is identifiable, that is, the two effects can be distinguished, and provides accurate inference on the variance components.