14 research outputs found

    Nanoelectropulse-driven membrane perturbation and small molecule permeabilization

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    BACKGROUND: Nanosecond, megavolt-per-meter pulsed electric fields scramble membrane phospholipids, release intracellular calcium, and induce apoptosis. Flow cytometric and fluorescence microscopy evidence has associated phospholipid rearrangement directly with nanoelectropulse exposure and supports the hypothesis that the potential that develops across the lipid bilayer during an electric pulse drives phosphatidylserine (PS) externalization. RESULTS: In this work we extend observations of cells exposed to electric pulses with 30 ns and 7 ns durations to still narrower pulse widths, and we find that even 3 ns pulses are sufficient to produce responses similar to those reported previously. We show here that in contrast to unipolar pulses, which perturb membrane phospholipid order, tracked with FM1-43 fluorescence, only at the anode side of the cell, bipolar pulses redistribute phospholipids at both the anode and cathode poles, consistent with migration of the anionic PS head group in the transmembrane field. In addition, we demonstrate that, as predicted by the membrane charging hypothesis, a train of shorter pulses requires higher fields to produce phospholipid scrambling comparable to that produced by a time-equivalent train of longer pulses (for a given applied field, 30, 4 ns pulses produce a weaker response than 4, 30 ns pulses). Finally, we show that influx of YO-PRO-1, a fluorescent dye used to detect early apoptosis and activation of the purinergic P2X(7 )receptor channels, is observed after exposure of Jurkat T lymphoblasts to sufficiently large numbers of pulses, suggesting that membrane poration occurs even with nanosecond pulses when the electric field is high enough. Propidium iodide entry, a traditional indicator of electroporation, occurs with even higher pulse counts. CONCLUSION: Megavolt-per-meter electric pulses as short as 3 ns alter the structure of the plasma membrane and permeabilize the cell to small molecules. The dose responses of cells to unipolar and bipolar pulses ranging from 3 ns to 30 ns duration support the hypothesis that a field-driven charging of the membrane dielectric causes the formation of pores on a nanosecond time scale, and that the anionic phospholipid PS migrates electrophoretically along the wall of these pores to the external face of the membrane

    Mégastructure, grille et ville linéaire : trois figures pour projeter la périphérie grenobloise

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    La volonté de lutter contre l'étalement urbain implique de réintroduire du logement sinon dans les centres-villes, du moins dans leur périphérie. Pour évaluer la possibilité d'introduire des projets d'habitat dans ces communes, nous nous sommes interrogés sur la capacité des fragments qui constituent cette périphérie à se renouveler. Notre terrain d'étude a porté plus spécifiquement sur trois de ces figures emblématiques du sud de l'agglomération grenobloise : la mégastructure avec l'Arlequin de Grenoble, la grille avec les projets urbains de Vigny-Musset (Grenoble) et du centre-ville d'Échirolles et la ville linéaire avec la rocade sud. Il s'est agit de comprendre les figures à la base de ces fragments, les règles de constitution de ces figures, et la capacité de ces figures à proliférer, à structurer leur environnement ou à se transformer. La mise en perspective des trois études de cas a permis de faire ressortir quelques caractéristiques communes quant à la manière dont a été conçue au cours des années 1970-1980 la " ville Sud " et de nous interroger sur la manière dont les fragments urbains (constitués en référence explicite ou implicite à des figures) peuvent être revisités pour être pris en compte dans une stratégie de recomposition de l'ensemble du sud de l'agglomération grenobloise

    Mégastructure, grille et ville linéaire : trois figures pour projeter la périphérie grenobloise

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    La volonté de lutter contre l'étalement urbain implique de réintroduire du logement sinon dans les centres-villes, du moins dans leur périphérie. Pour évaluer la possibilité d'introduire des projets d'habitat dans ces communes, nous nous sommes interrogés sur la capacité des fragments qui constituent cette périphérie à se renouveler. Notre terrain d'étude a porté plus spécifiquement sur trois de ces figures emblématiques du sud de l'agglomération grenobloise : la mégastructure avec l'Arlequin de Grenoble, la grille avec les projets urbains de Vigny-Musset (Grenoble) et du centre-ville d'Échirolles et la ville linéaire avec la rocade sud. Il s'est agit de comprendre les figures à la base de ces fragments, les règles de constitution de ces figures, et la capacité de ces figures à proliférer, à structurer leur environnement ou à se transformer. La mise en perspective des trois études de cas a permis de faire ressortir quelques caractéristiques communes quant à la manière dont a été conçue au cours des années 1970-1980 la " ville Sud " et de nous interroger sur la manière dont les fragments urbains (constitués en référence explicite ou implicite à des figures) peuvent être revisités pour être pris en compte dans une stratégie de recomposition de l'ensemble du sud de l'agglomération grenobloise

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    La volonté de lutter contre l'étalement urbain implique de réintroduire du logement sinon dans les centres-villes, du moins dans leur périphérie. Pour évaluer la possibilité d'introduire des projets d'habitat dans ces communes, nous nous sommes interrogés sur la capacité des fragments qui constituent cette périphérie à se renouveler. Notre terrain d'étude a porté plus spécifiquement sur trois de ces figures emblématiques du sud de l'agglomération grenobloise : la mégastructure avec l'Arlequin de Grenoble, la grille avec les projets urbains de Vigny-Musset (Grenoble) et du centre-ville d'Échirolles et la ville linéaire avec la rocade sud. Il s'est agit de comprendre les figures à la base de ces fragments, les règles de constitution de ces figures, et la capacité de ces figures à proliférer, à structurer leur environnement ou à se transformer. La mise en perspective des trois études de cas a permis de faire ressortir quelques caractéristiques communes quant à la manière dont a été conçue au cours des années 1970-1980 la " ville Sud " et de nous interroger sur la manière dont les fragments urbains (constitués en référence explicite ou implicite à des figures) peuvent être revisités pour être pris en compte dans une stratégie de recomposition de l'ensemble du sud de l'agglomération grenobloise

    How proteins move lipids and lipids move proteins

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    Cells determine the bilayer characteristics of different membranes by tightly controlling their lipid composition. Local changes in the physical properties of bilayers, in turn, allow membrane deformation, and facilitate vesicle budding and fusion. Moreover, specific lipids at specific locations recruit cytosolic proteins involved in structural functions or signal transduction. We describe here how the distribution of lipids is directed by proteins, and, conversely, how lipids influence the distribution and function of proteins

    Axon Degeneration: Mechanisms and Consequences

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    Historically the focus of research into neurodegenerative diseases has been the cell body, but more recently this is shifting to acknowledge the strong contribution of axon and synapse degeneration to neurodegenerative diseases. Axonal loss is evident in traumatic injury of the spinal cord as well as neurodegenerative diseases such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS), multiple sclerosis (MS) and toxic neuropathy. For example, end stage multiple sclerosis plaques show up to 60% loss of axons and the extent of axonal damage is most pronounced in active demyelinating plaques, although demyelination is not a prerequisite for axonal injury. This suggests that axonal loss is an early event in disease pathology and contributes to the functional deficits experienced by the patient. While therapeutic interventions which protect the cell body in models of spinal cord injury, ALS and MS do show some efficacy ameliorating clinical symptoms, directing protection to the axon may prove to be of considerable value. However, this requires a greater understanding of axonal biology, the extent to which the axon can function as an independent cellular compartment under normal physiological conditions, and also the pathways that are involved in the initiation of degeneration.</p
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