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Time-lapse observation of stepwise regression of Erk activity in zebrafish presomitic mesoderm
Authors: Sari Dini Wahyu Kartika , Akiyama Ryutaro , Naoki Honda , Ishijima Hannosuke , Bessho Yasumasa , Matsui Takaaki 
Published: March 2018

AbstractDuring somite segmentation, clock genes oscillate within the posterior presomitic mesoderm (PSM). The temporal information ties up with the posteriorly moving FGF gradient, leading to the formation of a presumptive somite within the PSM. We previously investigated Erk activity downstream of FGF signaling by collecting stained zebrafish embryos, and discovered that the steep gradient of Erk activity was generated in the PSM, and the Erk activity border regularly shifted in a stepwise manner. However, since these interpretations come from static analyses, we needed to firmly confirm them by applying an analysis that has higher spatiotemporal resolutions. Here we developed a live imaging system for Erk activity in zebrafish embryos, using a Förster resonance energy transfer (FRET)-based Erk biosensor. With this system, we firmly showed that Erk activity exhibits stepwise regression within the PSM. Although our static analyses could not detect the stepwise pattern of Erk activity in clock-deficient embryos, our system revealed that, in clock-deficient embryos, the stepwise regression of Erk activity occurs at an irregular timing, eventually leading to formation of irregularly-sized somites. Therefore, our system overcame the limitation of static analyses and revealed that clock-dependent spatiotemporal regulation of Erk is required for proper somitogenesis in zebrafish.
Distribution of brain sodium long and short relaxation times and concentrations: a multi-echo ultra-high field 23Na MRI study
Authors: Ridley Ben , Nagel Armin M. , Bydder Mark , Maarouf Adil , Stellmann Jan-Patrick , Gherib Soraya , Verneuil Jeremy , Viout Patrick , Guye Maxime , Ranjeva Jean-Philippe , Zaaraoui Wafaa 
Published: March 2018

AbstractSodium (23Na) MRI proffers the possibility of novel information for neurological research but also particular challenges. Uncertainty can arise in in vivo23Na estimates from signal losses given the rapidity of T2* decay due to biexponential relaxation with both short (T2*short) and long (T2*long) components. We build on previous work by characterising the decay curve directly via multi-echo imaging at 7 T in 13 controls with the requisite number, distribution and range to assess the distribution of both in vivo T2*short and T2*long and in variation between grey and white matter, and subregions. By modelling the relationship between signal and reference concentration and applying it to in vivo23Na-MRI signal, 23Na concentrations and apparent transverse relaxation times of different brain regions were measured for the first time. Relaxation components and concentrations differed substantially between regions of differing tissue composition, suggesting sensitivity of multi-echo 23Na-MRI toward features of tissue composition. As such, these results raise the prospect of multi-echo 23Na-MRI as an adjunct source of information on biochemical mechanisms in both physiological and pathophysiological states.
Erosion of natural darkness in the geographic ranges of cacti
Authors: Correa-Cano Maria Eugenia , Goettsch Bárbara , Duffy James P. , Bennie Jonathan , Inger Richard , Gaston Kevin J. 
Published: March 2018

AbstractNaturally dark nighttime environments are being widely eroded by the introduction of artificial light at night (ALAN). The biological impacts vary with the intensity and spectrum of ALAN, but have been documented from molecules to ecosystems. How globally severe these impacts are likely to be depends in large part on the relationship between the spatio-temporal distribution of ALAN and that of the geographic ranges of species. Here, we determine this relationship for the Cactaceae family. Using maps of the geographic ranges of cacti and nighttime stable light composite images for the period 1992 to 2012, we found that a high percentage of cactus species were experiencing ALAN within their ranges in 1992, and that this percentage had increased by 2012. For almost all cactus species (89.7%) the percentage of their geographic range that was lit increased from 1992–1996 to 2008–2012, often markedly. There was a significant negative relationship between the species richness of an area, and that of threatened species, and the level of ALAN. Cacti could be particularly sensitive to this widespread and ongoing intrusion of ALAN into their geographic ranges, especially when considering the potential for additive and synergistic interactions with the impacts of other anthropogenic pressures.
Visualization method for stress-field evolution during rapid crack propagation using 3D printing and photoelastic testing techniques
Authors: Ju Yang , Xie Heping , Zhao Xi , Mao Lingtao , Ren Zhangyu , Zheng Jiangtao , Chiang Fu-Pen , Wang Yongliang , Gao Feng 
Published: March 2018

AbstractQuantitative visualization and characterization of stress-field evolution during fracture rapid growth is critical for understanding the mechanisms that govern the deformation and failure of solids in various engineering applications. However, the direct capture and accurate characterization of a rapidly-changing stress field during crack propagation remains a challenge. We report an experimental method to quantitatively visualize and characterize rapid evolution of the stress-field during crack propagation in a transparent disc model containing a penetrating fusiform crack. Three-dimensional (3D) printing technology and a stress-sensitive photopolymer resin were adopted to produce the disc model and to alleviate the residual processing stress that usually blurs the dynamic stress field due to overlap. A photoelastic testing system that synchronized a high-speed digital camera and a pulsed laser with a nanosecond full width at half maximum (FWHM) was used to capture the rapid evolution of the stress field in the vicinity of crack tips. The results show that the proposed method is suitable to directly visualize and quantitatively characterize the stress-field evolution during crack rapid propagation. It is proved that the crack propagation velocity is strongly governed by the stress field around the crack tips.
Prompt fissionγ-ray characteristics from neutron-induced fission on 239Pu and the time-dependence of prompt-γray emission
Authors: Gatera Angélique , Göök Alf , Hambsch Franz-Josef , Moens André , Oberstedt Andreas , Oberstedt Stephan , Sibbens Goedele , Vanleeuw David , Vidali Marzio 
Published: March 2018

Recent years have seen an increased interest in prompt fission γ-ray (PFG) measurements motivated by a high priority request of the OECD/NEA for high precision data, mainly for the nuclear fuel isotopes 235U and 239Pu. Our group has conducted a PFG measurement campaign using state-of-the-art lanthanum halide detectors for all the main actinides to a precision better than 3%. The experiments were performed in a coincidence setup between a fission trigger and γ-ray detectors. The time-of-flight technique was used to discriminate photons, traveling at the speed of light, and prompt fission neutrons. For a full rejection of all neutrons below 20 MeV, the PFG time window should not be wider than a few nanoseconds. This window includes most PFG, provided that no isomeric states were populated during the de-excitation process. When isomeric states are populated, PFGs can still be emitted up to 1 yus after the instant of fission or later. To study these γ-rays, the detector response to neutrons had to be determined and a correction had to be applied to the γ-ray spectra.
The latest results for PFG characteristics from the reaction 239Pu(nth,f) will be presented, together with an analysis of PFGs emitted up to 200 ns after fission in the spontaneous fission of 252Cf as well as for thermal-neutron induced fission on 235U and 239Pu. The results are compared with calculations in the framework of the Hauser-Feshbach Monte Carlo code CGMF and FIFRELIN.
Full Orifice Patching without Annuloplasty for Severe Functional Tricuspid Valve Regurgitation
Authors: De Filippo Carlo , Totaro Antonio , Pelini Piero , Mauro Michele , Calafiore Antonio 
Published: March 2018

AbstractSurgical treatment of severe functional tricuspid regurgitation associated with dilated right ventricle and increased chordal tethering (>8 mm) is challenging. We designed a technique where the anterior and posterior leaflets are detached from 50% of the annulus and a patch as large as the tricuspid orifice is sewn to augment the leaflets' tissue to force the coaptation with the septal leaflet. Annuloplasty is not performed, as it can only increase the chordal tethering, reducing the benefit of tissue augmentation. Early and midterm results in a subgroup of patients with unfavorable anatomical aspects are encouraging.
Impact of Peanut Ball Device on the Duration of Active Labor: A Randomized Control Trial
Authors: Kwan Mei , Mercier Rebecca 
Published: March 2018

Objective To evaluate whether the use of a peanut ball device shortens the duration of active labor in nulliparas.
Study Design Single-site, nonblinded randomized trial in nulliparous women admitted for labor or labor induction. English-speaking women > 18 years of age with singleton pregnancies were enrolled. Participants were randomized to the use of peanut ball or usual care upon reaching the active phase of labor (≥ 6 cm cervical dilation) with an epidural. Primary outcome was rate of cervical dilation. Secondary outcomes were rates of cesarean delivery and fetal presentation at time of full dilation or delivery.
Results Ninety-six patients enrolled; 63 reached full cervical dilation. There was no statistically significant difference in rates of cervical dilation (0.98cm/h vs. 0.79cm/h, p = 0.27) or length of labor (315 minutes vs. 387 minutes, p = 0.14) between the groups. There was no difference in the rates of cesarean delivery (33% vs. 35%, p = 0.8) or occiput posterior presentation. (28% vs. 9%, p = 0.09). Among the subgroup who had labor arrest, fewer patients using the peanut ball experienced arrest of dilation; this approached but did not reach statistical significance (30% vs. 73% p = 0.05).
Conclusion Use of the peanut ball does not significantly increase rates of cervical dilation or decrease time in active labor.
Intra- und Intertester-Reliabilität klinischer Tests zur Untersuchung der Bewegungskontrolle bei Patienten mit Nackenschmerzen
Authors: Allofs Jana , van Baal Katharina , Schwarz Fiona , Ehrenbrusthoff Katja , Hering Thomas 
Published: March 2018

Zusammenfassung
Hintergrund Nackenschmerzen sind weltweit eine häufig auftretende Gesundheitseinschränkung. Der große Anteil von Patienten mit unspezifischen Nackenschmerzen kann in Subgruppen eingeteilt werden. Eine dieser Subgruppen sind Patienten mit Bewegungskontrollproblemen. Für eine eindeutige Identifizierung dieser Gruppe sind zuverlässige Messverfahren notwendig. Es gibt eine Vielzahl verschiedener Tests zur Überprüfung der Bewegungskontrolle. Bisher liegt kein Review über den aktuellen Forschungsstand zur Intertester- und Intratester-Reliabilität der vielen Bewegungskontrolltests ohne technische Geräte bei Patienten mit Nackenschmerzen vor.
Ziel Das Ziel der Arbeit ist es, die aktuell vorhandene Evidenz zur Intratester- und Intertester-Reliabilität von Bewegungskontrolltests bei Patienten mit Nackenschmerzen zu untersuchen.
Methode Die Recherche fand im April 2017 bei Medline, Cochrane und PEDro unter anderem mit den Suchbegriffen „neck pain“ [Mesh], „reproducibility of results“ [Mesh], „reliability“ und „movement control impairment“ sowie einer Vielzahl von Synonymen statt. Um das Bias-Risiko der eingeschlossenen Studien zu ermitteln, wurde die QAREL-Checkliste verwendet 17. Eine Autorin extrahierte die Studien- und Patientencharakteristika.
Ergebnisse 4 Studien mit einem geringen (8/11) bis moderaten (7/11) Bias-Risiko wurden eingeschlossen. Die Intertester-Reliabilität der 26 Tests lag zwischen ausreichend und sehr gut (k = 0,32 – 1,0), die Intratester-Reliabilität der 11 Tests war moderat bis sehr gut (k = 0,59 – 0,92). Lediglich 3 Tests wurden von je 2 Studien, alle anderen Tests jeweils nur von 1 Studie überprüft. Der am besten untersuchte und beurteilte Test zur Einschätzung der Bewegungskontrolle der HWS war der Test „Blickstabilität“.
Schlussfolgerung Weitere Studien sollten neben der Untersuchung der Validität einzelner Tests eine Testbatterie zur zuverlässigen Beurteilung der Bewegungskontrolle der HWS entwickeln.
Umfrage bei Physio- und Ergotherapeuten zu Verständnis und Anwendung von Patientenedukation
Authors: Beckmann-Fries Vera , Gubler-Gut Barbara , Niedermann Karin 
Published: March 2018

Zusammenfassung
Hintergrund Patientenedukation gilt als Standard im klinischen Management von Patienten und wird wegen der Zunahme von chronisch kranken Menschen immer wichtiger. Auch in der Physio- und Ergotherapie gilt sie als zunehmend zentrale Intervention. Das tatsächliche Verständnis von Patientenedukation und deren Anwendung ist jedoch unklar.
Ziel Das Verständnis von Patientenedukation und die selbst-deklarierte Anwendung im Berufsalltag von Physio- und Ergotherapeuten eines Universitätsspitals zu evaluieren.
Methode Online-Querschnittserhebung unter allen 139 Physio- und Ergotherapeuten des Universitätsspitals.
Ergebnisse Die Rücklaufquote betrug 42 % (n = 59); 55 Fragebögen wurden ausgewertet. Im Verhältnis zur Gesamtgruppe antworteten mehr Ergo- (16; 64 %) als Physiotherapeuten (39; 34 %). Mit zunehmender Berufserfahrung wurden individuelle Definitionen von Patientenedukation differenzierter und umfassender. Es zeigten sich keine Unterschiede im Verständnis und der benannten Anwendung von Patientenedukation zwischen den beiden Berufsgruppen. Alle Therapeuten (mit wenig oder viel Berufserfahrung) nannten die Informationsvermittlung am häufigsten als Teil von Patientenedukation (91 %). Mit zunehmender Berufserfahrung werden öfter Aspekte der Beratung und Verhaltensinterventionen erwähnt. Die Hälfte der Physio- und Ergotherapeuten (n = 28) berichtete, dass Patientenedukation in ihrer Grundausbildung ein wichtiges Thema war, und etwas mehr als ein Drittel (n = 19) besuchte schon eine Weiterbildung zum Thema. Praktisch alle Therapeuten (n = 54) wünschten sich, mehr zu Patientenedukation dazuzulernen.
Schlussfolgerung Patientenedukation ist für Physio- und Ergotherapeuten ein wichtiges Thema. Die Ergebnisse dieser Erhebung bilden die Basis für eine weitere, vertiefte Auseinandersetzung. Aspekte der Beratung oder der Verhaltensinterventionen wurden im Vergleich zur Informationsvermittlung weniger häufig genannt; dem sollte bei der Planung von In-house-Weiterbildungen Rechnung getragen werden.
Langzeitevaluation der Umsetzungstreue des Kraft- und Balancetrainings in vollstationären Pflegeeinrichtungen: Das bayerische Sturz- und Frakturpräventionsprogramm (BF2P2)
Authors: Roigk Patrick , Rupp Karin , Becker Clemens , Schulz Claudia , König Hans-Helmut , Rapp Kilian 
Published: March 2018

Zusammenfassung
Hintergrund Stürze treten in Pflegeeinrichtungen häufig auf. Aus diesem Grund wurde in den Jahren 2007 – 2010 ein Sturz- und Frakturpräventionsprogramm in nahezu 1000 bayerischen Pflegeeinrichtungen nach den Vorgaben des „Ulmer Modells“ implementiert. Einen zentralen Bestandteil des Programms bildet ein gruppenbasiertes Kraft- und Balancetraining.
Ziel Das Ziel dieser Studie war, Verfügbarkeit und Umsetzungstreue des Trainingsprogramms nach den Vorgaben des „Ulmer Modells“ nach mehreren Jahren Laufzeit zu untersuchen.
Methode Die Querschnittserhebung fand zwischen Januar und Juni 2016 in 40 zufällig ausgewählten Pflegeeinrichtungen statt. Eine standardisierte Beobachtung des Gruppentrainings wurde durchgeführt. Die Auswertung erfolgte stratifiziert nach Trainerqualifikation.
Ergebnisse Fast alle der kontaktierten Pflegeeinrichtungen boten eine Bewegungsgruppe an (94,3 %), die häufig Komponenten eines Krafttrainings beinhaltete. Das Krafttraining der unteren Extremitäten erfolgte allerdings nur in 30 % der Gruppen mit Gewichtsmanschetten. Übungen zum Training der Balance fanden in vielen Gruppen wenig oder gar nicht statt. Das Balancetraining wurde dann häufiger umgesetzt, wenn ein Trainer mit einer therapeutischen Qualifikation die Gruppen leitete. Nur 10 % der Gruppen erfüllten vollständig die Anforderungen an ein Sturzpräventionstraining nach den Vorgaben des „Ulmer Modells“.
Schlussfolgerung Bewegungsgruppen sind mittlerweile fester Bestandteil in Pflegeeinrichtungen. Allerdings ist die Umsetzungstreue des Programms im Bereich des Balancetrainings häufig gering. Die Qualität des Trainings scheint höher zu sein, wenn ein Trainer mit einer therapeutischen Qualifikation die Gruppen leitete.
Symptomatologie und klinischer Verlauf bei hospitalisierten Erwachsenen mit Virusinfektionen durch Influenza A und Respiratory Syncytial-Virus (RSV)
Authors: Ambrosch Andreas , Klinger Alfons , Luber Doris , Arp Claudia , Lepiorz Marc , Schroll Stefan , Klawonn Frank 
Published: March 2018

Zusammenfassung
Einleitung Zum klinischen Profil und Verlauf von komplizierten Infektionen mit RSV bei Erwachsenen im Vergleich zur Influenza A ist wenig bekannt. Die vorliegende Untersuchung hatte deshalb zum Ziel. prädisponierende Grunderkrankungen, klinisches Profil, Verlauf und Prognose bei hospitalisierten Patienten mit RSV- und Influenza-A-Infektionen miteinander zu vergleichen.
Material und Methode Eingeschlossen wurden Patienten mit RSV- und Influenza-A-Infektionen, die zwischen 1.1.2017 und 31.3.2017 hospitalisiert wurden. Die Diagnostik erfolgte mittels molekularbiologischer Verfahren. Zur Charakterisierung wurden klinische Symptome, Laborparameter sowie disponierende chronische Grunderkrankungen erfasst. Darüber hinaus wurde Verlauf und Schwere der Infektion anhand verschiedener klinischer Parameter einschließlich Beatmungspflichtigkeit und Letalität abgeschätzt.
Ergebnisse Insgesamt wurden 190 Patienten mit Influenza-A- und 98 Patienten mit RSV-Infektion ausgewertet. Sowohl das mittlere Alter als auch die klinische Symptomatologie bei Diagnosestellung waren in beiden Patientengruppen vergleichbar. Nur 2/3 der Patienten zeigten Influenza-typische respiratorische Symptome. Zwischen 13 und 16 % der Infektionen waren nosokomialen Ursprungs. Bezüglich des klinischen Verlaufs mussten insbesondere Patienten mit RSV-Infektion und einer chronischen Lungenerkrankung signifikant häufiger invasiv beatmet werden (odds ratio 10,55 [95 % CI 1,18 – 507,1] p = 0,014).
Schlussfolgerung RSV-Infektionen kommen als häufige Ursache von komplizierten Influenza-ähnlichen Erkrankungen bei älteren, hospitalisierten Patienten in Frage. Im Vergleich zur Influenza A verlaufen RSV-Infektionen insbesondere bei einer chronischen Lungenerkrankung schwerer. Bei beiden Entitäten ist ein nicht unerheblicher Teil der Infektionen nosokomialen Ursprungs, was im Hinblick auf ein erfolgreiches Hygienemanagement eine möglichst rasche Diagnosestellung impliziert.
BPRMeth: a flexible Bioconductor package for modelling methylation profiles
Authors: Kapourani Chantriolnt-Andreas , Sanguinetti Guido 
Published: March 2018

Abstract

Motivation
High-throughput measurements of DNA methylation are increasingly becoming a mainstay of biomedical investigations. While the methylation status of individual cytosines can sometimes be informative, several recent papers have shown that the functional role of DNA methylation is better captured by a quantitative analysis of the spatial variation of methylation across a genomic region.

Results
Here, we present BPRMeth, a Bioconductor package that quantifies methylation profiles by generalized linear model regression. The original implementation has been enhanced in two important ways: we introduced a fast, variational inference approach that enables the quantification of Bayesian posterior confidence measures on the model, and we adapted the method to use several observation models, making it suitable for a diverse range of platforms including single-cell analyses and methylation arrays.

Availability and implementation
http://bioconductor.org/packages/BPRMeth

Supplementary information
Supplementary data are available at Bioinformatics online.
Cardiomyocyte binucleation is associated with aberrant mitotic microtubule distribution, mislocalization of RhoA and IQGAP3, as well as defective actomyosin ring anchorage and cleavage furrow ingression
Authors: Leone Marina , Musa Gentian , Engel Felix Benedikt 
Published: March 2018

AbstractAimsAfter birth mammalian cardiomyocytes initiate a last cell cycle which results in binucleation due to cytokinesis failure. Despite its importance for cardiac regenerative therapies, this process is poorly understood. Here, we aimed at a better understanding of the difference between cardiomyocyte proliferation and binucleation and providing a new tool to distinguish these two processes.Methods and resultsMonitoring of cell division by time-lapse imaging revealed that rat cardiomyocyte binucleation stems from a failure to properly ingress the cleavage furrow. Astral microtubule required for actomyosin ring anchorage and thus furrow ingression were not symmetrically distributed at the periphery of the equatorial region during anaphase in binucleating cardiomyocytes. Consequently, RhoA, the master regulator of actomyosin ring formation and constriction, non-muscle myosin IIB, a central component of the actomyosin ring, as well as IQGAP3 were abnormally localized during cytokinesis. In agreement with improper furrow ingression, binucleation in vitro and in vivo was associated with a failure of RhoA and IQGAP3 to localize to the stembody of the midbody.ConclusionTaken together, these results indicate that naturally occurring cytokinesis failure in primary cardiomyocytes is due to an aberrant mitotic microtubule apparatus resulting in inefficient anchorage of the actomyosin ring to the plasma cell membrane. Thus, cardiomyocyte binucleation and division can be discriminated by the analysis of RhoA as well as IQGAP3 localization.
Three-dimensional structure of the Upper Scorpius association with the Gaia first data release
Authors: Galli Phillip A B , Joncour Isabelle , Moraux Estelle 
Published: March 2018

Abstract
Using new proper motion data from recently published catalogues, we revisit the membership of previously identified members of the Upper Scorpius association. We confirmed 750 of them as cluster members based on the convergent point method, compute their kinematic parallaxes, and combined them with Gaia parallaxes to investigate the 3D structure and geometry of the association using a robust covariance method. We find a mean distance of 146 ± 3 ± 6 pc and show that the morphology of the association defined by the brightest (and most massive) stars yields a prolate ellipsoid with dimensions of 74 × 38 × 32 pc3, while the faintest cluster members define a more elongated structure with dimensions of 98 × 24 × 18 pc3. We suggest that the different properties of both populations are an imprint of the star formation history in this region.