Asymmetric stochastic switching driven by intrinsic molecular noise

Low-copy-number molecules are involved in many functions in cells. The intrinsic fluctuations of these numbers can enable stochastic switching between multiple steady states, inducing phenotypic variability. Herein we present a theoretical and computational study based on Master Equations and Fokker-Planck and Langevin descriptions of stochastic switching for a genetic circuit of autoactivation. We show that in this circuit the intrinsic fluctuations arising from low-copy numbers, which are inherently state-dependent, drive asymmetric switching. These theoretical results are consistent with experimental data that have been reported for the bistable system of the gallactose signaling network in yeast. Our study unravels that intrinsic fluctuations, while not required to describe bistability, are fundamental to understand stochastic switching and the dynamical relative stability of multiple states.

Estudio del contenido polinico de la atmosfera de Barcelona segun un nuevo metodo de filtracion

Descripción de una nueva técnica de captación de polen atmosférico y su aplicación en el estudio del contenido polínico de la atmósfera de Barcelona durante el año 1981. Esta nueva técnica de captación se basa en la filtración, a través de filtros especiales de éster de celulosa, tipo Millipore, de volúmenes de aire perfectamente medidos por contadores de gas. El mecanismo de filtración es un McLEOD adaptado convenientemente. El muestreo se ha realizado en tres puntos y los resultados de los análisis polínicos de la ciudad de Barcelona son expresados mediante gráficas que indican las fluctuaciones cualitativas y cuantitativas, semanales y mensuales. Aquellas formas polínicas que se consideran de especial interés, son presentadas en gráficas aparte y discutidas individualmente.

La tendencia mineralógica de las eolianitas del Pleistoceno de Mallorca, mediante la aplicación del metodo de Chung

El objetivo de este trabajo es conocer la evolución diagenética de los minerales carbonatados de las eolianitas del Pleistoceno de Mallorca. Se ha puesto de relieve un control de la composición original y un control climático en la tendencia mineralógica de las eolianitas. Para la determinación cuantitativa se ha utilizado el método de Chung.

Identificació de QTLs implicats en l'adaptació a canvis de temperatura en la planta model Arabidopsis thaliana

Estudi realitzat a partir d’una estada al Max Planck Institute for Plant Breeding Research, a Alemanya, entre 2006 i 2008. En aquest treball s´ha identificat una nove interacció epistàtica entre l'ecotip Landsberg, originari d'Europa del nord, i Kashmir-2 o Kondara, ambdós originaris d'Àsia Central. Els anàlisi de QTLs en poblacions recombinants Ler x Kas-2 i Ler x Kond indica el requeriment de 3 loci en Ler x Kas-2 i 2 loci en Ler x Kond. Els híbrids incompatibles crescuts a temperatures baixes (16°C) mostren seriosos defectes en el desenvolupament, mort cel.lular espontània i resistència a Hyaloperonospora parasitica. Aquests fenotips es suprimeixen a elevades temperatures o per mutació d'EDS1, o depleció dels nivells d'àcid sal.licílic per transformació amb salicil.lat hidroxilasa (NahG). El grau de severitat en els fenotips observats correlaciona amb els nivells d'àcid sal.licílic, indicant que aquesta molècula és essencial per a la senyalització d'incompatibilitats genètiques en Arabidopsis.

Combinatorial Synthesis and Biological Evaluation of Inhibitors of D-Ala-D-Ala-Ligase

Report for the scientific sojourn carried out at the Max Planck Institut of Molecular Phisiology, Germany, from 2006 to 2008.The work carried out during this postdoctoral stage was focused on two different projects. Firstly, identification of D-Ala D-Ala Inhibitors and the development of new synthethic approaches to obtain lipidated peptides and proteins and the use of these lipidated proteins in biological and biophysical studies. In the first project, new D-Ala D-Ala inhibitors were identified by using structural alignments of the ATP binding sites of the bacterial ligase DDl and protein and lipid kinases in complex with ATP analogs. We tested a series of commercially available kinase inhibitors and found LFM-A13 and Tyrphostine derivatives to inhibit DDl enzyme activity. Based on the initial screening results we synthesized a series of malononitrilamide and salicylamide derivatives and were able to confirm the validity of these scaffolds as inhibitors of DDl. From this investigation we gained a better understanding of the structural requirements and limitations necessary for the preparation of ATP competitive DDl inhibitors. The compounds in this study may serve as starting points for the development of bi-substrate inhibitors that incorporate both, an ATP competitive and a substrate competitive moiety. Bisubstrate inhibitors that block the ATP and D-Ala binding sites should exhibit enhanced selectivity and potency profiles by preferentially inhibiting DDl over kinases. In the second project, an optimized synthesis for tha alkylation of cysteins using the thiol ene reaction was establisehd. This new protocol allowed us to obtain large amounts of hexadecylated cysteine that was required for the synthesis of differently lipidated peptides. Afterwards the synthesis of various N-ras peptides bearing different lipid anchors was performed and the peptides were ligated to a truncated N-ras protein. The influence of this differently lipidated N-ras proteins on the partioning and association of N-Ras in model membrane subdomains was studied using Atomic Force Microscopy.

Creatividad publicitaria :análisis de los modelos que evalluan la creatividad en los productos publicitarios

Realizar una recopilacion organizada de los conocimientos pertenecientes al tema de valoracion de la creatividad en los productos publicitarios, con la finalidad de hacer un analisis de los metodos utilizados por los investigadores. Esto permite tambien, la construccion de un marco teorico, que servira como fundamento para el desarrollo de un metodo propio en la segunda parte de este estudio, ademas de identificar las futuras lineas de investigacion aplicables al estudio de la creatividad.

Engineering the thermal emission of macroporous silicon

Todos los cuerpos emiten luz espontaneamente al ser calentados. El espectro de radiacion es una funcion de la temperatura y el material. Sin embargo, la mayoria de los materiales irradia, en general, en una banda espectral amplia. Algunas matereiales, por el contrario, son capaces de concentrar la radiacion termica en una banda espectral mucho mas estrecha. Estos materiales se conocen como emisores selectivos y su uso tiene un profundo impacto en la eficiencia de sistemas sistemas tales como iluminacion y conversion de energia termofotovoltaica. De los emisores selectivos se espera que sean capaces de operar a altas temperaturas y que emitan en una banda espectral muy concisa. Uno de los metodos mas prometedores para controlar y disenar el espectro de emision termico es la utilizacion de cristales fotonicos. Los cristales fotonicos son estructuras periodicas artificiales capaces de controlar y confinar la luz de formas sin precedentes. Sin embargo, la produccion de dichas estructuras con grandes superficies y capaces de soportar altas temperaturas sigue siendo una dificil tarea. Este trabajo esta dedicada al estudio de las propiedades de emision termica de estructuras 3D de silicio macroporoso en el rango espectral mid-IR (2-30 m). En particular, este trabajo se enfoca en reducir la elevada emisividad del silicio cristalino. Las muestras estudiadas en este trabajo tienen una periodicidad de 4 m, lo que limitan los resultados obtenidos a la banda del infrarrojo medio, aunque estructuras mucho mas pequenas son tecnologicamente realizables con el metodo de fabricacion utilizado. Hemos demostrado que el silicio macroporoso 3D puede inhibir completamente la emision termica en su superficie. Mas aun, esta banda se puede ajustar en un amplio margen mediante pequenos cambios durante la formacion de los macroporos. Tambien hemos demostrado que tanto el ancho como la frecuencia de la banda de inhibicion se puede doblar mediante la aplicacion de tecnicas de postprocesado adecuadas. Finalmente hemos mostrado que es posible crear bandas de baja emisividad arbitrariamente anchas mediante estructuras macroporosas aperiodicas.

Extremal principle of entropy production in the climate system

Paltridge found reasonable values for the most significant climatic variables through maximizing the material transport part of entropy production by using a simple box model. Here, we analyse Paltridge's box model to obtain the energy and the entropy balance equations separately. Derived expressions for global entropy production, which is a function of the radiation field, and even its material transport component, are shown to be different from those used by Paltridge. Plausible climatic states are found at extrema of these parameters. Feasible results are also obtained by minimizing the radiation part of entropy production, in agreement with one of Planck's results, Finally, globally averaged values of the entropy flux of radiation and material entropy production are obtained for two dynamical extreme cases: an earth with uniform temperature, and an earth in radiative equilibrium at each latitudinal point

Noninvasive functional and structural exploration of human subcortical structures with high resolution

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences, Alemanya, entre 2010 i 2012. El principal objectiu d’aquest projecte era estudiar en detall les estructures subcorticals, en concret, el rol dels ganglis basals en control cognitiu durant processament lingüístic i no-lingüístic. Per tal d’assolir una diferenciació minuciosa en els diferents nuclis dels ganglis basals s’utilitzà ressonància magnètica d’ultra-alt camp i alta resolució (7T-MRI). El còrtex prefrontal lateral i els ganglis basals treballant conjuntament per a mitjançar memòria de treball i la regulació “top-down” de la cognició. Aquest circuit regula l’equilibri entre respostes automàtiques i d’alt-ordre cognitiu. Es crearen tres condicions experimentals principals: frases/seqüències noambigües, no-gramatical i ambigües. Les frases/seqüències no-ambigües haurien de provocar una resposta automàtica, mentre les frases/seqüències ambigües i no-gramaticals produïren un conflicte amb la resposta automàtica, i per tant, requeririen una resposta de d’alt-ordre cognitiu. Dins del domini de la resposta de control, la ambigüitat i no-gramaticalitat representen dues dimensions diferents de la resolució de conflicte, mentre per una frase/seqüència temporalment ambigua existeix una interpretació correcte, aquest no és el cas per a les frases/seqüències no-gramaticals. A més, el disseny experimental incloïa una manipulació lingüística i nolingüística, la qual posà a prova la hipòtesi que els efectes són de domini-general; així com una manipulació semàntica i sintàctica que avaluà les diferències entre el processament d’ambigüitat/error “intrínseca” vs. “estructural”. Els resultats del primer experiment (sintax-lingüístic) mostraren un gradient rostroventralcaudodorsal de control cognitiu dins del nucli caudat, això és, les regions més rostrals sostenint els nivells més alts de processament cognitiu

Economic crisis and recovery: changes in second birth rates within occupational classes and educational groups

This study assesses the decline in second birth rates for men and women across different skill levels in transitional Russia. Changes within educational groups and occupational classes are observed over three distinct time periods: the Soviet era, economic crisis, and economic recovery. The most remarkable finding is the similarity in the extent second birth rates declined within educational groups and occupational classes during the economic crisis. Although further decline occurred in the recovery period, more variation emerged across groups.

Predictability of music descriptor time series and its application to cover song detection

Intuitively, music has both predictable and unpredictable components. In this work we assess this qualitative statement in a quantitative way using common time series models fitted to state-of-the-art music descriptors. These descriptors cover different musical facets and are extracted from a large collection of real audio recordings comprising a variety of musical genres. Our findings show that music descriptor time series exhibit a certain predictability not only for short time intervals, but also for mid-term and relatively long intervals. This fact is observed independently of the descriptor, musical facet and time series model we consider. Moreover, we show that our findings are not only of theoretical relevance but can also have practical impact. To this end we demonstrate that music predictability at relatively long time intervals can be exploited in a real-world application, namely the automatic identification of cover songs (i.e. different renditions or versions of the same musical piece). Importantly, this prediction strategy yields a parameter-free approach for cover song identification that is substantially faster, allows for reduced computational storage and still maintains highly competitive accuracies when compared to state-of-the-art systems.

Hamiltonian formalism for path-dependent Lagrangians

A presymplectic structure for path-dependent Lagrangian systems is set up such that, when applied to ordinary Lagrangians, it yields the familiar Legendre transformation. It is then applied to derive a Hamiltonian formalism and the conserved quantities for those predictive invariant systems whose solutions also satisfy a Fokker-type action principle.