Impairment of mossy fiber long-term potentiation and associative learning in pituitary adenylate cyclase activating polypeptide type I receptor-deficient Mice

The pituitary adenylate cyclase activating polypeptide (PACAP) type I receptor (PAC1) is a G-protein-coupled receptor binding the strongly conserved neuropeptide PACAP with 1000-fold higher affinity than the related peptide vasoactive intestinal peptide. PAC1-mediated signaling has been implicated in neuronal differentiation and synaptic plasticity. To gain further insight into the biological significance of PAC1-mediated signaling in vivo, we generated two different mutant mouse strains, harboring either a complete or a forebrain-specific inactivation of PAC1. Mutants from both strains show a deficit in contextual fear conditioning, a hippocampus-dependent associative learning paradigm. In sharp contrast, amygdala-dependent cued fear conditioning remains intact. Interestingly, no deficits in other hippocampus-dependent tasks modeling declarative learning such as the Morris water maze or the social transmission of food preference are observed. At the cellular level, the deficit in hippocampus-dependent associative learning is accompanied by an impairment of mossy fiber long-term potentiation (LTP). Because the hippocampal expression of PAC1 is restricted to mossy fiber terminals, we conclude that presynaptic PAC1-mediated signaling at the mossy fiber synapse is involved in both LTP and hippocampus-dependent associative learning.

Distorted-wave calculation of cross sections for inner-shell ionization by electron and positron impact

The relativistic distorted-wave Born approximation is used to calculate differential and total cross sections for inner shell ionization of neutral atoms by electron and positron impact. The target atom is described within the independent-electron approximation using the self-consistent Dirac-Fock-Slater potential. The distorting potential for the projectile is also set equal to the Dirac-Fock-Slater potential. For electrons, this guarantees orthogonality of all the orbitals involved and simplifies the calculation of exchange T-matrix elements. The interaction between the projectile and the target electrons is assumed to reduce to the instantaneous Coulomb interaction. The adopted numerical algorithm allows the calculation of differential and total cross sections for projectiles with kinetic energies ranging from the ionization threshold up to about ten times this value. Algorithm accuracy and stability are demonstrated by comparing differential cross sections calculated by our code with the distorting potential set to zero with equivalent results generated by a more robust code that uses the conventional plane-wave Born approximation. Sample calculation results are presented for ionization of K- and L-shells of various elements and compared with the available experimental data.

Rapid and sensitive hormonal profiling of complex plant samples by liquid chromatography coupled to electrospray ionization tandem mass spectrometry

Background Plant hormones play a pivotal role in several physiological processes during a plant's life cycle, from germination to senescence, and the determination of endogenous concentrations of hormones is essential to elucidate the role of a particular hormone in any physiological process. Availability of a sensitive and rapid method to quantify multiple classes of hormones simultaneously will greatly facilitate the investigation of signaling networks in controlling specific developmental pathways and physiological responses. Due to the presence of hormones at very low concentrations in plant tissues (10-9 M to 10-6 M) and their different chemistries, the development of a high-throughput and comprehensive method for the determination of hormones is challenging. Results The present work reports a rapid, specific and sensitive method using ultrahigh-performance liquid chromatography coupled to electrospray ionization tandem spectrometry (UPLC/ESI-MS/MS) to analyze quantitatively the major hormones found in plant tissues within six minutes, including auxins, cytokinins, gibberellins, abscisic acid, 1-amino-cyclopropane-1-carboxyic acid (the ethylene precursor), jasmonic acid and salicylic acid. Sample preparation, extraction procedures and UPLC-MS/MS conditions were optimized for the determination of all plant hormones and are summarized in a schematic extraction diagram for the analysis of small amounts of plant material without time-consuming additional steps such as purification, sample drying or re-suspension. Conclusions This new method is applicable to the analysis of dynamic changes in endogenous concentrations of hormones to study plant developmental processes or plant responses to biotic and abiotic stresses in complex tissues. An example is shown in which a hormone profiling is obtained from leaves of plants exposed to salt stress in the aromatic plant, Rosmarinus officinalis.

Effects of Enriched Physical and Social Environments on Motor Performance, Associative Learning, and Hippocampal Neurogenesis in Mice.

We have studied the motor abilities and associative learning capabilities of adult mice placed in different enriched environments. Three-month-old animals were maintained for a month alone (AL), alone in a physically enriched environment (PHY), and, finally, in groups in the absence (SO) or presence (SOPHY) of an enriched environment. The animals' capabilities were subsequently checked in the rotarod test, and for classical and instrumental learning. The PHY and SOPHY groups presented better performances in the rotarod test and in the acquisition of the instrumental learning task. In contrast, no significant differences between groups were observed for classical eyeblink conditioning. The four groups presented similar increases in the strength of field EPSPs (fEPSPs) evoked at the hippocampal CA3-CA1 synapse across classical conditioning sessions, with no significant differences between groups. These trained animals were pulse-injected with bromodeoxyuridine (BrdU) to determine hippocampal neurogenesis. No significant differences were found in the number of NeuN/BrdU double-labeled neurons. We repeated the same BrdU study in one-month-old mice raised for an additional month in the above-mentioned four different environments. These animals were not submitted to rotarod or conditioned tests. Non-trained PHY and SOPHY groups presented more neurogenesis than the other two groups. Thus, neurogenesis seems to be related to physical enrichment at early ages, but not to learning acquisition in adult mice.

Feedback-related Brain Potential Activity Complies with Basic Assumptions of Associative Learning Theory

Feedback-related negativity (FRN) is an ERP component that distinguishes positive from negative feedback. FRN has been hypothesized to be the product of an error signal that may be used to adjust future behavior. In addition, associative learning models assume that the trial-to-trial learning of cueoutcome mappings involves the minimization of an error term. This study evaluated whether FRN is a possible electrophysiological correlate of this error term in a predictive learning task where human subjects were asked to learn different cueoutcome relationships. Specifically, we evaluated the sensitivity of the FRN to the course of learning when different stimuli interact or compete to become a predictor of certain outcomes. Importantly, some of these cues were blocked by more informative or predictive cues (i.e., the blocking effect). Interestingly, the present results show that both learning and blocking affect the amplitude of the FRN component. Furthermore, independent analyses of positive and negative feedback event-related signals showed that the learning effect was restricted to the ERP component elicited by positive feedback. The blocking test showed differences in the FRN magnitude between a predictive and a blocked cue. Overall, the present results show that ERPs that are related to feedback processing correspond to the main predictions of associative learning models. ■

Strongly non-degenerate Lie algebras

Let A be a semiprime 2 and 3-torsion free non-commutative associative algebra. We show that the Lie algebra Der(A) of(associative) derivations of A is strongly non-degenerate, which is a strong form of semiprimeness for Lie algebras, under some additional restrictions on the center of A. This result follows from a description of the quadratic annihilator of a general Lie algebra inside appropriate Lie overalgebras. Similar results are obtained for an associative algebra A with involution and the Lie algebra SDer(A) of involution preserving derivations of A

Determinació de diferents compostos bioactius en ingredients naturals per a l'elaboració de bombons funcionals amb beneficis cardiovasculars

Durant les darreres dècades, i degut, principalment, a un canvi en els hàbits alimentaris, hi ha hagut un augment a nivell mundial de malalties cròniques (l’obesitat, malalties cardiovasculars, etc.). En els països mediterranis hi ha menys incidència d’aquestes malalties i sembla ser que això es deu a l’anomenada dieta mediterrània. La dieta mediterrània es caracteritza per una combinació d’oli d’oliva com a grassa principal, verdures, hortalisses i fruites en abundància, lleguminoses, fruits secs, formatges i iogurt, peix, pa, pasta, cereals i els seus derivats i un consum moderat de vi i carns. Aquest model alimentari, ric en tocoferols, fitosterols i fitoestanols que ajuden a reduir el contingut de colesterol en sang, fa que en les poblacions mediterrànies hi hagi menys incidència de malalties cardiovasculars. Aquests compostos inhibeixen el deteriorament oxidatiu dels olis, actuen com agent antipolimerització per olis de fregir. Tenen capacitat de reduir els nivells de colesterol, evitant la incidència de malalties cardiovasculars. Els fitoesterols y fitoestanols es poden trobar en forma lliure o esterificada amb àcids grassos, àcids fenòlics i glucosa. Els objectius d’ aquest treball han estat, primer en el desenvolupament de mètodes d'anàlisi ràpids, fiables i robusts dels tocoferols, fitoesterols i fitoestanols i la seva aplicació en fruits sec, oli de segó, oli de pinyol de raïm i productes que els continguin. El primer mètode va estar basat en la cromatografía líquida (HPLC-DAD) amb extracció en fase sòlida (SPE) com tècnica alternativa a la saponificació para la determinació de fitoesterols lliures. Aquest mètode va estar aplicada a mostres de bombons que contenia fitoesterols. El segon mètode va estar basat en la cromatografia de gasos (GCFID) amb aponificació i SPE per quantificar fitoesterols i fitoestanols lliures, esterificats i totals. En els documents annexos es descriuen a profunditat els mètodes desenvolupats.

Aïllament de dialquil glicerol dialquil tetraèters (GDGTs) i comparació interlaboratori de l'anàlisi d'aquests compostos

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Royal Netherlands Institute for Sea Research, Holanda, durant març i abril de 2007. Els glicerol dialkil glicerol tetraèters (GDGTs) són un grup de lípids presents a les membranes dels arqueobacteris que es troben presents en ambients aquàtics, en sòls i en sediments. La distribució d’aquests lípids en sediments s’utilitza per al càlcul dels índexs TEX86 i BIT, els quals són usats en estudis paleoambientals per reconstruir la temperatura i l’aport relatiu de matèria orgànica terrestre als sediments. El mètode d’anàlisi dels GDGTs intactes consisteix en HPLC/APCIMS (High performance liquid cromatography/Atmospheric pressure chemical ionization-Mass spectrometry). S’han comparat les tècniques d’anàlisi dels GDGTs entre el laboratori on s’ha realitzat l’estada i l’ICTA (UAB, Barcelona). Els resultats mostren que existeix una desviació de poca magnitud en el càlcul del TEX86 i el BIT explicat per diferències en el disseny de l’espectròmetre de masses i el procés d’integració dels cromatogrames obtinguts. Així mateix la diferència del procediment utilitzat per a la purificació de la mostra és responsable d’una divergència més important en l’obtenció dels índexs. Aquests resultats demostren que el procés de preparació de la mostra és crític en el càlcul dels índexs i ja s’estan realitzant proves per tal de determinar la causa de la discrepància. D’altra banda, l’estada al laboratori del NIOZ ha propiciat també l’aprenentatge de les tècniques emprades per a l’aïllament individual dels GDGTS, tals com la cromatografia líquida preparativa i el FIA (flow injection analysis). Aquest coneixement s’ha aplicat al laboratori de l’ICTA (UAB) per adaptar el procediment d’aïllament.

Higher arithmetic Chow groups

We give a new construction of higher arithmetic Chow groups for quasi-projective arithmetic varieties over a field. Our definition agrees with the higher arithmetic Chow groups defined by Goncharov for projective arithmetic varieties over a field. These groups are the analogue, in the Arakelov context, of the higher algebraic Chow groups defined by Bloch. The degree zero group agrees with the arithmetic Chow groups of Burgos. Our new construction is shown to be a contravariant functor and is endowed with a product structure, which is commutative and associative.

Aspectos metabólicos y multivitamínicos del maíz

La deficiencia de vitamina A causa 2.2 millones de muertes al año. Por tanto, investigadores intentan elevar el contenido de β-caroteno y otros carotenoides en cereales mediante la ingeniería genética. Mi trabajo consistió en analizar carotenoides en maíz y callos de arroz transgénico con el fin de indentificar y cuantificar estos pigmentos y además analizar la ruta metabólica de los mismos. Por tal motivo, desarrollaré una técnica analítica por HPLC y UHPLC que me permitió separar la mezcla de carotenoides. Estas moléculas se detectaton utilizando un detector de arreglo de diodos y masas. Con éste último se probaron distintas técnicas de ionización (ESI, APCI y APPI) para encontrar la mejor técnica que ionizara carotenos y xantófilas. Además se hallaron transiciones para identificar a cada uno de los carotenoides. Para mostrar la confiabilidad del método analítico, realicé la validación del mismo y determiné factores importantes que influyen en el análisis de carotenoides, como por ejemplo, su estabilidad química. Para analizar la ruta metabólica de los carotenoides, se realizaron distintos experimentos, entre ellos, introducir distintas combinaciones de genes en el maíz y arroz que permitieran entender cuáles eran las enzimas importantes que permitían la acumulación de carotenoides. También se analizó la biosíntesis de carotenoides a distintas etapas del desarrollo de la semilla de maíz, desde los 15 días después de la polinización (DAP) hasta los 60 DAP y su estabilidad química a lo largo de todo este período. Finalmente, se profundizó en la identificación de nuevos carotenoides encontrados en las muestras, como los oxo-carotenoides (utilizados en la industria como colorantes). Para llevar acabo su identificación, se realizaron pruebas químicas, se determinaron sus espectros visibles y sus fragmentos por masas.   

Vida social i associacionisme al barri de Montbau

L'objectiu fonamental d'aquest treball és aprofundir en aspectes d'un barri que té molt poca documentació escrita. Aprofundir en concret en les principals associacions del barri i en la realitat social que es viu en elles. Això inclouria: estudiar la història i l'actualitat de les diferents entitats i la seva vida associativa, presentar els nivells i els perfils de participació en cada una de les associacions i analitzar la funció social de les entitats, especialment quant a sociabilitat, integració i formació d'identitat.

Desenvolupament d'algorismes biològicament inspirats basats en Support Vector Machines

L'objectiu d'aquest projecte ha estat el desenvolupament d'algorismes biològicament inspirats per a l'olfacció artificial. Per a assolir-lo ens hem basat en el paradigma de les màquines amb suport vectorial. Hem construit algoritmes que imitaven els processos computacionals dels diferents sistemes que formen el sistema olfactiu dels insectes, especialment de la llagosta Schistocerca gregaria. Ens hem centrat en el lòbuls de les antenes, i en el cos fungiforme. El primer està considerat un dispositiu de codificació de les olors, que a partir de la resposta temporal dels receptors olfactius a les antenes genera un patró d'activació espaial i temporal. Quant al cos fungiforme es considera que la seva funció és la d'una memòria per als olors, així com un centre per a la integració multi-sensorial. El primer pas ha estat la construcció de models detallats dels dos sistemes. A continuació, hem utilitzat aquests models per a processar diferents tipus de senyals amb l'objectiu de abstraure els principis computacionals subjacents. Finalment, hem avaluat les capacitats d'aquests models abstractes, i els hem utilitzat per al processat de dades provinents de sensors de gasos. Els resultats mostren que el models abstractes tenen millor comportament front el soroll i més capacitat d'emmagatzematge de records que altres models més clàssics, com ara les memòries associatives de Hopfield o fins i tot en determinades circumstàncies que les mateixes Support Vector Machines.

A variational approach for calculating Franck-Condon factors including mode-mode anharmonic coupling

We have implemented our new procedure for computing Franck-Condon factors utilizing vibrational configuration interaction based on a vibrational self-consistent field reference. Both Duschinsky rotations and anharmonic three-mode coupling are taken into account. Simulations of the first ionization band of Cl O2 and C4 H4 O (furan) using up to quadruple excitations in treating anharmonicity are reported and analyzed. A developer version of the MIDASCPP code was employed to obtain the required anharmonic vibrational integrals and transition frequencies