Cosmic rays as probes of large extra dimensions and TeV gravity

If there are large extra dimensions and the fundamental Planck scale is at the TeV scale, then the question arises of whether ultrahigh energy cosmic rays might probe them. We study the neutrino-nucleon cross section in these models. The elastic forward scattering is analyzed in some detail, hoping to clarify earlier discussions. We also estimate the black hole production rate. We study energy loss from graviton mediated interactions and conclude that they cannot explain the cosmic ray events above the GZK energy limit. However, these interactions could start horizontal air showers with characteristic profile and at a rate higher than in the standard model.

Nanocharacterization of Soft Biological Samples in Shear Mode with Quartz Tuning Fork Probes

Quartz tuning forks are extremely good resonators and their use is growing in scanning probe microscopy. Nevertheless, only a few studies on soft biological samples have been reported using these probes. In this work, we present the methodology to develop and use these nanosensors to properly work with biological samples. The working principles, fabrication and experimental setup are presented. The results in the nanocharacterization of different samples in different ambients are presented by using different working modes: amplitude modulation with and without the use of a Phase-Locked Loop (PLL) and frequency modulation. Pseudomonas aeruginosa bacteria are imaged in nitrogen using amplitude modulation. Microcontact printed antibodies are imaged in buffer using amplitude modulation with a PLL. Finally, metastatic cells are imaged in air using frequency modulation.

Estructura Mítica en la Iniciación Moderna

El trabajo estudia la estructura mítica en las novelas modernas de iniciación por tres etapas estructurales, que se concretan como: separación-partida, pruebas-margen, regreso-reintegración. Se analizan la continuación y los aspectos actualizados de dicha estructura, y la aplicación de los mitemas fundamentales en tres novelas modernas: The Catcher in the Rye, Tokio Blues, Balzac y la Jóven Costurera China.

Sistema de secreción de tipo III en Aeromonas mesòfilas

Aeromonas hydrophila és un bacil gram-negatiu, patogen oportunista d’animal i humans. La patogènesi d’A. Hydrophila és multifactorial. A fi d'identificar gens implicats en la virulència de la soca PPD134/91 d’A. hydrophila, vam realitzar experiments de substracció gènica, que van dur a la detecció de 22 fragments d’ADN que codificaven 19 potencials factors de virulencia, incloent un gen que codificava una proteïna de sistema de secreció de tipus III (T3SS). La importància creixent del T3SS en la patogènesi de diversos bacteris, ens va dur a identificar i analitzar l'agrupació gènica del T3SS de les soques AH-1 i AH-3 d’A. hydrophila. La inactivació dels gens de T3SS aopB i aopD d’A. hydrophila AH-1, i ascV d’A. hydrophila AH-3, comporta una disminució de la citotoxicitat, un increment de la fagocitosi, i una reducció de la virulència en diferents models animals. Aquests resultats demostren que el T3SS és necessari per a la patogenicitat. També vam clonar i seqüenciar una ADP-ribosiltransferasa (AexT) a la soca AH-3 d’A. hydrophila, i vam demostrar que aquesta toxina és translocada via el T3SS, sistema que al seu torn sembla ser induïble in vitro en condicions de depleció de calci. El mutant en el gen aexT de la soca AH-3 d’A. hydrophila va mostrar una lleugera reducció de la virulència, assajada amb diferents mètodes. Mitjançant l'ús de diferents sondes d’ADN, vam determinar la presència del T3SS en soques tant clíniques com ambientals de diferents espècies del gènere Aeromonas: A. hydrophila, A. veronii, i A. caviae, i la codistribució d'aquesta agrupació gènica i el gen aexT. Finalment, amb la finalitat d'estudiar la regulació transcripcional de l'agrupació gènica de T3SS i de l’efector AexT A. hydrophila AH-3, vam aïllar els promotors predits per l’operó aopN-aopD i el gen aexT, i els vam fusionar amb el gen reporter gfp (Green Fluorescence Protein). A més, vam demostrar que l'expressió d'ambdós promotors depèn de diferents components bacterians, com per exemple el sistema de dos components PhoP/PhoQ, el sistema de quorum sensing AhyI/AhyR, o el complex piruvat deshidrogenasa.

Array de DNA per identificar espècies de Fusarium: ampliació d'un array existent per incloure espècies del Sud d'Europa

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Department for Feed and Food Hygiene del National Veterinary Institute, Noruega, entre novembre i desembre del 2006. Els grans de cereal poden estar contaminats amb diferents espècies de Fusarium capaces de produir metabolits secundaris altament tòxics com trichotecenes, fumonisines o moniliformines. La correcta identificació d’aquestes espècies és de gran importància per l’assegurament del risc en l’àmbit de la salut humana i animal. La identificació de Fusarium en base a la seva morfologia requereix coneixements taxonòmics i temps; la majoria dels mètodes moleculars permeten la identificació d’una única espècie diana. Per contra, la tecnologia de microarray ofereix l’anàlisi paral•lel d’un alt nombre de DNA dianes. En aquest treball, s’ha desenvolupat un array per a la identificació de les principals espècies de Fusarium toxigèniques del Nord i Sud d’Europa. S’ha ampliat un array ja existent, per a la detecció de les espècies de Fusarium productores de trichothecene i moniliformina (predominants al Nord d’Europa), amb l’addició de 18 sondes de DNA que permeten identificar les espècies toxigèniques més abundants al Sud d’Europa, les qual produeixen majoritàriament fumonisines. Les sondes de captura han estat dissenyades en base al factor d’elongació translació- 1 alpha (TEF-1alpha). L’anàlisi de les mostres es realitza mitjançant una única PCR que permet amplificar part del TEF-1alpha seguida de la hibridació al xip de Fusarium. Els resultats es visualitzen mitjançant un mètode de detecció colorimètric. El xip de Fusarium desenvolupat pot esdevenir una eina útil i de gran interès per a l’anàlisi de cereals presents en la cadena alimentària.

H-Link simulator

Aquest projecte intenta donar solució al problema amb el qual s’ha trobat la empresa Hitachi Air Conditioning Products SA a la hora de fer probes durant el desenvolupament del seu principal producte, el CSNet Web. El simulador que s’ha realitzat en aquest projecte pretén reproduir la topologia d’una xarxa d’unitats d’aire condicionat per a que el CSNet Web les interpreti com si aquestes màquines fossin reals. Per a aconseguir-ho, el simulador reproduirà les comunicacions entre aquestes màquines i el CSNet Web.

Estudi de les alteracions en la capacitat neuroprotectora dels astròcits reactius en l'envelliment

En el periodo 2005-2008 hemos publicado tres artículos sobre las alteraciones de los astrocitos reactivos en el cerebro durante el envejecimiento. En el primer estudio, evaluamos la capacidad neuroprotectora de los astrocitos en un modelo experimental in vitro de envejecimiento. Los cambios en el estrés oxidativo, la captación del glutamato y la expresión proteica fueron evaluados en los astrocitos corticales de rata cultivados durante 10 y 90 días in vitro (DIV). Los astrocitos envejecidos tenían una capacidad reducida de mantener la supervivencia neuronal. Estos resultados indican que los astrocitos pueden perder parcialmente su capacidad neuroprotectora durante el envejecimiento. En el segundo estudio el factor neurotrófico derivado de la línea glial (GDNF) fue probado para observar sus efectos neurotróficos contra la atrofia neuronal que causa déficits cognitivos en la vejez. Las ratas envejecidas Fisher 344 con deficiencias en el laberinto de Morris recibieron inyecciones intrahippocampales de un vector lentiviral que codifica GDNF humano en los astrocitos o del mismo vector que codifica la proteína fluorescente verde humana como control. El GDNF secretado por los astrocitos mejoró la función de la neurona como se muestra por aumentos locales en la síntesis de los neurotransmisores acetilcolina, dopamina y serotonina. El aprendizaje espacial y la prueba de memoria demostraron un aumento significativo en las capacidades cognitivas debido a la exposición de GDNF, mientras que las ratas control mantuvieron sus resultados al nivel del azar. Estos resultados confirman el amplio espectro de la acción neurotrófica del GDNF y abre nuevas posibilidades de terapia génica para reducir la neurodegeneración asociada al envejecimiento. En el último estudio, examinamos cambios en la fosforilación de tau, el estrés oxidativo y la captación de glutamato en los cultivos primarios de astrocitos corticales de ratones neonatos de senescencia acelerada (SAMP8) y ratones resistentes a la senescencia (SAMR1). Nuestros resultados indican que las alteraciones en cultivos del astrocitos de los ratones SAMP8 son similares a las detectadas en cerebros enteros de los ratones SAMP8 de 1-5 meses de edad. Por otra parte, nuestros resultados sugieren que esta preparación in vitro es adecuada para estudiar en este modelo murino el envejecimiento temprano y sus procesos moleculares y celulares.

Mecanismes neuronals de la facilitació de l'aprenentatge i la memoria per autoestimulació eléctrica intracranial en rates: espines dendrítiques

La potenciación de procesos de aprendizaje y memoria por autoestimación eléctrica intracraneal (AEIC) se ha observado principalmente en tareas de aprendizaje de tipo implícito, caracterizado por necesitar de múltiples ensayos y por dar lugar a una respuesta conductual rígida. Los efectos de la AEIC sobre formas de aprendizaje consideradas más complejas, como la memoria de navegación espacial, son menos conocidos. En nuestro laboratorio hemos observado recientemente que el tratamiento de AEIC es también capaz de facilitar tanto la adquisición como la retención de una tarea relacional, en el laberinto acuático de Morris (MWM) (Ruiz-Medina et al., 2008). El proyecto de investigación objeto de esta memoria continúa el estudio de este efecto potenciador yendo un paso más allá al profundizar en los mecanismos neurales de este efecto. Lo relativo a las espinas dendríticas, su tamaño, forma y aparición es uno de los campos más actuales en el estudio de las bases neurales de la memoria. Trabajos previos apuntan a un incremento en la densidad de espinas inmaduras -las consideradas de aprendizaje- como efecto tanto del entrenamiento en el MWM como de la AEIC. Relacionar la potenciación de memoria en el MWM resultado de la AEIC con cambios significativos en la población de espinas dendríticas hipocampales sería uno de los principales objetivos del presente trabajo, que se realizará en colaboración con el Instituto Ramón y Cajal de Madrid.

Estudio comparativo entre microscopía confocal y microscopía especular en la valoración del endotelio en córneas con distrofia de Fuchs

La distròfia endotelial de Fuchs es caracteritza per la formació de guttas endotelials i en estadis avançats pot induir edema corneal i pèrdua d’agudesa visual. A diferència del microscopi especular, el microscopi confocal té un disseny que permet evitar la llum aberrant causada per l’edema corneal o opacitats estromals. Comparant ambdues probes en la valoració de l’endoteli corneal en pacients amb distròfia de Fuchs, s’observa millor qualitat d’imatge per microscòpia confocal tot i que no es podia valorar la fiabilitat de l’esmentada proba en la determinació de la densitat cel•lular endotelial en les còrnies afectades.

Control of optical fields and single photon emitters by advanced nanoantenna structures

The control of optical fields on the nanometre scale is becoming an increasingly important tool in many fields, ranging from channelling light delivery in photovoltaics and light emitting diodes to increasing the sensitivity of chemical sensors to single molecule levels. The ability to design and manipulate light fields with specific frequency and space characteristics is explored in this project. We present an alternative realisation of Extraordinary Optical Transmission (EOT) that requires only a single aperture and a coupled waveguide. We show how this waveguide-resonant EOT improves the transmissivity of single apertures. An important technique in imaging is Near-Field Scanning Optical Microscopy (NSOM); we show how waveguide-resonant EOT and the novel probe design assist in improving the efficiency of NSOM probes by two orders of magnitude, and allow the imaging of single molecules with an optical resolution of as good as 50 nm. We show how optical antennas are fabricated into the apex of sharp tips and can be used in a near-field configuration.

Esfingolipids i senyal•lització cel.lular: l'(E)-2-hexadecenal com a possible lípid bioactiu

L’esfingosina-1-fosfat (S1P) és un lípid bioactiu amb funcions crucials en la biologia cel•lular. Entre aquestes, la seva activitat mitogènica i citoprotectora són les més estudiades. L’S1P és catabolitzada intracel•lularment mitjançant l’esfingosina-1-fosfat liasa (SGPL1) per generar (E)-2-hexadecenal i fosforiletanolamina. L’objectiu d’aquest projecte és explorar si l’(E)-2-hexadecenal és realment un catabòlit innocu o bé si, pel seu caràcter acceptor de Michael, és capaç de reaccionar amb pèptids o proteïnes específics. Aquesta interacció podria traduïr-se en funcions biològiques determinades, algunes de les quals són possiblement atribuïdes a l’esfingosina-1-fosfat com a tal. Per poder explorar el potencials adductes proteïcs amb l’aldehid, s’han emprat, sobre cèl•lules HeLa que sobreexpressen SGPL1, sondes anàlegs a esfingosina i esfinganina (i els seus derivats fosforil•lats) que presenten una funció azida en la posició omega de la cadena esfingoide. Aquestes, mitjançant química click sense coure, s’han fet reaccionar amb una molècula que presenta un dibenzociclooctí unit a biotina DBCObiotina). Després d’aïllar les proteïnes així biotinilades amb una reïna d’estreptavidina, aquestes es van separar per electroforesi. Les bandes proteïques observades es van extreure del gel i es van digerir amb tripsina, per posteriorment analitzar els pèptids per MALDI-TOF, el que permetria l’identificació de proteïnes a partir de “peptide mass fingerprinting”. Lamentablement, a la fi d’aquest contracte, encara no s’ha pogut identificar cap proteïna que s’uneixi a l’aldehid alliberat per la reacció de l’esfingosina-1- fosfat liasa. No obstant, durant aquest temps s’ha millorat el mètode per detectar aquests adductes proteïcs. Per això, si la recerca continua en aquesta línia, properament es podria saber amb certesa si existeixen o no aquestes interaccions covalents entre determinades proteïnes i l’(E)-2-hexadecenal.

Role of the cannabinoid system in the effects induced by nicotine on anxiety-like behaviour in mice

Rationale: Acute behavioural effects and motivational responses induced by nicotine can be modulated by the endocannabinoid system supporting the existence of a physiological interaction between these two systems. Objectives: The present study was designed to examine the possible involvement of the cannabinoid system in the anxiolytic- and anxiogenic-like responses induced by nicotine in mice. Methods: Animals were only exposed once to nicotine. The acute administration of low (0.05, sc) or high (0.8 mg/kg, sc) doses of nicotine produced opposite effects in the elevated plus-maze, i.e., anxiolytic- and anxiogenic-like responses, respectively. The effects of the pretreatment with the CB1 cannabinoid receptor antagonist, rimonabant (0.25, 0.5 and 1 mg/kg, ip), and the cannabinoid agonist, 9-tetrahydrocannabinol (0.1 mg/kg, ip), were evaluated on the anxiolytic- and anxiogenic-like responses induced by nicotine. Results: Rimonabant completely abolished nicotine-induced anxiolytic-like effects and increased the anxiogenic-like responses of nicotine, suggesting an involvement of CB1 receptors in these behavioural responses. On the other hand, 9-tetrahydrocannabinol failed to modify nicotine anxiolytic-like responses, but attenuated its anxiogenic-like effects. In addition the association of non-effective doses of 9-tetrahydrocannabinol and nicotine produced clear anxiolytic-like responses. Conclusions: These results demonstrate that the endogenous cannabinoid system is involved in the regulation of nicotine anxiety-like behaviour in mice, and provide new findings to support the use of cannabinoid antagonists in the treatment of tobacco addiction.

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.

Glibenclamide enhances neurogenesis and improves long-term functional recovery after transient focal cerebral ischemia

Glibenclamide is neuroprotective against cerebral ischemia in rats. We studied whether glibenclamide enhances long-term brain repair and improves behavioral recovery after stroke. Adult male Wistar rats were subjected to transient middle cerebral artery occlusion (MCAO) for 90 minutes. A low dose of glibenclamide (total 0.6mg) was administered intravenously 6, 12, and 24 hours after reperfusion. We assessed behavioral outcome during a 30-day follow-up and animals were perfused for histological evaluation. In vitro specific binding of glibenclamide to microglia increased after pro-inflammatory stimuli. In vivo glibenclamide was associated with increased migration of doublecortin-positive cells in the striatum toward the ischemic lesion 72 hours after MCAO, and reactive microglia expressed sulfonylurea receptor 1 (SUR1) and Kir6.2 in the medial striatum. One month after MCAO, glibenclamide was also associated with increased number of NeuN-positive and 5-bromo-2-deoxyuridine-positive neurons in the cortex and hippocampus, and enhanced angiogenesis in the hippocampus. Consequently, glibenclamide-treated MCAO rats showed improved performance in the limb-placing test on postoperative days 22 to 29, and in the cylinder and water-maze test on postoperative day 29. Therefore, acute blockade of SUR1 by glibenclamide enhanced long-term brain repair in MCAO rats, which was associated with improved behavioral outcome.

Penrose limits, worldvolume fluxes, and supersymmetry

It is noted that a finite Penrose limit for brane probes with nonzero worldvolume fluxes does not generically exist; this is closely related to the observation by Blau and co-workers that for a brane probe the Penrose limit is equivalent to an infinite-tension limit. It is shown that when the limit exists, however, the number of supersymmetries preserved by the probe does not decrease.