Field Testing a Full-Scale Tidal Turbine Part 3: Acoustic Characteristics

Like any new technology, tidal power converters are being assessed for potential environmental impacts. Similar to wind power, where noise emissions have led to some regulations and limitations on consented installation sites, noise emissions of these new tidal devices attract considerable attention, especially due to the possible interaction with the marine fauna. However, the effect of turbine noise cannot be assessed as a stand-alone issue, but must be investigated in the context of the natural background noise in high flow environments. Noise measurements are also believed to be a useful tool for monitoring the operating conditions and health of equipment. While underwater noise measurements are not trivial to perform, this non-intrusive mon- itoring method could prove to be very cost effective. This paper presents sound measurements performed on the SCHOTTEL Instream Turbine as part of the MaRINET testing campaign at the QUB tidal test site in Portaferry during the summer of 2014. This paper demonstrates a comparison of the turbine noise emissions with the normal background noise at the test site and presents possible applications as a monitoring system.

An siRNA-based functional genomics screen for the identification of regulators of ciliogenesis and ciliopathy genes

Defects in primary cilium biogenesis underlie the ciliopathies, a growing group of genetic disorders. We describe a whole-genome siRNA-based reverse genetics screen for defects in biogenesis and/or maintenance of the primary cilium, obtaining a global resource. We identify 112 candidate ciliogenesis and ciliopathy genes, including 44 components of the ubiquitin-proteasome system, 12 G-protein-coupled receptors, and 3 pre-mRNA processing factors (PRPF6, PRPF8 and PRPF31) mutated in autosomal dominant retinitis pigmentosa. The PRPFs localize to the connecting cilium, and PRPF8- and PRPF31-mutated cells have ciliary defects. Combining the screen with exome sequencing data identified recessive mutations in PIBF1, also known as CEP90, and C21orf2, also known as LRRC76, as causes of the ciliopathies Joubert and Jeune syndromes. Biochemical approaches place C21orf2 within key ciliopathy-associated protein modules, offering an explanation for the skeletal and retinal involvement observed in individuals with C21orf2 variants. Our global, unbiased approaches provide insights into ciliogenesis complexity and identify roles for unanticipated pathways in human genetic disease.

Dengue Virus Inhibition of Autophagic Flux and Dependency of Viral Replication on Proteasomal Degradation of the Autophagy Receptor p62

Autophagic flux involves formation of autophagosomes and their degradation by lysosomes. Autophagy can either promote or restrict viral replication. In the case of Dengue virus (DENV) several studies report that autophagy supports the viral replication cycle, and describe an increase of autophagic vesicles (AVs) following infection. However, it is unknown how autophagic flux is altered to result in increased AVs. To address this question, and gain insight into the role of autophagy during DENV infection, we established an unbiased, image-based flow cytometry approach to quantify autophagic flux under normal growth conditions and in response to activation by nutrient deprivation or the mTOR inhibitor Torin1. We found that DENV induced an initial activation of autophagic flux, followed by inhibition of general and specific autophagy. Early after infection, basal and activated autophagic flux was enhanced. However, during established replication, basal and Torin1-activated autophagic flux was blocked, while autophagic flux activated by nutrient deprivation was reduced, indicating a block to AV formation and reduced AV degradation capacity. During late infection AV levels increased as a result of inefficient fusion of autophagosomes with lysosomes. Additionally, endo-lysosomal trafficking was suppressed, while lysosomal activities were increased. We further determined that DENV infection progressively reduced levels of the autophagy receptor SQSTM1/p62 via proteasomal degradation. Importantly, stable over-expression of p62 significantly suppressed DENV replication suggesting a novel role for p62 as viral restriction factor. Overall our findings indicate that in the course of DENV infection, autophagy shifts from a supporting to an anti-viral role, which is countered by DENV.

IMPORTANCE: Autophagic flux is a dynamic process starting with the formation of autophagosomes and ending with their degradation after fusion with lysosomes. Autophagy impacts the replication cycle of many viruses. However, thus far the dynamics of autophagy in case of Dengue virus (DENV) infections has not been systematically quantified. Therefore, we employed high-content, imaging-based flow cytometry to quantify autophagic flux and endo-lysosomal trafficking in response to DENV infection. We report that DENV induced an initial activation of autophagic flux, followed by inhibition of general and specific autophagy. Further, lysosomal activity was increased, but endo-lysosomal trafficking was suppressed confirming the block of autophagic flux. Importantly, we provide evidence that p62, an autophagy receptor, restrict DENV replication and was specifically depleted in DENV-infected cells via increased proteasomal degradation. These results suggest that during DENV infection autophagy shifts from a pro- to an antiviral cellular process, which is counteracted by the virus.

Salt-inducible kinase 2 regulates mitotic progression and transcription in prostate cancer

UNLABELLED: Salt-inducible kinase 2 (SIK2) is a multifunctional kinase of the AMPK family that plays a role in CREB1-mediated gene transcription and was recently reported to have therapeutic potential in ovarian cancer. The expression of this kinase was investigated in prostate cancer clinical specimens. Interestingly, auto-antibodies against SIK2 were increased in the plasma of patients with aggressive disease. Examination of SIK2 in prostate cancer cells found that it functions both as a positive regulator of cell-cycle progression and a negative regulator of CREB1 activity. Knockdown of SIK2 inhibited cell growth, delayed cell-cycle progression, induced cell death, and enhanced CREB1 activity. Expression of a kinase-dead mutant of SIK2 also inhibited cell growth, induced cell death, and enhanced CREB1 activity. Treatment with a small-molecule SIK2 inhibitor (ARN-3236), currently in preclinical development, also led to enhanced CREB1 activity in a dose- and time-dependent manner. Because CREB1 is a transcription factor and proto-oncogene, it was posited that the effects of SIK2 on cell proliferation and viability might be mediated by changes in gene expression. To test this, gene expression array profiling was performed and while SIK2 knockdown or overexpression of the kinase-dead mutant affected established CREB1 target genes; the overlap with transcripts regulated by forskolin (FSK), the adenylate cyclase/CREB1 pathway activator, was incomplete.

IMPLICATIONS: This study demonstrates that targeting SIK2 genetically or therapeutically will have pleiotropic effects on cell-cycle progression and transcription factor activation, which should be accounted for when characterizing SIK2 inhibitors.

Observation of an intact noncovalent homotrimer of detergent-solubilized rat microsomal glutathione transferase-1 by electrospray mass spectrometry

Microsomal glutathione transferase-1 (MGST1) is a membrane-bound enzyme involved in the detoxification of xenobiotics and the protection of cells against oxidative stress. The proposed active form of the enzyme is a noncovalently associated homotrimer that binds one substrate glutathione molecule/trimer. In this study, this complex has been directly observed by electrospray mass spectrometry analysis of active rat liver MGST1 reconstituted in a minimum amount of detergent. The measured mass of the homotrimer is 53 kDa, allowing for the mass of three MGST molecules in complex with one glutathione molecule. Collision-induced dissociation of the trimer complex resulted in the formation of monomer and homodimer ion species. Two distinct species of homodimer were observed, one unliganded and one identified as a homodimer.glutathione complex. Activation of the enzyme by N-ethylmaleimide through modification of Cys(49) (Svensson, R., Rinaldi, R., Swedmark, S., and Morgenstern, R. (2000) Biochemistry 39, 15144-15149) was monitored by the observation of an appropriate increase in mass in both the denatured monomeric and native trimeric forms of MGST1. Together, the data correspond well with the proposed functional organization of MGST1. These results also represent the first example of direct electrospray mass spectrometry analysis of a detergent-solubilized multimeric membrane protein complex in its native state.

True navigation in migrating gulls requires intact olfactory nerves

During migratory journeys, birds may become displaced from their normal migratory route. Experimental evidence has shown that adult birds can correct for such displacements and return to their goal. However, the nature of the cues used by migratory birds to perform long distance navigation is still debated. In this experiment we subjected adult lesser black-backed gulls migrating from their Finnish/Russian breeding grounds (from >60°N) to Africa (to < 5°N) to sensory manipulation, to determine the sensory systems required for navigation. We translocated birds westward (1080 km) or eastward (885 km) to simulate natural navigational challenges. When translocated westwards and outside their migratory corridor birds with olfactory nerve section kept a clear directional preference (southerly) but were unable to compensate for the displacement, while intact birds and gulls with the ophthalmic branch of the trigeminal nerve sectioned oriented towards their population-specific migratory corridor. Thus, air-borne olfactory information seems to be important for migrating gulls to navigate successfully in some circumstances.

Implication du peptide ScRALF3 dans le développement du gamétophyte femelle chez Solanum chacoense

La coordination du développement par les communications intercellulaires est essentielle pour assurer la reproduction chez les plantes. Plusieurs études démontrent qu’une communication entre le sac embryonnaire et le tissu maternel, le sporophyte, est essentielle au bon développement des gamètes. Les molécules, peptides ou autres protagonistes impliqués dans ces voies de signalisation ainsi que leur mode d’action restent toutefois nébuleux. Les gènes de type RALF codent pour des petits peptides sécrétés retrouvés de manière spécifique ou ubiquitaire dans la plante. Leur structure en font de parfaits candidats pour permettre ces communications cellule-cellule entre les différents tissus. Treize gènes de type RALF ont été isolés actuellement chez la pomme de terre sauvage Solanum chacoense. Maintenant, nous montrons qu’un de ceux-ci, ScRALF3, est impliqué dans la polarisation du sac embryonnaire et dans la synchronicité des divisions mitotiques assurant la formation d’un gamétophyte femelle mature fonctionnel. Étant exprimé de manière spécifique au niveau des téguments de l’ovule, ScRALF3 est un candidat idéal pour réguler les communications cellule-cellule entre le sporophyte et le sac embryonnaire.

Implication des peptides RALFs dans les communications cellulaires lors du développement du gamétophyte femelle chez Solanum chacoense et Arabidopsis thaliana.

Chez les angiospermes, la reproduction passe par la double fécondation. Le tube pollinique délivre deux cellules spermatiques au sein du gamétophyte femelle. Une cellule féconde la cellule œuf pour produire un zygote; l’autre féconde la cellule centrale pour produire l’endosperme. Pour assurer un succès reproductif, le développement du gamétophyte femelle au sein de l’ovule doit établir un patron cellulaire qui favorise les interactions avec le tube pollinique et les cellules spermatiques. Pour ce faire, un dialogue doit s’établir entre les différentes cellules de l’ovule lors de son développement, de même que lors de la fécondation. D’ailleurs, plusieurs types de communications intercellulaires sont supposées suite à la caractérisation de plusieurs mutants développementaux. De même, ces communications semblent persister au sein du zygote et de l’endosperme pour permettre la formation d’un embryon viable au sein de la graine. Malgré les développements récents qui ont permis de trouver des molécules de signalisation supportant les modèles d’interactions cellulaires avancés par la communauté scientifique, les voies de signalisation sont de loin très incomplètes. Dans le but de caractériser des gènes encodant des protéines de signalisation potentiellement impliqués dans la reproduction chez Solanum chacoense, l’analyse d’expression des gènes de type RALF présents dans une banque d’ESTs (Expressed Sequence Tags) spécifiques à l’ovule après fécondation a été entreprise. RALF, Rapid Alcalinization Factor, est un peptide de 5 kDa qui fait partie de la superfamille des «protéines riches en cystéines (CRPs)», dont les rôles physiologiques au sein de la plante sont multiples. Cette analyse d’expression a conduit à une analyse approfondie de ScRALF3, dont l’expression au sein de la plante se limite essentiellement à l’ovule. L’analyse de plantes transgéniques d’interférence pour le gène ScRALF3 a révélé un rôle particulier lors de la mégagamétogénèse. Les plantes transgéniques présentent des divisions mitotiques anormales qui empêchent le développement complet du sac embryonnaire. Le positionnement des noyaux, de même que la synchronisation des divisions au sein du syncytium, semblent responsables de cette perte de progression lors de la mégagamétogénèse. L’isolement du promoteur de même que l’analyse plus précise d’expression au sein de l’ovule révèle une localisation sporophytique du transcrit. La voie de signalisation de l’auxine régule également la transcription de ScRALF3. De surcroît, ScRALF3 est un peptide empruntant la voie de sécrétion médiée par le réticulum endoplasmique et l’appareil de Golgi. En somme, ScRALF3 est un important facteur facilitant la communication entre le sporophyte et le gamétophyte pour amener à maturité le sac embryonnaire. L’identification d’un orthologue potentiel chez Arabidopsis thaliana a conduit à la caractérisation de AtRALF34. L’absence de phénotype lors du développement du sac embryonnaire suggère, cependant, de la redondance génétique au sein de la grande famille des gènes de type RALF. Néanmoins, les peptides RALFs apparaissent comme d’importants régulateurs lors de la reproduction chez Solanum chacoense et Arabidopsis thaliana.

Développement et radiosynthèse de ligands du récepteur tyrosine kinase neurotrophique type 2 (TrkB) marqués aux carbone-11 et fluor-18 pour l’imagerie cérébrale par tomographie d’émission de positons

Ce mémoire présente mes travaux ayant menés au développement d’une première génération de radioligands marqués au fluor-18 (t1/2 = 110 min) et au carbone-11 (t1/2 = 20.4 min) destinés à l’imagerie cérébrale in vivo du récepteur tyrosine kinase neurotrophique de type 2 (TrkB) en tomographie par émission de positons (TEP). Ces travaux reposent sur l’identification récente de ligands de TrkB non peptidiques à hautes affinités dérivés du 7,8-dihydroxyflavone. La synthèse d’une série de dérivés du 7,8-dihydroxyflavone non-radioactifs de même que des précuseurs à l’incorporation du fluro-18 et du carbone-11 a d’abord été effectuée. Partant des précurseurs adéquats synthétisés, la radiosynthèse de deux radioligands, l’un marqué au fluor-18 et l’autre au carbone-11, a été développée. Ces radiosynthèses reposent respectivement sur une 18F-radiofluorination nucléophile aromatique nouvelle et hautement efficace et sur une 11C-méthylation N-sélective. Les radiotraceurs de TrkB ainsi obtenus ont ensuite été évalués in vitro en autoradiographie et in vivo en tant que traceurs TEP dans des rats. L’évaluation des propriétés physico-chimique de même que de la stabilité in vitro des radiotraceurs sont présentées. Partant d’une série d’analogues cristallisés de ces flavones synthétiques, une étude de relation structure-activité a été menée. La combinaison de cette étude, de pair avec l’évaluation in vivo de la première génération de radiotraceurs de TrkB a aussi permis d’investiguer les pharmacophores nécessaires à l’affinité de ces ligands de même que d’identifier des fragments structurels associés au métabolisme des radiotraceurs. La radiosynthèse d’un troisième radioligand de TrkB et son évaluation TEP in vivo de même que la mise en lumière des modifications structurelles utiles au développement d’une seconde génération de radioligands de TrkB avec des propriétés optimisées pour fin d’imagerie TEP sont aussi détaillés.

5. Krypto-Tag - Workshop über Kryptographie

Dieser Tagungsband enthält die gesammelten Zusammenfassungen der acht eingereichten Vorträge des 5. Krypto-Tags. Der Kryptotag ist eine zentrale Aktivität der Fachgruppe "Angewandte Kryptologie" der Gesellschaft für Informatik e.V. Er ist eine wissenschaftliche Veranstaltung im Bereich der Kryptologie und von der organisatorischen Arbeit der Fachgruppe getrennt.

Precision laser spectroscopy of the ground state hyperfine splitting of hydrogenlike ^209 Bi^82+

The first direct observation of a hyperfine splitting in the optical regime is reported. The wavelength of the M1 transition between the F = 4 and F = 5 hyperfine levels of the ground state of hydrogenlike ^209 Bi^82+ was measured to be \lamda_0 = 243.87(4) nm by detection of laser induced fluorescence at the heavy-ion storage ring ESR at GSI. In addition, the lifetime of the laser excited F = 5 sublevel was determined to be \tau_0 = 0.351(16) ms. The method can be applied to a number of other nuclei and should allow a novel test of QED corrections in the previously unexplored combination of strong magnetic and electric fields in highly charged ions.