miRNAs as therapeutic agents in neurodegeneration, a pilot study

L’échec des différents essais cliniques souligne la nécessité de développer des nouvelles thérapies pour la maladie d’Alzheimer (MA), la cause la plus commune de démence. Les microARNs (miARNs) sont les ARNs non-codants les plus étudiés et ils jouent un rôle important dans la modulation de l’expression des gènes et de multiples voies de signalisation. Des études antérieures, dont celles de mon laboratoire d’accueil, ont permis de développer l’hypothèse que certains membres de la famille miR-15/107 (c.-à-d. miR-15ab, miR-16, miR-195, miR-424, and miR-497) pourraient être utilisés comme agents thérapeutiques dans MA. En effet, cette famille avait le potentiel de réguler de multiples gènes associés à MA, tels que la protéine précurseur de l’amyloïde (APP), la β-secrétase (BACE1), et la protéine Tau. Tel que démontré dans ce projet de thèse, j’ai choisi miR-16 comme cible thérapeutique potentielle pour MA parmi tous les membres de la famille. L’essai luciférase dans ce projet confirme que miR-16 peut réguler simultanément APP et BACE1, directement par une interaction avec la région non-codante en 3’ de l’ARNm). Notamment, nous observons aussi une réduction de la production des peptides amyloïdes et de la phosphorylation de Tau après une augmentation de miR-16 en cellule. J’ai ensuite validé mes résultats in vivo dans la souris en utilisant une méthode de livraison de miR-16 via une pompe osmotique implanté dans le cerveau. Dans ce cas, l’expression des protéines d’intérêts (APP, BACE1, Tau) a été mesurée par immunobuvardage et PCR à temps réel. Après validation, ces résultats ont été complémentés par une étude protéomique (iTRAQ) du tronc cérébral et de l’hippocampe, deux régions associées à la maladie. Ces données m’ont permis d’identifier d’autres protéines régulées par miR-16 in vivo, incluant α-Synucléine, Transferrine receptor1, et SRm300. Une autre observation intéressante : les voies régulées par miR-16 in vivo sont directement en lien avec le stress oxydatif et la neurodégénération. En résumé, ce travail démontre l’efficacité et la faisabilité d’utiliser un miARN comme outil thérapeutique pour la maladie d’Alzheimer. Ces résultats rentrent dans un cadre plus vaste de découvrir de nouvelles cibles pour MA, et en particulier la forme sporadique de la maladie qui représente plus de 95% de tous les cas. Évidemment, la découverte d’une molécule pouvant cibler simultanément les deux pathologies de la maladie (plaques amyloïdes et hyper phosphorylation de tau) est nouvelle et intéressante, et ce domaine de recherche ouvre la porte aux autres petits ARNs non-codants dans MA et les maladies neurodégénératives connexes.

Matériaux mésoporeux fonctionnalisés pour l'extraction sélective des terres rares

Les matériaux mésoporeux à base de silice sont des plateformes polyvalentes qui offrent une réponse aux besoins de domaines variés comme l’environnement, la santé et les énergies. La fonctionnalisation avec des groupements organiques en fait des matériaux hybrides qu’il est aisé d’orienter vers une application spécifique. Ainsi, afin de fournir une alternative aux procédés industriels, dommageables pour l’environnement actuellement utilisés pour l’extraction et la purification des terres rares, à savoir l’extraction liquide-liquide (ELL) majoritairement, les silices mésoporeuses ont été sollicitées à titre d’adsorbant dans l’extraction sur phase solide. Cette dernière, en opposition à l’ELL, présente de nombreux avantages dont, la suppression des solvants organiques, le contrôle de la sélectivité envers et parmi le groupe des éléments de terres rares (ÉTR) à travers l’ancrage du ligand sur un support solide et la possibilité de réutiliser plusieurs fois l’adsorbant. Les ÉTR sont des métaux qui participent à la transition vers des technologies moins coûteuses en énergie, il est donc primordial de rendre leurs procédés d’extraction plus verts. Dans le cadre de ce travail, différents types de silices ordonnées mésoporeuses, MCM-41, SBA-15 et SBA-16, ont été synthétisées, fonctionnalisées avec un ligand approprié, et leurs comportements vis à vis de ces éléments, comparés. Ces matériaux ont de nombreux points communs mais certaines caractéristiques les différencient néanmoins : la taille et la géométrie des pores, la connexion entre les pores, l’épaisseur des parois, l’accessibilité aux pores ou encore la diffusion des liquides ou gaz dans la matrice. C’est pourquoi, le but de cette étude est d’élucider l’impact de ces diverses propriétés sur l’adsorption sélective des ÉTR en condition statique et dynamique.

Étude exploratoire auprès de médecins des effets perçus d’une formation corps / esprit fondée sur les pratiques du Sensible

Résumé: Les pratiques du Sensible sont des pratiques d’accompagnement formatives et soignantes. Elles permettent d’apprendre comment l’expérience du corps et de son mouvement interne conduit au développement de la conscience et de la présence à soi ainsi qu’à l’autre, des qualités enviables pour des professionnelles et professionnels de la relation d’aide du secteur de la santé. Dans ces pratiques, le corps joue un rôle central à travers quatre types d’intervention : la thérapie manuelle, la gymnastique sensorielle, l’introspection sensorielle et l’entretien verbal à propos de l’expérience corporelle. Selon Large (2009), une qualité de présence particulière se construit chez les participantes et le participant aux pratiques du Sensible. Selon lui, ceux-ci se rapprochent de leur intériorité, parviennent à verbaliser à autrui ce qu’ils ressentent et en arrivent à poser des actions qui expriment ce qu’ils deviennent. Large (2009) constate qu’ils acquièrent de la stabilité, de l’adaptabilité et de l’autonomie. À la fois plus affirmatifs, ils gagnent aussi en proximité à l’autre. Bois (2007) note un changement de représentation lié aux idées, aux valeurs, à l’image de soi et au rapport perceptif à soi. Une chercheure et des chercheurs constatent un changement de conception de la santé (Duval, 2010; Laemmlin-Cencig et Humpich, 2009). À notre connaissance, il n’y a pas eu d’étude antérieure concernant l’influence des pratiques du Sensible auprès de médecins. Nous avons exploré, le cas échéant, comment une formation aux pratiques du Sensible, suivie par des médecins, a modifié leur rapport à leur corps, à leur propre santé, à leur conception de la santé, à la qualité de leur présence à eux-mêmes, aux autres professionnelles et professionnels et aux patientes et patients. Des entretiens semi-structurés d’une durée de 90 à 105 minutes ont été effectués auprès de six médecins français (cinq femmes et un homme) ayant été formés aux pratiques du Sensible entre 2005 et 2012. Deux types d’entretiens à visée compréhensive (Kaufmann, 2011) et d’explicitation (Vermersch, 2010; 2012) ont été réalisés. Des informations ont aussi été recueillies sur la formation et les activités professionnelles des participantes et du participant. Deux démarches d’analyse ont été utilisées, entre autres pour vérifier la cohérence des résultats et augmenter la rigueur de notre projet. Notre première démarche d’analyse a été conçue à partir de deux méthodes : au départ avec l’analyse thématique et par la suite une analyse avec les catégories conceptualisantes afin de déboucher sur une théorisation ancrée. La deuxième démarche d’analyse a consisté à créer une liste de vingt-six phénomènes présents pour la majorité des entretiens suite à des discussions tenues avec notre équipe de direction. Selon nos résultats, suite à la formation aux pratiques du Sensible, les cinq participantes témoignent d’une plus grande proximité et attention à leur corps et d’une meilleure écoute de celui-ci. Cet ancrage corporel de leur présence les informe davantage sur leur mode de vie et d’existence. Il en ressort ainsi des prises de conscience importantes grâce auxquelles les participantes font des choix nouveaux pour une vie plus cohérente et recentrée sur leur intériorité. Par le fait même, elles récupèrent leur pouvoir sur leur vie comme sur leur santé. En outre, parmi les six médecins, quatre ont modifié leur conception de la santé. Celle-ci s’est en effet élargie pour inclure de nouveaux éléments, dont la qualité du rapport à soi et l’accordage entre le corps et la pensée. Le corps semble être une voie souterraine à partir de laquelle se sont réalisées des transformations dans la personne, comme si le corps devenait une interface ayant des effets sur plusieurs facettes de la personne. Ces transformations semblent avoir une influence sur la manière dont celle-ci exerce sa profession, comme si un savoir-être renouvelé de la personne transformait son savoir-faire au sein de sa pratique. Au plan de la qualité de la présence aux autres, il est rapporté que les relations professionnelles se sont améliorées pour la majorité des participantes. Des transformations personnelles semblent avoir eu des effets sur leurs relations professionnelles. Par exemple, tous témoignent d’une meilleure qualité de présence et de disponibilité aux patientes et patients. La plupart signalent l’apprentissage d’une juste distance thérapeutique et, en même temps, d’une relation plus singulière avec chaque patiente et patient. Nous constatons par notre analyse que la relation aux patientes et patients est modifiée aux plans de la communication, du toucher et de l’écoute. Le parcours de formation des étudiantes et étudiants en médecine semble créer des conditions favorisant l’épuisement (Brazeau, Schroeder, Rovi et Boyd, 2010; Colombat, Altmeyer, Barruel, Bauchetet, Blanchard, Colombat et al., 2011; Ishak, Nikravesh, Lederer, Perry, Ogunyemi et Bernstein, 2013; Llera et Durante, 2014; Rodrigues, Albiges et Blanchard, 2012). Certaines interventions de type corps / esprit semblent pouvoir minimiser cet impact (Elder, Rakel, Heitkemper, Hustedde, Harazduk, Gerik et al., 2007; Hewson, Copeland, Mascha, Arrigain, Topol et Fox, 2006; Irving, Park-Saltzman, Fitzpatrick, Dobkin, Chen et Hutchinson, 2014; Maclaughlin, Wang, Noone, Liu, Harazduk, Lumpkin et al., 2011; Motz, Graves, Gross, Saunders, Amri, Harazduk et al., 2012; Rosenzweig, Reibel, Greeson, Brainard et Hojat, 2003; Saunders, Tractenberg, Chaterji, Amri, Harazduk, Gordon et al., 2007). Notre recherche démontre chez nos participantes et notre participant que la formation aux pratiques du Sensible leur a permis de faire plusieurs gains pour leur propre santé. Il semble qu’en amont des apprentissages liés à la profession médicale, une qualité de savoir-être puisse solidifier la personne, ses apprentissages et sa future pratique médicale. Les étudiantes et étudiants en médecine seraient ainsi mieux outillés pour traverser ce cursus de formation exigent et épuisant. Il serait intéressant de reprendre la recherche auprès d’un plus grand nombre de médecins ou d’étudiantes et étudiants en médecine afin d’y observer les éléments de théorisation répétitifs inclus dans la théorisation ancrée de notre étude exploratoire. Ainsi, selon les résultats, il serait alors plus aisé de promouvoir l’apprentissage expérientiel d’approches de type corps / esprit (dont les PS) dans les cursus universitaires en médecine.

Thalamic modulation of the cortisal slow oscillation

Il est bien établi que le thalamus joue un rôle crucial dans la génération de l’oscillation lente synchrone dans le cortex pendant le sommeil lent. La puissance des ondes lente / delta (0.2-4 Hz) est un indicateur quantifiable de la qualité du sommeil. La contribution des différents noyaux thalamiques dans la génération de l’activité à ondes lentes et dans sa synchronisation n’est pas connue. Nous émettons l’hypothèse que les noyaux thalamiques de premier ordre (spécifiques) influencent localement l’activité à ondes lentes dans les zones corticales primaires, tandis que les noyaux thalamiques d’ordre supérieur (non spécifiques) synchronisent globalement les activités à ondes lentes à travers de larges régions corticales. Nous avons analysé les potentiels de champ locaux et les activités de décharges de différentes régions corticales et thalamiques de souris anesthésiées alors qu’un noyau thalamique était inactivé par du muscimol, un agoniste des récepteurs GABA. Les enregistrements extracellulaires multi-unitaires dans les noyaux thalamiques de premier ordre (VPM) et d’ordre supérieur (CL) montrent des activités de décharges considérablement diminuées et les décharges par bouffées de potentiels d’action sont fortement réduites après inactivation. Nous concluons que l’injection de muscimol réduit fortement les activités de décharges et ne potentialise pas la génération de bouffées de potentiel d’action à seuil bas. L’inactivation des noyaux thalamiques spécifiques avec du muscimol a diminué la puissance lente / delta dans la zone corticale primaire correspondante. L’inactivation d’un noyau non spécifique avec le muscimol a significativement réduit la puissance delta dans l’ensemble du cortex étudié. Nos expériences démontrent que le thalamus a un rôle crucial dans la génération de l’oscillation lente corticale.

Ecology and physical condition of red deer in the Iberian Peninsula: implications for management

The red deer (Cervus elaphus) is currently one of the most widespread and abundant wild ungulates in the Iberian Peninsula and is extremely important both ecologically, as a key species for the functioning of the ecosystems, and economically, as a major game species. In Iberia, red deer populations are subjected to different management systems that may affect the physical condition of the individuals, with further consequences for population dynamics. Studies investigating the effects of management practices and environmental conditions on the performance of red deer are still rare regarding Mediterranean ecosystems. Much of the knowledge concerning the ecology of red deer and the impact of management on its physical condition is based on studies conducted in northern and central regions of Europe, where climatological features and management practices differ from those observed in the Mediterranean areas of Iberia. Studies on a biogeographical scale can provide important insights into the relationships between species and a particular environment and contribute to the development of more targeted and appropriate management practices. The optimisation of sampling procedures and the fine-tuning of pre-existing analytical techniques are also fundamental to a more cost-effective monitoring and, therefore, are of enormous value to wildlife managers. In this context, the main aims of this thesis were: 1) to optimise the procedures used to assess the physical condition of red deer; and 2) to identify relevant management and environmental factors affecting the nutritional condition and stress physiology of red deer in the Mediterranean ecosystems of Iberia, as well as any potential interactions between those factors. Two studies with a methodological focus, presented in the first part of the thesis, demonstrated that the physical condition of red deer can be evaluated more simply, using more cost- and time-effective procedures than those traditionally used: i) it was shown that only one kidney and its associated fat is enough to assess nutritional condition in red deer; and ii) the feasibility of using near infrared spectroscopy to predict the concentrations of stress hormone metabolites was demonstrated using faeces of red deer for the first time. Subsequently, two large-scale observational studies, conducted in representative red deer populations found in Mediterranean Iberia, highlighted the importance of considering seasonal environmental variations and variables related to hunting management practices to better understand the nutritional and physiological ecology of red deer. High population densities had adverse effects on the nutritional condition of the deer and were associated with increased stress levels in natural populations without supplementary feeding. Massive hunting events involving the use of hounds were also identified as a potential source of chronic stress in red deer. The research presented in this thesis has clear implications regarding the management and monitoring of red deer populations in Mediterranean environments and is intended to help wildlife managers to implement more effective monitoring programmes and sustainable management practices.

International comparative field evaluation of a traffic-responsive signal control strategy in three cities

The recently developed network-wide real-time signal control strategy TUC has been implemented in three traffic networks with quite different traffic and control infrastructure characteristics: Chania, Greece (23 junctions); Southampton, UK (53 junctions); and Munich, Germany (25 junctions), where it has been compared to the respective resident real-time signal control strategies TASS, SCOOT and BALANCE. After a short outline of TUC, the paper describes the three application networks; the application, demonstration and evaluation conditions; as well as the comparative evaluation results. The main conclusions drawn from this high-effort inter-European undertaking is that TUC is an easy-to-implement, inter-operable, low-cost real-time signal control strategy whose performance, after very limited fine-tuning, proved to be better or, at least, similar to the ones achieved by long-standing strategies that were in most cases very well fine-tuned over the years in the specific networks.

Comparative field evaluation of the signal control strategy TUC in three traffic networks.

This paper describes how the recently developed network-wide real-time signal control strategy TUC has been implemented in three traffic networks with quite different traffic and control infrastructure characteristics: Chania, Greece (23 junctions); Southampton, U.K. (53 junctions); and Munich, Germany (25 junctions), where it has been compared to the respective resident real-time signal control strategies TASS, SCOOT and BALANCE. After a short outline of TUC, the paper describes the three application networks; the application, demonstration and evaluation conditions; as well as the comparative evaluation results. The main conclusions drawn from this high-effort inter-European undertaking is that TUC is an easy-to-implement, inter-operable, low-cost real-time signal control strategy whose performance, after limited fine-tuning, proved to be better or, at least, similar to the ones achieved by long-standing strategies that were in most cases very well fine-tuned over the years in the specific networks.

Produção de charginos no ilc

O principal objetivo desta dissertação é a produção de charginos (partículas supersimétricascarregadas) leves no futuro acelerador internacional linear de e +e− (ILC) para diferentescenários de quebra de supersimetria. Charginos são partículas constituídas pela mistura docampo Wino carregado com o Higgsino carregado. A principal motivação para se estudar teorias supersimétricas deve-se ao grande número de problemas do Modelo Padrão (SM) que esta consegue solucionar, entre eles: massa dos neutrinos, matéria escura fria e o ajuste-fine (finetuning). Além disso, estudamos os princípios fundamentais que norteam a física de partículas,isto é, o princípio de gauge e o mecanismo de Higgs.

Whole Genome Analysis of Gene Expression Reveals Coordinated Activation of Signaling and Metabolic Pathways during Pollen-Pistil Interactions in Arabidopsis

Plant reproduction depends on the concerted activation of many genes to ensure correct communication between pollen and pistil. Here, we queried the whole transcriptome of Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) in order to identify genes with specific reproductive functions. We used the Affymetrix ATH1 whole genome array to profile wild-type unpollinated pistils and unfertilized ovules. By comparing the expression profile of pistils at 0.5, 3.5, and 8.0 h after pollination and applying a number of statistical and bioinformatics criteria, we found 1,373 genes differentially regulated during pollen-pistil interactions. Robust clustering analysis grouped these genes in 16 time-course clusters representing distinct patterns of regulation. Coregulation within each cluster suggests the presence of distinct genetic pathways, which might be under the control of specific transcriptional regulators. A total of 78% of the regulated genes were expressed initially in unpollinated pistil and/or ovules, 15% were initially detected in the pollen data sets as enriched or preferentially expressed, and 7% were induced upon pollination. Among those, we found a particular enrichment for unknown transcripts predicted to encode secreted proteins or representing signaling and cell wall-related proteins, which may function by remodeling the extracellular matrix or as extracellular signaling molecules. A strict regulatory control in various metabolic pathways suggests that fine-tuning of the biochemical and physiological cellular environment is crucial for reproductive success. Our study provides a unique and detailed temporal and spatial gene expression profile of in vivo pollen-pistil interactions, providing a framework to better understand the basis of the molecular mechanisms operating during the reproductive process in higher plants.

In-house Preparation of Examination Papers using troff, tbl, and eqn.

Starting in December 1982 the University of Nottingham decided to phototypeset almost all of its examination papers `in house' using the troff, tbl and eqn programs running under UNIX. This tutorial lecture highlights the features of the three programs with particular reference to their strengths and weaknesses in a production environment. The following issues are particularly addressed: Standards -- all three software packages require the embedding of commands and the invocation of pre-written macros, rather than `what you see is what you get'. This can help to enforce standards, in the absence of traditional compositor skills. Hardware and Software -- the requirements are analysed for an inexpensive preview facility and a low-level interface to the phototypesetter. Mathematical and Technical papers -- the fine-tuning of eqn to impose a standard house style. Staff skills and training -- systems of this kind do not require the operators to have had previous experience of phototypesetting. Of much greater importance is willingness and flexibility in learning how to use computer systems.

The Role of Cannabinoids in the Neurobiology of Sensory Gating: A firing rate model study

Gating of sensory (e.g. auditory) information has been demonstrated as a reduction in the auditory-evoked potential responses recorded in the brain of both normal animals and human subjects. Auditory gating is perturbed in schizophrenic patients and pharmacologically by drugs such as amphetamine, phencyclidine or ketamine, which precipitate schizophrenic-like symptoms in normal subjects. The neurobiological basis underlying this sensory gating can be investigated using local field potential recordings from single electrodes. In this paper we use such technology to investigate the role of cannabinoids in sensory gating. Cannabinoids represent a fundamentally new class of retrograde messengers which are released postsynaptically and bind to presynaptic receptors. In this way they allow fine-tuning of neuronal response, and in particular can lead to so-called depolarization-induced suppression of inhibition (DSI). Our experimental results show that application of the exogenous cannabinoid WIN55, 212-2 can abolish sensory gating as measured by the amplitude of local field responses in rat hippocampal region CA3. Importantly we develop a simple firing rate population model of CA3 and show that gating is heavily dependent upon the presence of a slow inhibitory (GABAB) pathway. Moreover, a simple phenomenological model of cannabinoid dynamics underlying DSI is shown to abolish gating in a manner consistent with our experimental findings.

Double hydrophilic polyphosphoester containing copolymers as efficient templating agents for calcium carbonate microparticles

International audience

Foster Fathers: their experiences and contributions to fostering

The paper reports some of the findings of an exploratory study which looks at foster fathers’ experiences of fostering and discusses their routes into foster care and their perspectives on their roles and tasks. The study collected quantitative and qualitative data by approaching all foster fathers registered with a single independent fostering agency based in southeast England. They were asked about their personal and professional attributes, and their experiences of and views concerning the role of foster father. The study discusses the foster fathers’ motivation to foster, and argues that what they see as its positives and drawbacks, and how it fits into their own family lives, are all relevant to improving service recruitment, delivery and retention. The study produced some evidence about the distinctive and positive contribution which foster fathers see themselves making to the lives of the children they foster. Further research is needed to refine our knowledge of what this contribution may be. Such knowledge could potentially develop our understanding of the roles of fathers in child development more generally as well as fine-tuning practice in matching what particular placements have to offer to the needs of individual children.

Entrepreneurship in different contexts in cultural and creative industries

This study analyzes howhard and soft conditions influence the development of entrepreneurship in cultural and creative industries (CCIs). The study further examines what influence the context has on the effect of these conditions. A multiplemultivariate regression analysis examines the importance of both the hard and soft conditions to explain the differences between the United Kingdom and the Mediterranean countries of Portugal, Spain, and Greece. The sample comprises 123 entrepreneurs from the four countries. The use of this method represents an important contribution to the understanding of entrepreneurship dynamics and for the further fine-tuning of entrepreneurship policies in CCIs in different contexts.

Holistic Design In High-Speed Optical Interconnects

Integrated circuit scaling has enabled a huge growth in processing capability, which necessitates a corresponding increase in inter-chip communication bandwidth. As bandwidth requirements for chip-to-chip interconnection scale, deficiencies of electrical channels become more apparent. Optical links present a viable alternative due to their low frequency-dependent loss and higher bandwidth density in the form of wavelength division multiplexing. As integrated photonics and bonding technologies are maturing, commercialization of hybrid-integrated optical links are becoming a reality. Increasing silicon integration leads to better performance in optical links but necessitates a corresponding co-design strategy in both electronics and photonics. In this light, holistic design of high-speed optical links with an in-depth understanding of photonics and state-of-the-art electronics brings their performance to unprecedented levels. This thesis presents developments in high-speed optical links by co-designing and co-integrating the primary elements of an optical link: receiver, transmitter, and clocking.

In the first part of this thesis a 3D-integrated CMOS/Silicon-photonic receiver will be presented. The electronic chip features a novel design that employs a low-bandwidth TIA front-end, double-sampling and equalization through dynamic offset modulation. Measured results show -14.9dBm of sensitivity and energy efficiency of 170fJ/b at 25Gb/s. The same receiver front-end is also used to implement source-synchronous 4-channel WDM-based parallel optical receiver. Quadrature ILO-based clocking is employed for synchronization and a novel frequency-tracking method that exploits the dynamics of IL in a quadrature ring oscillator to increase the effective locking range. An adaptive body-biasing circuit is designed to maintain the per-bit-energy consumption constant across wide data-rates. The prototype measurements indicate a record-low power consumption of 153fJ/b at 32Gb/s. The receiver sensitivity is measured to be -8.8dBm at 32Gb/s.

Next, on the optical transmitter side, three new techniques will be presented. First one is a differential ring modulator that breaks the optical bandwidth/quality factor trade-off known to limit the speed of high-Q ring modulators. This structure maintains a constant energy in the ring to avoid pattern-dependent power droop. As a first proof of concept, a prototype has been fabricated and measured up to 10Gb/s. The second technique is thermal stabilization of micro-ring resonator modulators through direct measurement of temperature using a monolithic PTAT temperature sensor. The measured temperature is used in a feedback loop to adjust the thermal tuner of the ring. A prototype is fabricated and a closed-loop feedback system is demonstrated to operate at 20Gb/s in the presence of temperature fluctuations. The third technique is a switched-capacitor based pre-emphasis technique designed to extend the inherently low bandwidth of carrier injection micro-ring modulators. A measured prototype of the optical transmitter achieves energy efficiency of 342fJ/bit at 10Gb/s and the wavelength stabilization circuit based on the monolithic PTAT sensor consumes 0.29mW.

Lastly, a first-order frequency synthesizer that is suitable for high-speed on-chip clock generation will be discussed. The proposed design features an architecture combining an LC quadrature VCO, two sample-and-holds, a PI, digital coarse-tuning, and rotational frequency detection for fine-tuning. In addition to an electrical reference clock, as an extra feature, the prototype chip is capable of receiving a low jitter optical reference clock generated by a high-repetition-rate mode-locked laser. The output clock at 8GHz has an integrated RMS jitter of 490fs, peak-to-peak periodic jitter of 2.06ps, and total RMS jitter of 680fs. The reference spurs are measured to be –64.3dB below the carrier frequency. At 8GHz the system consumes 2.49mW from a 1V supply.