Particle swarm optimization with sequential niche technique for dynamic finite element model updating

Peer reviewed

Remodeling of the postnatal mouse testis is accompanied by dramatic changes in stem cell number and niche accessibility

Little is known about stem cell biology or the specialized environments or niches believed to control stem cell renewal and differentiation in self-renewing tissues of the body. Functional assays for stem cells are available only for hematopoiesis and spermatogenesis, and the microenvironment, or niche, for hematopoiesis is relatively inaccessible, making it difficult to analyze donor stem cell colonization events in recipients. In contrast, the recently developed spermatogonial stem cell assay system allows quantitation of individual colonization events, facilitating studies of stem cells and their associated microenvironment. By using this assay system, we found a 39-fold increase in male germ-line stem cells during development from birth to adult in the mouse. However, colony size or area of spermatogenesis generated by neonate and adult stem cells, 2–3 months after transplantation into adult tubules, was similar (∼0.5 mm2). In contrast, the microenvironment in the immature pup testis was 9.4 times better than adult testis in allowing colonization events, and the area colonized per donor stem cell, whether from adult or pup, was about 4.0 times larger in recipient pups than adults. These factors facilitated the restoration of fertility by donor stem cells transplanted to infertile pups. Thus, our results demonstrate that stem cells and their niches undergo dramatic changes in the postnatal testis, and the microenvironment of the pup testis provides a more hospitable environment for transplantation of male germ-line stem cells.

The miniaturized nuclear genome of eukaryotic endosymbiont contains genes that overlap, genes that are cotranscribed, and the smallest known spliceosomal introns.

Chlorarachniophyte algae contain a complex, multi-membraned chloroplast derived from the endosymbiosis of a eukaryotic alga. The vestigial nucleus of the endosymbiont, called the nucleomorph, contains only three small linear chromosomes with a haploid genome size of 380 kb and is the smallest known eukaryotic genome. Nucleotide sequence data from a subtelomeric fragment of chromosome III were analyzed as a preliminary investigation of the coding capacity of this vestigial genome. Several housekeeping genes including U6 small nuclear RNA (snRNA), ribosomal proteins S4 and S13, a core protein of the spliceosome [small nuclear ribonucleoprotein (snRNP) E], and a cip-like protease (clpP) were identified. Expression of these genes was confirmed by combinations of Northern blot analysis, in situ hybridization, immunocytochemistry, and cDNA analysis. The protein-encoding genes are typically eukaryotic in overall structure and their messenger RNAs are polyadenylylated. A novel feature is the abundance of 18-, 19-, or 20-nucleotide introns; the smallest spliceosomal introns known. Two of the genes, U6 and S13, overlap while another two genes, snRNP E and clpP, are cotranscribed in a single mRNA. The overall gene organization is extraordinarily compact, making the nucleomorph a unique model for eukaryotic genomics.

Identification and characterization of periplasmic proteins implicated in the adaptation of Helicobacter pylori to the human gastric niche

Helicobacter pylori è un batterio Gram-negativo in grado di colonizzare la mucosa gastrica umana e persistere per l'intero arco della vita dell'ospite. E' associato a patologie gastrointestinali, quali gastrite cronica, ulcere gastriche e duodenali, adenocarcinomi e linfomi gastrici. Si tratta di uno dei patogeni più diffusi, presente in circa metà della popolazione mondiale, e il solo che si è adattato a vivere nell'ambiente ostile dello stomaco umano. Molteplici sono i fattori di virulenza che permettono al batterio la colonizzazione della nicchia gastrica e contribuiscono, anche attraverso l' induzione di una risposta infiammatoria, a profonde modificazioni dell' omeostasi gastrica. Queste ultime si associano, ad esempio, all'iperproduzione di fattori proinfiammatori, ad alterazioni sia della regolazione della secrezione acida gastrica sia del ciclo cellulare e della morte cellulare programmata (apoptosi) delle cellule epiteliali gastriche, a disordini nel metabolismo del ferro e a carenze di elementi essenziali. Studi sulla diversità genetica di H. pylori osservata in ceppi isolati da varie regioni del mondo, dimostrano che tale batterio ha avuto una coevoluzione col genere umano attraverso la storia, ed è verosimile che H. pylori sia stato un costituente del microbiota gastrico per almeno 50.000 anni. Scopo della tesi è stato quello di identificare e caratterizzare proteine importanti per la colonizzazione e l'adattamento di H. pylori alla nicchia gastrica. In particolare gli sforzi si sono concentrati su due proteine periplasmatiche, la prima coinvolta nella difesa antiossidante (l'enzima catalasi-like, HP0485), e la seconda nel trasporto di nutrienti presenti nell'ambiente dello stomaco all'interno della cellula (la componente solubile di un ABC transporter, HP0298). La strategia utilizzata prevede un'analisi bioinformatica preliminare, l'ottenimento del gene per amplificazione, mediante PCR, dal genoma dell'organismo, la costruzione di un vettore per il clonaggio, l'espressione eterologa in E. coli e la successiva purificazione. La proteina così ottenuta viene caratterizzata mediante diverse tecniche, quali spettroscopia UV, dicroismo circolare, gel filtrazione analitica, spettrometria di massa. Il capitolo 1 contiene un'introduzione generale sul batterio, il capitolo 2 e il capitolo 3 descrivono gli studi relativi alle due proteine e sono entrambi suddivisi in un abstract iniziale, un'introduzione, la presentazione dei risultati, la discussione di questi ultimi, i materiali e i metodi utilizzati. La catalasi-like (HP0485) è una proteina periplasmatica con struttura monomerica, appartenente ad una famiglia di enzimi a funzione per la maggior parte sconosciuta, ma evolutivamente correlati alla ben nota catalasi, attore fondamentale nella difesa di H. pylori, grazie alla sua azione specifica di rimozione dell'acqua ossigenata. HP0485, pur conservando il fold catalasico e il legame al cofattore eme, non può compiere la reazione di dismutazione dell'acqua ossigenata; possiede invece un'attività perossidasica ad ampio spettro, essendo in grado di accoppiare la riduzione del perossido di idrogeno all'ossidazione di diversi substrati. Come la catalasi, lavora ad alte concentrazioni di aqua ossigenata e non arriva a saturazione a concentrazioni molto elevate di questo substrato (200 mM); la velocità di reazione catalizzata rimane lineare anche a questi valori, aspetto che la differenzia dalle perossidasi che vengono in genere inattivate da concentrazioni di perossido di idrogeno superiori a 10-50 mM. Queste caratteristiche di versatilità e robustezza suggeriscono che la catalasi-like abbia un ruolo di scavenger dell'acqua ossigenata e probabilmente anche un'altra funzione connessa al suo secondo substrato, ossia l'ossidazione di composti nello spazio periplasmatico cellulare. Oltre alla caratterizzazione dell'attività è descritta anche la presenza di un ponte disolfuro, conservato nelle catalasi-like periplasmatiche, con un ruolo nell'assemblaggio dell'eme per ottenere un enzima attivo e funzionale. La proteina periplasmatica HP0298, componente di un sistema di trasporto ABC, è classificata come trasportatore di dipeptidi e appartiene a una famiglia di proteine in grado di legare diversi substrati, tra cui di- e oligopeptidi, nichel, eme, glutatione. Benchè tutte associate a trasportatori di membrana batterici, queste proteine presentano un dominio di legame al substrato che risulta essere conservato nei domini extracellulari di recettori specifici di mammifero e uomo. Un esempio sono i recettori ionotropici e metabotropici del sistema nervoso. Per caratterizzare questa proteina è stato messo a punto un protocollo di ligand-fishing accoppiato alla spettrometria di massa. La proteina purificata, avente un tag di istidine, è stata incubata con un estratto cellulare di H. pylori per poter interagire con il suo substrato specifico all'interno dell'ambiente naturale in cui avviene il legame. Il complesso proteina-ligando è stato poi purificato per cromatografia di affinità e analizzato mediante HPLC-MS. L'identificazione dei picchi differenziali tra campioni con la proteina e 5 campioni di controllo ha portato alla caratterizzazione di pentapeptidi particolarmente ricchi in aminoacidi idrofobici e con almeno un residuo carico negativamente. Considerando che H. pylori necessita di alcuni aminoacidi essenziali, per la maggior parte idrofobici, e che lo stomaco umano è particolarmente ricco di peptidi prodotti dalla digestione delle proteine introdotte con il cibo, il ruolo fisiologico di HP0298 potrebbe essere l'internalizzazione di peptidi, con caratteristiche specifiche di lunghezza e composizione, che sono naturalmente presenti nella nicchia gastrica.

A new modularity measure for Fuzzy Community detection problems based on overlap and grouping functions

One of the main challenges of fuzzy community detection problems is to be able to measure the quality of a fuzzy partition. In this paper, we present an alternative way of measuring the quality of a fuzzy community detection output based on n-dimensional grouping and overlap functions. Moreover, the proposed modularity measure generalizes the classical Girvan–Newman (GN) modularity for crisp community detection problems and also for crisp overlapping community detection problems. Therefore, it can be used to compare partitions of different nature (i.e. those composed of classical, overlapping and fuzzy communities). Particularly, as is usually done with the GN modularity, the proposed measure may be used to identify the optimal number of communities to be obtained by any network clustering algorithm in a given network. We illustrate this usage by adapting in this way a well-known algorithm for fuzzy community detection problems, extending it to also deal with overlapping community detection problems and produce a ranking of the overlapping nodes. Some computational experiments show the feasibility of the proposed approach to modularity measures through n-dimensional overlap and grouping functions.

Sample-to-sample fluctuations of the overlap distributions in the three-dimensional Edwards-Anderson spin glass

We study the sample-to-sample fluctuations of the overlap probability densities from large-scale equilibrium simulations of the three-dimensional Edwards-Anderson spin glass below the critical temperature. Ultrametricity, stochastic stability, and overlap equivalence impose constraints on the moments of the overlap probability densities that can be tested against numerical data. We found small deviations from the Ghirlanda Guerra predictions, which get smaller as system size increases. We also focus on the shape of the overlap distribution, comparing the numerical data to a mean-field-like prediction in which finite-size effects are taken into account by substituting delta functions with broad peaks.

The minimal overlap rule: restrictions on mergers for creditors’ consensus

As it is known, there is no rule satisfying additivity in the complete domain of bankruptcy problems. This paper proposes a notion of partial additivity in this context, to be called μ-additivity. We find out that this property, together with two quite compelling axioms, equal treatment of equals and continuity, identify the minimal overlap rule, introduced by O’Neill (Math. Soc. Sci. 2:345–371, 1982).

Duplication, overlap, and fragmentation in government programs : hearing before the Committee on Governmental Affairs, United States Senate, One Hundred Fourth Congress, first session, June 7, 1995.

Shipping list no.: 96-0230-P.

Tile Panel in the form of an Architectural Niche

Hasan ibn 'Ali ibn Ahmad Babavaih; 4 ft. 1/2 in.x 1 ft. 11 1/2 in.; stonepaste, modeled; inglaze painted in blue, luster-painted on on opaque white glaze

Multiple employment training programs : overlap among programs raises questions about efficiency : report to the Chairman, Subcommittee on Labor, Health and Human Services and Education, Committee on Appropriations, U.S. Senate /

"B-257662"--P. 1.

Measures of overlap of income distributions of white and Negro families in the United States /

"A United States Department of Commerce publication."