894 resultados para DUAL-SPECIFICITY PHOSPHATASES
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Les protéines DOCK180 et ELMO coopèrent ensemble biochimiquement et génétiquement afin d’activer la GTPase Rac1 lors de plusieurs évènements biologiques. Toutefois, le rôle que jouent ces protéines dans la signalisation par Rac est encore mal compris. Nous émettons l’hypothèse que Dock180 agit comme activateur de Rac, alors que ELMO est requis pour l’intégration de la signalisation de Rac plutôt que son activation per se. Nous postulons que ELMO agit comme signal de localisation intracellulaire afin de restreindre de façon spatio-temporelle la signalisation de Rac en aval de Dock180, et/ou que ELMO agit comme protéine d’échafaudage entre Rac et ses effecteurs pour amplifier la migration cellulaire. Dans l’objectif nº 1, nous démontrons que le domaine PH atypique de ELMO1 est le site d’interaction principal entre cette protéine et DOCK180. De plus, nous démontrons que la liaison entre ELMO et DOCK180 n’est pas nécessaire pour l’activation de Rac, mais est plutôt essentielle pour faciliter la réorganisation du cytosquelette induite par l’activation de Rac en aval de Dock180. Ces résultats impliquent que ELMO pourrait jouer des rôles additionnels dans la signalisation par Rac. Dans l’objectif nº 2, nous avons découvert l’existence d’une homologie structurelle entre ELMO et un module d’autorégulation de la formine Dia1, et avons identifié trois nouveaux domaines dans la protéine ELMO : les domaines RBD, EID et EAD. De façon analogue à Dia1, nous avons découvert que ELMO à l’état basal est autoinhibé grâce à des intéractions intramoléculaires. Nous proposons que l’état d’activation des protéines ELMO est régulé de façon similaire aux formines de la famille Dia, c’est-à-dire grâce à des interactions avec d’autres protéines. Dans l’objectif nº 3, nous identifions un domaine RBD polyvalent chez ELMO. Ce domaine possède une double spécificité pour les GTPases de la famille Rho et Arf. Nous avons découvert que Arl4A agit comme signal de recrutement membranaire pour le module ELMO/DOCK180/Rac. Nos résultats nous permettent de supposer que d’autres GTPases pourraient être impliquées dans l’activation et la localisation de cette voie de signalisation. Nous concluons qu’à l’état basal, ELMO et DOCK180 forment un complexe dans lequel ELMO est dans sa conformation autoinhibée. Bien que le mécanisme d’activation de ELMO ne soit pas encore bien compris, nous avons découvert que, lorsqu’il y a stimulation cellulaire, certaines GTPases liées au GTP peuvent intéragir avec le domaine RBD de ELMO pour relâcher les contacts intramoléculaires et/ou localiser le complexe à la membrane. Ainsi, les GTPases peuvent servir d’ancrage au complexe ELMO/DOCK180 pour assurer une regulation spatiotemporelle adequate de l’activation et de la signalisation de Rac.
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L’auto-incompatibilité (AI) est une barrière reproductive prézygotique qui permet aux pistils d’une fleur de rejeter leur propre pollen. Les systèmes d’AI peuvent prévenir l’autofertilisation et ainsi limiter l’inbreeding. Dans l’AI gamétophytique, le génotype du pollen détermine son propre phénotype d’incompatibilité, et dans ce système, les déterminants mâles et femelles de l’AI sont codés par un locus multigénique et multi-allélique désigné le locus S. Chez les Solanaceae, le déterminant femelle de l’AI est une glycoprotéine stylaire extracellulaire fortement polymorphique possédant une activité ribonucléase et désignée S-RNase. Les S-RNases montrent un patron caractéristique de deux régions hypervariables (HVa et HVb), responsables de leur détermination allélique, et cinq régions hautement conservées (C1 à C5) impliquées dans l’activité catalytique ou la stabilisation structurelle de ces protéines. Dans ce travail, nous avons investigué plusieurs caractéristiques des S-RNases et identifié un nouveau ligand potentiel aux S-RNases chez Solanum chacoense. L’objectif de notre première étude était l’élucidation du rôle de la région C4 des S-RNases. Afin de tester l’hypothèse selon laquelle la région C4 serait impliquée dans le repliement ou la stabilité des S-RNases, nous avons généré un mutant dans lequel les quatre résidus chargés présents en région C4 furent remplacés par des résidus glycine. Cette protéine mutante ne s’accumulant pas à des niveaux détectables, la région C4 semble bien avoir un rôle structurel. Afin de vérifier si C4 est impliquée dans une liaison avec une autre protéine, nous avons généré le mutant R115G, dans lequel un acide aminé chargé fût éliminé afin de réduire les affinités de liaison dans cette région. Ce mutant n’affectant pas le phénotype de rejet pollinique, il est peu probable que la région C4 soit impliquée dans la liaison des S-RNases avec un ligand ou leur pénétration à l’intérieur des tubes polliniques. Enfin, le mutant K113R, dans lequel le seul résidu lysine conservé parmi toutes les S-RNases fût remplacé par un résidu arginine, fût généré afin de vérifier si cette lysine était un site potentiel d’ubiquitination des S-RNases. Toutefois, la dégradation des S-RNases ne fût pas inhibée. Ces résultats indiquent que C4 joue probablement un rôle structurel de stabilisation des S-RNases. Dans une seconde étude, nous avons analysé le rôle de la glycosylation des S-RNases, dont un site, en région C2, est conservé parmi toutes les S-RNases. Afin d’évaluer la possibilité que les sucres conjugués constituent une cible potentielle d’ubiquitination, nous avons généré une S11-RNase dont l‘unique site de glycosylation en C2 fût éliminé. Ce mutant se comporte de manière semblable à une S11-RNase de type sauvage, démontrant que l’absence de glycosylation ne confère pas un phénotype de rejet constitutif du pollen. Afin de déterminer si l’introduction d’un sucre dans la région HVa de la S11-RNase pourrait affecter le rejet pollinique, nous avons généré un second mutant comportant un site additionnel de glycosylation dans la région HVa et une troisième construction qui comporte elle aussi ce nouveau site mais dont le site en région C2 fût éliminé. Le mutant comportant deux sites de glycosylation se comporte de manière semblable à une S11-RNase de type sauvage mais, de manière surprenante, le mutant uniquement glycosylé en région HVa peut aussi rejeter le pollen d’haplotype S13. Nous proposons que la forme non glycosylée de ce mutant constitue un allèle à double spécificité, semblable à un autre allèle à double spécificité préalablement décrit. Il est intéressant de noter que puisque ce phénotype n’est pas observé dans le mutant comportant deux sites de glycosylation, cela suggère que les S-RNases ne sont pas déglycosylées à l’intérieur du pollen. Dans la dernière étude, nous avons réalisé plusieurs expériences d’interactions protéine-protéine afin d’identifier de potentiels interactants polliniques avec les S-RNases. Nous avons démontré que eEF1A, un composant de la machinerie de traduction chez les eucaryotes, peut lier une S11-RNase immobilisée sur résine concanavaline A. Des analyses de type pull-down utilisant la protéine eEF1A de S. chacoense étiquetée avec GST confirment cette interaction. Nous avons aussi montré que la liaison, préalablement constatée, entre eEF1A et l’actine est stimulée en présence de la S11-RNase, bien que cette dernière ne puisse directement lier l’actine. Enfin, nous avons constaté que dans les tubes polliniques incompatibles, l’actine adopte une structure agrégée qui co-localise avec les S-RNases. Ces résultats suggèrent que la liaison entre eEF1A et les S-RNases pourrait constituer un potentiel lien fonctionnel entre les S-RNases et l’altération du cytosquelette d’actine observée lors des réactions d’AI. Par ailleurs, si cette liaison est en mesure de titrer les S-RNases disponibles à l’intérieur du tube pollinique, ce mécanisme pourrait expliquer pourquoi des quantités minimales ou « seuils » de S-RNases sont nécessaires au déclenchement des réactions d’AI.
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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
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In der Dissertation konnte gezeigt werden, dass von einem pp65(495-503)-spezifischen Doppelketten-TZR (2-Plasmide-retrovirales Vektorsystem) ein Potential der Fremdinteraktion mit spezifitätsfremden humanen gp100(280-288)- und AML(14-22)- sowie murinen MDM2(81-88)- und p53(264-272)-Tumorantigen-spezifischen TZRa und -b Ketten besteht. Folglich zeichneten sich essentielle Optimierungsverfahren ab. Für die Generierung von bi-spezifischen T-Zellenrnwurden zwei Strategien etabliert. Das erste Verfahren hatte zur Voraussetzung, dass der Donor und Rezipient einen HCMV-seropositiven Status aufweisen würden. Es ließen sich pp65(495-503)-spezifische T-Zellen aus HCMV-seropositiven Blutproben expandieren, die eine effiziente pp65(495-503)-Spezifität charakterisierte. In der zweiten Strategie wurde die Situation behandelt, dass der Donor HCMV-seronegativ und der Rezipient HCMV-seropositiv wären.rnHierbei wurde das Verfahren der simultanen Kotransfektion mit einem pp65(495-503)- und p53(264-272)-spezifischen TZR etabliert. Bei der Verwendung beider Strategien konnten effizient p53(264-272)-Tumorantigen und pp65(495-503)-bi-spezifische T-Zellen generiert werden.rnHinzukommend konnte der Einfluss einer möglichen Kompetition um CD3 undrnFehlinteraktion mit den endogenen TZRa und -b Ketten dargelegt werden. Des Weiteren erfolgten Interaktionsanalysen mit einem p53(264-272)-Tumorantigen-spezifischen Einzelketten-TZR. Die Analysen erfolgten sowohl unter nicht-kompetitiven Bedingungen in der humanen Jurkat-76 Zelllinie, welche den genomischen Verlust von endogenen TZRa und -b Ketten kennzeichnete, als auch unter kompetitiven Bedingungen in den humanen T-Zellen, die endogene TZRa und -b Ketten besitzen. In dem 2-Plasmide-retroviralen Vektorsystem konnte gezeigt werden, dass unter nicht-kompetitiven Bedingungen der p53(264-272)- Tumorantigen-spezifische Einzelketten-TZR in erhöhtem Maße mit der murinen MDM2(81-88)-sowie homologen p53(264-272)- als auch mit den humanen TZRa Ketten der Spezifitäten AML(14-22), gp100(280-288) und pp65(495-503) (Vb3-Analyse) interagieren konnte. Interessanterweise zeigte sich im 1-Plasmid-retroviralen Vektorsystem ein geringeres Interaktionsverhalten mit murinen und vor allem humanen TZRa Ketten. Das Interaktionspotential schien TZR Subfamilien-abhängig zu sein. Essentiell war es, dass der p53(264-272)-Tumorantigenspezifische Einzelketten-TZR eines 1-Plasmid-retroviralen Vektorsystems, trotz minimaler Beeinflussungen, stets an der Zelloberfläche exprimiert werden konnte und sich kein vollständiger Verlust der p53(264-272)-Spezifität verzeichnen ließ. Aufgrund der Verdrängung der Va-Domäne des p53(264-272)-Tumorantigen-spezifischen Einzelketten-TZR durch eine Volllängen-TZRa-Kette, erfolgte die Optimierung der Va/Vb-Interaktion des Einzelketten-TZR (1-Plasmid-retrovirales Vektorsystem). Es konnte ein neuartiger p53(264-272)-Tumorantigenspezifischer Einzelketten-TZR mit einer zusätzlichen künstlichen Disulfidbrücke zwischen Va(Q51C) und dem C-terminalen Ende des SL7-Linkers (G16C) generiert werden. Dieser Einzelketten-TZR zeigte im Vergleich zum Ausgangskonstrukt eine stärkere Va/Vb-Bindung, ausgelesen an einer effizienten Reduktion der residuellen Kettenfehlinteraktion, sowie eine effiziente TZR-Expression und Funktionalität, als auch eine vergleichbare TZR-MHC:Peptid-Affinität. Zusammenfassend konnten pp65(465-503)- und p53(264-272)-Tumorantigen-bi-spezifische T-Zellen generiert werden, die eine effiziente duale Spezifität aufwiesen. Auch konnte detailliert das Interaktionsverhalten eines p53(264-272)-Tumorantigen-spezifischen Einzelketten-TZR mit spezifitätsfremden TZRa Ketten dargelegt sowie eine Optimierung eines p53(264-272)-Tumorantigen-spezifischen Einzelketten-TZR (1-Plasmid-retrovirales Vektorsystem) erzielt werden.
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Human immunodeficiency virus 1 (HIV-1) multiplication depends on a cellular protein, cyclophilin A (CyPA), that gets integrated into viral particles. Because CyPA is not required for cell viability, we attempted to block its synthesis in order to inhibit HIV-1 replication. For this purpose, we used antisense U7 small nuclear RNAs (snRNAs) that disturb CyPA pre-mRNA splicing and short interfering RNAs (siRNAs) that target CyPA mRNA for degradation. With dual-specificity U7 snRNAs targeting the 3' and 5' splice sites of CyPA exons 3 or 4, we obtained an efficient skipping of these exons and a strong reduction of CyPA protein. Furthermore, short interfering RNAs targeting two segments of the CyPA coding region strongly reduced CyPA mRNA and protein levels. Upon lentiviral vector-mediated transduction, prolonged antisense effects were obtained for both types of antisense RNAs in the human T-cell line CEM-SS. These transduced CEM-SS cells showed a delayed, and for the siRNAs also reduced, HIV-1 multiplication. Since the two types of antisense RNAs function by different mechanisms, combining the two approaches may result in a synergistic effect.
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Down syndrome (DS) is the most frequent genetic cause of mental retardation. Cognitive dysfunction in these patients is correlated with reduced dendritic branching and complexity, along with fewer spines of abnormal shape that characterize the cortical neuronal profile of DS. DS phenotypes are caused by the disruptive effect of specific trisomic genes. Here, we report that overexpression of dual-specificity tyrosine phosphorylation-regulated kinase 1A, DYRK1A, is sufficient to produce the dendritic alterations observed in DS patients. Engineered changes in Dyrk1A gene dosage in vivo strongly alter the postnatal dendritic arborization processes with a similar progression than in humans. In cultured mammalian cortical neurons, we determined a reduction of neurite outgrowth and synaptogenesis. The mechanism underlying neurite dysgenesia involves changes in the dynamic reorganization of the cytoskeleton.
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Cdc25, the dual-specificity phosphatase that dephosphorylates the Cdc2–cyclin B complex at mitosis, is highly regulated during the cell cycle. In Xenopus egg extracts, Cdc25 is associated with two isoforms of the 14-3-3 protein. Cdc25 is complexed primarily with 14-3-3ε and to a lesser extent with 14-3-3ζ. The association of these 14-3-3 proteins with Cdc25 varies dramatically during the cell cycle: binding is high during interphase but virtually absent at mitosis. Interaction with 14-3-3 is mediated by phosphorylation of Xenopus Cdc25 at Ser-287, which resides in a consensus 14-3-3 binding site. Recombinant Cdc25 with a point mutation at this residue (Cdc25-S287A) is incapable of binding to 14-3-3. Addition of the Cdc25-S287A mutant to Xenopus egg extracts accelerates mitosis and overrides checkpoint-mediated arrests of mitotic entry due to the presence of unreplicated and damaged DNA. These findings indicate that 14-3-3 proteins act as negative regulators of Cdc25 in controlling the G2–M transition.
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PTEN/MMAC1 is a tumor suppressor gene located on chromosome 10q23. Inherited PTEN/MMAC1 mutations are associated with a cancer predisposition syndrome known as Cowden’s disease. Somatic mutation of PTEN has been found in a number of malignancies, including glioblastoma, melanoma, and carcinoma of the prostate and endometrium. The protein product (PTEN) encodes a dual-specificity protein phosphatase and in addition can dephosphorylate certain lipid substrates. Herein, we show that PTEN protein induces a G1 block when reconstituted in PTEN-null cells. A PTEN mutant associated with Cowden’s disease (PTEN;G129E) has protein phosphatase activity yet is defective in dephosphorylating inositol 1,3,4,5-tetrakisphosphate in vitro and fails to arrest cells in G1. These data suggest a link between induction of a cell-cycle block by PTEN and its ability to dephosphorylate, in vivo, phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate. In keeping with this notion, PTEN can inhibit the phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate-dependent Akt kinase, a downstream target of phosphatidylinositol 3-kinase, and constitutively active, but not wild-type, Akt overrides a PTEN G1 arrest. Finally, tumor cells lacking PTEN contain high levels of activated Akt, suggesting that PTEN is necessary for the appropriate regulation of the phosphatidylinositol 3-kinase/Akt pathway.
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The C-terminal portion of adenovirus E1A suppresses ras-induced metastasis and tumorigenicity in mammalian cells; however, little is known about the mechanisms by which this occurs. In the simple eukaryote Saccharomyces cerevisiae, Ras2p, the homolog of mammalian h-ras, regulates mitogen-activated protein kinase (MAPK) and cyclic AMP-dependent protein kinase A (cAMP/PKA) signaling pathways to control differentiation from the yeast form to the pseudohyphal form. When expressed in yeast, the C-terminal region of E1A induced pseudohyphal differentiation, and this was independent of both the MAPK and cAMP/PKA signaling pathways. Using the yeast two-hybrid system, we identified an interaction between the C-terminal region of E1A and Yak1p, a yeast dual-specificity serine/threonine protein kinase that functions as a negative regulator of growth. E1A also physically interacts with Dyrk1A and Dyrk1B, two mammalian homologs of Yak1p, and stimulates their kinase activity in vitro. We further demonstrate that Yak1p is required in yeast to mediate pseudohyphal differentiation induced by Ras2p-regulated signaling pathways. However, pseudohyphal differentiation induced by the C-terminal region of E1A is largely independent of Yak1p. These data suggest that mammalian Yak1p-related kinases may be targeted by the E1A oncogene to modulate cell growth.
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The immune system's ability to distinguish self and nonself is essential for both host defense against foreign agents and protection of self-antigens from autoimmune destruction. Such discrimination is complicated by extensive structural homology shared between foreign and self antigens. One hypothesis to explain the development of an autoimmune response is that some B cells activated by foreign antigen acquire, through somatic mutation, specificity for both the eliciting foreign antigen and self antigen. If such clones arise frequently, there must be a mechanism for their elimination. We have analyzed the extent of autoreactivity arising in a nonautoimmune host during the response to a foreign antigen. To overcome the process of apoptosis in primary B cells that might routinely eliminate autoreactive clones, we generated B-cell hybridomas from spleen cells of immunized mice by using a fusion partner constitutively expressing bcl-2. Multiple lines were obtained that recognize simultaneously the hapten phosphorylcholine and the self antigen double-stranded DNA. This dual specificity was not present early but was detected by day 10 after immunization. Some of these cross-reactive antibodies deposit in kidneys in a pattern similar to what is seen in autoimmune disease. These results demonstrate that autoantibodies arise at a high frequency as part of a response to foreign antigen. It has previously been shown that autoreactivity is regulated by central deletion; these data demonstrate a need for negative selection in peripheral lymphoid organs also, to regulate autoantibodies acquiring their self-specificity by somatic mutation.
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The gene encoding the dual-specificity tyrosine-regulated kinase DYRK1A maps to the chromosomal segment HSA21q22.2, which lies within the Down syndrome critical region. The reduction in brain size and behavioral defects observed in mice lacking one copy of the murine homologue Dyrk1A (Dyrk1A+/-) support the idea that this kinase may be involved in monosomy 21 associated mental retardation. However, the structural basis of these behavioral defects remains unclear. In the present work, we have analyzed the microstructure of cortical circuitry in the Dyrk1A+/- mouse and control littermates by intracellular injection of Lucifer Yellow in fixed cortical tissue. We found that labeled pyramidal cells were considerably smaller, less branched and less spinous in the cortex of Dyrk1A+/- mice than in control littermates. These results suggest that Dyrk1A influences the size and complexity of pyramidal cells, and thus their capability to integrate information. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.
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Phosphatase and tensin homolog (PTEN) is a redox-sensitive, dual-specificity protein phosphatase involved in regulating a number of cellular processes including metabolism, apoptosis, cell proliferation and survival. It acts as a tumor suppressor by negatively regulating the PI3K/Akt pathway. While direct evidence of a redox regulation of PTEN downstream signaling has been reported, the effect of cellular oxidative stress or direct PTEN oxidation on the PTEN interactome is still poorly defined. To investigate this, PTEN-GST fusion protein was prepared in its reduced form and an H2O2-oxidized form that was reversible by DTT treatment, and these were immobilized on a glutathione-sepharose-based support. The immobilized protein was incubated with cell lysate to capture interacting proteins. Captured proteins were eluted from the beads, analyzed by LC-MSMS and comparatively quantified using label-free methods. After subtraction of interactors that were also present in the resin and GST controls, 97 individual protein interactors were identified, including several that are novel. Fourteen interactors that varied significantly with the redox status of PTEN were identified, including thioredoxin and peroxiredoxin-1. Except for one interactor, their binding was higher for oxidized PTEN. Using western blotting, altered binding to PTEN was confirmed for 3 selected interactors (Prdx1, Trx, and Anxa2) and DDB1 was validated as a novel interactor with unaltered binding. Our results suggest that the redox status of PTEN causes a functional variation in the PTEN interactome which is important for the cellular function of PTEN. The resin capture method developed had distinct advantages in that the redox status of PTEN could be directly controlled and measured.
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Phosphatase and tensin homolog (PTEN) is involved in a number of different cellular processes including metabolism, apoptosis, cell proliferation and survival. It is a redox-sensitive dual-specificity protein phosphatase that acts as a tumor suppressor by negatively regulating the PI3K/Akt pathway. While direct evidence of redox regulation of PTEN downstream signaling has been reported, the effect of PTEN redox status on its protein-protein interactions is poorly understood. PTEN-GST in its reduced and a DTT-reversible H2O2-oxidized form was immobilized on a glutathione-sepharose support and incubated with cell lysate to capture interacting proteins. Captured proteins were analyzed by LC-MSMS and comparatively quantified using label-free methods. 97 Potential protein interactors were identified, including a significant number that are novel. The abundance of fourteen interactors was found to vary significantly with the redox status of PTEN. Altered binding to PTEN was confirmed by affinity pull-down and Western blotting for Prdx1, Trx, and Anxa2, while DDB1 was validated as a novel interactor with unaltered binding. These results suggest that the redox status of PTEN causes a functional variation in the PTEN interactome. The resin capture method developed had distinct advantages in that the redox status of PTEN could be directly controlled and measured.
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Six clinical isolates of influenza A viruses were examined for hemagglutinin receptor specificity and neuraminidase substrate specificity. All of the viral isolates minimally passaged in mammalian cells demonstrated preferential agglutination of human erythrocytes enzymatically modified to contain NeuAc alpha 2,6Gal sequences, with no agglutination of cells bearing NeuAc alpha 2,3Gal sequences. This finding is consistent with the hemagglutination receptor specificity previously demonstrated for laboratory strains of influenza A viruses. The neuraminidase substrate specificities of the clinical isolates examined were also identical to that described for the N2 neuraminidase of recent laboratory strains of human influenza viruses. The H3N2 viruses all displayed the ability to release sialic acid from both alpha 2, 3 and alpha 2, 6 linkages. In addition, two clinical isolates of H1N1 viruses also demonstrated this dual neuraminidase substrate specificity, a characteristic which has not been previously described for the N1 neuraminidase. These results demonstrate that complementary hemagglutinin and neuraminidase specificities are found in recent isolates of both H1N1 and H3N2 influenza viruses.
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An objective analysis of image quality parameters was performed for a computed radiography (CR) system using both standard single-side and prototype dual-side read plates. The pre-sampled modulation transfer function (MTF), noise power spectrum (NPS), and detective quantum efficiency (DQE) for the systems were determined at three different beam qualities representative of pediatric chest radiography, at an entrance detector air kerma of 5 microGy. The NPS and DQE measurements were realized under clinically relevant x-ray spectra for pediatric radiology, including x-ray scatter radiations. Compared to the standard single-side read system, the MTF for the dual-side read system is reduced, but this is offset by a significant decrease in image noise, resulting in a marked increase in DQE (+40%) in the low spatial frequency range. Thus, for the same image quality, the new technology permits the CR system to be used at a reduced dose level.