Quantitative microstructure analysis of polymer-modified mortars

Digital light, fluorescence and electron microscopy in combination with wavelength-dispersive spectroscopy were used to visualize individual polymers, air voids, cement phases and filler minerals in a polymer-modified cementitious tile adhesive. In order to investigate the evolution and processes involved in formation of the mortar microstructure, quantifications of the phase distribution in the mortar were performed including phase-specific imaging and digital image analysis. The required sample preparation techniques and imaging related topics are discussed. As a form of case study, the different techniques were applied to obtain a quantitative characterization of a specific mortar mixture. The results indicate that the mortar fractionates during different stages ranging from the early fresh mortar until the final hardened mortar stage. This induces process-dependent enrichments of the phases at specific locations in the mortar. The approach presented provides important information for a comprehensive understanding of the functionality of polymer-modified mortars.

Geometrical characterization of undisturbed soil samples using X-ray computed tomography image analysis. Effect of soil management on soil structure

El estudio de la estructura del suelo es de vital importancia en diferentes campos de la ciencia y la tecnología. La estructura del suelo controla procesos físicos y biológicos importantes en los sistemas suelo-planta-microorganismos. Estos procesos están dominados por la geometría de la estructura del suelo, y una caracterización cuantitativa de la heterogeneidad de la geometría del espacio poroso es beneficiosa para la predicción de propiedades físicas del suelo. La tecnología de la tomografía computerizada de rayos-X (CT) nos permite obtener imágenes digitales tridimensionales del interior de una muestra de suelo, proporcionando información de la geometría de los poros del suelo y permitiendo el estudio de los poros sin destruir las muestras. Las técnicas de la geometría fractal y de la morfología matemática se han propuesto como una poderosa herramienta para analizar y cuantificar características geométricas. Las dimensiones fractales del espacio poroso, de la interfaz poro-sólido y de la distribución de tamaños de poros son indicadores de la complejidad de la estructura del suelo. Los funcionales de Minkowski y las funciones morfológicas proporcionan medios para medir características geométricas fundamentales de los objetos geométricos tridimensionales. Esto es, volumen, superficie, curvatura media de la superficie y conectividad. Las características del suelo como la distribución de tamaños de poros, el volumen del espacio poroso o la superficie poro-solido pueden ser alteradas por diferentes practicas de manejo de suelo. En este trabajo analizamos imágenes tomográficas de muestras de suelo de dos zonas cercanas con practicas de manejo diferentes. Obtenemos un conjunto de medidas geométricas, para evaluar y cuantificar posibles diferencias que el laboreo pueda haber causado en el suelo. ABSTRACT The study of soil structure is of vital importance in different fields of science and technology. Soil structure controls important physical and biological processes in soil-plant-microbial systems. Those processes are dominated by the geometry of soil pore structure, and a quantitative characterization of the spatial heterogeneity of the pore space geometry is beneficial for prediction of soil physical properties. The technology of X-ray computed tomography (CT) allows us to obtain three-dimensional digital images of the inside of a soil sample providing information on soil pore geometry and enabling the study of the pores without disturbing the samples. Fractal geometry and mathematical morphological techniques have been proposed as powerful tools to analyze and quantify geometrical features. Fractal dimensions of pore space, pore-solid interface and pore size distribution are indicators of soil structure complexity. Minkowski functionals and morphological functions provide means to measure fundamental geometrical features of three-dimensional geometrical objects, that is, volume, boundary surface, mean boundary surface curvature, and connectivity. Soil features such as pore-size distribution, pore space volume or pore-solid surface can be altered by different soil management practices. In this work we analyze CT images of soil samples from two nearby areas with contrasting management practices. We performed a set of geometrical measures, some of them from mathematical morphology, to assess and quantify any possible difference that tillage may have caused on the soil.

Desorption/ionization on silicon (DIOS): A diverse mass spectrometry platform for protein characterization

Since the advent of matrix-assisted laser desorption/ionization and electrospray ionization, mass spectrometry has played an increasingly important role in protein functional characterization, identification, and structural analysis. Expanding this role, desorption/ionization on silicon (DIOS) is a new approach that allows for the analysis of proteins and related small molecules. Despite the absence of matrix, DIOS-MS yields little or no fragmentation and is relatively tolerant of moderate amounts of contaminants commonly found in biological samples. Here, functional assays were performed on an esterase, a glycosidase, a lipase, as well as exo- and endoproteases by using enzyme-specific substrates. Enzyme activity also was monitored in the presence of inhibitors, successfully demonstrating the ability of DIOS to be used as an inhibitor screen. Because DIOS is a matrix-free desorption technique, it also can be used as a platform for multiple analyses to be performed on the same protein. This unique advantage was demonstrated with acetylcholine esterase for qualitative and quantitative characterization and also by its subsequent identification directly from the DIOS platform.

Quantitative prediction of phase diagrams for polymer partitioning in aqueous two-phase systems

Published polymer distribution data for aqueous poly(ethylene glycol)/dextran mixtures have been reassessed to illustrate the feasibility of their quantitative characterization in terms of the Flory-Huggins theory of polymer thermodynamics. Phase diagrams predicted by this characterization procedure provide better descriptions of the experimental data than those based on an earlier, oversimplified treatment in similar terms. (C) 2003 Wiley Periodicals, Inc.

Nanomechanical characterization of soft bioelectronic interfaces via modeling-informed atomic force microscopy

The field of bioelectronics involves the use of electrodes to exchange electrical signals with biological systems for diagnostic and therapeutic purposes in biomedical devices and healthcare applications. However, the mechanical compatibility of implantable devices with the human body has been a challenge, particularly with long-term implantation into target organs. Current rigid bioelectronics can trigger inflammatory responses and cause unstable device functions due to the mechanical mismatch with the surrounding soft tissue. Recent advances in flexible and stretchable electronics have shown promise in making bioelectronic interfaces more biocompatible. To fully achieve this goal, material science and engineering of soft electronic devices must be combined with quantitative characterization and modeling tools to understand the mechanical issues at the interface between electronic technology and biological tissue. Local mechanical characterization is crucial to understand the activation of failure mechanisms and optimizing the devices. Experimental techniques for testing mechanical properties at the nanoscale are emerging, and the Atomic Force Microscope (AFM) is a good candidate for in situ local mechanical characterization of soft bioelectronic interfaces. In this work, in situ experimental techniques with solely AFM supported by interpretive models for the characterization of planar and three-dimensional devices suitable for in vivo and in vitro biomedical experimentations are reported. The combination of the proposed models and experimental techniques provides access to the local mechanical properties of soft bioelectronic interfaces. The study investigates the nanomechanics of hard thin gold films on soft polymeric substrates (Poly(dimethylsiloxane) PDMS) and 3D inkjet-printed micropillars under different deformation states. The proposed characterization methods provide a rapid and precise determination of mechanical properties, thus giving the possibility to parametrize the microfabrication steps and investigate their impact on the final device.

X-ray absorption and phase contrast imaging to study the interplay between plant roots and soil structure

Plant performance is, at least partly, linked to the location of roots with respect to soil structure features and the micro-environment surrounding roots. Measurements of root distributions from intact samples, using optical microscopy and field tracings have been partially successful but are imprecise and labour-intensive. Theoretically, X-ray computed micro-tomography represents an ideal solution for non-invasive imaging of plant roots and soil structure. However, before it becomes fast enough and affordable or easily accessible, there is still a need for a diagnostic tool to investigate root/soil interplay. Here, a method for detection of undisturbed plant roots and their immediate physical environment is presented. X-ray absorption and phase contrast imaging are combined to produce projection images of soil sections from which root distributions and soil structure can be analyzed. The clarity of roots on the X-ray film is sufficient to allow manual tracing on an acetate sheet fixed over the film. In its current version, the method suffers limitations mainly related to (i) the degree of subjectivity associated with manual tracing and (ii) the difficulty of separating live and dead roots. The method represents a simple and relatively inexpensive way to detect and quantify roots from intact samples and has scope for further improvements. In this paper, the main steps of the method, sampling, image acquisition and image processing are documented. The potential use of the method in an agronomic perspective is illustrated using surface and sub-surface soil samples from a controlled wheat trial. Quantitative characterization of root attributes, e.g. radius, length density, branching intensity and the complex interplay between roots and soil structure, is presented and discussed.

Analysis of thermodynamic non-ideality in terms of protein solvation

The effects of thermodynamic non-ideality on the forms of sedimentation equilibrium distributions for several isoelectric proteins have been analysed on the statistical-mechanical basis of excluded volume to obtain an estimate of the extent of protein solvation. Values of the effective solvation. parameter delta are reported for ellipsoidal as well as spherical models of the proteins, taken to be rigid, impenetrable macromolecular structures. The dependence of the effective solvated radius upon protein molecular mass exhibits reasonable agreement with the relationship calculated for a model in which the unsolvated protein molecule is surrounded by a 0.52-nm solvation shell. Although the observation that this shell thickness corresponds to a double layer of water molecules may be of questionable relevance to mechanistic interpretation of protein hydration, it augurs well for the assignment of magnitudes to the second virial coefficients of putative complexes in the quantitative characterization of protein-protein interactions under conditions where effects of thermodynamic non-ideality cannot justifiably be neglected. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Analytical exclusion chromatography

This review summarizes the development of exclusion chromatography, also termed gel filtration, molecular-sieve chromatography and gel permeation chromatography, for the quantitative characterization of solutes and solute interactions. As well as affording a means of determining molecular mass and molecular mass distribution, the technique offers a convenient way of characterizing solute selfassociation and solute-ligand interactions in terms of reaction stoichiometry and equilibrium constant. The availability of molecular-sieve media with different selective porosities ensures that very little restriction is imposed on the size of solute amenable to study. Furthermore, access to a diverse array of assay procedures for monitoring the column eluate endows analytical exclusion chromatography with far greater flexibility than other techniques from the viewpoint of solute concentration range that can be examined. In addition to its widely recognized prowess as a means of solute separation and purification, exclusion chromatography thus also possesses considerable potential for investigating the functional roles of the purified solutes. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Projecto de pré-dimensionamento de uma ETAR em Luanda - Angola

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Hidráulica

Proceedings of the Schistosome Genome Project

"The host-parasite relationship" is a vast and diverse research field which, despite huge human and financial input over many years, remains largely shrouded in mystery. Clearly, the adaptation of parasites to their different host species, and to the different environmental stresses that they represent, depends on interactions with, and responses to, various molecules of host and/or parasite origin. The schistosome genome project is a primary strategy to reach the goal; this systematic research project has successfully developed novel technologies for qualitative and quantitative characterization of schistosome genes and genome organization by extensive international collaboration between top quality laboratories. Schistosomes are a family of parasitic blood flukes (Phylum Platyhelminthes), which have seven pairs of autosomal chromosomes and one pair of sex chromosomes (ZZ for a male worm and ZW for a female), of a haploid genome size of 2.7x108 base pairs (Simpson et al. 1982). Schistosomes are ideal model organisms for the development of genome mapping strategies since they have a small genome size comparable to that of well-characterized model organisms such as Caenorhabditis elegans (100 Mb) and Drosophila (165 Mb), and contain functional genes with a high level of homology to the host mammalian genes. Here we summarize the current progress in the schistosome genome project, the information of 3,047 transcribed genes (Expressed Sequence Tags; EST), complete sets of cDNA and genomic DNA libraries (including YAC and cosmid libraries) with a mapping technique to the well defined schistosome chromosomes. The schistosome genome project will further identify and characterize the key molecules that are responsible for host-parasite adaptation, i.e., successful growth, development, maturation and reproduction of the parasite within its host in the near future

"Bottleneck effect" in two-Dimensional microfluidics

An anomalously long transient is needed to achieve a steady pressurization of a fluid when forced to flow through micronarrowed channels under constant mechanical driving. This phenomenon, known as the "bottleneck effect" is here revisited from a different perspective, by using confined displacements of interfacial fluids. Compared to standard microfluidics, such effect admits in this case a neat quantitative characterization, which reveals intrinsic material characteristics of flowing monolayers and permits to envisage strategies for their controlled micromanipulation.

Multi-scale systems analysis of plant development : beyond cellular signaling and tissue morphodynamics

Les plantes sont essentielles pour les sociétés humaines. Notre alimentation quotidienne, les matériaux de constructions et les sources énergétiques dérivent de la biomasse végétale. En revanche, la compréhension des multiples aspects développementaux des plantes est encore peu exploitée et représente un sujet de recherche majeur pour la science. L'émergence des technologies à haut débit pour le séquençage de génome à grande échelle ou l'imagerie de haute résolution permet à présent de produire des quantités énormes d'information. L'analyse informatique est une façon d'intégrer ces données et de réduire la complexité apparente vers une échelle d'abstraction appropriée, dont la finalité est de fournir des perspectives de recherches ciblées. Ceci représente la raison première de cette thèse. En d'autres termes, nous appliquons des méthodes descriptives et prédictives combinées à des simulations numériques afin d'apporter des solutions originales à des problèmes relatifs à la morphogénèse à l'échelle de la cellule et de l'organe. Nous nous sommes fixés parmi les objectifs principaux de cette thèse d'élucider de quelle manière l'interaction croisée des phytohormones auxine et brassinosteroïdes (BRs) détermine la croissance de la cellule dans la racine du méristème apical d'Arabidopsis thaliana, l'organisme modèle de référence pour les études moléculaires en plantes. Pour reconstruire le réseau de signalement cellulaire, nous avons extrait de la littérature les informations pertinentes concernant les relations entre les protéines impliquées dans la transduction des signaux hormonaux. Le réseau a ensuite été modélisé en utilisant un formalisme logique et qualitatif pour pallier l'absence de données quantitatives. Tout d'abord, Les résultats ont permis de confirmer que l'auxine et les BRs agissent en synergie pour contrôler la croissance de la cellule, puis, d'expliquer des observations phénotypiques paradoxales et au final, de mettre à jour une interaction clef entre deux protéines dans la maintenance du méristème de la racine. Une étude ultérieure chez la plante modèle Brachypodium dystachion (Brachypo- dium) a révélé l'ajustement du réseau d'interaction croisée entre auxine et éthylène par rapport à Arabidopsis. Chez ce dernier, interférer avec la biosynthèse de l'auxine mène à la formation d'une racine courte. Néanmoins, nous avons isolé chez Brachypodium un mutant hypomorphique dans la biosynthèse de l'auxine qui affiche une racine plus longue. Nous avons alors conduit une analyse morphométrique qui a confirmé que des cellules plus anisotropique (plus fines et longues) sont à l'origine de ce phénotype racinaire. Des analyses plus approfondies ont démontré que la différence phénotypique entre Brachypodium et Arabidopsis s'explique par une inversion de la fonction régulatrice dans la relation entre le réseau de signalisation par l'éthylène et la biosynthèse de l'auxine. L'analyse morphométrique utilisée dans l'étude précédente exploite le pipeline de traitement d'image de notre méthode d'histologie quantitative. Pendant la croissance secondaire, la symétrie bilatérale de l'hypocotyle est remplacée par une symétrie radiale et une organisation concentrique des tissus constitutifs. Ces tissus sont initialement composés d'une douzaine de cellules mais peuvent aisément atteindre des dizaines de milliers dans les derniers stades du développement. Cette échelle dépasse largement le seuil d'investigation par les moyens dits 'traditionnels' comme l'imagerie directe de tissus en profondeur. L'étude de ce système pendant cette phase de développement ne peut se faire qu'en réalisant des coupes fines de l'organe, ce qui empêche une compréhension des phénomènes cellulaires dynamiques sous-jacents. Nous y avons remédié en proposant une stratégie originale nommée, histologie quantitative. De fait, nous avons extrait l'information contenue dans des images de très haute résolution de sections transverses d'hypocotyles en utilisant un pipeline d'analyse et de segmentation d'image à grande échelle. Nous l'avons ensuite combiné avec un algorithme de reconnaissance automatique des cellules. Cet outil nous a permis de réaliser une description quantitative de la progression de la croissance secondaire révélant des schémas développementales non-apparents avec une inspection visuelle classique. La formation de pôle de phloèmes en structure répétée et espacée entre eux d'une longueur constante illustre les bénéfices de notre approche. Par ailleurs, l'exploitation approfondie de ces résultats a montré un changement de croissance anisotropique des cellules du cambium et du phloème qui semble en phase avec l'expansion du xylème. Combinant des outils génétiques et de la modélisation biomécanique, nous avons démontré que seule la croissance plus rapide des tissus internes peut produire une réorientation de l'axe de croissance anisotropique des tissus périphériques. Cette prédiction a été confirmée par le calcul du ratio des taux de croissance du xylème et du phloème au cours de développement secondaire ; des ratios élevés sont effectivement observés et concomitant à l'établissement progressif et tangentiel du cambium. Ces résultats suggèrent un mécanisme d'auto-organisation établi par un gradient de division méristématique qui génèrent une distribution de contraintes mécaniques. Ceci réoriente la croissance anisotropique des tissus périphériques pour supporter la croissance secondaire. - Plants are essential for human society, because our daily food, construction materials and sustainable energy are derived from plant biomass. Yet, despite this importance, the multiple developmental aspects of plants are still poorly understood and represent a major challenge for science. With the emergence of high throughput devices for genome sequencing and high-resolution imaging, data has never been so easy to collect, generating huge amounts of information. Computational analysis is one way to integrate those data and to decrease the apparent complexity towards an appropriate scale of abstraction with the aim to eventually provide new answers and direct further research perspectives. This is the motivation behind this thesis work, i.e. the application of descriptive and predictive analytics combined with computational modeling to answer problems that revolve around morphogenesis at the subcellular and organ scale. One of the goals of this thesis is to elucidate how the auxin-brassinosteroid phytohormone interaction determines the cell growth in the root apical meristem of Arabidopsis thaliana (Arabidopsis), the plant model of reference for molecular studies. The pertinent information about signaling protein relationships was obtained through the literature to reconstruct the entire hormonal crosstalk. Due to a lack of quantitative information, we employed a qualitative modeling formalism. This work permitted to confirm the synergistic effect of the hormonal crosstalk on cell elongation, to explain some of our paradoxical mutant phenotypes and to predict a novel interaction between the BREVIS RADIX (BRX) protein and the transcription factor MONOPTEROS (MP),which turned out to be critical for the maintenance of the root meristem. On the same subcellular scale, another study in the monocot model Brachypodium dystachion (Brachypodium) revealed an alternative wiring of auxin-ethylene crosstalk as compared to Arabidopsis. In the latter, increasing interference with auxin biosynthesis results in progressively shorter roots. By contrast, a hypomorphic Brachypodium mutant isolated in this study in an enzyme of the auxin biosynthesis pathway displayed a dramatically longer seminal root. Our morphometric analysis confirmed that more anisotropic cells (thinner and longer) are principally responsible for the mutant root phenotype. Further characterization pointed towards an inverted regulatory logic in the relation between ethylene signaling and auxin biosynthesis in Brachypodium as compared to Arabidopsis, which explains the phenotypic discrepancy. Finally, the morphometric analysis of hypocotyl secondary growth that we applied in this study was performed with the image-processing pipeline of our quantitative histology method. During its secondary growth, the hypocotyl reorganizes its primary bilateral symmetry to a radial symmetry of highly specialized tissues comprising several thousand cells, starting with a few dozens. However, such a scale only permits observations in thin cross-sections, severely hampering a comprehensive analysis of the morphodynamics involved. Our quantitative histology strategy overcomes this limitation. We acquired hypocotyl cross-sections from tiled high-resolution images and extracted their information content using custom high-throughput image processing and segmentation. Coupled with an automated cell type recognition algorithm, it allows precise quantitative characterization of vascular development and reveals developmental patterns that were not evident from visual inspection, for example the steady interspace distance of the phloem poles. Further analyses indicated a change in growth anisotropy of cambial and phloem cells, which appeared in phase with the expansion of xylem. Combining genetic tools and computational modeling, we showed that the reorientation of growth anisotropy axis of peripheral tissue layers only occurs when the growth rate of central tissue is higher than the peripheral one. This was confirmed by the calculation of the ratio of the growth rate xylem to phloem throughout secondary growth. High ratios are indeed observed and concomitant with the homogenization of cambium anisotropy. These results suggest a self-organization mechanism, promoted by a gradient of division in the cambium that generates a pattern of mechanical constraints. This, in turn, reorients the growth anisotropy of peripheral tissues to sustain the secondary growth.

Prédiction des impacts pharmacocinétiques des interactions médicamenteuses impliquant des CYP3A et les glycoprotéines-P : développement de modèles physiologiques et analyse de sensibilité

Les propriétés pharmacocinétiques d’un nouveau médicament et les risques d’interactions médicamenteuses doivent être investigués très tôt dans le processus de recherche et développement. L’objectif principal de cette thèse était de concevoir des approches prédictives de modélisation du devenir du médicament dans l’organisme en présence et en absence de modulation d’activité métabolique et de transport. Le premier volet de recherche consistait à intégrer dans un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PBPK), le transport d’efflux membranaire gouverné par les glycoprotéines-P (P-gp) dans le cœur et le cerveau. Cette approche, basée sur des extrapolations in vitro-in vivo, a permis de prédire la distribution tissulaire de la dompéridone chez des souris normales et des souris déficientes pour les gènes codant pour la P-gp. Le modèle a confirmé le rôle protecteur des P-gp au niveau cérébral, et a suggéré un rôle négligeable des P-gp dans la distribution tissulaire cardiaque pour la dompéridone. Le deuxième volet de cette recherche était de procéder à l’analyse de sensibilité globale (ASG) du modèle PBPK précédemment développé, afin d’identifier les paramètres importants impliqués dans la variabilité des prédictions, tout en tenant compte des corrélations entre les paramètres physiologiques. Les paramètres importants ont été identifiés et étaient principalement les paramètres limitants des mécanismes de transport à travers la membrane capillaire. Le dernier volet du projet doctoral consistait à développer un modèle PBPK apte à prédire les profils plasmatiques et paramètres pharmacocinétiques de substrats de CYP3A administrés par voie orale à des volontaires sains, et de quantifier l’impact d’interactions médicamenteuses métaboliques (IMM) sur la pharmacocinétique de ces substrats. Les prédictions des profils plasmatiques et des paramètres pharmacocinétiques des substrats des CYP3A ont été très comparables à ceux mesurés lors d’études cliniques. Quelques écarts ont été observés entre les prédictions et les profils plasmatiques cliniques mesurés lors d’IMM. Cependant, l’impact de ces inhibitions sur les paramètres pharmacocinétiques des substrats étudiés et l’effet inhibiteur des furanocoumarins contenus dans le jus de pamplemousse ont été prédits dans un intervalle d’erreur très acceptable. Ces travaux ont contribué à démontrer la capacité des modèles PBPK à prédire les impacts pharmacocinétiques des interactions médicamenteuses avec une précision acceptable et prometteuse.

Clustering algorithms and shape factor methods to discriminate among small GTPase phenotypes using DIC image analysis.

Naïvement perçu, le processus d’évolution est une succession d’événements de duplication et de mutations graduelles dans le génome qui mènent à des changements dans les fonctions et les interactions du protéome. La famille des hydrolases de guanosine triphosphate (GTPases) similaire à Ras constitue un bon modèle de travail afin de comprendre ce phénomène fondamental, car cette famille de protéines contient un nombre limité d’éléments qui diffèrent en fonctionnalité et en interactions. Globalement, nous désirons comprendre comment les mutations singulières au niveau des GTPases affectent la morphologie des cellules ainsi que leur degré d’impact sur les populations asynchrones. Mon travail de maîtrise vise à classifier de manière significative différents phénotypes de la levure Saccaromyces cerevisiae via l’analyse de plusieurs critères morphologiques de souches exprimant des GTPases mutées et natives. Notre approche à base de microscopie et d’analyses bioinformatique des images DIC (microscopie d’interférence différentielle de contraste) permet de distinguer les phénotypes propres aux cellules natives et aux mutants. L’emploi de cette méthode a permis une détection automatisée et une caractérisation des phénotypes mutants associés à la sur-expression de GTPases constitutivement actives. Les mutants de GTPases constitutivement actifs Cdc42 Q61L, Rho5 Q91H, Ras1 Q68L et Rsr1 G12V ont été analysés avec succès. En effet, l’implémentation de différents algorithmes de partitionnement, permet d’analyser des données qui combinent les mesures morphologiques de population native et mutantes. Nos résultats démontrent que l’algorithme Fuzzy C-Means performe un partitionnement efficace des cellules natives ou mutantes, où les différents types de cellules sont classifiés en fonction de plusieurs facteurs de formes cellulaires obtenus à partir des images DIC. Cette analyse démontre que les mutations Cdc42 Q61L, Rho5 Q91H, Ras1 Q68L et Rsr1 G12V induisent respectivement des phénotypes amorphe, allongé, rond et large qui sont représentés par des vecteurs de facteurs de forme distincts. Ces distinctions sont observées avec différentes proportions (morphologie mutante / morphologie native) dans les populations de mutants. Le développement de nouvelles méthodes automatisées d’analyse morphologique des cellules natives et mutantes s’avère extrêmement utile pour l’étude de la famille des GTPases ainsi que des résidus spécifiques qui dictent leurs fonctions et réseau d’interaction. Nous pouvons maintenant envisager de produire des mutants de GTPases qui inversent leur fonction en ciblant des résidus divergents. La substitution fonctionnelle est ensuite détectée au niveau morphologique grâce à notre nouvelle stratégie quantitative. Ce type d’analyse peut également être transposé à d’autres familles de protéines et contribuer de manière significative au domaine de la biologie évolutive.

A further exploration of a nucleophilicity index based on the gas-phase ionization potentials

An empirical nucleophilicity index based on the gas-phase ionization potentials has been recently shown to be useful categorizing and settling the nucleophilicity power of a series of captodative ethylenes reacting in cycloaddition reactions (L.R. Domingo, E. Chamorro, P. Perez, Journal of Organic Chemistry 73 (2008) 4615-4624). In the present work, the applicability of such model is tested within a broader series of substituted alkenes, substituted aromatic compounds and simple nucleophilic molecules. This index obtained within a Koopman`s theorem framework has been evaluated here in both gas and solution phases for several well-known nucleophiles. These results are found to be linearly correlated. Finally, the feasibility of the predictive character of this index has been discussed in comparison to the available experimental nucleophilicities of some amines in water. These results further support and validate the usefulness of such approximation in the modeling of the global nucleophilicity. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.