Dynamic simulation of regulatory networks using SQUAD.

BACKGROUND: The ambition of most molecular biologists is the understanding of the intricate network of molecular interactions that control biological systems. As scientists uncover the components and the connectivity of these networks, it becomes possible to study their dynamical behavior as a whole and discover what is the specific role of each of their components. Since the behavior of a network is by no means intuitive, it becomes necessary to use computational models to understand its behavior and to be able to make predictions about it. Unfortunately, most current computational models describe small networks due to the scarcity of kinetic data available. To overcome this problem, we previously published a methodology to convert a signaling network into a dynamical system, even in the total absence of kinetic information. In this paper we present a software implementation of such methodology. RESULTS: We developed SQUAD, a software for the dynamic simulation of signaling networks using the standardized qualitative dynamical systems approach. SQUAD converts the network into a discrete dynamical system, and it uses a binary decision diagram algorithm to identify all the steady states of the system. Then, the software creates a continuous dynamical system and localizes its steady states which are located near the steady states of the discrete system. The software permits to make simulations on the continuous system, allowing for the modification of several parameters. Importantly, SQUAD includes a framework for perturbing networks in a manner similar to what is performed in experimental laboratory protocols, for example by activating receptors or knocking out molecular components. Using this software we have been able to successfully reproduce the behavior of the regulatory network implicated in T-helper cell differentiation. CONCLUSION: The simulation of regulatory networks aims at predicting the behavior of a whole system when subject to stimuli, such as drugs, or determine the role of specific components within the network. The predictions can then be used to interpret and/or drive laboratory experiments. SQUAD provides a user-friendly graphical interface, accessible to both computational and experimental biologists for the fast qualitative simulation of large regulatory networks for which kinetic data is not necessarily available.

Activity in inferior parietal and medial prefrontal cortex signals the accumulation of evidence in a probability learning task.

In an uncertain environment, probabilities are key to predicting future events and making adaptive choices. However, little is known about how humans learn such probabilities and where and how they are encoded in the brain, especially when they concern more than two outcomes. During functional magnetic resonance imaging (fMRI), young adults learned the probabilities of uncertain stimuli through repetitive sampling. Stimuli represented payoffs and participants had to predict their occurrence to maximize their earnings. Choices indicated loss and risk aversion but unbiased estimation of probabilities. BOLD response in medial prefrontal cortex and angular gyri increased linearly with the probability of the currently observed stimulus, untainted by its value. Connectivity analyses during rest and task revealed that these regions belonged to the default mode network. The activation of past outcomes in memory is evoked as a possible mechanism to explain the engagement of the default mode network in probability learning. A BOLD response relating to value was detected only at decision time, mainly in striatum. It is concluded that activity in inferior parietal and medial prefrontal cortex reflects the amount of evidence accumulated in favor of competing and uncertain outcomes.

Regional Advisory Committee on Cancer - Guidance for the Management of Haematological Cancer (September 2004) (PDF 163 KB)

Haematological cancers in adults include a range of diseases including leukaemias, lymphomas and myeloma, all of which differ in diagnosis and management. Collectively they account for about 1 in 14 cancers. This guidance provides a profile of the major haematological malignancies with brief reference to relevant epidemiological factors and management implications. It emphasises the collaborative and specialised nature of the clinical haematology service currently being delivered in the Cancer Centre and Cancer Units on a hub and spoke basis. The guidance sets out recommendations aimed at strengthening the current clinical service, which should continue to operate as a network, facilitating rapid referrals and the use of shared protocols. Specifically, it recommends that patients should be managed by a multi-disciplinary approach and that the provision of diagnostic facilities including radiological and cytogenetic analysis must be sufficient to provide high quality and timely information. åÊ

L'intercanvi de llavors com a mecanisme per a la conservació de l'agrobiodiversitat. Estudi de cas: Vallès Oriental

En les últimes dècades hi ha hagut un interès creixent en la conservació de les varietats locals. En relació amb això, s’argumenta que els horts domèstics tenen un paper fonamental en el manteniment de la diversitat genètica. Pel que fa a l’objectiu, consisteix a analitzar la conservació de l’agrobiodiversitat a la comarca del Vallès Oriental mitjançant una anàlisi de la xarxa d’intercanvi, el nombre de varietats locals i el coneixement que hi està associat. Aquest còmput d’informació ha permès realitzar un inventari de totes les varietats locals, el seu coneixement associat, una anàlisi del context social dels hortelans i una anàlisi de les xarxes d’intercanvi, que evidencien si aquests factors afecten de forma directa o indirecta la millora i el manteniment de l’agrobiodiversitat.

Physically based walking simulation

Hem realitzat l’estudi de moviments humans i hem buscat la forma de poder crear aquests moviments en temps real sobre entorns digitals de forma que la feina que han de dur a terme els artistes i animadors sigui reduïda. Hem fet un estudi de les diferents tècniques d’animació de personatges que podem trobar actualment en l’industria de l’entreteniment així com les principals línies de recerca, estudiant detingudament la tècnica més utilitzada, la captura de moviments. La captura de moviments permet enregistrar els moviments d’una persona mitjançant sensors òptics, sensors magnètics i vídeo càmeres. Aquesta informació és emmagatzemada en arxius que després podran ser reproduïts per un personatge en temps real en una aplicació digital. Tot moviment enregistrat ha d’estar associat a un personatge, aquest és el procés de rigging, un dels punts que hem treballat ha estat la creació d’un sistema d’associació de l’esquelet amb la malla del personatge de forma semi-automàtica, reduint la feina de l’animador per a realitzar aquest procés. En les aplicacions en temps real com la realitat virtual, cada cop més s’està simulant l’entorn en el que viuen els personatges mitjançant les lleis de Newton, de forma que tot canvi en el moviment d’un cos ve donat per l’aplicació d’una força sobre aquest. La captura de moviments no escala bé amb aquests entorns degut a que no és capaç de crear noves animacions realistes a partir de l’enregistrada que depenguin de l’interacció amb l’entorn. L’objectiu final del nostre treball ha estat realitzar la creació d’animacions a partir de forces tal i com ho fem en la realitat en temps real. Per a això hem introduït un model muscular i un sistema de balanç sobre el personatge de forma que aquest pugui respondre a les interaccions amb l’entorn simulat mitjançant les lleis de Newton de manera realista.

MYC regulation of a "poor-prognosis" metastatic cancer cell state.

Gene expression signatures are used in the clinic as prognostic tools to determine the risk of individual patients with localized breast tumors developing distant metastasis. We lack a clear understanding, however, of whether these correlative biomarkers link to a common biological network that regulates metastasis. We find that the c-MYC oncoprotein coordinately regulates the expression of 13 different "poor-outcome" cancer signatures. In addition, functional inactivation of MYC in human breast cancer cells specifically inhibits distant metastasis in vivo and invasive behavior in vitro of these cells. These results suggest that MYC oncogene activity (as marked by "poor-prognosis" signature expression) may be necessary for the translocation of poor-outcome human breast tumors to distant sites.

Regulation of membrane trafficking and organ separation by the NEVERSHED ARF-GAP protein.

Cell separation, or abscission, is a highly specialized process in plants that facilitates remodeling of their architecture and reproductive success. Because few genes are known to be essential for organ abscission, we conducted a screen for mutations that alter floral organ shedding in Arabidopsis. Nine recessive mutations that block shedding were found to disrupt the function of an ADP-ribosylation factor-GTPase-activating protein (ARF-GAP) we have named NEVERSHED (NEV). As predicted by its homology to the yeast Age2 ARF-GAP and transcriptional profile, NEV influences other aspects of plant development, including fruit growth. Co-localization experiments carried out with NEV-specific antiserum and a set of plant endomembrane markers revealed that NEV localizes to the trans-Golgi network and endosomes in Arabidopsis root epidermal cells. Interestingly, transmission electron micrographs of abscission zone regions from wild-type and nev flowers reveal defects in the structure of the Golgi apparatus and extensive accumulation of vesicles adjacent to the cell walls. Our results suggest that NEV ARF-GAP activity at the trans-Golgi network and distinct endosomal compartments is required for the proper trafficking of cargo molecules required for cell separation.

Disseny e implementació de una xarxa sense fils

El projecte consisteix en l' aplicació practica i real de les tecnologies sense fils actuals per l' ampliació dels serveis d' accés a la xarxa TCP / IP en una empresa

Sistema d'Informació Geogràfica de Distribució d'Aigües

En aquest projecte es fa la implamantació d'un sistema d'informació geogràfica per la xarxa de distribució d'aigües de la població Bell-lloc d'Urgell. A més a més de tenir digitalitzada tota la zarza, s'incorpora un sistema de gestió, control i seguiment d'avaries.

MOLECULAR REORGANIZATION FOLLOWING SENSORY STIMULATION IN THE ADULT MOUSE BARREL CORTEX

Sensory information is an important factor in shaping neuronal circuits during development and adulthood. In the barrel cortex of adult rodents, cells from layer IV are able to adapt their functional state to an increased flow of sensory information from the mystacial whisker follicles. Previous studies in our group have shown that whisker stimulation induces the formation of inhibitory synapses in the corresponding barrel (Knott et al., 2002) and decreases neuronal responses toward the deflection of the stimulated whisker (Quairiaux et al., 2007). Together these observations have turned the barrel cortex into a model to study homeostatic plasticity. At the cellular level, neuronal activity triggers intracellular signaling cascades leading to a transcriptional response. To further characterize the molecular pathways involved in the synaptic changes after whisker stimulation in the adult mouse, a previous doctoral student in our group performed a microarray analysis on laser-dissected barrels in sections through layer IV. This study identified the regulation (up and down) of a series of genes in the stimulated barrels (thesis of Johnston-Wenger, 2010). We here focused on ten genes that presented the highest fold change according to the microarray analysis. Out of these genes, 7 are known as neuronal activity-dependent genes (Tnncl, Nptx2, Sorcs3, Ptgs2, Nr4a2, Npas4 and Adcyapl) whereas three have so far not been related to neuronal plasticity (Scn7a, Pcdhl5 and Cede3). The study aimed at confirming the results of the microarray analysis and localizing molecular modifications in the stimulated barrel column at the cellular level. In situ hybridization for Pcdhl5 after different periods of whisker stimulation (3, 6, 9, 15, 24 hrs) allowed us to confirm that the 1.25 fold change used for the microarray analysis is an appropriate threshold for considering a regulation significant after sensory-stimulation. Moreover, we confirmed with in situ hybridization a significant upregulation of the genes of interest in the stimulated barrels. In situ hybridization and immunohistochemistry allowed us to observe the distribution of the genes of interest and the corresponding protein products at the cellular level. Three observations were made: 1) alterations of the expression was restricted to the stimulated barrels for all genes tested; 2) within a barrel column not all cells responded to whisker stimulation with an altered gene expression; 3) in the stimulated barrels, two different patterns of mRNA and protein expression can be distinguished. We hypothesize that this segregation of the activity-induced gene expression reflects the segregation of the two principal thalamocortical pathways conveying the sensory information to the barrel cortex. Moreover, only neurons reaching the critical threshold will modify their gene expression program resulting in structural as well as physiological modifications that prevent the subsequent propagation of the excess of excitation to the postsynaptic targets. The activity-induced gene expression is therefore adapted in a cell-type-specific manner to induce a homeostatic response to the entire neuronal network involved in the integration of the sensory information. This to our knowledge the first study showing the distinct, but complementary contribution of the two thalamocortical pathways in experience-dependent plasticity in the adult mouse barrel cortex. -- L'information sensorielle nous permet de continuellement façonner nos circuits neuronaux autant durant le développement qu'à l'âge adulte. Chez le rongeur l'information sensorielle perçue par les vibrisses est intégrée au niveau du cortex somatosensoriel primaire (appelé en anglais « barrel cortex ») dont les cellules de la couche IV sont capables d'adapter leur état fonctionnel en réponse à une augmentation d'activité neuronale. Ce modèle expérimental a permis à notre groupe de recherche d'observer des changements rapides du circuit neuronal en fonction de l'activité sensorielle. En effet, la stimulation continue d'une vibrisse d'une souris adulte pendant 24 heures induit non seulement un remaniement synaptique (Knott et al., 2002), mais également des changements physiologiques au niveau des neurones du tonneau correspondant (Quairiaux et al., 2007). Ces observations nous permettent d'affirmer que le « barrel cortex » est un modèle approprié pour y étudier la plasticité synaptique. Au niveau cellulaire, l'activité neuronale déclenche des cascades de signalisation intracellulaire résultant en une réponse transcriptionnelle. Afin de caractériser les voies moléculaires impliquées dans la plasticité synaptique, une puce à ARN nous a permis de comparer l'expression de gènes entre un tonneau correspondant à une vibrisse stimulée et un tonneau d'une vibrisse non-stimulée (Nathalie). Cette analyse a révélé un certain nombre de gènes régulés de manière positive ou négative par l'augmentation de l'activité neuronale. Nous nous sommes concentrés sur 10 gènes dont l'expression est fortement régulée. L'expression de sept d'entre eux a déjà été démontrée comme dépendante de l'activité neuronale (Tnncl, Nptx2, Sorcs3, Ptgs2, Nr4a2, Npas4 otAdcyapl) alors que l'expression des trois autres (Scn7a, Pcdhl5 et Cedei) n'a pour le moment pas encore été liée à la plasticité neuronale. Le but de cette thèse est de confirmer les résultats de la puce à ARN et de déterminer dans quel type cellulaire ces gènes sont exprimés. L'hybridation in situ pour le gène Pcdhl5, après différentes périodes de stimulation des vibrisses (3, 6, 9, 15 et 24 heures), nous a permis de confirmer que le seuil de 1.25x utilisé dans l'analyse de la puce à ARN est approprié pour considérer qu'un gène est régulé de manière significative par la stimulation sensorielle. Nous avons également pu confirmer à l'aide de cette technique que la stimulation sensorielle augmente significativement l'expression de ces dix gènes. L'expression de ces gènes au niveau cellulaire a été observée à l'aide des techniques d'hybridation in situ et d'immunohistochimie. Trois observations ont été faites : 1) la régulation de ces gènes est restreinte aux tonneaux correspondants aux vibrisses stimulées ; 2) au niveau d'une colonne corticale correspondant aux vibrisses stimulées, seules certaines cellules présentent une altération de leur expression génique ; 3) au niveau des tonneaux stimulés, deux profils d'expression d'ARNm et de protéines sont observés. Notre hypothèse est que cette distribution pourrait correspondre à la terminaison ségrégée des deux voies thalamocortical qui amènent l'information sensorielle dans le cortex cérébral. De plus, seul les neurones atteignant le seuil critique d'activation modifient leur expression génique en réponse à la stimulation sensorielle. Ces changements d'expression géniques vont permettre à la cellule de modifier ses propriétés structurales et physiologiques de manière a prevenir la propagation d'un excès d'activité neuronale au niveau de ses cibles postsynaptics. L'activité neuronale agit donc spécifiquement sur certains types cellulaires de maniere a induire une réponse homéostatique au niveau du réseau neuronal impliqué dans l'integration de l'information sensorielle. Nos travaux démontrent pour une première fois que les deux voies sensorielles contribuent d'une manière distincte et complémentaire à la plasticité corticale induite par un changement de l'activité sensorielle chez la souris adulte.

Anàlisi de Requeriments per un Model de Xarxa de Telecomunicacions amb aplicació des d'un Sistema d'Informació Geogràfica

La idea principal és crear un model d'una xarxa de telecomunicacions gestionable des d'un programari d'informació geogràfica (GIS). Es tracta de dissenyar una xarxa simple de fibra òptica similar a les que es fan per a la connexió directa de clients amb aquesta tecnologia.

petraCAT

Creació d'una ontologia sobre el món de l'escalada i una aplicació Android per a consultar-la.

L'escola a la societat xarxa : Internet a l'educació primària i secundària. Informe final de recerca (volum II)

Aquest projecte té la intenció d'identificar i analitzar els efectes de la introducció d'Internet a les escoles catalanes (educació primària i secundària). L'objectiu és posar de manifest la manera com s'utilitza la xarxa en aquest àmbit i en quina mesura contribueix a l'aparició, en els centres educatius, d'una nova cultura adaptada a les necessitats de la societat xarxa. Amb aquest propòsit, aquest projecte desplega les seves línies d'anàlisi per a fer atenció al procés d'incorporació d'Internet, principalment, en tres direccions: la pràctica pedagògica, les formes d'organització i gestió dels centres educatius i la seva vinculació amb la comunitat i el territori. Aquesta investigació ha estat desenvolupada pel grup de recerca ENS (Education and Network Society). Amb una perspectiva comparativa, el treball d'aquest grup vol contribuir, sobre la base de dades empíriques, a interpretar la transformació de l'àmbit educatiu no universitari en els paràmetres que estableix, avui dia, la nostra societat.

L'escola a la societat xarxa : Internet a l'educació primària i secundària. Informe final de recerca (volum I)

Aquest projecte té la intenció d'identificar i analitzar els efectes de la introducció d'Internet a les escoles catalanes (educació primària i secundària). L'objectiu és posar de manifest la manera com s'utilitza la xarxa en aquest àmbit i en quina mesura contribueix a l'aparició, en els centres educatius, d'una nova cultura adaptada a les necessitats de la societat xarxa. Amb aquest propòsit, aquest projecte desplega les seves línies d'anàlisi per a fer atenció al procés d'incorporació d'Internet, principalment, en tres direccions: la pràctica pedagògica, les formes d'organització i gestió dels centres educatius i la seva vinculació amb la comunitat i el territori. Aquesta investigació ha estat desenvolupada pel grup de recerca ENS (Education and Network Society). Amb una perspectiva comparativa, el treball d'aquest grup vol contribuir, sobre la base de dades empíriques, a interpretar la transformació de l'àmbit educatiu no universitari en els paràmetres que estableix, avui dia, la nostra societat.

QoS online routing and MPLS multilevel protection: a survey

A survey of MPLS protection methods and their utilization in combination with online routing methods is presented in this article. Usually, fault management methods pre-establish backup paths to recover traffic after a failure. In addition, MPLS allows the creation of different backup types, and hence MPLS is a suitable method to support traffic-engineered networks. In this article, an introduction of several label switch path backup types and their pros and cons are pointed out. The creation of an LSP involves a routing phase, which should include QoS aspects. In a similar way, to achieve a reliable network the LSP backups must also be routed by a QoS routing method. When LSP creation requests arrive one by one (a dynamic network scenario), online routing methods are applied. The relationship between MPLS fault management and QoS online routing methods is unavoidable, in particular during the creation of LSP backups. Both aspects are discussed in this article. Several ideas on how these actual technologies could be applied together are presented and compared