Low-loss rib waveguides containing Si nanocrystals embedded in SiO2

We report on the study and modeling of the structural and optical properties of rib-loaded waveguides working in the 600-900-nm spectral range. A Si nanocrystal (Si-nc) rich SiO2 layer with nominal Si excess ranging from 10% to 20% was produced by quadrupole ion implantation of Si into thermal SiO2 formed on a silicon substrate. Si-ncs were precipitated by annealing at 1100°C, forming a 0.4-um-thick core layer in the waveguide. The Si content, the Si-nc density and size, the Si-nc emission, and the active layer effective refractive index were determined by dedicated experiments using x-ray photoelectron spectroscopy, Raman spectroscopy, energy-filtered transmission electron microscopy, photoluminescence and m-lines spectroscopy. Rib-loaded waveguides were fabricated by photolithographic and reactive ion etching processes, with patterned rib widths ranging from 1¿to¿8¿¿m. Light propagation in the waveguide was observed and losses of 11dB/cm at 633 and 780 nm were measured, modeled and interpreted.

Produce: The Active News for You to Consume, June 2009.

Monthly news about the Iowans Fit for Life initiative for promoting physical activity and nutrition.

Produce: The Active News for You to Consume, July 2009.

Monthly news about the Iowans Fit for Life initiative for promoting physical activity and nutrition.

Produce: The Active News for You to Consume, August 2009.

Monthly news about the Iowans Fit for Life initiative for promoting physical activity and nutrition.

Produce: The Active News for You to Consume, September 2009.

Monthly news about the Iowans Fit for Life initiative for promoting physical activity and nutrition.

Produce: The Active News for You to Consume, October 2009.

Monthly news about the Iowans Fit for Life initiative for promoting physical activity and nutrition.

Produce: The Active News for You to Consume, November/December 2009.

Monthly news about the Iowans Fit for Life initiative for promoting physical activity and nutrition.

Produce: The Active News for You to Consume, January 2010.

Monthly news about the Iowans Fit for Life initiative for promoting physical activity and nutrition.

Produce: The Active News for You to Consume, February 2010.

Monthly news about the Iowans Fit for Life initiative for promoting physical activity and nutrition.

Etude de l'activation et de l'inactivation pH-dépendantes des canaux ASICs (Acide-Sensing Ion Channels)

RESUME: Etude de l'activation et de l'inactivation pH-dépendantes des canaux ASICs (Acid-Sensing Ion Channels) Benoîte BARGETON, Département de Pharmacologie et de Toxicologie, Université de Lausanne, rue du Bugnon 27, CH-1005 Lausanne, Suisse Les canaux sodiques ASICs (Acid-Sensing Ion Channels) participent à la signalisation neuronale dans les systèmes nerveux périphérique et central. Ces canaux non voltage dépendants sont impliqués dans l'apprentissage, l'expression de la peur, la neurodégénération consécutive à une attaque cérébrale et la douleur. Les bases moléculaires sous-tendant leur activité ne sont pas encore totalement comprises. Ces canaux sont activés par une acidification du milieu extracellulaire et régulés, entre autres, par des ions tels que le Ca2+, le Zn2+ et le CI". La cristallisation de ASIC inactivé a été publiée. Le canal est un trimére de sous-unités identiques ou homologues. Chaque sous-unité a été décrite en analogie à un avant bras, un poignet et une main constituée d'un pouce, d'un doigt, d'une articulation, une boule β et une paume. Nous avons appliqué une approche bioinformatique systématique pour identifier les pH senseurs putatifs de ASICIa. Le rôle des pH senseurs putatifs a été testé par mutagénèse dirigée et des modifications chimiques combinées à une analyse fonctionnelle afin de comprendre comment les variations de ρ H ouvrent ces canaux. Les pH senseurs sont des acides aspartiques et glutamiques éparpillés sur la boucle extracellulaire suggérant que les changements de pH contrôlent l'activation et l'inactivation de ASIC en (dé)protonant ces résidus en divers endroits de la protéine. Par exemple lors de l'activation, la protonation des résidus à l'interface entre le pouce, la boule β et le doigt d'une même sous-unité induit un mouvement du pouce vers la bouie β et le doigt. De même lors de l'inactivation du canal les paumes des trois sous-unités formant une cavité se rapprochent. D'après notre approche bioinformatique, aucune histidine n'est impliquée dans la détection des variations de pH extracellulaire c'est-à-dire qu'aucune histidine ne serait un pH-senseur. Deux histidines de ASIC2a lient le Zn2+ et modifient l'affinité apparente du canal pour les protons. Une seule des deux est conservée parmi tous les ASICs, hASICIa H163. Elle forme un réseau de liaison hydrogène avec ses voisins conservés. L'étude détaillée de ce domaine, Pinterzone, montre son importance dans l'expression fonctionnelle des canaux. La perturbation de ce réseau par l'introduction d'un résidu hydrophobe (cystéine) par mutagénèse dirigée diminue l'expression du canal à la membrane plasmique. La modification des cystéines introduites par des réactifs spécifiques aux groupements sulfhydryle inhibe les canaux mutés en diminuant leur probabilité d'ouverture. Ces travaux décrivent les effets de l'acidification du milieu extracellulaire sur les canaux ASICs. ABSTRACT: Study of pH-dependent activation and inactivation of ASIC channels Benoîte BARGETON, Department of Pharmacology and Toxicology, University of Lausanne, Rue du Bugnon 27, CH-1G05 Lausanne, Switzerland The ASIC (Acid-Sensing Ion Channels) sodium channels are involved in neuronal signaling in the central and peripheral nervous system. These non-voltage-gated channels are involved in learning, the expression of fear, neurodegeneration after ischemia and pain sensation. The molecular bases underlying their activity are not yet fully understood. ASICs are activated by extracellular acidification and regulated, eg by ions such as Ca2+, the Zn2+ and CI". The crystallization of inactivated ASIC has been published. The channel is a trimer of identical or homologous subunits. Each subunit has been described in analogy to a forearm, wrist and hand consisting of a thumb, a finger, a knuckle, a β-ball and a palm. We applied a systematic computational approach to identify putative pH sensor(s) of ASICIa. The role of putative pH sensors has been tested by site-directed mutagenesis and chemical modification combined with functional analysis in order to understand how changes in pH open these channels. The pH sensors are aspartic and glutamic acids distributed throughout the extracellular loop, suggesting that changes in pH control activation and inactivation of ASIC by protonation / deprotonation of many residues in different parts of the protein. During activation the protonation of various residues at the interface between the finger, the thumb and the β-ball induces the movement of the thumb toward the finger and the β-ball. During inactivation of the channel the palms of the three subunits forming a cavity approach each other. No histidine has been shown to be involved in extracellular pH changes detection, i.e. no histidine is a pH- sensor. Two histidines of ASIC2 bind Zn2+ and alter the apparent affinity of channel for protons. Only one of the two His is conserved among all ASICs, hASICIa H163. This residue is part of a network of hydrogen bonding with its conserved neighbors. The detailed study of this area, the interzone, shows its importance in the functional expression of ASICs. Disturbance of this network by the introduction of hydrophobic residues decreases the cell surface channel expression. Chemical modification of the introduced cysteines by thiol reactive compounds inhibits the mutated channels by a reduction of their open probability. These studies describe the effects of extracellular acidification on ASICs. RESUME GRAND PUBLIC: Etude de l'activation et de l'inactivation pH-dépendantes des canaux ASICs (Acid-Sensing Ion Channels) Benoîte BARGETON, Département de Pharmacologie et de Toxicologie, Université de Lausanne, rue du Bugnon 27, CH-1005 Lausanne, Suisse La transmission synaptique est un processus chimique entre deux neurones impliquant des neurotransmetteurs et leurs récepteurs. Un dysfonctionnement de certains types de synapses est à l'origine de beaucoup de troubles nerveux, tels que certaine forme d'épilepsie et de l'attention. Les récepteurs des neurotransmetteurs sont de très bonnes cibles thérapeutiques dans de nombreuses neuropathologies. Les canaux ASICs sont impliqués dans la neurodégénération consécutive à une attaque cérébrale et les bloquer pourraient permettre aux patients d'avoir moins de séquelles. Les canaux ASICs sont des détecteurs de l'acidité qui apparaît lors de situations pathologiques comme l'ischémie et l'inflammation. Ces canaux sont également impliqués dans des douleurs. Cibler spécifiquement ces canaux permettrait d'avoir de nouveaux outils thérapeutiques car à l'heure actuelle l'inhibiteur de choix, l'amiloride, bloque beaucoup d'autres canaux empêchant son utilisation pour bloquer les ASICs. C'est pourquoi il faut connaître et comprendre les bases moléculaires du fonctionnement de ces récepteurs. Les ASICs formés de trois sous-unités détectent les variations de l'acidité puis s'ouvrent transitoirement pour laisser entrer des ions chargés positivement dans la cellule ce qui active la signalisation neuronale. Afin de comprendre les bases moléculaires de l'activité des ASICs nous avons déterminé les sites de liaison des protons (pH-senseurs), ligands naturels des ASICs et décrit une zone importante pour l'expression fonctionnelle de ces canaux. Grâce à une validation systématique de résultats obtenus en collaboration avec l'Institut Suisse de Bioinformatique, nous avons décrit les pH-senseurs de ASICIa. Ces résultats, combinés à ceux d'autres groupes de recherche, nous ont permis de mieux comprendre comment les ASICs sont ouverts par une acidification du milieu extracellulaire. Une seconde étude souligne le rôle structural crucial d'une région conservée parmi tous les canaux ASICs : y toucher c'est diminuer l'activité de la protéine. Ce domaine permet l'harmonisation des changements dus à l'acidification du milieu extracellulaire au sein d'une même sous-unité c'est-à-dire qu'elle participe à l'induction de l'inactivation due à l'activation du canal Cette étude décrit donc quelle région de la protéine atteindre pour la bloquer efficacement en faisant une cible thérapeutique de choix.

HCFC1 is a common component of active human CpG-island promoters and coincides with ZNF143, THAP11, YY1, and GABP transcription factor occupancy.

In human transcriptional regulation, DNA-sequence-specific factors can associate with intermediaries that orchestrate interactions with a diverse set of chromatin-modifying enzymes. One such intermediary is HCFC1 (also known as HCF-1). HCFC1, first identified in herpes simplex virus transcription, has a poorly defined role in cellular transcriptional regulation. We show here that, in HeLa cells, HCFC1 is observed bound to 5400 generally active CpG-island promoters. Examination of the DNA sequences underlying the HCFC1-binding sites revealed three sequence motifs associated with the binding of (1) ZNF143 and THAP11 (also known as Ronin), (2) GABP, and (3) YY1 sequence-specific transcription factors. Subsequent analysis revealed colocalization of HCFC1 with these four transcription factors at ∼90% of the 5400 HCFC1-bound promoters. These studies suggest that a relatively small number of transcription factors play a major role in HeLa-cell transcriptional regulation in association with HCFC1.

Er-Coupled Si Nanocluster Waveguide

Rib-loaded waveguides containing Er3+-coupled Si nanoclusters (Si-nc) have been produced to observe optical gain at 1535 nm. The presence ofSi-nc strongly improves the efficiency ofEr 3+ excitation but may introduce optical loss mechanisms, such as Mie scattering and confined carrier absorption. Losses strongly affect the possibility of obtaining positive optical gain. Si-nc-related losses have been minimized to 1 dB/cm by lowering the annealing time ofthe Er3+-doped silicon-rich oxide deposited by reactive magnetron cosputtering. Photoluminescence (PL) and lifetime measurements show that all Er3+ ions are optically active while those that can be excited at high pump rates via Si-nc are only a small percentage. Er3+ absorption cross section is found comparable to that ofEr 3+ in SiO 2.However, dependence on the effective refractive index has been found. In pump-probe measurements, it is shown how the detrimental role ofconfined carrier absorption can be attenuated by reducing the annealing time. A maximum signal enhancement ofabout 1.34 at 1535 nm was measured.

Restoration of anti-tetanus toxoid responses in patients initiating highly active antiretroviral therapy with or without a boost immunization: an INITIO substudy.

INITIO is an open-labelled randomized trial evaluating first-line therapeutic strategies for human immunodeficiency virus-1 (HIV-1) infection. In an immunology substudy a tetanus toxoid booster (TTB) immunization was planned for 24 weeks after initiation of highly active antiretroviral therapy (HAART). All patients had received tetanus toxoid immunization in childhood. Generation of proliferative responses to tetanus toxoid was compared in two groups of patients, those receiving a protease inhibitor (PI)-sparing regimen (n = 21) and those receiving a PI-containing (n = 54) regimen. Fifty-two participants received a TTB immunization [PI-sparing (n = 15), PI-containing (n = 37)] and 23 participants did not [PI-sparing (n = 6) or PI-containing (n = 17)]. Cellular responses to tetanus antigen were monitored by lymphoproliferation at time of immunization and every 24 weeks to week 156. Proportions with a positive response (defined as stimulation index > or = 3 and Delta counts per minute > or = 3000) were compared at weeks 96 and 156. All analyses were intent-to-treat. Fifty-two participants had a TTB immunization at median 25 weeks; 23 patients did not. At weeks 96 and 156 there was no evidence of a difference in tetanus-specific responses, between those with or without TTB immunization (P = 0.2, P = 0.4). There was no difference in the proportion with response between those with PI-sparing or PI-containing regimens at both time-points (P = 0.8, P = 0.7). The proliferative response to tetanus toxoid was unaffected by initial HAART regimen. Anti-tetanus responses appear to reconstitute eventually in most patients over 156 weeks when treated successfully with HAART, irrespective of whether or not a TTB immunization has been administered.