Zelluläre und biochemische Charakterisierung der bifunktionalen Methyltransferase Dnmt2

Seit der Entdeckung der Methyltransferase 2 als hoch konserviertes und weit verbreitetes Enzym sind zahlreiche Versuche zur vollständigen Charakterisierung erfolgt. Dabei ist die biologische Funktion des Proteins ein permanent umstrittener Punkt. In dieser Arbeit wird dnmA als sensitiver Oszillator bezüglich des Zellzyklus und weiterer Einflüsse gezeigt. Insgesamt liegt der Hauptfokus auf der Untersuchung der in vivo Charakterisierung des Gens, der endogenen subzellulären Verteilung, sowie der physiologischen Aufgaben des Proteins in vivo in D. discoideum. Um Hinweise auf Signalwege in vivo zu erhalten, in denen DnmA beteiligt ist, war es zunächst notwendig, eine detaillierte Analyse des Gens anzufertigen. Mit molekularbiologisch äußerst sensitiven Methoden, wie beispielsweise Chromatin‐IP oder qRT‐PCR, konnte ein vollständiges Expressionsprofil über den Zell‐ und Lebenszyklus von D. discoideum angelegt werden. Besonders interessant sind dabei die Ergebnisse eines ursprünglichen Wildtypstammes (NC4), dessen dnmA‐Expressionsprofil quantitativ von anderen Wildtypstämmen abweicht. Auch auf Proteinebene konnten Zellzyklus‐abhängige Effekte von DnmA bestimmt werden. Durch mikroskopische Untersuchungen von verschiedenen DnmA‐GFP‐Stämmen wurden Lokalisationsänderungen während der Mitose gezeigt. Weiterhin wurde ein DnmA‐GFP‐Konstrukt unter der Kontrolle des endogenen Promotors generiert, wodurch das Protein in der Entwicklung eindeutig als Zelltypus spezifisches Protein, nämlich als Präsporen‐ bzw. Sporenspezifisches Protein, identifiziert werden konnte. Für die in vivo Analyse der katalytischen Aktivität des Enzyms konnten nun die Erkenntnisse aus der Charakterisierung des Gens bzw. Proteins berücksichtigt werden, um in vivo Substratkandidaten zu testen. Es zeigte sich, dass von allen bisherigen Substrat Kandidaten lediglich die tRNA^Asp als in vivo Substrat bestätigt werden konnte. Als besondere Erkenntnis konnte hierbei ein quantitativer Unterschied des Methylierungslevels zwischen verschiedenen Wildtypstämmen detektiert werden. Weiterhin wurde die Methylierung sowie Bindung an einen DNA‐Substratkandidaten ermittelt. Es konnte gezeigt werden, dass DnmA äußerst sequenzspezifisch mit Abschnitten des Retrotransposons DIRS‐1 in vivo eine Bindung eingeht. Auch für den Substrakandidaten snRNA‐U2 konnte eine stabile in vitro Komplexbildung zwischen U2 und hDnmt2 gezeigt werden. Insgesamt erfolgte auf Basis der ermittelten Expressionsdaten eine erneute Charakterisierung der Aktivität des Enzyms und der Substrate in vivo und in vitro.

Methods of generating carrier-envelope-phase stabilized, intense, few-cycle laser pulses

Ultrafast laser pulses have become an integral part of the toolbox of countless laboratories doing physics, chemistry, and biological research. The work presented here is motivated by a section in the ever-growing, interdisciplinary research towards understanding the fundamental workings of light-matter interactions. Specifically, attosecond pulses can be useful tools to obtain the desired insight. However access to, and the utility of, such pulses is dependent on the generation of intense, few-cycle, carrier-envelope-phase stabilized laser pulses. The presented work can be thought of as a sort of roadmap towards the latter. From the oscillator which provides the broadband seed to amplification methods, the integral pieces necessary for the generation of attosecond pulses are discussed. A range of topics from the fundamentals to design challenges is presented, outfitting the way towards the practical implementation of an intense few-cycle carrier-envelope-phase stabilized laser source.

Signaling of Pigment-Dispersing Factor (PDF) in the Madeira Cockroach Rhyparobia maderae

The insect neuropeptide pigment-dispersing factor (PDF) is a functional ortholog of vasoactive intestinal polypeptide, the coupling factor of the mammalian circadian pacemaker. Despite of PDF's importance for synchronized circadian locomotor activity rhythms its signaling is not well understood. We studied PDF signaling in primary cell cultures of the accessory medulla, the circadian pacemaker of the Madeira cockroach. In Ca2+ imaging studies four types of PDF-responses were distinguished. In regularly bursting type 1 pacemakers PDF application resulted in dose-dependent long-lasting increases in Ca2+ baseline concentration and frequency of oscillating Ca2+ transients. Adenylyl cyclase antagonists prevented PDF-responses in type 1 cells, indicating that PDF signaled via elevation of intracellular cAMP levels. In contrast, in type 2 pacemakers PDF transiently raised intracellular Ca2+ levels even after blocking adenylyl cyclase activity. In patch clamp experiments the previously characterized types 1–4 could not be identified. Instead, PDF-responses were categorized according to ion channels affected. Application of PDF inhibited outward potassium or inward sodium currents, sometimes in the same neuron. In a comparison of Ca2+ imaging and patch clamp experiments we hypothesized that in type 1 cells PDF-dependent rises in cAMP concentrations block primarily outward K+ currents. Possibly, this PDF-dependent depolarization underlies PDF-dependent phase advances of pacemakers. Finally, we propose that PDF-dependent concomitant modulation of K+ and Na+ channels in coupled pacemakers causes ultradian membrane potential oscillations as prerequisite to efficient synchronization via resonance.

Alteración de la atención y concentración en estudiantes de medicina que realizan turnos de noche

El sueño, es indispensable para la recuperación, física, mental y de procesos como la consolidación de memoria, atención y lenguaje. La privación de sueño (PS) incide en la atención y concentración. La PS es inherente a la formación médica, pero no es claro el papel de los turnos nocturnos en estudiantes, porque no cumplen con un objetivo académico, pero hay relación con disminución de la salud, productividad, accidentes, y alteraciones en diversas actividades. Está descrito el impacto de la PS sobre la capacidad de aprendizaje y aspectos como el ánimo y las relaciones interpersonales. MÉTODOS: Se realizó un estudio analítico observacional de cohorte longitudinal, con tres etapas de medición a 180 estudiantes de Medicina de la Universidad del Rosario, que evaluó atención selectiva y concentración mediante la aplicación de la prueba d2, validada internacionalmente para tal fin. RESULTADOS: Se estudiaron 180 estudiantes, 115 mujeres, 65 hombres, entre los 18 y 26 años (promedio 21). Al inicio del estudio dormían en promedio 7,9 horas, cifra que se redujo a 5,8 y 6,3 en la segunda y tercera etapa respectivamente. El promedio de horas de sueño nocturno, disminuyó en el segundo y tercer momento (p<0,001); Además se encontró mediante la aplicación de la prueba d2, que hubo correlación significativa directa débil, entre el promedio de horas de sueño, y el promedio del desempeño en la prueba (r=0.168, p=0.029) CONCLUSIONES: La PS, con períodos de sueño menores a 7,2 horas, impactan de manera importante la atención selectiva, la concentración

Asociación entre relaciones románticas y la calidad de sueño percibida por jóvenes universitarios

Introducción: Uno de los aspectos con mayor variación durante la adolescencia es el sueño, el cual se ve afectado por factores biológicos así como por los estados afectivos y emocionales. En esta etapa, los individuos establecen sus primeras relaciones sentimentales románticas, vínculos esenciales para la maduración de las relaciones sociales y psicosexuales. Este trabajo busca determinar la asociación existente entre las relaciones sentimentales románticas y sus características, con la calidad sueño percibida por los jóvenes. Metodología: Estudio realizado en una población de 1794 estudiantes de ciencias de la salud entre los 18 y 25 años de edad en Bogotá, Colombia, entre 2012 y 2013. Se obtuvo una muestra probabilística con asignación proporcional de 443 sujetos, estratificada por programa académico y sexo. Utilizando dos cuestionarios de auto reporte se exploraron las características de las relaciones sentimentales y la calidad de sueño percibida. Resultados: El 64% (IC 95%: 59,4-68,9%) de la población estudiada se encontró en una relación sentimental romántica. Estos sujetos tuvieron latencias de sueño prolongadas con menor frecuencia que quienes no tenían en una relación (p <0,05). La calidad de sueño percibida se asoció al nivel de satisfacción que tuvieron los sujetos en su relación, así como la atracción por su pareja. Rasgos obsesivos, ansiosos, temerosos y evitativos en la relación disminuyeron la calidad de sueño percibida. Conclusión: Las relaciones sentimentales románticas y sus características se asocian con la calidad de sueño percibida por los individuos. Se requieren estudios que determinen causalidad en esta asociación y definan potenciales estrategias de intervención al respecto.

Enfoque del paciente con trastornos del sueño

La importancia del sueño y las patologías relacionadas con el mismo son ampliamente reconocidas en el campo de la medicina y la neurología, sin embargo la mayoría de neurólogos dedican muy poco tiempo al estudio de estas entidades y muy raramente durante la valoración de los pacientes se indaga acerca de la presencia de trastornos relacionados con el sueño. Esto es sorprendente si tenemos en cuenta que pasamos casi un tercio de la vida durmiendo, además de la alta incidencia de trastornos de sueño en la población general. A continuación revisaremos los principales trastornos del sueño, su diagnóstico y tratamiento.

Eficacia de la melatonina en insomnio primario en el adulto mayor: revisión sistemática de la literatura

Introducción: La melatonina, una sustancia cronobiótica endógena, es cada vez más empleada para el manejo de los problemas del sueño en adultos mayores por su aparente eficacia y buen perfil de eventos adversos. En este sentido, se intentó evaluar la eficacia de la melatonina en el tratamiento del insomnio primario en el adulto mayor (≥55 años) comparado con benzodiacepinas, zopiclona y placebo a la luz de la evidencia disponible en los últimos cinco años. Métodos: Revisión sistemática de la literatura. Resultados: En comparación con placebo, al parecer la melatonina mejora la calidad y los hábitos de sueño, no así la latencia de inicio de sueño en mediciones subjetivas ni objetivas (polisomnografía); a diferencia de otros medicamentos hipnóticos, no altera la arquitectura del sueño ni genera síntomas diurnos. Conclusiones: No se encontró evidencia que soporte el uso de melatonina en adultos mayores de 55 años para la reducción de la latencia de sueño, aumento del tiempo total de sueño, mejoría de la eficiencia del sueño, disminución de despertares nocturnos o mejoría de la calidad de sueño. Es necesario adelantar más estudios en comparación con placebo y otros medicamentos.

The aromatic fluctuation index (FLU): a new aromaticity index based on electron delocalization

In this work, the aromatic fluctuation index (FLU) that describes the fluctuation of electronic charge between adjacent atoms in a given ring is introduced as a new aromaticity measure. This new electronic criterion of aromaticity is based on the fact that aromaticity is related to the cyclic delocalized circulation of π electrons. It is defined not only considering the amount of electron sharing between contiguous atoms, which should be substantial in aromatic molecules, but also taking into account the similarity of electron sharing between adjacent atoms. For a series of rings in 15 planar polycyclic aromatic hydrocarbons, we have found that, in general, FLU is strongly correlated with other widely used indicators of local aromaticity, such as the harmonic-oscillator model of aromaticity, the nucleus independent chemical shift, and the para-delocalization index (PDI). In contrast to PDI, the FLU index can be applied to study the aromaticity of rings with any number of members and it can be used to analyze both the local and global aromatic character of rings and molecules

Basin-scale hydrodynamics in a Mediterranean reservoir. Implications for the phytoplankton dynamics

Procesos hidrodinámicos determinan, en un alto grado la calidad del agua en embalse, sin embargo dichos procesos han sido tradicionalmente olvidados en la gestión de embalse. En esta tesis se presentan evidencias de los principales procesos hidrodinámicos que ocurren en un embalse Mediterráneo a escala de cuenca a través de campañas experimentales y modelización numérica; y su influencia en la dinámica de poblaciones de fitoplancton. Dichos procesos son principalmente la generación de ondas internas o secas y la intrusión del río. La presencia de viento periódico genera secas forzadas, amplificando los modos cercanos al periodo del viento, de manera que modos verticales altos, considerados como raros en la naturaleza, tienden a dominar en el sistema.

Microwave spectrum of deuterated silyl isocyanate, SiD3NCO

The microwave spectrum of SiD3NCO has been observed and analyzed for 18 different vibrational states in the ν10 manifold. Some accidental resonances have been observed and analyzed. The vibrational dependence of the rotational and l-doubling constant and centrifugal distortion constant DJK has been successfully interpreted in terms of the two-dimensional anharmonic oscillator model.

Mapping and controlling molecular processes: The application of control theory and system identification algorithms to ASOPS and other fast pulse spectroscopies

Asynchronous Optical Sampling (ASOPS) [1,2] and frequency comb spectrometry [3] based on dual Ti:saphire resonators operated in a master/slave mode have the potential to improve signal to noise ratio in THz transient and IR sperctrometry. The multimode Brownian oscillator time-domain response function described by state-space models is a mathematically robust framework that can be used to describe the dispersive phenomena governed by Lorentzian, Debye and Drude responses. In addition, the optical properties of an arbitrary medium can be expressed as a linear combination of simple multimode Brownian oscillator functions. The suitability of a range of signal processing schemes adopted from the Systems Identification and Control Theory community for further processing the recorded THz transients in the time or frequency domain will be outlined [4,5]. Since a femtosecond duration pulse is capable of persistent excitation of the medium within which it propagates, such approach is perfectly justifiable. Several de-noising routines based on system identification will be shown. Furthermore, specifically developed apodization structures will be discussed. These are necessary because due to dispersion issues, the time-domain background and sample interferograms are non-symmetrical [6-8]. These procedures can lead to a more precise estimation of the complex insertion loss function. The algorithms are applicable to femtosecond spectroscopies across the EM spectrum. Finally, a methodology for femtosecond pulse shaping using genetic algorithms aiming to map and control molecular relaxation processes will be mentioned.

Changes in light intensity can influence age at sexual maturity in domestic pullets

1. Shaver White and ISA Brown pullets were reared to 140 d in groups of 8 in cages on a 10-h photoperiod of incandescent light and maintained at an illuminance of 3 or 25 lux, or transferred from 3 to 25 lux or from 25 to 3 lux at 63 or 112 d of age. 2. There was no significant difference in sexual maturity, measured as eggs per 100 bird.d at 139 and 140 d, for ISA Brown maintained on 3 or 25 lux, but Shaver White pullets exposed to constant 3 lux matured significantly later than those maintained on 25 lux. 3. In Shaver Whites, sexual maturity was significantly delayed by an increase from 3 to 25 lux at 63 and 112 d, and advanced by a decrease from 25 to 3 lux at 112 d. Sexual maturity of ISA Browns was not significantly affected by a change in illuminance at 63 or 112 d, though responses were in the same direction as for Shaver Whites. 4. In both breeds, total feed consumed to 112 d was higher for birds on 3 lux than 25 lux, but lower between 112 d and 140 d when birds on 25 lux underwent rapid sexual development. In both breeds, body weight at 63 d was higher for birds exposed to 3 lux than 25 lux, but body weight gain thereafter was similar for the two light intensities. 5. In both breeds, plasma luteinising hormone (LH) concentration at 63 and 112 d was lower in birds maintained on 3 lux than 25 lux. At 63 and 112 d, transfers from 25 to 3 lux depressed, whereas transfers from 3 to 25 lux at 63 d, but not at 112 d, increased plasma LH. 6. Advances or delays in sexual maturity induced by changes in illuminance were not correlated with differences in feed intake, body weight gain, or with changes in plasma LH. 7. One possible explanation for the inverse relationship between the direction of change in illuminance at 63 and 112 d in pullets exposed to a 10-h photoperiod and the age at which they became sexually mature is that changes in light intensity and/or spectral composition affect the entrainment of the circadian rhythm of photoinducibility, to effect a phase shift in the photoinducible phase and/or the responsiveness of phototransduction pathways.

Calculation of converged rovibrational energies and partition function for methane using vibrational-rotational configuration interaction

The rovibration partition function of CH4 was calculated in the temperature range of 100-1000 K using well-converged energy levels that were calculated by vibrational-rotational configuration interaction using the Watson Hamiltonian for total angular momenta J=0-50 and the MULTIMODE computer program. The configuration state functions are products of ground-state occupied and virtual modals obtained using the vibrational self-consistent field method. The Gilbert and Jordan potential energy surface was used for the calculations. The resulting partition function was used to test the harmonic oscillator approximation and the separable-rotation approximation. The harmonic oscillator, rigid-rotator approximation is in error by a factor of 2.3 at 300 K, but we also propose a separable-rotation approximation that is accurate within 2% from 100 to 1000 K. (C) 2004 American Institute of Physics.

A relative path attenuation approximation algorithm for DVB-T systems

In the United Kingdom and in fact throughout Europe, the chosen standard for digital terrestrial television is the European Telecommunications Standards Institute (ETSI) ETN 300 744 also known as Digital Video Broadcasting - Terrestrial (DVB-T). The modulation method under this standard was chosen to be Orthogonal Frequency Division Multiplex (0FD4 because of the apparent inherent capability for withstanding the effects of multipath. Within the DVB-T standard, the addition of pilot tones was included that can be used for many applications such as channel impulse response estimation or local oscillator phase and frequency offset estimation. This paper demonstrates a technique for an estimation of the relative path attenuation of a single multipath signal that can be used as a simple firmware update for a commercial set-top box. This technique can be used to help eliminate the effects of multipath(1).

A new detector for ghosted VIF signals

Under multipath conditions, video intermediate frequency (VIF) detectors may generate a local oscillator phase error and consequently produce a dispersed detected signal due to the presence of additional IF carriers. A new detector is presented which by processing the detected phase quadrature information, derives the correct phase for synchronous detection in the presence of multipath effects. This minimises dispersion and produces a detected video signal with the linear addition of amplitude scaled ghosts.