Transport across two interacting quantum dots: Bulk Kondo, Kondo box, and molecular regimes

We analyze the transport properties of a double quantum dot device with both dots coupled to perfect conducting leads and to a finite chain of N noninteracting sites connecting both of them. The interdot chain strongly influences the transport across the system and the local density of states of the dots. We study the case of a small number of sites, so that Kondo box effects are present, varying the coupling between the dots and the chain. For odd N and small coupling between the interdot chain and the dots, a state with two coexisting Kondo regimes develops: the bulk Kondo due to the quantum dots connected to leads and the one produced by the screening of the quantum dot spins by the spin in the finite chain at the Fermi level. As the coupling to the interdot chain increases, there is a crossover to a molecular Kondo effect, due to the screening of the molecule (formed by the finite chain and the quantum dots) spin by the leads. For even N the two Kondo temperatures regime does not develop and the physics is dominated by the usual competition between Kondo and antiferromagnetism between the quantum dots. We finally study how the transport properties are affected as N is increased. For the study we used exact multiconfigurational Lanczos calculations and finite-U slave-boson mean-field theory at T=0. The results obtained with both methods describe qualitatively and also quantitatively the same physics.

Constrained self-organizing feature map to preserve feature extraction topology

In many classification problems, it is necessary to consider the specific location of an n-dimensional space from which features have been calculated. For example, considering the location of features extracted from specific areas of a two-dimensional space, as an image, could improve the understanding of a scene for a video surveillance system. In the same way, the same features extracted from different locations could mean different actions for a 3D HCI system. In this paper, we present a self-organizing feature map able to preserve the topology of locations of an n-dimensional space in which the vector of features have been extracted. The main contribution is to implicitly preserving the topology of the original space because considering the locations of the extracted features and their topology could ease the solution to certain problems. Specifically, the paper proposes the n-dimensional constrained self-organizing map preserving the input topology (nD-SOM-PINT). Features in adjacent areas of the n-dimensional space, used to extract the feature vectors, are explicitly in adjacent areas of the nD-SOM-PINT constraining the neural network structure and learning. As a study case, the neural network has been instantiate to represent and classify features as trajectories extracted from a sequence of images into a high level of semantic understanding. Experiments have been thoroughly carried out using the CAVIAR datasets (Corridor, Frontal and Inria) taken into account the global behaviour of an individual in order to validate the ability to preserve the topology of the two-dimensional space to obtain high-performance classification for trajectory classification in contrast of non-considering the location of features. Moreover, a brief example has been included to focus on validate the nD-SOM-PINT proposal in other domain than the individual trajectory. Results confirm the high accuracy of the nD-SOM-PINT outperforming previous methods aimed to classify the same datasets.

Y-box binding protein 1 (YB-1) relevance in estrogen receptor-positive (ER+) breast cancer

Tese de mestrado, Biologia Molecular e Genética, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

The end of chocolate box-style integration? EU-Swiss relations after the referendum. CEPS Commentaries, 28 February 2014

Surveying the landscape following the Swiss referendum on February 9th, Adam Łazowski observes that once Swiss voters are deprived of the benefits of the EU internal market, they may come to appreciate that their days of cherry-picking from among EU policies are over. This might present the EU with a golden opportunity to press for a comprehensive framework agreement with Switzerland that would simplify the existing regime and provide for a uniform institutional set-up. He concludes, however, that what both sides cannot avoid is a frank discussion about free movement of persons, noting that that dossier will be crucial for any future steps that will be taken by the EU and the Swiss authorities.

Screening of the Open Source Malaria Box Reveals an Early Lead Compound for the Treatment of Alveolar Echinococcosis.

The metacestode (larval) stage of the tapeworm Echinococcus multilocularis causes alveolar echinococcosis (AE), a very severe and in many cases incurable disease. To date, benzimidazoles such as albendazole and mebendazole are the only approved chemotherapeutical treatment options. Benzimidazoles inhibit metacestode proliferation, but do not act parasiticidal. Thus, benzimidazoles have to be taken a lifelong, can cause adverse side effects such as hepatotoxicity, and are ineffective in some patients. We here describe a newly developed screening cascade for the evaluation of the in vitro efficacy of new compounds that includes assessment of parasiticidal activity. The Malaria Box from Medicines for Malaria Venture (MMV), comprised of 400 commercially available chemicals that show in vitro activity against Plasmodium falciparum, was repurposed. Primary screening was carried out at 10 μM by employing the previously described PGI assay, and resulted in the identification of 24 compounds that caused physical damage in metacestodes. Seven out of these 24 drugs were also active at 1 μM. Dose-response assays revealed that only 2 compounds, namely MMV665807 and MMV665794, exhibited an EC50 value below 5 μM. Assessments using human foreskin fibroblasts and Reuber rat hepatoma cells showed that the salicylanilide MMV665807 was less toxic for these two mammalian cell lines than for metacestodes. The parasiticidal activity of MMV665807 was then confirmed using isolated germinal layer cell cultures as well as metacestode vesicles by employing viability assays, and its effect on metacestodes was morphologically evaluated by electron microscopy. However, both oral and intraperitoneal application of MMV665807 to mice experimentally infected with E. multilocularis metacestodes did not result in any reduction of the parasite load.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Sedimentological and geophysical investigation of sediment cores from the Amundsen Sea

Ice loss from the marine-based, potentially unstable West Antarctic Ice Sheet (WAIS) contributes to current sea-level rise and may raise sea level by up to 3.3 to 5 meters in the future. Over the past few decades, glaciers draining the WAIS into the Amundsen Sea Embayment (ASE) have shown accelerated ice flow, rapid thinning and grounding-line retreat. However, the long-term context of this ice-sheet retreat is poorly constrained, limiting our ability to accurately predict future WAIS behaviour. Here we present a new chronology for WAIS retreat from the inner continental shelf of the eastern ASE based on radiocarbon dates from three marine sediment cores. The ages document a retreat of the grounding line to within ~93 km of its modern position before 11.7±0.7 kyr BP (thousand years before present). This early deglaciation is consistent with ages for grounding-line retreat from the western ASE. Our new data demonstrate that, other than in the Ross Sea, WAIS retreat in the ASE has not continued progressively since the Last Glacial Maximum. Furthermore, our results suggest that the grounding-line position in the ASE was predominantly stable throughout the Holocene, and that any episodes of fast retreat similar to that observed today must have been short-lived. Alternatively, today's rapid retreat was unprecedented during the Holocene. Therefore, the current ice loss must originate in recent changes in regional climate, ocean circulation or ice-sheet dynamics. Incorporation of these results into models is essential to produce robust predictions of future ice-sheet change and its contribution to sea-level rise.

(Table 2) Radiocarbon ages on Arctic box and multicores

Paleo-sea-ice history in the Arctic Ocean was reconstructed using the sea-ice dwelling ostracode Acetabulastoma arcticum from late Quaternary sediments from the Mendeleyev, Lomonosov, and Gakkel Ridges, the Morris Jesup Rise and the Yermak Plateau. Results suggest intermittently high levels of perennial sea ice in the central Arctic Ocean during Marine Isotope Stage (MIS) 3 (25-45 ka), minimal sea ice during the last deglacial (16-11 ka) and early Holocene thermal maximum (11-5 ka) and increasing sea ice during the mid-to-late Holocene (5-0 ka). Sediment core records from the Iceland and Rockall Plateaus show that perennial sea ice existed in these regions only during glacial intervals MIS 2, 4, and 6. These results show that sea ice exhibits complex temporal and spatial variability during different climatic regimes and that the development of modern perennial sea ice may be a relatively recent phenomenon.