Il concetto di sezione nel metodo compositivo di Aldo Rossi.

Purpose of this research is to deepen the study on the section in architecture. The survey aims as important elements in the project Teatro Domestico by Aldo Rossi built for the XVII Triennale di Milano in 1986 and, through the implementation on several topics of architecture, verify the timeliness and fertility in the new compositional exercises. Through the study of certain areas of the Rossi’s theory we tried to find a common thread for the reading of the theater project. The theater is the place of the ephemeral and the artificial, which is why his destiny is the end and the fatal loss. The design and construction of theater setting has always had a double meaning between the value of civil architecture and testing of new technologies available. Rossi's experience in this area are clear examples of the inseparable relationship between the representation of architecture as art and design of architecture as a model of reality. In the Teatro Domestico, the distinction between representation and the real world is constantly canceled and returned through the reversal of the meaning and through the skip of scale. At present, studies conducted on the work of Rossi concern the report that the architectural composition is the theory of form, focusing compositional development of a manufacturing process between the typological analysis and form invention. The research, through the analysis of some projects few designs, will try to analyze this issue through the rules of composition both graphical and concrete construction, hoping to decipher the mechanism underlying the invention. The almost total lack of published material on the project Teatro Domestico and the opportunity to visit the archives that preserve the drawings, has allowed the author of this study to deepen the internal issues in the project, thus placing this search as a first step toward possible further analysis on the works of Rossi linked to performance world. The final aim is therefore to produce material that can best describe the work of Rossi. Through the reading of the material published by the same author and the vision of unpublished material preserved in the archives, it was possible to develop new material and increasing knowledge about the work, otherwise difficult to analyze. The research is divided into two groups. The first, taking into account the close relationship most frequently mentioned by Rossi himself between archeology and architectural composition, stresses the importance of tipo such as urban composition reading system as well as open tool of invention. Resuming Ezio Bonfanti’s essay on the work of the architect we wanted to investigate how the paratactic method is applied to the early work conceived and, subsequently as the process reaches a complexity accentuated, while keeping stable the basic terms. Following a brief introduction related to the concept of the section and the different interpretations that over time the term had, we tried to identify with this facility a methodology for reading Rossi’s projects. The result is a constant typological interpretation of the term, not only related to the composition in plant but also through the elevation plans. The section is therefore intended as the overturning of such elevation is marked on the same plane of the terms used, there is a different approach, but a similarity of characters. The identification of architectural phonemes allows comparison with other arts. The research goes in the direction of language trying to identify the relationship between representation and construction, between the ephemeral and the real world. In this sense it will highlight the similarities between the graphic material produced by Ross and some important examples of contemporary author. The comparison between the composition system with the surrealist world of painting and literature will facilitate the understanding and identification of possible rules applied by Rossi. The second part of the research is characterized by a focus on the intent of the project chosen. Teatro Domestico embodies a number of elements that seem to conclude (assuming an end point but also to start) a curriculum author. With it, the experiments carried out on the theater started with the project for the Teatrino Scientifico (1978) through the project for the Teatro del Mondo (1979), into a Laic Tabernacle representative collective and private memory of the city. Starting from a reading of the draft, through the collection of published material, we’ve made an analysis on the explicit themes of the work, finding the conceptual references. Following the taking view of the original materials not published kept at Aldo Rossi's Archive Collection of the Canadian Center for Architecture in Montréal, will be implemented through the existing techniques for digital representation, a virtual reconstruction of the project, adding little to the material, a new element for future studies. The reconstruction is part of a larger research studies where the current technologies of composition and representation in architecture stand side by side with research on the method of composition of this architect. The results achieved are in addition to experiences in the past dealt with the reconstruction of some of the lost works of Aldo Rossi. A partial objective is to reactivate a discourse around this work is considered non-principal, among others born in the prolific activities. Reassessment of development projects which would bring the level of ephemeral works most frequented by giving them the value earned. In conclusion, the research aims to open a new field of interest on the part not only as a technical instrument of representation of an idea but as an actual mechanism through which composition is formed and the idea is developed.

Entwicklung der zeitaufgelösten Photoemissions-Elektronenmikroskopie für die Untersuchung der Magnetisierungsdynamik von mikrostrukturierten magnetischen Schichten

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die zeitaufgelöste Photoemissions Elektronenmikroskopie (TR-PEEM) für die in-situ Untersuchung ultraschneller dynamischer Prozesse in dünnen mikrostrukturierten magnetischen Schichten während eines rasch verändernden externen Magnetfelds entwickelt. Das Experiment basiert auf der Nutzung des XMCD-Kontrasts (X-ray magnetic circular dichroism) mit Hilfe des zirkularpolarisierten Lichts von Synchrotronstrahlungsquellen (Elektronenspeicherringen BESSY II (Berlin) und ESRF (Grenoble)) für die dynamische Darstellung der magnetischen Domänen während ultraschneller Magnetisierungsvorgänge. Die hier entwickelte Methode wurde als erfolgreiche Kombination aus einer hohen Orts- und Zeitauflösung (weniger als 55 nm bzw. 15 ps) realisiert. Mit der hier beschriebenen Methode konnte nachgewiesen werden, dass die Magnetisierungsdynamik in großen Permalloy-Mikrostrukturen (40 µm x 80 µm und 20 µm x 80 µm, 40 nm dick) durch inkohärente Drehung der Magnetisierung und mit der Bildung von zeitlich abhängigen Übergangsdomänen einher geht, die den Ummagnetisierungsvorgang blockieren. Es wurden neue markante Differenzen zwischen der magnetischen Response einer vorgegebenen Dünnfilm-Mikrostruktur auf ein gepulstes externes Magnetfeld im Vergleich zu dem quasi-statischen Fall gefunden. Dies betrifft die Erscheinung von transienten raumzeitlichen Domänenmustern und besonderen Detailstrukturen in diesen Mustern, welche im quasi-statischen Fall nicht auftreten. Es wurden Beispiele solcher Domänenmuster in Permalloy-Mikrostrukturen verschiedener Formen und Größen untersucht und diskutiert. Insbesondere wurde die schnelle Verbreiterung von Domänenwänden infolge des präzessionalen Magnetisierungsvorgangs, die Ausbildung von transienten Domänenwänden und transienten Vortizes sowie die Erscheinung einer gestreiften Domänenphase aufgrund der inkohärenten Drehung der Magnetisierung diskutiert. Ferner wurde die Methode für die Untersuchung von stehenden Spinwellen auf ultradünnen (16 µm x 32 µm groß und 10 nm dick) Permalloy-Mikrostrukturen herangezogen. In einer zum periodischen Anregungsfeld senkrecht orientierten rechteckigen Mikrostruktur wurde ein induziertes magnetisches Moment gefunden. Dieses Phänomen wurde als „selbstfangende“ Spinwellenmode interpretiert. Es wurde gezeigt, dass sich eine erzwungene Normalmode durch Verschiebung einer 180°-Néelwand stabilisiert. Wird das System knapp unterhalb seiner Resonanzfrequenz angeregt, passt sich die Magnetisierungsverteilung derart an, dass ein möglichst großer Teil der durch das Anregungsfeld eingebrachten Energie im System verbleibt. Über einem bestimmten Grenzwert verursacht die Spinwellenmode nahe der Resonanzfrequenz eine effektive Kraft senkrecht zur 180°-Néel-Wand. Diese entsteht im Zentrum der Mikrostruktur und wird durch die streufeldinduzierte Kraft kompensiert. Als zusätzliche Möglichkeit wurden die Streufelder von magnetischen Mikrostrukturen während der dynamischen Prozesse quantitativ bestimmt und das genaue zeitliche Profil des Streufelds untersucht. Es wurde gezeigt, dass das zeitaufgelöste Photoemissions Elektronenmikroskop als ultraschnelles oberflächensensitives Magnetometer eingesetzt werden kann.

La figura del concessionario di beni e servizi nel demanio marittimo, costiero e portuale

Per la tradizione amministrativa la concessione è lo strumento che consente ai singoli di utilizzare un bene pubblico a titolo particolare. Proprio l’endiadi espressa dai due aggettivi della definizione tradizionale, pubblico e particolare, nasconde la ragione della fortuna dello strumento concessorio, capace di soddisfare, allo stesso tempo, un’esigenza di carattere pubblico ed un bisogno eminentemente privato, sopravvivendo ai più differenti periodi storici ed all’affermarsi delle più radicali correnti di pensiero. A fare da sfondo a questa insanabile tensione, in perenne oscillazione tra i due poli estremi della definizione, la nozione, a sua volta relativa, discussa e costantemente rivisitata, di bene pubblico. Per questa ragione il titolo del lavoro che si presenta è articolato in tre segmenti, che fanno riferimento allo strumento, soltanto formalmente unitario, della concessione negli ambiti del demanio marittimo, del demanio costiero e del demanio portuale. Nel primo capitolo si esamina la disciplina normativa applicabile alle varie tipologie di concessione ipotizzabili sul demanio marittimo, cercando di cogliere, in una prospettiva di analisi diacronica, le linee di evoluzione dell’uso particolare dei beni variamente connessi alle esigenze della navigazione. Il secondo capitolo è, invece, dedicato all’esame dell’elaborazione giurisprudenziale relativa alle vicende del demanio marittimo. Mentre nel terzo capitolo, infine, si è tentato di ricercare e di rappresentare una teoria unitaria della concessione dovuta, in gran parte, all’incedere, apparentemente irresistibile, di un vocabolario comune dei contratti pubblici di matrice comunitaria. In questo contesto appare evidente la crisi, probabilmente irreversibile, della concezione di bene pubblico e quindi di concessione.

Untersuchung multimerer Proteinkomplexe mit oberflächenanalytischen und röntgenspektroskopischen Methoden

Zusammenfassung rnrnIn dieser Arbeit wurden Untersuchungen an zwei verschiedenen multimeren Proteinkomplexen durchgeführt: Zum einen am Hämocyanin aus Homarus americanus mittels Röntgen-L-Kantenspektroskopie und zum anderen am α-Toxin aus Staphylococcus aureus, hinsichtlich der Interaktion an speziellen Raft-artigen Membranabschnitten, mittels AFM.rnFür das Hämocyanin aus Homarus americanus konnte ein neuer Aspekt bezüglich der Bindung von Sauerstoff aufgezeigt werden. Ein zuvor nicht in Betracht gezogener und diskutierter Einfluss von Wassermolekülen auf diesen Vorgang konnte mittels der Methode der Röntgen-L-Kantenspektroskopie dargestellt werden. Erstmals war es möglich die beiden verschiedenen Beladungszustände (Oxy-, Deoxy-Zustand) des Hämocyanin mittels dieser Methode in physiologisch ähnlicher Umgebung zu untersuchen. Vergleiche der erhaltenen L-Kanten-Spektren mit denen anorganischer Vergleichslösungen ließen auf eine Interaktion von Wassermolekülen mit den beiden Kupferatomen des aktiven Zentrums schließen. Dadurch wurde erstmals ein möglicher Einfluss des Wassers auf den Oxygenierungsprozess des Hämocyanins auf elektronischer Ebene aufgezeigt. Vergleichende Betrachtungen von Röntgenkristallstrukturen verschiedener Typ-3-Kupferproteine bestätigten, dass auch hier ein Einfluss von Wassermolekülen auf die aktiven Zentren möglich ist. Vorgeschlagen wird dabei, dass an Stelle der Überlappung der 3d-Orbitale des Kupfers mit den 2p-Orbitalen des Sauerstoffs, wie sie im sauerstoffbeladenen Zustand auftritt, im sauerstoffunbeladenen Zustand eine Wechselwirkung der 3d-Orbitale des Kupfers mit den LUMOS der Wassermoleküle möglich wird, und ein Elektronen- bzw. Ladungstransfer von den Kupfern auf die Wassermoleküle erfolgen kann. rnAFM-Untersuchungen hinsichtlich der Interaktion des α-Toxins aus Staphylococcus aureus mit oberflächenunterstützten Modellmembranen wiesen darauf hin, dass eine bevorzugte Anbindung und zumindest teilweise Integration der α-Toxine in Raft-artige Membranbereiche stattfindet. Für verschiedene ternäre Lipidsysteme konnten phasenseparierte Modellmembranen abgebildet und die unterschiedlichen Domänenformen zugeordnet werden. Der Anbindungsprozess der Toxine an diese oberflächenunterstützte Modellmembranen erfolgte dann wahrscheinlich vornehmlich an den speziellen Raft-artigen Domänen, wohingegen die Insertion der Poren vorrangig an den Grenzbereichen zwischen den Domänen auftrat. Mögliche Ursache dafür sind die räumlichen Besonderheiten dieser Grenzflächen. Membranen weisen an den Schnittstellen zwischen zwei Domänenformen eine erhöhte Unordnung auf, was sich u.a. in einer geringeren Packungsdichte der Phospholipide und dem erhöhten Freiheitsgrad ihrer Kopfgruppen bemerkbar macht. Außerdem kommt es auf Grund der Interaktion der beteiligten Membranbestandteile Sphingomyelin und Cholesterol untereinander zu einer speziellen Ausrichtung der Phosphocholin-Kopfgruppen und innerhalb der Raft-artigen Domänen zu einer erhöhten Packungsdichte der Phospholipide. Die in dieser Arbeit präsentierten Ergebnisse unterstützten demnach die in der Literatur postulierte Vermutung der bevorzugten Interaktion und Integration der Toxin-Moleküle mit Raft-artigen Membrandomänen. Die Insertion der Pore erfolgt aber wahrscheinlich bevorzugt an den Grenzbereichen zwischen den auftretenden Domänen.rn

Il banchetto e le sue rappresentazioni. Le radici di un dibattito contemporaneo

La ricerca si propone di sondare in maniera completa e approfondita la rappresentazione del banchetto nel testo letterario e, in senso più ampio, nel testo inteso come sistema di segni (siano essi parole, gesti, espressioni facciali, modi di esprimersi, mezzi di comunicazione in genere). Il banchetto è una ‘messa in scena’ che assume nel testo letterario e nei linguaggi espressivi dell’arte contemporanea diverse funzioni a livello tematico e stilistico. Nel lavoro si analizza ognuna di queste funzioni: la funzione denotativa, connotativa, strutturale, metaforica, metanarrativa e stilistica e comunicativa. La linea di analisi tracciata si conclude con un particolare focus sulla rappresentazione del banchetto nel testo letterario e nei media come strumento di comunicazione all’interno di un altro mezzo di comunicazione. Con questa premessa la candidata termina con il capitolo conclusivo dedicando spazio all’immagine del pasto postmoderno. Il banchetto, in quanto rito simbolico, media contenuti legati all’universo culturale, rivela connessioni con la realtà storico-sociale, con l’assetto profondo dell’identità individuale e collettiva, costituendo un polo di aggregazione di diverse dimensioni di umanità. Nonostante l’estrema duttilità alla quale si presta l’immaginario del banchetto sul piano artistico e concettuale, nella quotidianità il momento conviviale continua per l’uomo postmoderno a evocare sentimenti e valori tradizionali ai quali ispirarsi.

TBX3-Mutationsanalysen und Konstruktion einer Zelllinie für TBX2-Inhibitorscreenings

Die nahe verwandten T-box Transkriptionsfaktoren TBX2 und TBX3 werden in zahlreichen humanen Krebsarten überexprimiert, insbesondere in Brustkrebs und Melanomen. Die Überexpression von TBX2 und TBX3 hat verschiedene zelluläre Effekte, darunter die Unterdrückung der Seneszenz, die Förderung der Epithelialen-Mesenchymalen Transition sowie invasive Zellmotilität. Im Gegensatz dazu führt ein Funktionsverlust von TBX3 und der meisten anderen humanen T-box-Gene zu haploinsuffizienten Entwicklungsdefekten. Durch Sequenzierung des Exoms von Brustkrebsproben identifizierten Stephens et al. fünf verschiedene Mutationen in TBX3, welche allesamt die DNA-bindende T-box-Domäne betrafen. Die In-Frame-Deletion N212delN wurde zweimal gefunden. Aus der Anhäufung der Mutationen innerhalb der T-box-Domäne wurde geschlossen, dass TBX3 bei Brustkrebs ein Treibergen ist. Da Mutationen innerhalb der T-box-Domäne im Allgemeinen zu einem Funktionsverlust führen, aber die onkogene Aktivität von TBX3 meist auf eine Überexpression zurückzuführen ist, wurden die potentiellen Treibermutationen hinsichtlich einer verminderten oder gesteigerten TBX3-Funktion geprüft. Getestet wurden zwei In-Frame Deletionen, eine Missense- sowie eine Frameshift-Mutante bezüglich der DNA-Bindung in vitro und der Zielgen-Repression in Zellkultur. Zusätzlich wurde eine in silico Analyse der im The Cancer Genome Atlas (TCGA) gelisteten somatischen TBX-Brustkrebsmutationen durchgeführt. Sowohl die experimentelle als auch die in silico Analyse zeigten, dass die untersuchten Mutationen vorwiegend zum Verlust der TBX3-Funktion führen. Um den Mechanismus der Genrepression durch TBX3 besser zu verstehen, wurden weitere TBX3-Mutanten bezüglich ihrer Wirkung auf die p21-Promotoraktivität (p21-Luc-Reporter und endogene p21-Expression) analysiert. Wildtypische p21-Luc-Repression zeigten die zwei Mutationen S674A (Phosphorylierung) und D275K (SUMOylierung), welche posttranslationale Modifikationen verhindern, sowie die Interaktion mit dem Tumorsuppressor Rb1 unterbindende M302A/V304A-Mutation. Erstaunlicherweise war die endogene p21-Repression dieser Mutanten stärker als die des wildtypischen TBX3-Proteins. Alle drei Mutationen führten zu einer Stabilisierung des TBX3-Proteins. Die ursprünglich in Patienten mit Ulna-Mamma Syndrom identifizierte, DNA-bindungsdefekte Y149S-Mutante konnte weder p21-Luc noch endogenes p21 reprimieren. Mutationen in potentiellen Interaktionsdomänen für die Bindung der Co-Repressoren Groucho und C-terminalem Bindeprotein zeigten sowohl auf p21-Luc als auch auf endogenes p21-Gen wildtypische Repressoraktivität, so dass diese Co-Repressoren in COS-7-Zellen wahrscheinlich nicht an der Repression dieses Gens beteiligt sind. Da TBX2 und TBX3 interessante Ziele zur direkten Krebsbekämpfung darstellen, sollte ein zelluläres Reportersystem zur Identifikation TBX2-inhibierender, pharmakologisch aktiver Substanzen etabliert werden. Dazu sollte eine stabile Zelllinie mit vom p21-Promotor reguliertem d2EGFP-Reporter und Doxyzyklin-induzierbarem TBX2-Protein erzeugt werden, da ektopische Expression von TBX2 genetische Instabilität und Toxizität induzieren kann. In dieser Zelllinie sollte die TBX2-Expression zur Reduktion der d2EGFP-Fluoreszenz führen. Zur Erzeugung der Zelllinie wurden die folgenden drei Konstrukte Schritt-für-Schritt stabil in das Genom der Zielzelllinie COS-7 integriert: pEF1alpha-Tet3G, pTRE3G-TBX2 und p21-d2EGFP. Während die Herstellung der doppelt stabilen COS-7-Zelllinie gelang, scheiterte die Herstellung der dreifach stabilen Zelllinie.

Optimierte biologische Aktivität allo- und tumorreaktiver CD8-+-T-Lymphozyten im humanisierten Mausmodell durch IL-15-Superagonisten

Interleukin 15 (IL-15) gilt als eines der vielversprechendsten zukünftigen Medikamente für die Krebstherapie. Es fördert die Proliferation, Persistenz und Funktion von CD8+ T-Zellen und vermittelt zahlreiche Effekte, die es als überlegene Alternative für das derzeit in der Klinik verwendete IL-2 erscheinen lassen. Für den Einsatz von IL-15 in der vorliegenden Arbeit wurde zunächst ein Protokoll zur Herstellung von rekombinantem IL-15 in E. coli etabliert. Das hergestellte Protein hatte eine zu kommerziellen Produkten vergleichbare Bioaktivität und begünstigte die Persistenz und Aktivität antigenspezifischer, humaner CD8+ T Zellen nach adoptivem Transfer in NSG-Mäuse, wobei unter anderem ein verstärkter Effekt auf T Zellen mit TSCM-Phänotyp beobachtet wurde. Um die Bioaktivität von IL-15 zu steigern, wurden super-agonistische IL-15-Fusions¬proteine entworfen und im Expi293-System hergestellt. Dabei wurde IL 15 kovalent mit der Sushi-Domäne, der IL-15Rα-Kette und einer IgG1-Fc-Domäne verbunden, was zu einer gesteigerten Affinität der IL 15-Superagonisten zum physiologischen, niederaffinen IL 15Rβγ und zu einer stark erhöhten Halbwertszeit in Mausserum führte. Die gesteigerte Affinität der IL-15-Super¬agonisten wurde durch die IL 15Rα-Sushi-Domäne vermittelt. Eine um 13 Amino¬säuren verlängerte Sushi-Domäne zeigte im Vergleich zur normalen Form eine nochmals ge¬steigerte Affinität. Die längere Halbwertszeit wurde von der Sushi- und der IgG1-Fc-Domäne vermittelt. Die IgG1-Fc-Domäne verstärkte die Wirkung der Fusionsproteine zusätzlich über einen Mechanismus, der wahrscheinlich mit der Transpräsentation durch Fc Re¬ze¬ptoren zusammen–hängt. Die gesteigerte Bioaktivität der IL-15-Superagonisten wurde im Tiermodell mit humanen und murinen T-Zellen bestätigt und ILR13+-Fc wurde als das Fusionsprotein mit der höchsten Bioaktivität identifiziert. Im Vergleich zu anderen IL-15-Superagonisten vereint es alle derzeit bekannten Eigenschaften zur Bioaktivitätssteigerung in einem einzigen Protein. In therapeutischen Versuchen mit adoptivem Transfer tumorreaktiver T-Zellen konnte der Antitumoreffekt durch ILR13+-Fc maßgeblich verstärkt werden. Als Modellsysteme wurden NSG-Mäuse, die mit humanen AML-Blasten oder einem soliden Ovarialkarzinom engraftet wurden, verwendet. Dabei wurden sowohl antigenspezifische als auch unspezifische Effekte beobachtet. Die unspezifischen Effekte wurden wahrscheinlich durch eine ILR13+-Fc-vermittelte Überexpression von NKG2D, einem Rezeptor der angeborenen Immunantwort, auf den adoptiv transferierten T Zellen vermittelt. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass IL-15 und die IL-15-Superagonisten die Proliferation und Reaktivität von CD8+ T-Zellen im Rahmen der Immuntherapie fördern können. Aufgrund der hohen Bioaktivität und potenzierten Wirksamkeit, könnten vor allem die IL 15-Superagonisten in Zukunft bei der Entwicklung effizienter Therapiemethoden eingesetzt werden und dadurch einen wichtigen Beitrag zu Behandlung von Krebs leisten. rnrn

Specific processing of tenascin-C by the metalloprotease meprinbeta neutralizes its inhibition of cell spreading

The metalloprotease meprin has been implicated in tissue remodelling due to its capability to degrade extracellular matrix components. Here, we investigated the susceptibility of tenascin-C to cleavage by meprinbeta and the functional properties of its proteolytic fragments. A set of monoclonal antibodies against chicken and human tenascin-C allowed the mapping of proteolytic fragments generated by meprinbeta. In chicken tenascin-C, meprinbeta processed all three major splicing variants by removal of 10kDa N-terminal and 38kDa C-terminal peptides, leaving a large central part of subunits intact. A similar cleavage pattern was found for large human tenascin-C variant where two N-terminal peptides (10 or 15kDa) and two C-terminal fragments (40 and 55kDa) were removed from the intact subunit. N-terminal sequencing revealed the exact amino acid positions of cleavage sites. In both chicken and human tenascin-C N-terminal cleavages occurred just before and/or after the heptad repeats involved in subunit oligomerization. In the human protein, an additional cleavage site was identified in the alternative fibronectin type III repeat D. Whereas all these sites are known to be attacked by several other proteases, a unique cleavage by meprinbeta was located to the 7th constant fibronectin type III repeat in both chicken and human tenascin-C, thereby removing the C-terminal domain involved in its anti-adhesive activity. In cell adhesion assays meprinbeta-digested human tenascin-C was not able to interfere with fibronectin-mediated cell spreading, confirming cleavage in the anti-adhesive domain. Whereas the expression of meprinbeta and tenascin-C does not overlap in normal colon tissue, inflamed lesions of the mucosa from patients with Crohn's disease exhibited many meprinbeta-positive leukocytes in regions where tenascin-C was strongly induced. Our data indicate that, at least under pathological conditions, meprinbeta might attack specific functional sites in tenascin-C that are important for its oligomerization and anti-adhesive activity.

Optical properties of a nanomatch-like plasmonic structure

The optical properties of a match-like plasmonic nanostructure are numerically investigated using full-wave finite-difference time-domain analysis in conjunction with dispersive material models. This work is mainly motivated by the developed technique enabling reproducible fabrication of nanomatch structures as well as the growing applications that utilize the localized field enhancement in plasmonic nanostructures. Our research revealed that due to the pronounced field enhancement and larger resonance tunabilities, some nanomatch topologies show potentials for various applications in the field of, e.g., sensing as well as a novel scheme for highly reproducible tips in scanning near field optical microscopy, among others. Despite the additional degrees of freedom that are offered by the composite nature of the proposed nanomatch topology, the paper also reflects on a fundamental complication intrinsic to the material interfaces especially in the nanoscale: stoichiometric mixing. We conclude that the specificity in material modeling will become a significant issue in future research on functionalized composite nanostructures.

The microtubule plus-end localization of Aspergillus dynein is important for dynein-early-endosome interaction but not for dynein ATPase activation

Cytoplasmic dynein in filamentous fungi accumulates at microtubule plus-ends near the hyphal tip, which is important for minus-end-directed transport of early endosomes. It was hypothesized that dynein is switched on at the plus-end by cargo association. Here, we show in Aspergillus nidulans that kinesin-1-dependent plus-end localization is not a prerequisite for dynein ATPase activation. First, the Walker A and Walker B mutations in the dynein heavy chain AAA1 domain implicated in blocking different steps of the ATPase cycle cause different effects on dynein localization to microtubules, arguing against the suggestion that ATPase is inactive before arriving at the plus-end. Second, dynein from kinA (kinesin 1) mutant cells has normal ATPase activity despite the absence of dynein plus-end accumulation. In kinA hyphae, dynein localizes along microtubules and does not colocalize with abnormally accumulated early endosomes at the hyphal tip. This is in contrast to the colocalization of dynein and early endosomes in the absence of NUDF/LIS1. However, the Walker B mutation allows dynein to colocalize with the hyphal-tip-accumulated early endosomes in the kinA background. We suggest that the normal ability of dyenin to interact with microtubules as an active minus-end-directed motor demands kinesin-1-mediated plus-end accumulation for effective interactions with early endosomes.

Combining 3D tracking and surgical instrumentation to determine the stiffness of spinal motion segments: a validation study

The spine is a complex structure that provides motion in three directions: flexion and extension, lateral bending and axial rotation. So far, the investigation of the mechanical and kinematic behavior of the basic unit of the spine, a motion segment, is predominantly a domain of in vitro experiments on spinal loading simulators. Most existing approaches to measure spinal stiffness intraoperatively in an in vivo environment use a distractor. However, these concepts usually assume a planar loading and motion. The objective of our study was to develop and validate an apparatus, that allows to perform intraoperative in vivo measurements to determine both the applied force and the resulting motion in three dimensional space. The proposed setup combines force measurement with an instrumented distractor and motion tracking with an optoelectronic system. As the orientation of the applied force and the three dimensional motion is known, not only force-displacement, but also moment-angle relations could be determined. The validation was performed using three cadaveric lumbar ovine spines. The lateral bending stiffness of two motion segments per specimen was determined with the proposed concept and compared with the stiffness acquired on a spinal loading simulator which was considered to be gold standard. The mean values of the stiffness computed with the proposed concept were within a range of ±15% compared to data obtained with the spinal loading simulator under applied loads of less than 5 Nm.

Genetic and functional characterization of the NanA sialidase from Clostridium chauvoei

ABSTRACT: Clostridium chauvoei is the causative agent of blackleg, a wide spread serious infection of cattle and sheep with high mortality. In this study we have analyzed the sialidase activity of the NanA protein of C. chauvoei and cloned the sialidase gene nanA. Sialidase is encoded as a precursor protein of 722 amino acids with a 26 amino acid signal peptide. The mature sialidase has a calculated molecular mass of 81 kDa and contains the carbohydrate binding module 32 (CBM32, or F5/8 type C domain), the sialic acid binding module CBM40 and the enzymatically active sialidase domain found in all pro- and eukaryotic sialidases. Sialidase activity does not require the CBM32 domain. The NanA protein is secreted by C. chauvoei as a dimer. The nanA gene was found to be conserved and sialidase activity was found in C. chauvoei strains isolated over a period of 50 years from various geographical locations. Antiserum directed against a recombinant 40 kDa peptide containing CBM40 and part of the enzymatically active domain of NanA neutralized the secreted sialidase activity of all C. chauvoei strains tested.

Posttranscriptional regulation of Fas (CD95) ligand killing activity by lipid rafts

Fas (CD95/Apo-1) ligand-mediated apoptosis induction of target cells is one of the major effector mechanisms by which cytotoxic lymphocytes (T cells and natural killer cells) kill their target cells. In T cells, Fas ligand expression is tightly regulated at a transcriptional level through the activation of a distinct set of transcription factors. Increasing evidence, however, supports an important role for posttranscriptional regulation of Fas ligand expression and activity. Lipid rafts are cholesterol- and sphingolipid-rich membrane microdomains, critically involved in the regulation of membrane receptor signaling complexes through the clustering and concentration of signaling molecules. Here, we now provide evidence that Fas ligand is constitutively localized in lipid rafts of FasL transfectants and primary T cells. Importantly, disruption of lipid rafts strongly reduces the apoptosis-inducing activity of Fas ligand. Localization to lipid rafts appears to be predominantly mediated by the characteristic cytoplasmic proline-rich domain of Fas ligand because mutations of this domain result in reduced recruitment to lipid rafts and attenuated Fas ligand killing activity. We conclude that Fas ligand clustering in lipid rafts represents an important control mechanism in the regulation of T cell-mediated cytotoxicity.

Analytical investigation of squeeze film dampers

Squeeze film damping effects naturally occur if structures are subjected to loading situations such that a very thin film of fluid is trapped within structural joints, interfaces, etc. An accurate estimate of squeeze film effects is important to predict the performance of dynamic structures. Starting from linear Reynolds equation which governs the fluid behavior coupled with structure domain which is modeled by Kirchhoff plate equation, the effects of nondimensional parameters on the damped natural frequencies are presented using boundary characteristic orthogonal functions. For this purpose, the nondimensional coupled partial differential equations are obtained using Rayleigh-Ritz method and the weak formulation, are solved using polynomial and sinusoidal boundary characteristic orthogonal functions for structure and fluid domain respectively. In order to implement present approach to the complex geometries, a two dimensional isoparametric coupled finite element is developed based on Reissner-Mindlin plate theory and linearized Reynolds equation. The coupling between fluid and structure is handled by considering the pressure forces and structural surface velocities on the boundaries. The effects of the driving parameters on the frequency response functions are investigated. As the next logical step, an analytical method for solution of squeeze film damping based upon Green’s function to the nonlinear Reynolds equation considering elastic plate is studied. This allows calculating modal damping and stiffness force rapidly for various boundary conditions. The nonlinear Reynolds equation is divided into multiple linear non-homogeneous Helmholtz equations, which then can be solvable using the presented approach. Approximate mode shapes of a rectangular elastic plate are used, enabling calculation of damping ratio and frequency shift as well as complex resistant pressure. Moreover, the theoretical results are correlated and compared with experimental results both in the literature and in-house experimental procedures including comparison against viscoelastic dampers.

Systemic analysis of microarray data sets towards identifying genes regulating root development

Nitrogen and water are essential for plant growth and development. In this study, we designed experiments to produce gene expression data of poplar roots under nitrogen starvation and water deprivation conditions. We found low concentration of nitrogen led first to increased root elongation followed by lateral root proliferation and eventually increased root biomass. To identify genes regulating root growth and development under nitrogen starvation and water deprivation, we designed a series of data analysis procedures, through which, we have successfully identified biologically important genes. Differentially Expressed Genes (DEGs) analysis identified the genes that are differentially expressed under nitrogen starvation or drought. Protein domain enrichment analysis identified enriched themes (in same domains) that are highly interactive during the treatment. Gene Ontology (GO) enrichment analysis allowed us to identify biological process changed during nitrogen starvation. Based on the above analyses, we examined the local Gene Regulatory Network (GRN) and identified a number of transcription factors. After testing, one of them is a high hierarchically ranked transcription factor that affects root growth under nitrogen starvation. It is very tedious and time-consuming to analyze gene expression data. To avoid doing analysis manually, we attempt to automate a computational pipeline that now can be used for identification of DEGs and protein domain analysis in a single run. It is implemented in scripts of Perl and R.