Can a carbon nano-coating resist metallic phase transformation in silicon substrate during nanoimpact?

Nanomechanical response of a silicon specimen coated with a sp3 crystalline carbon coating (1.8 nm thickness) was investigated using MD simulation. A sharp conical rigid tip was impacted at the speed of 50 m/sec up to a depth of ~80% of the coating thickness. Unlike pure silicon specimen, no metallic phase transformation was observed i.e. a thin coating was able to resist Si-I to Si-II metallic phase transformation signifying that the coating could alter the stress distribution and thereby the contact tribology of the substrate. The stress state of the system, radial distribution function and the load-displacement curve were all aligned with above observations

SN 2009N: linking normal and subluminous Type II-P Sne

We present ultraviolet, optical, near-infrared photometry and spectroscopy of SN 2009N in NGC 4487. This object is a Type II-P supernova with spectra resembling those of subluminous II-P supernovae, while its bolometric luminosity is similar to that of the intermediate-luminosity SN 2008in. We created SYNOW models of the plateau phase spectra for line identification and to measure the expansion velocity. In the near-infrared spectra we find signs indicating possible weak interaction between the supernova ejecta and the pre-existing circumstellar material. These signs are also present in the previously unpublished near-infrared spectra of SN 2008in. The distance to SN 2009N is determined via the expanding photosphere method and the standard candle method as D = 21.6 ± 1.1 Mpc. The produced nickel-mass is estimated to be ∼0.020 ± 0.004 M⊙. We infer the physical properties of the progenitor at the explosion through hydrodynamical modelling of the observables. We find the values of the total energy as ∼0.48 × 1051 erg, the ejected mass as ∼11.5 M⊙, and the initial radius as ∼287 R⊙.

Micromaser spectrum and phase diffusion dynamics

We discuss a scheme to relate the phase diffusion dynamics of the micromaser field to the measured atomic population statistics. This can allow us to measure the linewidth of the micromaser spectrum and to solve a relevant decoherence problem in cavity quantum electrodynamics. The main steps are (i) a suitable preparation of the cavity field state to generate coherences, (ii) the transfer of information on the dynamics of field coherences to probe atoms by the action of an external resonant coherent field and (iii) the derivation of the phase diffusion rate, hence the micromaser linewidth, from the measured population statistics of the probe atoms. The method can be applied even in the presence of trapping states, where peculiar linewidth oscillations are expected for increasing pump rate, due to the quantum nature of the micromaser field.

Universal tight binding model for chemical reactions in solution and at surfaces. II. Water

A revised water model intended for use in condensed phase simulations in the framework of the self consistent polarizable ion tight binding theory is constructed. The model is applied to water monomer, dimer, hexamers, ice, and liquid, where it demonstrates good agreement with theoretical results obtained by more accurate methods, such as DFT and CCSD(T), and with experiment. In particular, the temperature dependence of the self diffusion coefficient in liquid water predicted by the model, closely reproduces experimental curves in the temperature interval between 230 K and 350 K. In addition, and in contrast to standard DFT, the model properly orders the relative densities of liquid water and ice. A notable, but inevitable, shortcoming of the model is underestimation of the static dielectric constant by a factor of two. We demonstrate that the description of inter and intramolecular forces embodied in the tight binding approximation in quantum mechanics leads to a number of valuable insights which can be missing from ab initio quantum chemistry and classical force fields. These include a discussion of the origin of the enhanced molecular electric dipole moment in the condensed phases, and a detailed explanation for the increase of coordination number in liquid water as a function of temperature and compared with ice-leading to insights into the anomalous expansion on freezing. The theory holds out the prospect of an understanding of the currently unexplained density maximum of water near the freezing point. 

SN 2012ec: mass of the progenitor from PESSTO follow-up of the photospheric phase

We present the results of a photometric and spectroscopic monitoring campaign of SN 2012ec, which exploded in the spiral galaxy NGC 1084, during the photospheric phase. The photometric light curve exhibits a plateau with luminosity L = 0.9 x 10(42) erg s(-1) and duration similar to 90 d, which is somewhat shorter than standard Type II-P supernovae (SNe). We estimate the nickel mass M(Ni-56) = 0.040 +/- 0.015 M-circle dot from the luminosity at the beginning of the radioactive tail of the light curve. The explosion parameters of SN 2012ec were estimated from the comparison of the bolometric light curve and the observed temperature and velocity evolution of the ejecta with predictions from hydrodynamical models. We derived an envelope mass of 12.6 M-circle dot, an initial progenitor radius of 1.6 x 10(13) cm and an explosion energy of 1.2 foe. These estimates agree with an independent study of the progenitor star identified in pre-explosion images, for which an initial mass of M = 14-22 M-circle dot was determined. We have applied the same analysis to two other Type II-P SNe (SNe 2012aw and 2012A), and carried out a comparison with the properties of SN 2012ec derived in this paper. We find a reasonable agreement between the masses of the progenitors obtained from pre-explosion images and masses derived from hydrodynamical models. We estimate the distance to SN 2012ec with the standardized candle method (SCM) and compare it with other estimates based on other primary and secondary indicators. SNe 2012A, 2012aw and 2012ec all follow the standard relations for the SCM for the use of Type II-P SNe as distance indicators.

Dose-response relationship in phase 1 clinical trials: a European Drug Development Network (EDDN) Collaboration Study

Introduction: Because a dose–response relationship is characteristic of conventional chemotherapy, this concept is widely used for the development of novel cytotoxic (CTX) drugs. However, the need to reach the MTD to obtain optimal benefit with molecularly targeted agents (MTA) is controversial. In this study, we evaluated the relationship between dose and efficacy in a large cohort of phase I patients with solid tumors.

Experimental Design: We collected data on 1,182 consecutive patients treated in phase I trials in 14 European institutions in 2005–2007. Inclusion criteria were: (i) patients treated within completed single-agent studies in which a maximum-administered dose was defined and (ii) RECIST/survival data available.

Results: Seventy-two percent of patients were included in trials with MTA (N = 854) and 28% in trials with CTX (N = 328). The objective response (OR) rate was 3% and disease control at 6 months was 11%. OR for CTX was associated with higher doses (median 92% of MTD); this was not the case for MTA, where patients achieving OR received a median of 50% of MTD. For trials with MTA, patients treated at intermediate doses (40%–80%) had better survival compared with those receiving low or high doses (P = 0.038). On the contrary, there was a direct association between higher dose and better OS for CTX agents (P = 0.003).

Conclusion: Although these results support the development of novel CTX based on MTD, we found no direct relationship between higher doses and response with MTA in unselected patients. However, the longest OS was seen in patients treated with MTA at intermediate doses (40%–80% of MTD)

SN 2009ib: a Type II-P supernova with an unusually long plateau

We present optical and near-infrared photometry and spectroscopy of SN 2009ib, a Type II-P supernova in NGC 1559. This object has moderate brightness, similar to those of the intermediate-luminosity SNe 2008in and 2009N. Its plateau phase is unusually long, lasting for about 130 d after explosion. The spectra are similar to those of the subluminous SN 2002gd, with moderate expansion velocities. We estimate the Ni-56 mass produced as 0.046 +/- A 0.015 M-aS (TM). We determine the distance to SN 2009ib using both the expanding photosphere method (EPM) and the standard candle method. We also apply EPM to SN 1986L, a Type II-P SN that exploded in the same galaxy. Combining the results of different methods, we conclude the distance to NGC 1559 as D = 19.8 +/- A 3.0 Mpc. We examine archival, pre-explosion images of the field taken with the Hubble Space Telescope, and find a faint source at the position of the SN, which has a yellow colour [(V - I)(0) = 0.85 mag]. Assuming it is a single star, we estimate its initial mass as M-ZAMS = 20 M-aS (TM). We also examine the possibility, that instead of the yellow source the progenitor of SN 2009ib is a red supergiant star too faint to be detected. In this case, we estimate the upper limit for the initial zero-age main sequence (ZAMS) mass of the progenitor to be similar to 14-17 M-aS (TM). In addition, we infer the physical properties of the progenitor at the explosion via hydrodynamical modelling of the observables, and estimate the total energy as similar to 0.55 x 10(51) erg, the pre-explosion radius as similar to 400 R-aS (TM), and the ejected envelope mass as similar to 15 M-aS (TM), which implies that the mass of the progenitor before explosion was similar to 16.5-17 M-aS (TM).

Immune-derived PD-L1 gene expression defines a subgroup of stage II/III colorectal cancer patients with favorable prognosis that may be harmed by adjuvant chemotherapy

A recent phase 2 study of metastatic colorectal carcinoma (CRC) patients showed that mismatch repair gene status was predictive of clinical response to PD-1-targeting immune checkpoint blockade. Further examination revealed strong correlation between PD-L1 protein expression and microsatellite instability (MSI) in stage IV CRC, suggesting that the amount of PD-L1 protein expression could identify late stage patients who may benefit from immunotherapy. To assess whether the clinical associations between PD-L1 gene expression and MSI identified in metastatic CRC are also present in stage II/III CRC, we used in silico analysis to elucidate the cell types expressing the PD-L1 gene. We found a significant association of PD-L1 gene expression with MSI in early stage CRC (P < 0.001) and show that unlike in non-CRC tumors, PD-L1 is derived predominantly from the immune infiltrate. We demonstrate that PD-L1 gene expression has positive prognostic value in the adjuvant disease setting (PD-L1low v PD-L1high HR = 9.09; CI, 2.11-39.10). PD-L1 gene expression had predictive value, as patients with high PD-L1 expression appear to be harmed by standard-of-care treatment (HR = 4.95; CI,1.10-22.35). Building on the promising results from the metastatic CRC PD-1-targeting trial, we provide compelling evidence that PD-L1high/MSI/immunehigh stage II/III CRC patients should not receive standard chemotherapy. This conclusion supports the rationale to clinically evaluate this patient subgroup for PD-1 blockade treatment.

Wireless GPS-based phase-locked synchronization system for outdoor environment.

Synchronization of data coming from different sources is of high importance in biomechanics to ensure reliable analyses. This synchronization can either be performed through hardware to obtain perfect matching of data, or post-processed digitally. Hardware synchronization can be achieved using trigger cables connecting different devices in many situations; however, this is often impractical, and sometimes impossible in outdoors situations. The aim of this paper is to describe a wireless system for outdoor use, allowing synchronization of different types of - potentially embedded and moving - devices. In this system, each synchronization device is composed of: (i) a GPS receiver (used as time reference), (ii) a radio transmitter, and (iii) a microcontroller. These components are used to provide synchronized trigger signals at the desired frequency to the measurement device connected. The synchronization devices communicate wirelessly, are very lightweight, battery-operated and thus very easy to set up. They are adaptable to every measurement device equipped with either trigger input or recording channel. The accuracy of the system was validated using an oscilloscope. The mean synchronization error was found to be 0.39 μs and pulses are generated with an accuracy of <2 μs. The system provides synchronization accuracy about two orders of magnitude better than commonly used post-processing methods, and does not suffer from any drift in trigger generation.

Quantification of aortic flow by phase-contrast magnetic resonance in patients with bicuspid aortic valve.

AIMS: Bicuspid aortic valve (BAV) causes complex flow patterns in the ascending aorta (AAo), which may compromise the accuracy of flow measurement by phase-contrast magnetic resonance (PC-MR). Therefore, we aimed to assess and compare the accuracy of forward flow measurement in the AAo, where complex flow is more dominant in BAV patients, with flow quantification in the left ventricular outflow tract (LVOT) and the aortic valve orifice (AV), where complex flow is less important, in BAV patients and controls. METHODS AND RESULTS: Flow was measured by PC-MR in 22 BAV patients and 20 controls at the following positions: (i) LVOT, (ii) AV, and (iii) AAo, and compared with the left ventricular stroke volume (LVSV). The correlation between the LVSV and the forward flow in the LVOT, the AV, and the AAo was good in BAV patients (r = 0.97/0.96/0.93; P < 0.01) and controls (r = 0.96/0.93/0.93; P < 0.01). However, in relation with the LVSV, the forward flow in the AAo was mildly underestimated in controls and much more in BAV patients [median (inter-quartile range): 9% (4%/15%) vs. 22% (8%/30%); P < 0.01]. This was not the case in the LVOT and the AV. The severity of flow underestimation in the AAo was associated with flow eccentricity. CONCLUSION: Flow measurement in the AAo leads to an underestimation of the forward flow in BAV patients. Measurement in the LVOT or the AV, where complex flow is less prominent, is an alternative means for quantifying the systolic forward flow in BAV patients.

Heterogeneity of photosystem II as it occurs in domain specific regions of the thylakoid membrane of spinach (spinacia oleracia L.)

Thylakoid membrane fractions were prepared from specific regions of thylakoid membranes of spinach (Spinacia oleracea). These fractions, which include grana (83), stroma (T3), grana core (8S), margins (Ma) and purified stroma (Y100) were prepared using a non-detergent method including a mild sonication and aqueous two-phase partitioning. The significance of PSlla and PSII~ centres have been described extensively in the literature. Previous work has characterized two types of PSII centres which are proposed to exist in different regions of the thylakoid membrane. a-centres are suggested to aggregate in stacked regions of grana whereas ~-centres are located in unstacked regions of stroma lamellae. The goal of this study is to characterize photosystem II from the isolated membrane vesicles representing different regions of the higher plant thylakoid membrane. The low temperature absorption spectra have been deconvoluted via Gaussian decomposition to estimate the relative sub-components that contribute to each fractions signature absorption spectrum. The relative sizes of the functional PSII antenna and the fluorescence induction kinetics were measured and used to determine the relative contributions of PSlla and PSII~ to each fraction. Picosecond chlorophyll fluorescence decay kinetics were collected for each fraction to characterize and gain insight into excitation energy transfer and primary electron transport in PSlla and PSII~ centres. The results presented here clearly illustrate the widely held notions of PSII/PS·I and PSlIa/PSII~ spatial separation. This study suggests that chlorophyll fluorescence decay lifetimes of PSII~ centres are shorter than those of PSlIa centres and, at FM, the longer lived of the two PSII components renders a larger yield in PSlIa-rich fractions, but smaller in PSIlr3-rich fractions.

Modulation de l’expression du récepteur B1 des kinines par l’angiotensine II et l’endothéline-1 dans des cellules musculaires lisses vasculaires

Le stress oxydatif est impliqué dans l’expression du récepteur B1 des kinines (RB1) dans différents modèles de diabète et d'hypertension. Puisque l'angiotensine II (Ang II) et l'endothéline-1 (ET-1) sont des peptides prooxydants impliqués dans les maladies cardiovasculaires, leur contribution dans l'augmentation de l'expression du RB1 a été étudiée dans des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV). Le QRT-PCR et l’immunobuvardage de type Western ont été utilisés pour mesurer l’expression du RB1 dans des CMLV dérivées de la lignée A10 et de l’aorte de rats Sprague-Dawley. Cette étude montre que l’Ang II augmente l’expression du RB1 (ARNm et protéine) en fonction de la concentration et du temps (maximum 1 μM entre 3-6 h). Cette augmentation implique le récepteur AT1, la PI3K et le NF-κB, mais non le récepteur AT2 et ERK1/2. Aussi, le récepteur ETA de l’ET-1 est impliqué dans la réponse à l’Ang II à 6-8 h et non à 1-4 h. Par contre, l’ET-1 augmente l’expression du RB1 (maximum 2-4 h) via la stimulation des récepteurs ETA et ETB. L’augmentation du RB1 causée par l’Ang II et l’ET-1 est bloquée par les antioxydants (N-acétyl-cystéine et diphénylèneiodonium). Ces résultats suggèrent que l’Ang II induit le RB1 dans les CMLV par le récepteur AT1 dans la première phase, et par la libération d’ET-1 (majoritairement par ETA) dans la phase tardive, via le stress oxydatif et l’activation de la PI3K et du NF-κB. Ces résultats précisent le mécanisme impliqué dans la surexpression du RB1 ayant des effets néfastes dans le diabète et l'hypertension.

Comparaison des effets sur la croissance des maxillaires de l'utilisation du Forsus® versus celle des élastiques de classe II

Objectif : Évaluer les effets sur la croissance des maxillaires, ainsi que les effets dentaires, de l'utilisation du Forsus versus celle des élastiques de classe II. Matériel et méthode : Un échantillon de 30 patients a été traité sans extraction et a eu une phase d'alignement préliminaire avec appareillage orthodontique fixe complet. Vingt-trois (23) patients (14 filles, 9 garçons) ont été traités à l'aide de Forsus (âge moyen : 13,4 ans) et 7 patients (4 filles, 3 garçons) ont été traités avec des élastiques de classe II (âge moyen : 14,3 ans). Une radiographie céphalométrique a été prise à la fin de la phase d'alignement, juste avant la mise en place de l'appareil myofonctionnel choisi, et une autre au moment de l'enlèvement de l'appareil (temps de port moyen : 0,5 an). Les radiographies ont ensuite été tracées à l'aveugle et 17 mesures ont été sélectionnées pour évaluer l'effet des appareils sur les maxillaires (ANS-PNS, SNA, SNB, ANB, Go-Pg, Ar-Go, Co-Gn, axe Y, Ar-Gn, Ar-Go-Me, FMA, POF/FH, PP/FH, B-Pg(PM), 1/-FH, 1/-/1, /1-PM). Un questionnaire pour évaluer le confort face à leur appareil a été remis aux patients à environ la moitié du temps de port estimé. Résultats : Il n'y a aucune différence statistiquement significative entre les deux traitements sur la croissance du maxillaire (ANS-PNS p = 0,93, SNA p = 0,12). De façon générale, il n'y a pas non plus de différence significative entre les deux traitements sur la croissance de la mandibule (Ar-Gn p = 0,03, SNB p = 0,02 et pour les 6 autres mesures p > 0,05). Pour la composante dento-alvéolaire, les deux traitements proclinent les incisives inférieures et rétroclinent les incisives supérieures, le Forsus causant une plus forte rétroclinaison des incisives supérieures (1/-FH p = 0,007, /1-PM p = 0,10). Pour les changements angulaires des plans, le Forsus cause de manière significative une augmentation de l’inclinaison du plan occlusal (POF/FH p = 0,001). Pour le questionnaire sur l'évaluation du confort, il n'y a pas de différence entre les deux traitements en ce qui concerne la gêne face aux activités quotidiennes (p = 0,19). L'hygiène est plus facile avec les élastiques (p = 0,03). Le sommeil n’est perturbé par aucun des appareils (p =0,76). La différence entre le groupe «élastiques» et le groupe «Forsus» pour le confort en général n'est pas significative (p = 0,08). Conclusions : Le but de l’étude étant de vérifier l’efficacité des élastiques de classe II bien portés versus celle des Forsus, on peut conclure que leurs effets sont relativement similaires sur les maxillaires. Cependant, le Forsus cause de manière statistiquement significative une augmentation de l'angle du plan occlusal et une rétroclinaison plus importante des incisives supérieures.

Syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) : étude de mécanismes impliqués dans la phase exsudative

Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) se développe suite à une atteinte pulmonaire lésionnelle, induisant un œdème et une inflammation excessive, généralement suivis d’une réparation atypique menant à la fibrose. Malgré de signifiants progrès dans les traitements, la mortalité reste élevée : ~ 40 %. Mon hypothèse de travail est que l’atténuation de l’œdème ou de la réponse inflammatoire pourrait freiner le développement ou la sévérité de la phase exsudative. Nous avons évalué cette hypothèse à l’aide d’un modèle de phase exsudative du SDRA, i.e. instillation intra-trachéale de bléomycine, chez les souris.  La modulation des fluides alvéolaires est étudiée avec des souris transgénique (Tg) pour le canal ENaC, qui sont sensibles à la formation d’un œdème. Cependant, ces souris Tg ne sont pas plus sensibles au développement de la phase exsudative en condition lésionnelle (bléomycine). Nous avons déterminé par une étude électrophysiologique des cellules épithéliales alvéolaires de type II (AT II) que ce n’est pas lié à une inhibition par la bléomycine de la fonction du canal ENaC.  Le traitement de la réponse inflammatoire associée au SDRA par des glucocorticoïdes est une thérapie potentielle mais controversée. Les glucocorticoïdes dans notre modèle murin ne réduisent pas la sévérité des lésions. Nous avons pu déterminé lors d’expériences in vitro que ce serait dû à une réduction de la capacité de réparation des AT II. En résumé :  La modulation du canal ENaC ne modifie pas le développement de la phase exsudative, suggérant que la régulation de l’œdème n’est pas suffisante pour modifier l’évolution du SDRA.  La modulation de l’inflammation par les glucocorticoïdes est ineffective, possiblement à cause d’une altération de la réparation. Mon étude suggère que le traitement de la phase exsudative du SDRA est complexe. En effet, la régulation de l’œdème ou de l’inflammation de façon isolée ne peut pas modifier l’évolution du SDRA. L'hétérogénéité des sources du SDRA et la redondance des mécanismes cellulaires impliqués dans l’évolution des lésions pulmonaires suggèrent que le traitement nécessitera une approche visant plusieurs cibles mécanistiques afin d’en accélérer la résolution.

Étude de la fonction de la protéine RPAP4 et de son association avec l’ARN polymérase II

L’ARN polymérase II (ARNPII), l’enzyme responsable de la transcription des ARN messagers, procède au décodage du génome des organismes vivants. Cette fonction requiert l’action concertée de plusieurs protéines, les facteurs généraux de la transcription, par exemple, formant un réseau d’interactions protéine-protéine, plusieurs étant impliquées dans la régulation de l’ARNPII à différents niveaux. La régulation de la transcription a été largement étudiée durant les quatre dernières décennies. Néanmoins, nous en connaissons peu sur les mécanismes qui régulent l’ARNPII avant ou après la transcription. Dans la première partie de cette thèse, nous poursuivons la caractérisation du réseau d’interactions de l’ARNPII dans la fraction soluble de la cellule humaine, travail qui a débuté précédemment dans notre laboratoire. Ce réseau, développé à partir de la méthode de la purification d’affinité en tandem couplée à la spectrométrie de masse (AP-MS) et à des méthodes d’analyses bioinformatiques, nous amène une foule d’informations concernant la régulation de l’ARNPII avant et après son interaction avec la chromatine. Nous y identifions des protéines qui pourraient participer à l’assemblage de l’ARNPII telles des chaperonnes et les protéines du complexe R2TP/prefoldin-like ainsi que des protéines impliquées dans le transport nucléocytoplasmique. Au centre de ce réseau se trouvent RPAP4, une GTPase qui semble se positionner à l’interface entre ces protéines régulatrices et l’ARNPII. Nous avons donc entamé l’étude la fonction de RPAP4, ce qui nous a menés à la conclusion que RPAP4 est essentielle à l’import nucléaire de l’ARNPII au noyau, où elle exerce sa fonction. Nous avons également montré que les motifs G et GPN sont essentiels à la fonction de RPAP4. Le traitement des cellules avec le bénomyl nous montre aussi que la fonction de RPAP4 et l’import nucléaire de l’ARNPII requièrent l’action des microtubules. La deuxième partie de la thèse s’intéresse à une autre protéine positionnée au centre du réseau, RPAP2. Cette dernière partage plusieurs interactions avec RPAP4. Elle est aussi essentielle à la localisation nucléaire de l’ARNPII et interagit directement avec celle-ci. RPAP4 et RPAP2 étant toutes deux des protéines cytoplasmiques qui font la navette entre le noyau et le cytoplasme, nous présentons des évidences que RPAP4 est impliquée dans l’export nucléaire de RPAP2 pour permettre à celle-ci d’être disponible dans le cytoplasme pour l’import de l’ARNPII dans le noyau. Dans la troisième partie de la thèse, nous étudions plus en profondeur les modifications post-traductionnelles de RPAP4, ce qui nous aide à mieux comprendre sa propre régulation et sa fonction auprès de l’ARNPII. RPAP4 est phosphorylée en mitose par la MAP kinase ERK5. Cette phosphorylation favorise l’interaction entre RPAP4 et RPAP2, ce qui empêche RPAP2 d’interagir avec l’ARNPII pendant la mitose, prévenant du même coup, son interaction avec la chromatine pendant cette phase du cycle cellulaire où la transcription est presque inexistante.