A type of perturbation of the harmonic oscillator

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."

Characterization of the effects of IL-17F on CHO cell line generation

CHO is the most commonly used mammalian host for the generation of cell lines allowing for the production of high quality therapeutic proteins. The generation of such cell lines is a lengthy and resource-intensive process requiring extensive screening in order to isolate candidates with optimal characteristics, such as growth, stability and productivity. For this reason, the biotechnology industry invests much effort in attempts to optimize CHO expression systems in order to streamline and shorten the cell line selection process. Based on preliminary observations of a facilitated selection of CHO-GS cell lines expressing members of the IL-17 cytokine family, this study investigates the use of IL-17F as a novel enhancing factor for CHO cell line generation. Using two different CHO expression systems (exploiting GS and DHFR-based selection), we demonstrated that IL-17F expression caused a significant increase in the occurrence of colonies during the selection process. All colonies selected produced substantial amounts of IL-17F, suggesting that benefits were conferred, during selection, to those cells expressing the cytokine. Furthermore, transgene expression levels were significantly increased when the selection pressure was raised to a level that would not normally be permissive for colony selection (i.e. 100 |o.M MSX for the CHO-GS expression system or 1000 nM MTX for the CHO-DHFR system). Finally, IL-17F expression was also found to enhance the rate of appearance of clones during single cell subcloning in the absence of selection pressure. Overall, these benefits have the potential to allow a substantial reduction in the length of cell line generation while significantly increasing cell line productivity. Nevertheless, we found that the high IL-17F expression levels required to convey enhancing effects was a limitation when attempting to co-express IL-17F and a recombinant soluble protein of therapeutic interest from independent CMV promoters within the same expression vector. In order to understand and overcome this limitation, studies were designed to characterize the IL-17F enhancing effect at the molecular and cellular level. Regular supplementation of recombinant biologically-active IL-17F into the culture medium during cell line selection was not able to reproduce the enhancing effects of endogenous IL-17F expression. In addition, increased IL-17F expression correlated with increased CHO-GS selection transgene expression at the single cell level. This data suggested a possible effect of IL-17F on viral promoter activity or transgene mRNA stability. It also provided direct evidence that the cells expressing the highest amounts of IL-17F obtained the most benefit. Overall data obtained from these study implied that IL-17F may act through an intracellular mechanism, possibly exerted during secretion. We therefore initiated experiments designed to determine the specific compartment(s) within which IL-17F triggers its effect. This work has identified IL-17F as a potentially powerful tool to optimize the CHO cell line generation process. The characterization of this enhancing effect at the molecular level has given us several insights into overcoming the current limitations, thus paving the way for the development of a viable technology that can be exploited within the biotechnology industry. - La CHO est la cellule hôte de mammifere la plus couramment utilisée dans la création de lignée cellulaire produisant des protéines thérapeutiques de haute qualité. La génération de ces lignées cellulaires est un processus long et exigeant l'utilisation de techniques de sélection robustes afin d'isoler des candidats possédants les caractéristiques optimales de croissance, de productivité et de stabilité d'expression. Les industries biopharmaceutiques ont investi beaucoup d'efforts afin d'optimiser les systèmes d'expression CHO dans le but raccourcir la longueur du procédé de sélection de lignées cellulaires et aussi d'en augmenter l'efficacité. A partir d'observations préliminaires obtenues lors de la génération de lignées cellulaires CHO- GS exprimant une cytokine appartenant à la famille des IL-17, nous avons réalisé une étude portant sur l'utilisation de l'IL-17F humaine (IL-17F) comme nouveau facteur d'optimisation pour la génération de lignées cellulaires CHO. Nous avons démontré, en utilisant les deux systèmes de sélection et d'expression CHO couramment utilisés (le premier exploitant la GS et l'autre basée sur la DHFR), que l'expression de l'IL-17F permet une augmentation significative de la fréquence d'apparition de colonies durant le processus de sélection de lignées cellulaires. Les différentes colonies sélectionnées expriment des quantités substantielles d'IL-17F, suggérant un effet bénéfique lors de la sélection qui serait exclusivement conféré aux cellules exprimant la cytokine. En outre, le niveau d'expression du transgene se trouve significativement augmenté lorsque la pression de sélection est portée à un niveau habituellement trop élevé pour permettre la sélection de colonies (soit 100 |JM MSX pour le système d'expression CHO-GS ou 1000 nM MTX pour le système CHO- DHFR). Enfin, l'expression d'IL-17F permet également d'améliorer la vitesse d'apparition de clones pendant une étape de sous-clonage en l'absence de pression de sélection. L'ensemble de ces effets bénéfiques permettent une réduction substantielle de la durée de génération de lignées cellulaires tout en augmentant considérablement la productivité des lignées obtenues. Néanmoins, nous avons constaté que la nécessité d'exprimer des niveaux élevés d'IL-17F afin obtenir l'ensemble de ses effets bénéfiques devient une contrainte lors de l'utilisation d'un vecteur d'expression composé de deux promoteurs CMV indépendants pour la co-expression de la cytokine et d'une protéine soluble présentant un intérêt thérapeutique. Afin de mieux comprendre et de surmonter cette limitation, plusieurs études ont été effectuées dans le but de mieux caractériser l'effet de IL-17F au niveau subcellulaire. L'apport régulier en IL-17F recombinante et biologiquement active dans le milieu de culture lors de la sélection de lignées cellulaires ne permet pas de reproduire les effets bénéfiques observés par l'expression endogène d'IL-17F. En outre, nous avons constaté que, lors de l'utilisation du système CHO- GS, l'augmentation d'expression de 1TL-17F est corrélée à un accroissement de l'expression du marqueur de sélection au niveau cellulaire. Ces résultats suggèrent un possible effet d'IL- 17F sur l'activité des promoteurs viraux et ainsi fournissent une preuve directe que les cellules exprimant de haut niveau d'IL-17F sont celles qui en profitent le plus. L'ensemble de ces observations mettrait en avant que l'effet d'IL-17F se ferait selon un mécanisme intracellulaire. Nous avons donc étudié le(s) compartiment(s) spécifique(s) dans lequel IL-17F pourrait exercer son effet. Ce travail a permis de définir IL-17F comme un puissant outil pour l'optimisation des procédés de génération de lignées cellulaires CHO. La caractérisation de cette amélioration de l'effet au niveau moléculaire nous a donné plusieurs indications sur la manière de dépasser les limitations actuelles, ouvrant ainsi la voie au développement d'une technologie viable qui peut être exploitée pars l'industrie biotechnologique.

Uranium reserve, nuclear fuel cycle delusion, CO2 emission from the sea, and electricity supply: reflections after the fuel meltdown of Fukushima nuclear power units

The Great Tohoku-Kanto earthquake and resulting tsunami has brought considerable attention to the issue of the construction of new power plants. We argue in this paper, nuclear power is not a sustainable solution to energy problems. First, we explore the stock of uranium-235 and the different schemes developed by the nuclear power industry to exploit this resource. Second, we show that these methods, fast breeder and MOX fuel reactors, are not feasible. Third, we show that the argument that nuclear energy can be used to reduce CO2 emissions is false: the emissions from the increased water evaporation from nuclear power generation must be accounted for. In the case of Japan, water from nuclear power plants is drained into the surrounding sea, raising the water temperature which has an adverse affect on the immediate ecosystem, as well as increasing CO2 emissions from increased water evaporation from the sea. Next, a short exercise is used to show that nuclear power is not even needed to meet consumer demand in Japan. Such an exercise should be performed for any country considering the construction of additional nuclear power plants. Lastly, the paper is concluded with a discussion of the implications of our findings.

Systems biology of plants : from intraspecific genome variation to computational morphodynamics

Recently, the introduction of second generation sequencing and further advance-ments in confocal microscopy have enabled system-level studies for the functional characterization of genes. The degree of complexity intrinsic to these approaches needs the development of bioinformatics methodologies and computational models for extracting meaningful biological knowledge from the enormous amount of experi¬mental data which is continuously generated. This PhD thesis presents several novel bioinformatics methods and computational models to address specific biological questions in Plant Biology by using the plant Arabidopsis thaliana as a model system. First, a spatio-temporal qualitative analysis of quantitative transcript and protein profiles is applied to show the role of the BREVIS RADIX (BRX) protein in the auxin- cytokinin crosstalk for root meristem growth. Core of this PhD work is the functional characterization of the interplay between the BRX protein and the plant hormone auxin in the root meristem by using a computational model based on experimental evidence. Hyphotesis generated by the modelled to the discovery of a differential endocytosis pattern in the root meristem that splits the auxin transcriptional response via the plasma membrane to nucleus partitioning of BRX. This positional information system creates an auxin transcriptional pattern that deviates from the canonical auxin response and is necessary to sustain the expression of a subset of BRX-dependent auxin-responsive genes to drive root meristem growth. In the second part of this PhD thesis, we characterized the genome-wide impact of large scale deletions on four divergent Arabidopsis natural strains, through the integration of Ultra-High Throughput Sequencing data with data from genomic hybridizations on tiling arrays. Analysis of the identified deletions revealed a considerable portion of protein coding genes affected and supported a history of genomic rearrangements shaped by evolution. In the last part of the thesis, we showed that VIP3 gene in Arabidopsis has an evo-lutionary conserved role in the 3' to 5' mRNA degradation machinery, by applying a novel approach for the analysis of mRNA-Seq data from random-primed mRNA. Altogether, this PhD research contains major advancements in the study of natural genomic variation in plants and in the application of computational morphodynamics models for the functional characterization of biological pathways essential for the plant. - Récemment, l'introduction du séquençage de seconde génération et les avancées dans la microscopie confocale ont permis des études à l'échelle des différents systèmes cellulaires pour la caractérisation fonctionnelle de gènes. Le degrés de complexité intrinsèque à ces approches ont requis le développement de méthodologies bioinformatiques et de modèles mathématiques afin d'extraire de la masse de données expérimentale générée, des information biologiques significatives. Ce doctorat présente à la fois des méthodes bioinformatiques originales et des modèles mathématiques pour répondre à certaines questions spécifiques de Biologie Végétale en utilisant la plante Arabidopsis thaliana comme modèle. Premièrement, une analyse qualitative spatio-temporelle de profiles quantitatifs de transcripts et de protéines est utilisée pour montrer le rôle de la protéine BREVIS RADIX (BRX) dans le dialogue entre l'auxine et les cytokinines, des phytohormones, dans la croissance du méristème racinaire. Le noyau de ce travail de thèse est la caractérisation fonctionnelle de l'interaction entre la protéine BRX et la phytohormone auxine dans le méristème de la racine en utilisant des modèles informatiques basés sur des preuves expérimentales. Les hypothèses produites par le modèle ont mené à la découverte d'un schéma différentiel d'endocytose dans le méristème racinaire qui divise la réponse transcriptionnelle à l'auxine par le partitionnement de BRX de la membrane plasmique au noyau de la cellule. Cette information positionnelle crée une réponse transcriptionnelle à l'auxine qui dévie de la réponse canonique à l'auxine et est nécessaire pour soutenir l'expression d'un sous ensemble de gènes répondant à l'auxine et dépendant de BRX pour conduire la croissance du méristème. Dans la seconde partie de cette thèse de doctorat, nous avons caractérisé l'impact sur l'ensemble du génome des délétions à grande échelle sur quatre souches divergentes naturelles d'Arabidopsis, à travers l'intégration du séquençage à ultra-haut-débit avec l'hybridation génomique sur puces ADN. L'analyse des délétions identifiées a révélé qu'une proportion considérable de gènes codant était affectée, supportant l'idée d'un historique de réarrangement génomique modelé durant l'évolution. Dans la dernière partie de cette thèse, nous avons montré que le gène VÏP3 dans Arabidopsis a conservé un rôle évolutif dans la machinerie de dégradation des ARNm dans le sens 3' à 5', en appliquant une nouvelle approche pour l'analyse des données de séquençage d'ARNm issue de transcripts amplifiés aléatoirement. Dans son ensemble, cette recherche de doctorat contient des avancées majeures dans l'étude des variations génomiques naturelles des plantes et dans l'application de modèles morphodynamiques informatiques pour la caractérisation de réseaux biologiques essentiels à la plante. - Le développement des plantes est écrit dans leurs codes génétiques. Pour comprendre comment les plantes sont capables de s'adapter aux changements environnementaux, il est essentiel d'étudier comment leurs gènes gouvernent leur formation. Plus nous essayons de comprendre le fonctionnement d'une plante, plus nous réalisons la complexité des mécanismes biologiques, à tel point que l'utilisation d'outils et de modèles mathématiques devient indispensable. Dans ce travail, avec l'utilisation de la plante modèle Arabidopsis thalicinci nous avons résolu des problèmes biologiques spécifiques à travers le développement et l'application de méthodes informatiques concrètes. Dans un premier temps, nous avons investigué comment le gène BREVIS RADIX (BRX) régule le développement de la racine en contrôlant la réponse à deux hormones : l'auxine et la cytokinine. Nous avons employé une analyse statistique sur des mesures quantitatives de transcripts et de produits de gènes afin de démontrer que BRX joue un rôle antagonisant dans le dialogue entre ces deux hormones. Lorsque ce-dialogue moléculaire est perturbé, la racine primaire voit sa longueur dramatiquement réduite. Pour comprendre comment BRX répond à l'auxine, nous avons développé un modèle informatique basé sur des résultats expérimentaux. Les simulations successives ont mené à la découverte d'un signal positionnel qui contrôle la réponse de la racine à l'auxine par la régulation du mouvement intracellulaire de BRX. Dans la seconde partie de cette thèse, nous avons analysé le génome entier de quatre souches naturelles d'Arabidopsis et nous avons trouvé qu'une grande partie de leurs gènes étaient manquant par rapport à la souche de référence. Ce résultat indique que l'historique des modifications génomiques conduites par l'évolution détermine une disponibilité différentielle des gènes fonctionnels dans ces plantes. Dans la dernière partie de ce travail, nous avons analysé les données du transcriptome de la plante où le gène VIP3 était non fonctionnel. Ceci nous a permis de découvrir le rôle double de VIP3 dans la régulation de l'initiation de la transcription et dans la dégradation des transcripts. Ce rôle double n'avait jusqu'alors été démontrée que chez l'homme. Ce travail de doctorat supporte le développement et l'application de méthodologies informatiques comme outils inestimables pour résoudre la complexité des problèmes biologiques dans la recherche végétale. L'intégration de la biologie végétale et l'informatique est devenue de plus en plus importante pour l'avancée de nos connaissances sur le fonctionnement et le développement des plantes.

. Phenotype/genotype correlation associated with a novel nonsense Glu20stop mutation in the Rp2 gene in a three-generation family with x-linked retinitis pigmentosa

Purpose: To assess the phenotype of patients in a large 3 generation Swiss family with X-linked retinitis pigmentosa (XLRP) due to a novel nonsense mutation Glu20stop in RP2 gene and to correlate with the genotype. Methods: 6 affected patients (1 male, 5 females, age range: 23 - 73 years) were assessed with a complete ophthalmologic examination. All had fundus autofluorescence images, standardised electroretinography, Goldmann visual fields and Optical Coherence Tomography. In addition, medical records of 2 affected male patients were reviewed. Blood sample was taken for molecular analysis. Results: The male patients were severely affected at a young age with early macular involvement. The youngest 23 y old male had also high myopia and vision of less than 0.05 according to Snellen EDTRS chart bilaterally. All 5 female carriers had some degree of rod-cone dystrophy, but no macular involvement. The visual acuity was 1.0 in the younger carriers, while the 73 years old had VA of 0.5. Two females had mild myopia (range -0.75 to -2) and one had anisometropia of 3.5D, with the more severely affected eye being myopic. Three out of 5 female carriers had optic nerve drusen. Conclusions: We report a novel Glu20stop mutation in RP2 gene, which is a rare cause of XLRP. Our description of severe phenotype in male patients with high myopia and early macular atrophy confirms previous reports. Unlike previous reports, all our female carriers had RP, but not macular involvement or high myopia. The identifiable phenotype for RP2-XLRP aids in clinical diagnosis and targeted genetic screening.

'Next generation' biogeography: towards understanding the drivers of species diversification and persistence

The drivers of species diversification and persistence are of great interest to current biogeography, especially in those global biodiversity hotspots' harbouring most of Earth's animal and plant life. Classical multispecies biogeographical work has yielded fascinating insights into broad-scale patterns of diversification, and DNA-based intraspecific phylogeographical studies have started to complement this picture at much finer temporal and spatial scales. The advent of novel next-generation sequencing (NGS) technologies provides the opportunity to greatly scale up the numbers of individuals, populations and species sampled, potentially merging intraspecific and interspecific approaches to biogeographical inference. Here, we outline these prospects and issues by using the example of an undisputed hotspot, the Cape of southern Africa. We outline the current state of knowledge on the biogeography of species diversification within the Cape, review the literature for phylogeographical evidence of its likely drivers and mechanisms, and suggest possible ways forward based on NGS approaches. We demonstrate the potential of these methods and current bioinformatic issues with the help of restriction-site-associated DNA (RAD) sequencing data for three highly divergent species of the Restionaceae, an important plant radiation in the Cape. A thorough understanding of the mechanisms that facilitate species diversification and persistence in spatially structured, species-rich environments will require the adoption of novel genomic and bioinformatic tools in biogeographical studies.

Incidence of second sarcomas: a cancer registry-based study.

BACKGROUND: In high-quality cancer registration systems, about one in eight incident cancers are second primary cancers. This is due to a combination of careful diagnostic ascertainment, shared genetic determinants, shared exposure to environmental factors and consequences of treatment for first cancer. METHODS: We used data derived from the Swiss population-based cancer Registries of Vaud and Neuchâtel, including 885,000 inhabitants. RESULTS: Among 107,238 (52% males) first cancers occurring between 1976 and 2010, a total of 126 second sarcomas were observed through active and passive follow-up versus 68.2 expected, corresponding to a standardized incidence ratio (SIR) of 1.85 (95 % CI 1.5-2.2). Significant excess sarcoma risks were observed after skin melanoma (SIR = 3.0), breast cancer (2.2), corpus uteri (2.7), testicular (7.5), thyroid cancer (4.2), Hodgkin lymphoma (5.7) and leukemias (4.0). For breast cancer, the SIR was 3.4 ≥5 years after sarcoma diagnosis. CONCLUSIONS: The common denominator of these neoplasms is the utilization of radiotherapy in their management. Some sarcomas following breast cancer may be due to shared genetic components (i.e., in the Li-Fraumeni syndrome), as well as possibly to shared environmental factors, with sarcomas, including overweight, selected dietary and reproductive factors which are, however, too little defined for any quantitative risk assessment.

New Strategic Direction for Alcohol & Drugs Phase 2 Second Update Report (June 2014) (PDF 1MB)

This second annual report provides an update of progress against the outcomes and indicators set out in NSD Phase 2.

Aspects related to productivity for four generations of a Lutzomyia longipalpis laboratory colony

A closed colony of Lutzomyia longipalpis was established with specimens collected in the Raposa - Serra do Sol indian reservoir, one of the main foci of visceral leishmaniasis in the State of Roraima, Brazil. Biological observations were made on four generations of a L. longipalpis colony with emphasis on productivity. Aspects studied were the number of laid and retained eggs, and the number of adults (male and female) per generation. During the four generations the percentage of engorged females that laid eggs varied from 64.2% (third generation-F3) to 90.3% (second generation-F2). The mean number of eggs laid per female varied from 23.6 (F3) to 39.9 (first generation-F1). The maximum number of eggs laid per female varied from 84 (F3) to 124 (F1). The mean number of retained eggs per female was 12.7 (parental generation-P and F1) to 22.1 (F2). The number of females exceeded the number of males in all generations. However, significant difference for male/female ratio was found only for F3. Fecundity rates were between 42.1 (F3) and 58.3 (F2). From a total of 439 blood-fed females, 355 females laid 12,257 eggs that yield 5,354 adults (2,525 males and 2,829 females) in four generations. F2 presented maximum productivity and fecundity rates.

Inequalities Monitoring Update Second Bulletin 2007 (PDF 1952 KB)

Despite some relative improvements, there is a continuing health gap between the most deprived areas and NI overall. This is most evident in the potential years of life lost, infant mortality rates, teenage births, standardised admission rates to hospitals and cancer incidence rates indicators. The suicide rate within deprived areas, although still considerably higher (almost 50% higher), is now closer to the overall NI rate. Despite the reduction in the inequality gap, there was a recent increase in the number of deaths attributed to suicide across all areas. The extent to which this increase in suicides actually indicates an increase in the problem or it is due to recording/reporting practices changing over time has not been established. Life expectancy has been increasing in recent years for both males and females in both deprived areas and NI overall and there is no evidence of a narrowing of the inequality gap. The gap between deprived areas and Northern Ireland was maintained for circulatory and respiratory standardised death rates. The gap between the proportion of the deprived population suffering from a mood or anxiety disorder and that in NI overall has also remained fairly steady. Deprived areas actually fared better than NI generally for relative hospital waiting times and ambulance response times (although this may be an urban issue). åÊ