Biochemical characterization and DNA binding properties of the MocR family member GabR, a PLP-dependent transcription factor

GabR è un fattore di trascrizione chimerico appartenente alla famiglia dei MocR/GabR, costituito da un dominio N-terminale elica-giro-elica di legame al DNA e un dominio effettore e/o di oligomerizzazione al C-terminale. I due domini sono connessi da un linker flessibile di 29 aminoacidi. Il dominio C-terminale è strutturalmente omologo agli enzimi aminotransferasici fold-type I, i quali, utilizzando il piridossal-5’-fosfato (PLP) come cofattore, sono direttamente coinvolti nel metabolismo degli aminoacidi. L’interazione contemporanea di PLP e acido γ-aminobutirrico (GABA) a GabR fa sì che questa promuova la trascrizione di due geni, gabT e gabD, implicati nel metabolismo del GABA. GabR cristallizza come un omodimero con una configurazione testa-coda. Il legame con la regione promotrice gabTD avviene attraverso il riconoscimento specifico di due sequenze dirette e ripetute (ATACCA), separate da uno spacer di 34 bp. In questo studio sono state indagate le proprietà biochimiche, strutturali e di legame al DNA della proteina GabR di Bacillus subtilis. L’analisi spettroscopica dimostra che GabR interagisce con il PLP formando l’aldimina interna, mentre in presenza di GABA si ottiene l’aldimina esterna. L’interazione fra il promotore gabTD e le forme holo e apo di GabR è stata monitorata mediante Microscopia a Forza atomica (AFM). In queste due condizioni di legame è stata stimata una Kd di circa 40 ηM. La presenza di GABA invece, determinava un incremento di circa due volte della Kd, variazioni strutturali nei complessi GabR-DNA e una riduzione del compattamento del DNA alla proteina, indipendentemente dalla sequenza del promotore in esame. Al fine di valutare il ruolo delle caratteristiche topologiche del promotore, sono state inserite cinque e dieci bp all’interno della regione spacer che separa le due sequenze ripetute dirette riconosciute da GabR. I significativi cambiamenti topologici riscontrati nel frammento aggiunto di cinque bp si riflettono anche sulla forte riduzione dell’affinità di legame verso la proteina. Al contrario, l’inserzione di 10 bp provoca solamente l’allontanamento delle sequenze ripetute dirette. L’assenza quindi di cambiamenti significativi nella topologia di questo promotore fa sì che l’affinità di legame per GabR rimanga pressoché inalterata rispetto al promotore non mutato. L’analisi del potenziale elettrostatico superficiale di GabR mostra la presenza di una fascia carica positivamente che si estende lungo un’intera faccia della proteina. Per verificare l’importanza di questa caratteristica di GabR nel meccanismo di interazione al DNA, sono stati preparati ed indagati i mutanti R129Q e K362-366Q, in cui la carica positiva superficiale risultava indebolita. L’affinità di legame dei mutanti di GabR per il DNA era inferiore rispetto alla proteina non mutata, in particolar modo nel mutante K362-366Q. Le evidenze acquisite suggeriscono che la curvatura intrinseca del promotore ed il corretto orientamento delle sequenze sulla doppia elica, più della distanza che le separa, siano critici per sostenere l’interazione con GabR. Oltre a questo, la superficie positiva di GabR è richiesta per accomodare la curvatura del DNA sul corpo della proteina. Alla luce di questo, l’interazione GabR-gabTD è un esempio di come il riconoscimento specifico di sequenze, la topologia del DNA e le caratteristiche strutturali della proteina siano contemporaneamente necessarie per sostenere un’interazione proteina-DNA stabile.

Multiwavelength study of quiescent states of MrK 421 with unprecedented hard x-Ray coverage provided by NuStar in 2013

We present coordinated multiwavelength observations of the bright, nearby BL Lacertae object Mrk 421 taken in 2013 January–March, involving GASP-WEBT, Swift, NuSTAR, Fermi-LAT, MAGIC, VERITAS, and other collaborations and instruments, providing data from radio to very high energy (VHE) γ-ray bands. NuSTAR yielded previously unattainable sensitivity in the 3–79 keV range, revealing that the spectrum softens when the source is dimmer until the X-ray spectral shape saturates into a steep G » 3 power law, with no evidence for an exponential cutoff or additional hard components up "aprox" 80keV. For the first time, we observed both the synchrotron and the inverse-Compton peaks of the spectral energy distribution (SED) simultaneously shifted to frequencies below the typical quiescent state by an order of magnitude. The fractional variability as a function of photon energy shows a double-bump structure that relates to the two bumps of the broadband SED. In each bump, the variability increases with energy, which, in the framework of the synchrotron self-Compton model, implies that the electrons with higher energies are more variable. The measured multi band variability, the significant X-ray-toVHE correlation down to some of the lowest fluxes ever observed in both bands, the lack of correlation between optical/UV and X-ray flux, the low degree of polarization and its significant (random) variations, the short estimated electron cooling time, and the significantly longer variability timescale observed in the NuSTAR light curves point toward in situ electron acceleration and suggest that there are multiple compact regions contributing to the broadband emission of Mrk 421 during low-activity states.

Awareness of L1 and L2 word-formation mechanisms for the development of a more autonomous L2 learner

Unlike traditional approaches, new communicative trends disregard the role of word-formation mechanisms. They tend to focus on syntax and/or vocabulary without analyzing the mechanisms involved in the creation of lexical items. In this paper, based on the analysis of the use of prefixes by L2 learners in oral and written productions, as provided by the SULEC, we emphasize the advantages that word-formation awareness and knowledge may have for the learners in terms of production, creativity, understanding, autonomy, and proficiency. Through the teaching of word-formation learners may more easily decipher, decode and/or encode messages, create words they have never seen before, etc.

Milan, Italy, 1820 (Raster Image)

This layer is a georeferenced raster image of the historic paper map entitled: Pianta della cittá di Milano : anno 1820, Anto. Tua Pt. Archo. Geogo. dis. ; Gasp. Cagnoni inc in Milo. It was published by presso Ferdo. Artaria in 1820. Scale [ca. 1:800]. Covers Milan, Italy. Map in Italian.The image inside the map neatline is georeferenced to the surface of the earth and fit to the 'European Datum 1950 UTM Zone 32N' coordinate system. All map collar and inset information is also available as part of the raster image, including any inset maps, profiles, statistical tables, directories, text, illustrations, index maps, legends, or other information associated with the principal map.This map shows features such as roads, drainage, built-up areas and selected buildings, fortification, ground cover, parks, and more. Includes index and inset view: Il Duomo di Milano. This layer is part of a selection of digitally scanned and georeferenced historic maps from The Harvard Map Collection as part of the Imaging the Urban Environment project. Maps selected for this project represent major urban areas and cities of the world, at various time periods. These maps typically portray both natural and manmade features at a large scale. The selection represents a range of regions, originators, ground condition dates, scales, and purposes.

Bases moléculaires et cellulaires d’un trouble neurodéveloppemental causé par l’haploinsuffisance de SYNGAP1

La déficience intellectuelle est la cause d’handicap la plus fréquente chez l’enfant. De nombreuses évidences convergent vers l’idée selon laquelle des altérations dans les gènes synaptiques puissent expliquer une fraction significative des affections neurodéveloppementales telles que la déficience intellectuelle ou encore l’autisme. Jusqu’à récemment, la majorité des mutations associées à la déficience intellectuelle a été liée au chromosome X ou à la transmission autosomique récessive. D’un autre côté, plusieurs études récentes suggèrent que des mutations de novo dans des gènes à transmission autosomique dominante, requis dans les processus de la plasticité synaptique peuvent être à la source d’une importante fraction des cas de déficience intellectuelle non syndromique. Par des techniques permettant la capture de l’exome et le séquençage de l’ADN génomique, notre laboratoire a précédemment reporté les premières mutations pathogéniques dans le gène à transmission autosomique dominante SYNGAP1. Ces dernières ont été associées à des troubles comportementaux tels que la déficience intellectuelle, l’inattention, des problèmes d’humeur, d’impulsivité et d’agressions physiques. D’autres patients sont diagnostiqués avec des troubles autistiques et/ou des formes particulières d’épilepsie généralisée. Chez la souris, le knock-out constitutif de Syngap1 (souris Syngap1+/-) résulte en des déficits comme l’hyperactivité locomotrice, une réduction du comportement associée à l’anxiété, une augmentation du réflexe de sursaut, une propension à l’isolation, des problèmes dans le conditionnement à la peur, des troubles dans les mémoires de travail, de référence et social. Ainsi, la souris Syngap1+/- représente un modèle approprié pour l’étude des effets délétères causés par l’haploinsuffisance de SYNGAP1 sur le développement de circuits neuronaux. D’autre part, il est de première importance de statuer si les mutations humaines aboutissent à l’haploinsuffisance de la protéine. SYNGAP1 encode pour une protéine à activité GTPase pour Ras. Son haploinsuffisance entraîne l’augmentation des niveaux d’activité de Ras, de phosphorylation de ERK, cause une morphogenèse anormale des épines dendritiques et un excès dans la concentration des récepteurs AMPA à la membrane postsynaptique des neurones excitateurs. Plusieurs études suggèrent que l’augmentation précoce de l’insertion des récepteurs AMPA au sein des synapses glutamatergiques contribue à certains phénotypes observés chez la souris Syngap1+/-. En revanche, les conséquences de l’haploinsuffisance de SYNGAP1 sur les circuits neuronaux GABAergiques restent inconnues. Les enjeux de mon projet de PhD sont: 1) d’identifier l’impact de mutations humaines dans la fonction de SYNGAP1; 2) de déterminer si SYNGAP1 contribue au développement et à la fonction des circuits GABAergiques; 3) de révéler comment l’haploinsuffisance de Syngap1 restreinte aux circuits GABAergiques affecte le comportement et la cognition. Nous avons publié les premières mutations humaines de type faux-sens dans le gène SYNGAP1 (c.1084T>C [p.W362R]; c.1685C>T [p.P562L]) ainsi que deux nouvelles mutations tronquantes (c.2212_2213del [p.S738X]; c.283dupC [p.H95PfsX5]). Ces dernières sont toutes de novo à l’exception de c.283dupC, héritée d’un père mosaïque pour la même mutation. Dans cette étude, nous avons confirmé que les patients pourvus de mutations dans SYNGAP1 présentent, entre autre, des phénotypes associés à des troubles comportementaux relatifs à la déficience intellectuelle. En culture organotypique, la transfection biolistique de l’ADNc de Syngap1 wild-type dans des cellules pyramidales corticales réduit significativement les niveaux de pERK, en fonction de l’activité neuronale. Au contraire les constructions plasmidiques exprimant les mutations W362R, P562L, ou celle précédemment répertoriée R579X, n’engendre aucun effet significatif sur les niveaux de pERK. Ces résultats suggèrent que ces mutations faux-sens et tronquante résultent en la perte de la fonction de SYNGAP1 ayant fort probablement pour conséquences d’affecter la régulation du développement cérébral. Plusieurs études publiées suggèrent que les déficits cognitifs associés à l’haploinsuffisance de SYNGAP1 peuvent émerger d’altérations dans le développement des neurones excitateurs glutamatergiques. Toutefois, si, et auquel cas, de quelle manière ces mutations affectent le développement des interneurones GABAergiques résultant en un déséquilibre entre l’excitation et l’inhibition et aux déficits cognitifs restent sujet de controverses. Par conséquent, nous avons examiné la contribution de Syngap1 dans le développement des circuits GABAergiques. A cette fin, nous avons généré une souris mutante knockout conditionnelle dans laquelle un allèle de Syngap1 est spécifiquement excisé dans les interneurones GABAergiques issus de l’éminence ganglionnaire médiale (souris Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+). En culture organotypique, nous avons démontré que la réduction de Syngap1 restreinte aux interneurones inhibiteurs résulte en des altérations au niveau de leur arborisation axonale et dans leur densité synaptique. De plus, réalisés sur des coupes de cerveau de souris Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+, les enregistrements des courants inhibiteurs postsynaptiques miniatures (mIPSC) ou encore de ceux évoqués au moyen de l’optogénétique (oIPSC) dévoilent une réduction significative de la neurotransmission inhibitrice corticale. Enfin, nous avons comparé les performances de souris jeunes adultes Syngap1+/-, Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+ à celles de leurs congénères contrôles dans une batterie de tests comportementaux. À l’inverse des souris Syngap1+/-, les souris Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+ ne présentent pas d’hyperactivité locomotrice, ni de comportement associé à l’anxiété. Cependant, elles démontrent des déficits similaires dans la mémoire de travail et de reconnaissance sociale, suggérant que l’haploinsuffisance de Syngap1 restreinte aux interneurones GABAergiques dérivés de l’éminence ganglionnaire médiale récapitule en partie certains des phénotypes cognitifs observés chez la souris Syngap1+/-. Mes travaux de PhD établissent pour la première fois que les mutations humaines dans le gène SYNGAP1 associés à la déficience intellectuelle causent la perte de fonction de la protéine. Mes études dévoilent, également pour la première fois, l’influence significative de ce gène dans la régulation du développement et de la fonction des interneurones. D’admettre l’atteinte des cellules GABAergiques illustre plus réalistement la complexité de la déficience intellectuelle non syndromique causée par l’haploinsuffisance de SYNGAP1. Ainsi, seule une compréhension raffinée de cette condition neurodéveloppementale pourra mener à une approche thérapeutique adéquate.

Designing Regularizers and Architectures for Recurrent Neural Networks

Cette thèse contribue a la recherche vers l'intelligence artificielle en utilisant des méthodes connexionnistes. Les réseaux de neurones récurrents sont un ensemble de modèles séquentiels de plus en plus populaires capable en principe d'apprendre des algorithmes arbitraires. Ces modèles effectuent un apprentissage en profondeur, un type d'apprentissage machine. Sa généralité et son succès empirique en font un sujet intéressant pour la recherche et un outil prometteur pour la création de l'intelligence artificielle plus générale. Le premier chapitre de cette thèse donne un bref aperçu des sujets de fonds: l'intelligence artificielle, l'apprentissage machine, l'apprentissage en profondeur et les réseaux de neurones récurrents. Les trois chapitres suivants couvrent ces sujets de manière de plus en plus spécifiques. Enfin, nous présentons quelques contributions apportées aux réseaux de neurones récurrents. Le chapitre \ref{arxiv1} présente nos travaux de régularisation des réseaux de neurones récurrents. La régularisation vise à améliorer la capacité de généralisation du modèle, et joue un role clé dans la performance de plusieurs applications des réseaux de neurones récurrents, en particulier en reconnaissance vocale. Notre approche donne l'état de l'art sur TIMIT, un benchmark standard pour cette tâche. Le chapitre \ref{cpgp} présente une seconde ligne de travail, toujours en cours, qui explore une nouvelle architecture pour les réseaux de neurones récurrents. Les réseaux de neurones récurrents maintiennent un état caché qui représente leurs observations antérieures. L'idée de ce travail est de coder certaines dynamiques abstraites dans l'état caché, donnant au réseau une manière naturelle d'encoder des tendances cohérentes de l'état de son environnement. Notre travail est fondé sur un modèle existant; nous décrivons ce travail et nos contributions avec notamment une expérience préliminaire.

JAABA: interactive machine learning for automatic annotation of animal behavior

We present a machine learning-based system for automatically computing interpretable, quantitative measures of animal behavior. Through our interactive system, users encode their intuition about behavior by annotating a small set of video frames. These manual labels are converted into classifiers that can automatically annotate behaviors in screen-scale data sets. Our general-purpose system can create a variety of accurate individual and social behavior classifiers for different organisms, including mice and adult and larval Drosophila.

Transient Activation of Meox1 Is an Early Component of the Gene Regulatory Network Downstream of Hoxa2

Hox genes encode transcription factors that regulate morphogenesis in all animals with bilateral symmetry. Although Hox genes have been extensively studied, their molecular function is not clear in vertebrates, and only a limited number of genes regulated by Hox transcription factors have been identified. Hoxa2 is required for correct development of the second branchial arch, its major domain of expression. We now show that Meox1 is genetically downstream from Hoxa2 and is a direct target. Meox1 expression is downregulated in the second arch of Hoxa2 mouse mutant embryos. In chromatin immunoprecipitation (ChIP), Hoxa2 binds to the Meox1 proximal promoter. Two highly conserved binding sites contained in this sequence are required for Hoxa2-dependent activation of the Meox1 promoter. Remarkably, in the absence of Meox1 and its close homolog Meox2, the second branchial arch develops abnormally and two of the three skeletal elements patterned by Hoxa2 are malformed. Finally, we show that Meox1 can specifically bind the DNA sequences recognized by Hoxa2 on its functional target genes. These results provide new insight into the Hoxa2 regulatory network that controls branchial arch identity.

The regulation of Hox gene expression during animal development

Hox genes encode a family of transcriptional regulators that elicit distinct developmental programmes along the head-to-tail axis of animals. The specific regional functions of individual Hox genes largely reflect their restricted expression patterns, the disruption of which can lead to developmental defects and disease. Here, we examine the spectrum of molecular mechanisms controlling Hox gene expression in model vertebrates and invertebrates and find that a diverse range of mechanisms, including nuclear dynamics, RNA processing, microRNA and translational regulation, all concur to control Hox gene outputs. We propose that this complex multi-tiered regulation might contribute to the robustness of Hox expression during development.

Developmental control of H+/amino acid permease gene expression during seed development of Arabidopsis

Long distance transport of amino acids is mediated by several families of differentially expressed amino acid transporters. The two genes AAP1 and AAP2 encode broad specificity H+-amino acid co-transporters and are expressed to high levels in siliques of Arabidopsis, indicating a potential role in supplying the seeds with organic nitrogen. The expression of both genes is developmentally controlled and is strongly induced in siliques at heart stage of embryogenesis, shortly before induction of storage protein genes. Histochemical analysis of transgenic plants expressing promoter-GUS fusions shows that the genes have non-overlapping expression patterns in siliques. AAP1 is expressed in the endosperm and the cotyledons whereas AAP2 is expressed in the vascular strands of siliques and in funiculi. The endosperm expression of AAP1 during early stages of seed development indicates that the endosperm serves as a transient storage tissue for organic nitrogen. Amino acids are transported in both xylem and phloem but during seed filling are imported only via the phloem. AAP2, which is expressed in the phloem of stems and in the veins supplying seeds, may function in uptake of amino acids assimilated in the green silique tissue, in the retrieval of amino acids leaking passively out of the phloem and in xylem-to-phloem transfer along the path. The promoters provide excellent tools to study developmental, hormonal and metabolic control of nitrogen nutrition during development and may help to manipulate the timing and composition of amino acid import into seeds.

Multiple regulatory variants located in cell type-specific enhancers within the PKP2 locus form major risk and protective haplotypes for canine atopic dermatitis in German shepherd dogs.

BACKGROUND Canine atopic dermatitis (CAD) is a chronic inflammatory skin disease triggered by allergic reactions involving IgE antibodies directed towards environmental allergens. We previously identified a ~1.5 Mb locus on canine chromosome 27 associated with CAD in German shepherd dogs (GSDs). Fine-mapping indicated association closest to the PKP2 gene encoding plakophilin 2. RESULTS Additional genotyping and association analyses in GSDs combined with control dogs from five breeds with low-risk for CAD revealed the top SNP 27:19,086,778 (p = 1.4 × 10(-7)) and a rare ~48 kb risk haplotype overlapping the PKP2 gene and shared only with other high-risk CAD breeds. We selected altogether nine SNPs (four top-associated in GSDs and five within the ~48 kb risk haplotype) that spanned ~280 kb forming one risk haplotype carried by 35 % of the GSD cases and 10 % of the GSD controls (OR = 5.1, p = 5.9 × 10(-5)), and another haplotype present in 85 % of the GSD cases and 98 % of the GSD controls and conferring a protective effect against CAD in GSDs (OR = 0.14, p = 0.0032). Eight of these SNPs were analyzed for transcriptional regulation using reporter assays where all tested regions exerted regulatory effects on transcription in epithelial and/or immune cell lines, and seven SNPs showed allelic differences. The DNA fragment with the top-associated SNP 27:19,086,778 displayed the highest activity in keratinocytes with 11-fold induction of transcription by the risk allele versus 8-fold by the control allele (pdifference = 0.003), and also mapped close (~3 kb) to an ENCODE skin-specific enhancer region. CONCLUSIONS Our experiments indicate that multiple CAD-associated genetic variants located in cell type-specific enhancers are involved in gene regulation in different cells and tissues. No single causative variant alone, but rather multiple variants combined in a risk haplotype likely contribute to an altered expression of the PKP2 gene, and possibly nearby genes, in immune and epithelial cells, and predispose GSDs to CAD.

Designing Regularizers and Architectures for Recurrent Neural Networks

Cette thèse contribue a la recherche vers l'intelligence artificielle en utilisant des méthodes connexionnistes. Les réseaux de neurones récurrents sont un ensemble de modèles séquentiels de plus en plus populaires capable en principe d'apprendre des algorithmes arbitraires. Ces modèles effectuent un apprentissage en profondeur, un type d'apprentissage machine. Sa généralité et son succès empirique en font un sujet intéressant pour la recherche et un outil prometteur pour la création de l'intelligence artificielle plus générale. Le premier chapitre de cette thèse donne un bref aperçu des sujets de fonds: l'intelligence artificielle, l'apprentissage machine, l'apprentissage en profondeur et les réseaux de neurones récurrents. Les trois chapitres suivants couvrent ces sujets de manière de plus en plus spécifiques. Enfin, nous présentons quelques contributions apportées aux réseaux de neurones récurrents. Le chapitre \ref{arxiv1} présente nos travaux de régularisation des réseaux de neurones récurrents. La régularisation vise à améliorer la capacité de généralisation du modèle, et joue un role clé dans la performance de plusieurs applications des réseaux de neurones récurrents, en particulier en reconnaissance vocale. Notre approche donne l'état de l'art sur TIMIT, un benchmark standard pour cette tâche. Le chapitre \ref{cpgp} présente une seconde ligne de travail, toujours en cours, qui explore une nouvelle architecture pour les réseaux de neurones récurrents. Les réseaux de neurones récurrents maintiennent un état caché qui représente leurs observations antérieures. L'idée de ce travail est de coder certaines dynamiques abstraites dans l'état caché, donnant au réseau une manière naturelle d'encoder des tendances cohérentes de l'état de son environnement. Notre travail est fondé sur un modèle existant; nous décrivons ce travail et nos contributions avec notamment une expérience préliminaire.

An analysis of the distinction between deep and shallow expert systems /

This paper analyzes the relationship between the techniques used to build expert systems and the behaviors they exhibit to show that there is not sufficient evidence to link the behavioral shortcomings of first-generation expert systems to the shallow methods of representation and inference they employ. There is only evidence that the shortcomings are a consequence of a general lack of knowledge. Moreover, the paper shows that the first-generation of expert systems employ both shallow methods and most of the so-called deep methods. Lastly, we show that deeper methods augment but do not replace shallow reasoning methods; most expert systems should possess both."

Obras de don Francisco de Quevedo Villegas ... : Divididas en tres tomos ...

Cartas del Caballero de las Tenazza. Libro de todas las cosas y otras muchas. La culta latiniparla. El entrometido y la dueña y el soplón. Cuento de cuentos. Casa de los locos de amor. Prematica del tiempo. Carta de las calidades de un casamiento.

Eminentissimi domini D. Joannis Bona ... Opera omnia ...

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