Mixed spermatogenic germ cell nuclear extracts exhibit high base excision repair activity

Spermatogenic cells exhibit a lower spontaneous mutation frequency than somatic tissues in a lacI transgene and many base excision repair (BER) genes display the highest observed level of expression in the testis. In this study, uracil-DNA glycosylase-initiated BER activity was measured in nuclear extracts prepared from tissues obtained from each of three mouse strains. Extracts from mixed spermatogenic germ cells displayed the greatest activity followed by liver then brain for all three strains, and the activity for a given tissue was consistent among the three strains. Levels of various BER proteins were examined by western blot analyses and found to be consistent with activity levels. Nuclear extracts prepared from purified Sertoli cells, a somatic component of the seminiferous epithelium, exhibited significantly lower activity than mixed spermatogenic cell-type nuclear extracts, thereby suggesting that the high BER activity observed in mixed germ cell nuclear extracts was not a characteristic of all testicular cell types. Nuclear extracts from thymocytes and small intestines were assayed to assess activity in a mitotically active cell type and tissue. Overall, the order of tissues/cells exhibiting the greatest to lowest activity was mixed germ cells > Sertoli cells > thymocytes > small intestine > liver > brain.

Partial molar volume, surface area, and hydration changes for equilibrium unfolding and formation of aggregation transition state: High-pressure and cosolute studies on recombinant human IFN-γ

The equilibrium dissociation of recombinant human IFN-γ was monitored as a function of pressure and sucrose concentration. The partial molar volume change for dissociation was −209 ± 13 ml/mol of dimer. The specific molar surface area change for dissociation was 12.7 ± 1.6 nm2/molecule of dimer. The first-order aggregation rate of recombinant human IFN-γ in 0.45 M guanidine hydrochloride was studied as a function of sucrose concentration and pressure. Aggregation proceeded through a transition-state species, N*. Sucrose reduced aggregation rate by shifting the equilibrium between native state (N) and N* toward the more compact N. Pressure increased aggregation rate through increased solvation of the protein, which exposes more surface area, thus shifting the equilibrium away from N toward N*. The changes in partial molar volume and specific molar surface area between the N* and N were −41 ± 9 ml/mol of dimer and 3.5 ± 0.2 nm2/molecule, respectively. Thus, the structural change required for the formation of the transition state for aggregation is small relative to the difference between N and the dissociated state. Changes in waters of hydration were estimated from both specific molar surface area and partial molar volume data. From partial molar volume data, estimates were 25 and 128 mol H2O/mol dimer for formation of the aggregation transition state and for dissociation, respectively. From surface area data, estimates were 27 and 98 mol H2O/mol dimer. Osmotic stress theory yielded values ≈4-fold larger for both transitions.

Intrinsic compressibility and volume compression in solvated proteins by molecular dynamics simulation at high pressure.

Constant pressure and temperature molecular dynamics techniques have been employed to investigate the changes in structure and volumes of two globular proteins, superoxide dismutase and lysozyme, under pressure. Compression (the relative changes in the proteins' volumes), computed with the Voronoi technique, is closely related with the so-called protein intrinsic compressibility, estimated by sound velocity measurements. In particular, compression computed with Voronoi volumes predicts, in agreement with experimental estimates, a negative bound water contribution to the apparent protein compression. While the use of van der Waals and molecular volumes underestimates the intrinsic compressibilities of proteins, Voronoi volumes produce results closer to experimental estimates. Remarkably, for two globular proteins of very different secondary structures, we compute identical (within statistical error) protein intrinsic compressions, as predicted by recent experimental studies. Changes in the protein interatomic distances under compression are also investigated. It is found that, on average, short distances compress less than longer ones. This nonuniform contraction underlines the peculiar nature of the structural changes due to pressure in contrast with temperature effects, which instead produce spatially uniform changes in proteins. The structural effects observed in the simulations at high pressure can explain protein compressibility measurements carried out by fluorimetric and hole burning techniques. Finally, the calculation of the proteins static structure factor shows significant shifts in the peaks at short wavenumber as pressure changes. These effects might provide an alternative way to obtain information concerning compressibilities of selected protein regions.

Kinetics of photo-induced electron transfer from high-potential iron-sulfur protein to the photosynthetic reaction center of the purple phototroph Rhodoferax fermentans.

The kinetics of photo-induced electrontransfer from high-potential iron-sulfur protein (HiPIP) to the photosynthetic reaction center (RC) of the purple phototroph Rhodoferarfermentans were studied. The rapid photooxidation of heme c-556 belonging to RC is followed, in the presence of HiPIP, by a slower reduction having a second-order rate constant of 4.8 x 10(7) M(-1) x s(-1). The limiting value of kobs at high HiPIP concentration is 95 s(-1). The amplitude of this slow process decreases with increasing HiPIP concentration. The amplitude of a faster phase, observed at 556 and 425 nm and involving heme c-556 reduction, increases proportionately. The rate constant of this fast phase, determined at 425 and 556 nm, is approximately 3 x 10(5) s(-1). This value is not dependent on HiPIP concentration, indicating that it is related to a first-order process. These observations are interpreted as evidence for the formation of a HiPIP-RC complex prior to the excitation flash, having a dissociation constant of -2.5 microM. The fast phase is absent at high ionic strength, indicating that the complex involves mainly electrostatic interactions. The ionic strength dependence of kobs for the slow phase yields a second-order rate constant at infinite ionic strength of 5.4 x 10(6) M(-1) x s(-1) and an electrostatic interaction energy of -2.1 kcal/mol (1 cal = 4.184 J). We conclude that Rhodoferar fermentans HiPIP is a very effective electron donor to the photosynthetic RC.

Mechanisms underlying the sensitivity of songbird forebrain neurons to temporal order.

Neurons in the songbird forebrain area HVc (hyperstriatum ventrale pars caudale or high vocal center) are sensitive to the temporal structure of the bird's own song and are capable of integrating auditory information over a period of several hundred milliseconds. Extracellular studies have shown that the responses of some HVc neurons depend on the combination and temporal order of syllables from the bird's own song, but little is known about the mechanisms underlying these response properties. To investigate these mechanisms, we recorded intracellular responses to a set of auditory stimuli designed to assess the degree of dependence of the responses on temporal context. This report provides evidence that HVc neurons encode information about temporal structure by using a variety of mechanisms including syllable-specific inhibition, excitatory postsynaptic potentials with a range of different time courses, and burst-firing nonlinearity. The data suggest that the sensitivity of HVc neurons to temporal combinations of syllables results from the interactions of several cells and does not arise in a single step from afferent inputs alone.

Applicazione della spettrometria di massa MALDI-TOF in microbiologia clinica

Riassunto La spettrometria di massa (MS) nata negli anni ’70 trova oggi, grazie alla tecnologia Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight (MALDI-TOF), importanti applicazioni in diversi settori: biotecnologico (per la caratterizzazione ed il controllo di qualità di proteine ricombinanti ed altre macromolecole), medico–clinico (per la diagnosi di laboratorio di malattie e per lo sviluppo di nuovi trattamenti terapeutici mirati), alimentare ed ambientale. Negli ultimi anni, questa tecnologia è diventata un potente strumento anche per la diagnosi di laboratorio in microbiologia clinica, rivoluzionando il flusso di lavoro per una rapida identificazione di batteri e funghi, sostituendo l’identificazione fenotipica convenzionale basata su saggi biochimici. Attualmente mediante MALDI-TOF MS sono possibili due diversi approcci per la caratterizzazione dei microrganismi: (1) confronto degli spettri (“mass spectra”) con banche dati contenenti profili di riferimento (“database fingerprints”) e (2) “matching” di bio-marcatori con banche dati proteomiche (“proteome database”). Recentemente, la tecnologia MALDI-TOF, oltre alla sua applicazione classica nell’identificazione di microrganismi, è stata utilizzata per individuare, indirettamente, meccanismi di resistenza agli antibiotici. Primo scopo di questo studio è stato verificare e dimostrare l’efficacia identificativa della metodica MALDI-TOF MS mediante approccio di comparazione degli spettri di differenti microrganismi di interesse medico per i quali l’identificazione risultava impossibile a causa della completa assenza o presenza limitata, di spettri di riferimento all’interno della banca dati commerciale associata allo strumento. In particolare, tale scopo è stato raggiunto per i batteri appartenenti a spirochete del genere Borrelia e Leptospira, a miceti filamentosi (dermatofiti) e protozoi (Trichomonas vaginalis). Secondo scopo di questo studio è stato valutare il secondo approccio identificativo basato sulla ricerca di specifici marcatori per differenziare parassiti intestinali di interesse medico per i quali non è disponibile una banca dati commerciale di riferimento e la sua creazione risulterebbe particolarmente difficile e complessa, a causa della complessità del materiale biologico di partenza analizzato e del terreno di coltura nei quali questi protozoi sono isolati. Terzo ed ultimo scopo di questo studio è stata la valutazione dell’applicabilità della spettrometria di massa con tecnologia MALDI-TOF per lo studio delle resistenze batteriche ai carbapenemi. In particolare, è stato messo a punto un saggio di idrolisi dei carbapenemi rilevata mediante MALDI-TOF MS in grado di determinare indirettamente la produzione di carbapenemasi in Enterobacteriaceae. L’efficacia identificativa della metodica MALDI-TOF mediante l’approccio di comparazione degli spettri è stata dimostrata in primo luogo per batteri appartenenti al genere Borrelia. La banca dati commerciale dello strumento MALDI-TOF MS in uso presso il nostro laboratorio includeva solo 3 spettri di riferimento appartenenti alle specie B. burgdorferi ss, B. spielmani e B. garinii. L’implementazione del “database” con specie diverse da quelle già presenti ha permesso di colmare le lacune identificative dovute alla mancanza di spettri di riferimento di alcune tra le specie di Borrelia più diffuse in Europa (B. afzelii) e nel mondo (come ad esempio B. hermsii, e B. japonica). Inoltre l’implementazione con spettri derivanti da ceppi di riferimento di specie già presenti nel “database” ha ulteriormente migliorato l’efficacia identificativa del sistema. Come atteso, il ceppo di isolamento clinico di B. lusitaniae (specie non presente nel “database”) è stato identificato solo a livello di genere corroborando, grazie all’assenza di mis-identificazione, la robustezza della “nuova” banca dati. I risultati ottenuti analizzando i profili proteici di ceppi di Borrelia spp. di isolamento clinico, dopo integrazione del “database” commerciale, indicano che la tecnologia MALDI-TOF potrebbe essere utilizzata come rapida, economica ed affidabile alternativa ai metodi attualmente utilizzati per identificare ceppi appartenenti a questo genere. Analogamente, per il genere Leptospira dopo la creazione ex-novo della banca dati “home-made”, costruita con i 20 spettri derivati dai 20 ceppi di riferimento utilizzati, è stata ottenuta una corretta identificazione a livello di specie degli stessi ceppi ri-analizzati in un esperimento indipendente condotto in doppio cieco. Il dendrogramma costruito con i 20 MSP-Spectra implementati nella banca dati è formato da due rami principali: il primo formato dalla specie non patogena L. biflexa e dalla specie a patogenicità intermedia L. fainei ed il secondo che raggruppa insieme le specie patogene L. interrogans, L. kirschneri, L. noguchii e L. borgpetersenii. Il secondo gruppo è ulteriormente suddiviso in due rami, contenenti rispettivamente L. borgpetersenii in uno e L. interrogans, L. kirschneri e L. noguchii nell’altro. Quest’ultimo, a sua volta, è suddiviso in due rami ulteriori: il primo comprendente la sola specie L. noguchii, il secondo le specie L. interrogans e L. kirshneri non separabili tra loro. Inoltre, il dendrogramma costruito con gli MSP-Spectra dei ceppi appartenenti ai generi Borrelia e Leptospira acquisiti in questo studio, e appartenenti al genere Brachyspira (implementati in un lavoro precedentemente condotto) mostra tre gruppi principali separati tra loro, uno per ogni genere, escludendo possibili mis-identificazioni tra i 3 differenti generi di spirochete. Un’analisi più approfondita dei profili proteici ottenuti dall’analisi ha mostrato piccole differenze per ceppi della stessa specie probabilmente dovute ai diversi pattern proteici dei distinti sierotipi, come confermato dalla successiva analisi statistica, che ha evidenziato picchi sierotipo-specifici. È stato, infatti, possibile mediante la creazione di un modello statistico dedicato ottenere un “pattern” di picchi discriminanti in grado di differenziare a livello di sierotipo sia i ceppi di L. interrogans sia i ceppi di L. borgpetersenii saggiati, rispettivamente. Tuttavia, non possiamo concludere che i picchi discriminanti da noi riportati siano universalmente in grado di identificare il sierotipo dei ceppi di L. interrogans ed L. borgpetersenii; i picchi trovati, infatti, sono il risultato di un’analisi condotta su uno specifico pannello di sierotipi. È stato quindi dimostrato che attuando piccoli cambiamenti nei parametri standardizzati come l’utilizzo di un modello statistico e di un programma dedicato applicato nella routine diagnostica è possibile utilizzare la spettrometria di massa MALDI-TOF per una rapida ed economica identificazione anche a livello di sierotipo. Questo può significativamente migliorare gli approcci correntemente utilizzati per monitorare l’insorgenza di focolai epidemici e per la sorveglianza degli agenti patogeni. Analogamente a quanto dimostrato per Borrelia e Leptospira, l’implementazione della banca dati dello spettrometro di massa con spettri di riferimento di miceti filamentosi (dermatofiti) si è rilevata di particolare importanza non solo per l’identificazione di tutte le specie circolanti nella nostra area ma anche per l’identificazione di specie la cui frequenza nel nostro Paese è in aumento a causa dei flussi migratori dalla zone endemiche (M. audouinii, T. violaceum e T. sudanense). Inoltre, l’aggiornamento del “database” ha consentito di superare la mis-identificazione dei ceppi appartenenti al complesso T. mentagrophytes (T. interdigitale e T. mentagrophytes) con T. tonsurans, riscontrata prima dell’implementazione della banca dati commerciale. Il dendrogramma ottenuto dai 24 spettri implementati appartenenti a 13 specie di dermatofiti ha rivelato raggruppamenti che riflettono quelli costruiti su base filogenetica. Sulla base dei risultati ottenuti mediante sequenziamento della porzione della regione ITS del genoma fungino non è stato possibile distinguere T. interdigitale e T. mentagrophytes, conseguentemente anche gli spettri di queste due specie presentavano picchi dello stesso peso molecoalre. Da sottolineare che il dendrogramma costruito con i 12 profili proteici già inclusi nel database commerciale e con i 24 inseriti nel nuovo database non riproduce l’albero filogenetico per alcune specie del genere Tricophyton: gli spettri MSP già presenti nel database e quelli aggiunti delle specie T. interdigitale e T. mentagrophytes raggruppano separatamente. Questo potrebbe spiegare le mis-identificazioni di T. interdigitale e T. mentagrophytes con T. tonsurans ottenute prima dell’implementazione del database. L’efficacia del sistema identificativo MALDI-TOF è stata anche dimostrata per microrganismi diversi da batteri e funghi per i quali la metodica originale è stata sviluppata. Sebbene tale sistema identificativo sia stato applicato con successo a Trichomonas vaginalis è stato necessario apportare modifiche nei parametri standard previsti per l’identificazione di batteri e funghi. Le interferenze riscontrate tra i profili proteici ottenuti per i due terreni utilizzati per la coltura di questo protozoo e per i ceppi di T. vaginalis hanno, infatti, reso necessario l’utilizzo di nuovi parametri per la creazione degli spettri di riferimento (MSP-Spectra). L’importanza dello sviluppo del nuovo metodo risiede nel fatto che è possibile identificare sulla base del profilo proteico (e non sulla base di singoli marcatori) microorganismi cresciuti su terreni complessi che potrebbero presentare picchi nell'intervallo di peso molecolare utilizzato a scopo identificativo: metaboliti, pigmenti e nutrienti presenti nel terreno possono interferire con il processo di cristallizzazione e portare ad un basso punteggio identificativo. Per T. vaginalis, in particolare, la “sottrazione” di picchi dovuti a molecole riconducibili al terreno di crescita utilizzato, è stata ottenuta escludendo dall'identificazione l'intervallo di peso molecolare compreso tra 3-6 kDa, permettendo la corretta identificazione di ceppi di isolamento clinico sulla base del profilo proteico. Tuttavia, l’elevata concentrazione di parassita richiesta (105 trofozoiti/ml) per una corretta identificazione, difficilmente ottenibile in vivo, ha impedito l’identificazione di ceppi di T. vaginalis direttamente in campioni clinici. L’approccio identificativo mediante individuazione di specifici marcatori proteici (secondo approccio identificativo) è stato provato ed adottato in questo studio per l’identificazione e la differenziazione di ceppi di Entamoeba histolytica (ameba patogena) ed Entamoeba dispar (ameba non patogena), specie morfologiacamente identiche e distinguibili solo mediante saggi molecolari (PCR) aventi come bersaglio il DNA-18S, che codifica per l’RNA della subunità ribosomiale minore. Lo sviluppo di tale applicazione ha consentito di superare l’impossibilità della creazione di una banca dati dedicata, a causa della complessità del materiale fecale di partenza e del terreno di coltura impiagato per l’isolamento, e di identificare 5 picchi proteici in grado di differenziare E. histolytica da E. dispar. In particolare, l’analisi statistica ha mostrato 2 picchi specifici per E. histolytica e 3 picchi specifici per E. dispar. L’assenza dei 5 picchi discriminanti trovati per E. histolytica e E. dispar nei profili dei 3 differenti terreni di coltura utilizzati in questo studio (terreno axenico LYI-S-2 e terreno di Robinson con e senza E. coli) permettono di considerare questi picchi buoni marcatori in grado di differenziare le due specie. La corrispondenza dei picchi con il PM di due specifiche proteine di E. histolytica depositate in letteratura (Amoebapore A e un “unknown putative protein” di E. histolytica ceppo di riferimento HM-1:IMSS-A) conferma la specificità dei picchi di E. histolytica identificati mediante analisi MALDI-TOF MS. Lo stesso riscontro non è stato possibile per i picchi di E. dispar in quanto nessuna proteina del PM di interesse è presente in GenBank. Tuttavia, va ricordato che non tutte le proteine E. dispar sono state ad oggi caratterizzate e depositate in letteratura. I 5 marcatori hanno permesso di differenziare 12 dei 13 ceppi isolati da campioni di feci e cresciuti in terreno di Robinson confermando i risultati ottenuti mediante saggio di Real-Time PCR. Per un solo ceppo di isolamento clinico di E. histolytica l’identificazione, confermata mediante sequenziamento della porzione 18S-rDNA, non è stata ottenuta mediante sistema MALDI-TOF MS in quanto non sono stati trovati né i picchi corrispondenti a E. histolytica né i picchi corrispondenti a E. dispar. Per questo ceppo è possibile ipotizzare la presenza di mutazioni geno/fenotipiche a livello delle proteine individuate come marcatori specifici per E. histolytica. Per confermare questa ipotesi sarebbe necessario analizzare un numero maggiore di ceppi di isolamento clinico con analogo profilo proteico. L’analisi condotta a diversi tempi di incubazione del campione di feci positivo per E. histolytica ed E. dipar ha mostrato il ritrovamento dei 5 picchi discriminanti solo dopo 12 ore dall’inoculo del campione nel terreno iniziale di Robinson. Questo risultato suggerisce la possibile applicazione del sistema MALDI-TOF MS per identificare ceppi di isolamento clinico di E. histolytica ed E. dipar nonostante la presenza di materiale fecale che materialmente può disturbare e rendere difficile l’interpretazione dello spettro ottenuto mediante analisi MALDI-TOF MS. Infine in questo studio è stata valutata l’applicabilità della tecnologia MALDI-TOF MS come saggio fenotipico rapido per la determinazione di ceppi produttori di carbapenemasi, verificando l'avvenuta idrolisi del meropenem (carbapeneme di riferimento utilizzato in questo studio) a contatto con i ceppi di riferimento e ceppi di isolamento clinico potenzialmente produttori di carbapenemasi dopo la messa a punto di un protocollo analitico dedicato. Il saggio di idrolisi del meropenem mediante MALDI-TOF MS ha dimostrato la presenza o l’assenza indiretta di carbapenemasi nei 3 ceppi di riferimento e nei 1219 (1185 Enterobacteriaceae e 34 non-Enterobacteriaceae) ceppi di isolamento clinico inclusi nello studio. Nessuna interferenza è stata riscontrata per i ceppi di Enterobacteriaceae variamente resistenti ai tre carbapenemi ma risultati non produttori di carbapenemasi mediante i saggi fenotipici comunemente impiegati nella diagnostica routinaria di laboratorio: nessuna idrolisi del farmaco è stata infatti osservata al saggio di idrolisi mediante MALDI-TOF MS. In un solo caso (ceppo di K. pneumoniae N°1135) è stato ottenuto un profilo anomalo in quanto presenti sia i picchi del farmaco intatto che quelli del farmaco idrolizzato. Per questo ceppo resistente ai tre carbapenemi saggiati, negativo ai saggi fenotipici per la presenza di carbapenemasi, è stata dimostrata la presenza del gene blaKPC mediante Real-Time PCR. Per questo ceppo si può ipotizzare la presenza di mutazioni a carico del gene blaKPC che sebbene non interferiscano con il suo rilevamento mediante PCR (Real-Time PCR positiva), potrebbero condizionare l’attività della proteina prodotta (Saggio di Hodge modificato e Test di Sinergia negativi) riducendone la funzionalità come dimostrato, mediante analisi MALDI-TOF MS, dalla presenza dei picchi relativi sia all’idrolisi del farmaco sia dei picchi relativi al farmaco intatto. Questa ipotesi dovrebbe essere confermata mediante sequenziamento del gene blaKPC e successiva analisi strutturale della sequenza amminoacidica deducibile. L’utilizzo della tecnologia MALDI-TOF MS per la verifica dell’avvenuta idrolisi del maropenem è risultato un saggio fenotipico indiretto in grado di distinguere, al pari del test di Hodge modificato impiegato comunemente nella routine diagnostica in microbiologia, un ceppo produttore di carbapenemasi da un ceppo non produttore sia per scopi diagnostici che per la sorveglianza epidemiologica. L’impiego del MALDI-TOF MS ha mostrato, infatti, diversi vantaggi rispetto ai metodi convenzionali (Saggio di Hodge modificato e Test di Sinergia) impiegati nella routine diagnostica di laboratorio i quali richiedono personale esperto per l’interpretazione del risultato e lunghi tempi di esecuzione e di conseguenza di refertazione. La semplicità e la facilità richieste per la preparazione dei campioni e l’immediata acquisizione dei dati rendono questa tecnica un metodo accurato e rapido. Inoltre, il metodo risulta conveniente dal punto di vista economico, con un costo totale stimato di 1,00 euro per ceppo analizzato. Tutte queste considerazioni pongono questa metodologia in posizione centrale in ambito microbiologico anche nel caso del rilevamento di ceppi produttori di carbapenemasi. Indipendentemente dall’approccio identificativo utilizzato, comparato con i metodi convenzionali il MALDI-TOF MS conferisce in molti casi un guadagno in termini di tempo di lavoro tecnico (procedura pre-analititca per la preparazione dei campioni) e di tempo di ottenimento dei risultati (procedura analitica automatizzata). Questo risparmio di tempo si accentua quando sono analizzati in contemporanea un maggior numero di isolati. Inoltre, la semplicità e la facilità richieste per la preparazione dei campioni e l’immediata acquisizione dei dati rendono questo un metodo di identificazione accurato e rapido risultando più conveniente anche dal punto di vista economico, con un costo totale di 0,50 euro (materiale consumabile) per ceppo analizzato. I risultati ottenuti dimostrano che la spettrometria di massa MALDI-TOF sta diventando uno strumento importante in microbiologia clinica e sperimentale, data l’elevata efficacia identificativa, grazie alla disponibilità sia di nuove banche dati commerciali sia di aggiornamenti delle stesse da parte di diversi utenti, e la possibilità di rilevare con successo anche se in modo indiretto le antibiotico-resistenze.

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.

Separation and fractionation of order and disorder in highly polydisperse systems

We study a polydisperse soft-spheres model for colloids by means of microcanonical Monte Carlo simulations. We consider a polydispersity as high as 24%. Although solidification occurs, neither a crystal nor an amorphous state are thermodynamically stable. A finite size scaling analysis reveals that in the thermodynamic limit: a the fluid-solid transition is rather a crystal-amorphous phase-separation, b such phase-separation is preceded by the dynamic glass transition, and c small and big particles arrange themselves in the two phases according to a complex pattern not predicted by any fractionation scenario.

Search for very high energy gamma radiation from the radio bright region DR4 of the SNR G78.2+2.1

Data from the HEGRA air shower array are used to set an upper limit on the emission of gamma-radiation above 25 (18) TeV from the direction of the radio bright region DR4 within the SNR G78.2 + 2.1 of 2.5 (7.1). 10^-13 cm^-2 sec^-1. The shock front of SNR G78.2 + 2.1 probably recently overtook the molecular cloud Gong 8 which then acts as a target for the cosmic rays produced within the SNR, thus leading to the expectation of enhanced gamma-radiation. Using a model of Drury, Aharonian and Völk which assumes that SNRs are the sources of galactic cosmic rays via first order Fermi acceleration, we calculated a theoretical prediction for the gamma-ray flux from the DR4 region and compared it with our experimental flux limit. Our 'best estimate' value for the predicted flux lies a factor of about 18 above the upper limit for gamma-ray energies above 25 TeV. Possible reasons for this discrepancy are discussed.

High Value Lies, Ugly Truths, and the First Amendment

Lying has a complicated relationship with the First Amendment. It is beyond question that some lies – such as perjury or pretending to be a police officer – are not covered by the First Amendment. But it is equally clear that some lies, even intentionally lying about military honors, are entitled to First Amendment protection. U.S. v. Alvarez, 132 S. Ct. 2537 (2012). To date, however, both Supreme Court doctrine and academic commentary has taken for granted that any constitutional protection for lies is purely prophylactic – it protects the liar to avoid chilling truthful speech. This Article is the first to argue, contrary to conventional wisdom, that certain types of lies paradoxically advance the values underlying the First Amendment. Our framework is descriptively novel and doctrinally important insofar as we provide the first comprehensive post-Alvarez look at the wide range of lies that may raise First Amendment issues. Because there was no majority opinion in Alvarez, there is uncertainty about which standard of constitutional scrutiny should apply to protected lies, an issue we examine at length. Moreover, our normative claim is straightforward: when a lie has intrinsic or instrumental value it should be treated differently from other types of lies and warrant the greatest constitutional protection. Specifically, we argue that investigative deceptions – lies used to secure truthful factual information about matters of public concern – deserve the utmost constitutional protection because they advance the underling purposes of free speech: they enhance political discourse, help reveal the truth, and promote individual autonomy. A prototypical investigative deception is the sort of misrepresentation required in order for an undercover journalist, investigator, or activist to gain access to information or images of great political significance that would not be available if the investigator disclosed her reporting or political objectives. Tactical use of such lies have a long history in American journalism and activism, from Upton Sinclair to his modern day heirs. Using the proliferation of anti-whistleblower statutes like Ag Gag laws as an illustrative example, we argue that investigative deceptions are a category of high value lies that ought to receive rigorous protection under the First Amendment. At the same time, we recognize that not all lies are alike and that in other areas, the government regulation of lies serves legitimate interests. We therefore conclude the Article by drawing some limiting principles to our theory.

High speed imaging and algorithms for non invasive vibrations measurement

Comunicación presentada en EVACES 2011, 4th International Conference on Experimental Vibration Analysis for Civil Engineering Structures, Varenna (Lecco), Italy, October 3-5, 2011.

High speed image techniques for construction safety net monitoring in outdoor conditions

Póster presentado en SPIE Photonics Europe, Brussels, 16-19 April 2012.

Maximal oxygen consumption in national elite triathletes that train in high altitude

Triathlon is considered an endurance sport composed by the individual disciplines of swimming, cycling and running which are generally completed in this sequential order. It has been suggested that triathlon performance can be predicted by maximal oxygen uptake (VO2max). However, it has also been suggested that some variables such age, gender, fitness, training and ventilator muscles may affect VO2max. It is the aim of this research to measure and analyze the VO2max of 6 national elite triathletes and one national juvenile triathlete, with long experience, training in a high altitude city (1650m). We compare VO2max for female and male groups. We found differences at the VO2max values for these groups. Additionally, we also found high values of VO2max for these young elite triathletes despite their relative short age, but long sport age.

The masses of the neutron and donor star in the high-mass X-ray binary IGR J18027-2016

Aims. We report near-infrared observations of the supergiant donor to the eclipsing high mass X-ray binary pulsar IGR J18027-2016. We aim to determine its spectral type and measure its radial velocity curve and hence determine the stellar masses of the components. Methods. ESO/VLT observations of the donor utilising the NIR spectrograph ISAAC were obtained in the H and K bands. The multi-epoch H band spectra were cross-correlated with RV templates in order to determine a radial solution for the system. Results. The spectral type of the donor was confirmed as B0-1 I. The radial velocity curve constructed has a semi-amplitude of 23.8 ± 3.1 km s-1. Combined with other measured system parameters, a dynamically determined neutron star mass of 1.4  ±  0.2–1.6  ±  0.3 M⊙ is found. The mass range of the B0-B1 I donor was 18.6  ±  0.8–21.8  ±  2.4 M⊙. These lower and upper limits were obtained under the assumption that the system is viewed edge-on (i = 90° with β = 0.89) for the lower limit and the donor fills its Roche lobe (β = 1 with i = 73.1°) for the upper limit respectively.

Impacts on particles and ozone by transport processes recorded at urban and high-altitude monitoring stations

In order to evaluate the influence of particle transport episodes on particle number concentration temporal trends at both urban and high-altitude (Aitana peak-1558 m a.s.l.) stations, a simultaneous sampling campaign from October 2011 to September 2012 was performed. The monitoring stations are located in southeastern Spain, close to the Mediterranean coast. The annual average value of particle concentration obtained in the larger accumulation mode (size range 0.25–1 μm) at the mountain site, 55.0 ± 3.0 cm− 3, was practically half that of the value obtained at the urban station (112.0 ± 4.0 cm− 3). The largest difference between both stations was recorded during December 2011 and January 2012, when particles at the mountain station registered the lowest values. It was observed that during urban stagnant episodes, particle transport from urban sites to the mountain station could take place under specific atmospheric conditions. During these transports, the major particle transfer is produced in the 0.5–2 μm size range. The minimum difference between stations was recorded in summer, particularly in July 2012, which is most likely due to several particle transport events that affected only the mountain station. The particle concentration in the coarse mode was very similar at both monitoring sites, with the biggest difference being recorded during the summer months, 0.4 ± 0.1 cm− 3 at the urban site and 0.9 ± 0.1 cm− 3 at the Aitana peak in August 2012. Saharan dust outbreaks were the main factor responsible for these values during summer time. The regional station was affected more by these outbreaks, recording values of > 4.0 cm− 3, than the urban site. This long-range particle transport from the Sahara desert also had an effect upon O3 levels measured at the mountain station. During periods affected by Saharan dust outbreaks, ozone levels underwent a significant decrease (3–17%) with respect to its mean value.