The role of MAR elements in DNA recombination

The untargeted integration of foreign DNA into the mammalian cell genome, extensively used in gene therapy and biotechnology, remains an incompletely understood process. It is believed to be based on cellular DNA double strand break (DSB) repair machinery and to involve two major steps: i) the formation of long gene arrays (concatemers), and ii) recombination of the resulting concatemer with the genome. The main DSB repair pathways in eukaryotes include non-homologous end-joining (NHEJ), homologous recombination (HR), and microhomology-mediated end-joining (MMEJ). However, it is still not clear, which of these pathways are responsible for transgene integration. Here, we show that NHEJ is not the primary pathway used by mammalian cells in the transgene integration process, while the components of the HR pathway seem to be important for genomic integration but not concatemerization. Instead, concatemer formation appears to be mediated by a subset of the MMEJ pathway, termed synthesis-dependent MMEJ (SD-MMEJ). This mechanism also seems to be preferentially used for plasmid integration into the genome, as confirmed by the analysis of plasmid-to-genome junction sequences, which were found to display an SD-MMEJ pattern. Therefore, we propose the existence of two distinct SD-MMEJ subpathways, relying on different subsets of enzymes. One of these mechanisms appears to be responsible for concatemerization, while the other mechanism, partially dependent in HR enzymes, seems to mediate recombination with the genome. Previous studies performed by our group suggested that matrix attachment regions (MARs), which are epigenetic regulatory DNA elements that participate in the formation of chromatin boundaries and augment transcription, may mediate increased plasmid integration into the genome of CHO cells by stimulating DNA recombination. In the present work, we demonstrate that MAR-mediated plasmid integration results from the enhanced SD-MMEJ pathway. Analysis of transgene integration loci and junction DNA sequences validated the prevalent use of this pathway by the MAR elements to target plasmid DNA into gene-rich areas of the CHO genome. We propose that this finding should in the future help to engineer cells for improved recombinant protein production. In addition to investigating the process of transgene integration, we designed recombination assays to better characterize the components of the MMEJ and SD-MMEJ pathways. We also used CHO cells expressing cycle-sensitive reporter genes to demonstrate a potential role of HR proteins in the cell cycle regulation.

Presentació: Justícia Juvenil : elements per un debat

Ens han demanat que en aquesta edició de Temps d'Educació es presenti una qüestió difícil, i pel que sembla incomoda, que sobrepassa els idealismes pedagògics destinats als «sants innocents» i ens situa més enllà de certes omnipotències tècniques que semblen voler reduir qualsevol problema infantil o juvenil a l'àmbit d'una educació curricular. Es tracta de la Justícia de Menors. Per aixo agraïm l'aportació de totes les persones que des del coneixement i l'experiència en han ofert generosament els seus escrits i la seva veu com a elements introductoris per a un debat obert.

Materials developed by mechanical alloying and melt spinning

Materials science is a multidisciplinary research topic related to the development of physics and technology. Mechanical alloying of ribbon flakes is a two steps route to develop advanced materials. In this work, a Fe based alloy was obtained using three pathways: mechanical alloying, melt-spinning and mechanical alloying of previously melt-spun samples. Processing conditions allow us to obtain amorphous or nanocrystalline structures. Furthermore, a bibliographic revision of mechanical alloying is here presented

Loneliness of Older People and Elements of an Intervention for its Alleviation

Ikääntyneiden yksinäisyys ja intervention elementit sen lievittämisessä Ikääntyneiden yksinäisyys on yleistä ja hoitotyöntekijöillä on vähän keinoja sen lievittämiseen. Tutkimus oli kaksiosainen. Ensimmäisen osan tavoitteena oli saada tietoa yksinäisyyden käsitteestä, sen yhteydestä sosiaaliseen eristäytyneisyyteen ja yleiseen turvattomuuden tunteeseen sekä kotona asuvien ikääntyneiden (≥75 v.) yksinäisyyden yleisyydestä ja siihen yhteydessä olevista tekijöistä sekä selvittää ikääntyneiden itsensä kokemia yksinäisyyden syitä. Toisessa osassa tavoitteena oli tunnistaa yksinäisyyden lievittämiseen pyrkivän psykososiaalisen ryhmäkuntoutus (PRK) –intervention elementit sekä kuvata ryhmiin osallistuneiden kokemuksia interventiosta. Ensimmäisessä osassa tutkimusaineosto kerättiin postikyselyllä, joka lähetettiin eri puolilla Suomea kotona tai palvelutalossa asuville satunnaisotannalla valituille ikääntyneille henkilöille (N=6 786). Vastausprosentti oli 72 % (n=4113). Vastaajien keski-ikä oli 81 vuotta. Tutkimuksen toisessa osassa aineisto koostui PRK intervention ryhmänvetäjien (N=14) kirjoittamista päiväkirjoista, tutkijoiden vapaista muistiinpanoista ryhmätoiminnasta (N=32) sekä ryhmäläisten intervention jälkeen täyttämistä palautekyselystä (n=103). Tulosten mukaan yksinäisyys, sosiaalinen eristäytyneisyys ja yleinen turvattomuuden tunne näyttävät olevan eri asioita. Vastanneista 39 % kärsi yksinäisyydestä vähintään joskus. Useat demografiset ja terveyteen liittyvät tekijät, psyykkisen hyvinvoinnin ulottuvuudet kuten myös sosiaalisiin suhteisiin kohdistetut odotukset olivat yhteydessä yksinäisyyden kokemiseen. Vanhempien menettäminen lapsuudessa ei ollut yhteydessä yksinäisyyden kokemiseen. Yksinäisyyden kokemuksiin oli useita syitä. Aineistosta tunnistettiin elementtejä, joiden katsottiin olevan tärkeitä yksinäisyyden lievittämiseen pyrkivän PRK-intervention toteutuksessa. Nämä voitiin jakaa ennalta määriteltyihin elementteihin, ryhmäläisten sisäisiin ja välisiin suosiollisiin prosesseihin sekä välittäviin tekijöihin. Ennalta määritellyt elementit liittyivät ryhmäläisiin, ryhmän vetäjiin ja ryhmätoimintaan. Ryhmäläiset kokivat ryhmät erittäin merkityksellisiksi, ja 95 % koki, että yksinäisyys oli lievittynyt ryhmän aikana. Ikääntyneiden henkilöiden yksinäisyys on haaste hoitotyön tekijöille. Tutkimuksessa kuvattu PRK-interventio auttaa hoitajia tunnistamaan ikääntyneiden yksinäisyyden lievittämiseen liittyviä elementtejä.

Epigenetic regulatory elements: Recent advances in understanding their mode of action and use for recombinant protein production in mammalian cells.

Successful generation of high producing cell lines requires the generation of cell clones expressing the recombinant protein at high levels and the characterization of the clones' ability to maintain stable expression levels. The use of cis-acting epigenetic regulatory elements that improve this otherwise long and uncertain process has revolutionized recombinant protein production. Here we review and discuss new insights into the molecular mode of action of the matrix attachment regions (MARs) and ubiquitously-acting chromatin opening elements (UCOEs), i.e. cis-acting elements, and how these elements are being used to improve recombinant protein production. These elements can help maintain the chromatin environment of the transgene genomic integration locus in a transcriptionally favorable state, which increases the numbers of positive clones and the transgene expression levels. Moreover, the high producing clones tend to be more stable in long-term cultures even in the absence of selection pressure. Therefore, by increasing the probability of isolating a high producing clone, as well as by increasing transcription efficiency and stability, these elements can significantly reduce the time and cost required for producing large quantities of recombinant proteins.

Effect of partial-thickness tear on loading capacities of the supraspinatus tendon: a finite element analysis.

Partial-thickness tears of the supraspinatus tendon frequently occur at its insertion on the greater tubercule of the humerus, causing pain and reduced strength and range of motion. The goal of this work was to quantify the loss of loading capacity due to tendon tears at the insertion area. A finite element model of the supraspinatus tendon was developed using in vivo magnetic resonance images data. The tendon was represented by an anisotropic hyperelastic constitutive law identified with experimental measurements. A failure criterion was proposed and calibrated with experimental data. A partial-thickness tear was gradually increased, starting from the deep articular-sided fibres. For different values of tendon tear thickness, the tendon was mechanically loaded up to failure. The numerical model predicted a loss in loading capacity of the tendon as the tear thickness progressed. Tendon failure was more likely when the tendon tear exceeded 20%. The predictions of the model were consistent with experimental studies. Partial-thickness tears below 40% tear are sufficiently stable to persist physiotherapeutic exercises. Above 60% tear surgery should be considered to restore shoulder strength.

Elements apresos i/o retinguts per infants de dos centres de contextos diferents a partir d'una comunicació generada entre ells amb les TIC

La comunicació com a mètode per aprendre no és nou, tot i així les noves tecnologies obren la porta a noves oportunitats i nous projectes entorn aquest concepte. No només es tracta de treballar elements curriculars, sinó també actitudinals a través de la opció de connexió entre contextos. L’objectiu d’aquesta recerca és analitzar quina és l’actitud i els aprenentatges i/o retencions dels infants a partir d’una connexió generada entre dos contextos. Per tal de donar resposta a aquest plantejament de la investigació es crea una intervenció entre les aules i s’utilitzen com a instruments de recollida de dades les observacions, els dibuixos i els grups de discussió. Els resultats mostren una actitud oberta i d’interès per part dels infants davant de la metodologia de comunicació a l’aula, però un aprenentatge i/o retenció relacionat amb els continguts dels elements de l’altre context per sobre dels elements TIC. Es conclou doncs que dins l’aula treballant amb les noves tecnologies es genera un incentiu pels infants fent evident que hi ha hagut un aprenentatge compartit.

No Accumulation of Transposable Elements in Asexual Arthropods.

Transposable elements (TEs) and other repetitive DNA can accumulate in the absence of recombination, a process contributing to the degeneration of Y-chromosomes and other nonrecombining genome portions. A similar accumulation of repetitive DNA is expected for asexually reproducing species, given their entire genome is effectively nonrecombining. We tested this expectation by comparing the whole-genome TE loads of five asexual arthropod lineages and their sexual relatives, including asexual and sexual lineages of crustaceans (Daphnia water fleas), insects (Leptopilina wasps), and mites (Oribatida). Surprisingly, there was no evidence for increased TE load in genomes of asexual as compared to sexual lineages, neither for all classes of repetitive elements combined nor for specific TE families. Our study therefore suggests that nonrecombining genomes do not accumulate TEs like nonrecombining genomic regions of sexual lineages. Even if a slight but undetected increase of TEs were caused by asexual reproduction, it appears to be negligible compared to variance between species caused by processes unrelated to reproductive mode. It remains to be determined if molecular mechanisms underlying genome regulation in asexuals hamper TE activity. Alternatively, the differences in TE dynamics between nonrecombining genomes in asexual lineages versus nonrecombining genome portions in sexual species might stem from selection for benign TEs in asexual lineages because of the lack of genetic conflict between TEs and their hosts and/or because asexual lineages may only arise from sexual ancestors with particularly low TE loads.

Re-disseny d’utillatge i anàlisi de vinclament per l’assaig de compressió en laminats prims

El grup de recerca AMADE de la Universitat de Girona està especialitzat en la caracteritzacióde materials compòsits. Per avaluar la resistència i la tolerància al dany d'aquestes estructures,típicament es realitzen dos assajos: impacte a baixa velocitat i compressió després d'impacte(CAI per les sigles en anglès de Compression After Impact), respectivament. L'objectiu del'assaig CAI és obtenir la resistència residual a compressió de l'estructura.L'objectiu d'aquest treball és el de crear una adaptació per l'utillatge capaç d'assajar plaquesamb baix gruix . La modelització amb el mètode dels elements finits serveix per avaluar quantitativament el valorde les càrregues crítiques de vinclament per diferents gruixos de placa.Les plaques d'assaig són plaques de material compòsit amb làmines unidireccionals amb apilamentsimètric i balancejat

Impact of the Femoral Head Position on Moment Arms in Total Hip Arthroplasty: A Parametric Finite Element Study.

BACKGROUND: Although the importance of accurate femoral reconstruction to achieve a good functional outcome is well documented, quantitative data on the effects of a displacement of the femoral center of rotation on moment arms are scarce. The purpose of this study was to calculate moment arms after nonanatomical femoral reconstruction. METHODS: Finite element models of 15 patients including the pelvis, the femur, and the gluteal muscles were developed. Moment arms were calculated within the native anatomy and compared to distinct displacement of the femoral center of rotation (leg lengthening of 10 mm, loss of femoral offset of 20%, anteversion ±10°, and fixed anteversion at 15°). Calculations were performed within the range of motion observed during a normal gait cycle. RESULTS: Although with all evaluated displacements of the femoral center of rotation, the abductor moment arm remained positive, some fibers initially contributing to extension became antagonists (flexors) and vice versa. A loss of 20% of femoral offset led to an average decrease of 15% of abductor moment. Femoral lengthening and changes in femoral anteversion (±10°, fixed at 15°) led to minimal changes in abductor moment arms (maximum change of 5%). Native femoral anteversion correlated with the changes in moment arms induced by the 5 variations of reconstruction. CONCLUSION: Accurate reconstruction of offset is important to maintaining abductor moment arms, while changes of femoral rotation had minimal effects. Patients with larger native femoral anteversion appear to be more susceptible to femoral head displacements.

La formació permanent del professorat d'educació infantil. Elements de reflexió

Las características específicas del colectivo de profesionales de la etapa de Educación infantil proyectan una dinámica muy activa que genera nuevas metodologías, estrategias y recursos para una intervención educativa de calidad, en una etapa de vital importancia para el correcto desarrollo infantil. Estas características han de tenerse en cuenta en la formación de formadores del profesorado de esta etapa educativa, para favorecer su desarrollo profesional. Son necesarios proyectos de formación alternativos que conecten los «ámbitos de educación» a partir de propuestas integradas: escuela, familia, instituciones locales y asociaciones. Conjuntamente han de elaborar modelos desinteresados y democráticos, capaces de canalizar la interacción y la reciprocidad entre la cultura de la escuela y la cultura externa a ella.

Using computational fluid dynamics to predict head losses in the auxiliary elements of a microirrigation sand filter

It is often assumed that total head losses in a sand filter are solely due to the filtration media and that there are analytical solutions, such as the Ergun equation, to compute them. However, total head losses are also due to auxiliary elements (inlet and outlet pipes and filter nozzles), which produce undesirable head losses because they increase energy requirements without contributing to the filtration process. In this study, ANSYS Fluent version 6.3, a commercial computational fluid dynamics (CFD) software program, was used to compute head losses in different parts of a sand filter. Six different numerical filter models of varying complexities were used to understand the hydraulic behavior of the several filter elements and their importance in total head losses. The simulation results show that 84.6% of these were caused by the sand bed and 15.4% were due to auxiliary elements (4.4% in the outlet and inlet pipes, and 11.0% in the perforated plate and nozzles). Simulation results with different models show the important role of the nozzles in the hydraulic behavior of the sand filter. The relationship between the passing area through the nozzles and the passing area through the perforated plate is an important design parameter for the reduction of total head losses. A reduced relationship caused by nozzle clogging would disproportionately increase the total head losses in the sand filter

Ultralujasta teräksestä valmistetun henkilönostimen teleskooppipuomin kehittäminen

Tässä työssä kehitettiin palo- ja pelastuskäyttöön tarkoitettuun henkilönostimeen teleskooppipuomin profiilit. Profiilien valmistusmateriaalina oli kuumavalssattu, ultraluja säänkestävä rakenneteräs. Työssä kehitettiin standardien ja ohjeiden pohjalta laskentapohja, jolla voidaan tutkia teleskooppipuomin jaksojen tukireaktioita, taivutus- ja vääntömomentteja ja leikkaus ja normaalivoimia. Laskentapohjassa voidaan varioida eri kuormitusten suuntia, teleskooppipuomin sivusuuntaista ulottumaa ja nostokulmaa. Profiilien alustavassa mitoituksessa hyödynnettiin paikallisen lommahduksen huomioon ottavia standardeja ja suunnitteluohjeita. Eri poikkileikkausten ominaisuuksia verrattiin keskenään ja profiili valittiin yhdessä kohdeyrityksen kanssa. Alustavan mitoituksen yhteydessä muodostettiin apuohjelma valitulle poikkileikkaukselle, jolla voitiin tutkia profiilin eri muuttujien vaikutusta mm. paikalliseen lommahdukseen ja jäykkyyteen. Laskentapohjaan sisällytettiin myös optimointirutiini, jolla voitiin minimoida poikkileikkauksen pinta-ala ja tätä kautta profiilin massa. Lopullinen mitoitus suoritettiin elementtimenetelmällä. Mitoituksessa tutkittiin alustavasti mitoitettujen profiilien paikallista lommahdusta lineaarisen stabiilius- ja epälineaarisen analyysin pohjalta. Profiilien jännityksiä tutkittiin tarkemmin mm. varioimalla kuormituksia ja osittelemalla elementtien normaalijännityksiä. Diplomityössä kehitetyllä ja analysoidulla teleskooppipuomilla voitiin keventää jaksojen painoja 15-30 %. Sivusuuntainen ulottuma parani samalla lähes 20 % ja nimelliskuorma kasvoi 25 %.