基于SIM1-2的现场总线仪表电路设计

媒体结合单元(MAU)是现场总线仪表中的重要部件。介绍一种新型的媒体结合单元电路器件SIM1-2,该器件符合IEC61158-2数据链路层协议规范。在详细分析该器件的系统结构和主要功能的基础上,介绍其在总线仪表系统中的应用。并从资源需要,处理速度和功耗等方面分析单片机、通讯控制器、MAU电路的选择等关键问题。

Impact de l'haploinsuffisance du gène Sim1 sur le développement et la fonction du noyau paraventriculaire de l'hypothalamus

L’obésité provient d’un déséquilibre de l’homéostasie énergétique, c’est-à-dire une augmentation des apports caloriques et/ou une diminution des dépenses énergétiques. Plusieurs données, autant anatomiques que physiologiques, démontrent que l’hypothalamus est un régulateur critique de l’appétit et des dépenses énergétiques. En particulier, le noyau paraventriculaire (noyau PV) de l’hypothalamus intègre plusieurs signaux provenant du système nerveux central (SNC) et/ou de la périphérie, afin de contrôler l’homéostasie énergétique via des projections axonales sur les neurones pré-ganglionnaires du système autonome situé dans le troc cérébral et la moelle épinière. Plusieurs facteurs de transcription, impliqués dans le développement du noyau PV, ont été identifiés. Le facteur de transcription SIM1, qui est produit par virtuellement tous les neurones du noyau PV, est requis pour le développement du noyau PV. En effet, lors d’une étude antérieure, nous avons montré que le noyau PV ne se développe pas chez les souris homozygotes pour un allèle nul de Sim1. Ces souris meurent à la naissance, probablement à cause des anomalies du noyau PV. Par contre, les souris hétérozygotes survivent, mais développent une obésité précoce. De façon intéressante, le noyau PV des souris Sim1+/- est hypodéveloppé, contenant 24% moins de cellules. Ces données suggèrent fortement que ces anomalies du développement pourraient perturber le fonctionnement du noyau PV et contribuer au développement du phénotype d’obésité. Dans ce contexte, nous avons entrepris des travaux expérimentaux ayant pour but d’étudier l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur : 1) le développement du noyau PV et de ses projections neuronales efférentes; 2) l’homéostasie énergétique; et 3) les voies neuronales physiologiques contrôlant l’homéostasie énergétique chez les souris Sim1+/-. A cette fin, nous avons utilisé : 1) des injections stéréotaxiques combinées à des techniques d’immunohistochimie afin de déterminer l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur le développement du noyau PV et de ses projections neuronales efférentes; 2) le paradigme des apports caloriques pairés, afin de déterminer l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur l’homéostasie énergétique; et 3) une approche pharmacologique, c’est-à-dire l’administration intra- cérébroventriculaire (i.c.v.) et/ou intra-péritonéale (i.p.) de peptides anorexigènes, la mélanotane II (MTII), la leptine et la cholécystokinine (CCK), afin de déterminer l’impact de l’haploinsuffisance de Sim1 sur les voies neuronales contrôlant l’homéostasie énergétique. Dans un premier temps, nous avons constaté une diminution de 61% et de 65% de l’expression de l’ARN messager (ARNm) de l’ocytocine (Ot) et de l’arginine-vasopressine (Vp), respectivement, chez les embryons Sim1+/- de 18.5 jours (E18.5). De plus, le nombre de cellules produisant l’OT et la VP est apparu diminué de 84% et 41%, respectivement, chez les souris Sim1+/- adultes. L’analyse du marquage axonal rétrograde des efférences du noyau PV vers le tronc cérébral, en particulier ses projections sur le noyau tractus solitaire (NTS) aussi que le noyau dorsal moteur du nerf vague (X) (DMV), a permis de démontrer une diminution de 74% de ces efférences. Cependant, la composition moléculaire de ces projections neuronales reste inconnue. Nos résultats indiquent que l’haploinsuffisance de Sim1 : i) perturbe spécifiquement le développement des cellules produisant l’OT et la VP; et ii) abolit le développement d’une portion importante des projections du noyau PV sur le tronc cérébral, et notamment ses projections sur le NTS et le DMV. Ces observations soulèvent donc la possibilité que ces anomalies du développement du noyau PV contribuent au phénotype d’hyperphagie des souris Sim1+/-. En second lieu, nous avons observé que la croissance pondérale des souris Sim1+/- et des souris Sim1+/+ n’était pas significativement différente lorsque la quantité de calories présentée aux souris Sim1+/- était la même que celle consommée par les souris Sim1+/+. De plus, l’analyse qualitative et quantitative des tissus adipeux blancs et des tissus adipeux bruns n’a démontré aucune différence significative en ce qui a trait à la taille et à la masse de ces tissus chez les deux groupes. Finalement, au terme de ces expériences, les souris Sim1+/--pairées n’étaient pas différentes des souris Sim1+/+ en ce qui a trait à leur insulinémie et leur contenu en triglycérides du foie et des masses adipeuses, alors que tous ces paramètres étaient augmentés chez les souris Sim1+/- nourries ad libitum. Ces résultats laissent croire que l’hyperphagie, et non une diminution des dépenses énergétiques, est la cause principale de l’obésité des souris Sim1+/-. Par conséquent, ces résultats suggèrent que : i) l’haploinsuffisance de Sim1 est associée à une augmentation de l’apport calorique sans toutefois moduler les dépenses énergétiques; ii) l’existence d’au moins deux voies neuronales issues du noyau PV : l’une qui régule la prise alimentaire et l’autre la thermogénèse; et iii) l’haploinsuffisance de Sim1 affecte spécifiquement la voie neuronale qui régule la prise alimentaire. En dernier lieu, nous avons montré que l’injection de MTII, de leptine ainsi que de CCK induit une diminution significative de la consommation calorique des souris des deux génotypes, Sim1+/+ et Sim1+/-. De fait, la consommation calorique cumulative des souris Sim1+/- et Sim1+/+ est diminuée de 37% et de 51%, respectivement, durant les 4 heures suivant l’administration i.p. de MTII comparativement à l’administration d’une solution saline. Lors de l’administration i.c.v. de la leptine, la consommation calorique cumulative des souris Sim1+/- et Sim1+/+ est diminuée de 47% et de 32%, respectivement. Finalement, l’injection i.p. de CCK diminue la consommation calorique des souris Sim1+/- et Sim1+/+ de 52% et de 36%, respectivement. L’ensemble des résultats suggère ici que l’haploinsuffisance de Sim1 diminue l’activité de certaines voies neuronales régulant l’homéostasie énergétique, et particulièrement de celles qui contrôlent la prise alimentaire. En résumé, ces travaux ont montré que l’haploinsuffisance de Sim1 affecte plusieurs processus du développement au sein du noyau PV. Ces anomalies du développement peuvent conduire à des dysfonctions de certains processus physiologiques distincts régulés par le noyau PV, et notamment de la prise alimentaire, et contribuer ainsi au phénotype d’obésité. Les souris hétérozygotes pour le gène Sim1 représentent donc un modèle animal unique, où l’hyperphagie, et non les dépenses énergétiques, est la principale cause de l’obésité. En conséquence, ces souris pourraient représenter un modèle expérimental intéressant pour l’étude des mécanismes cellulaires et moléculaires en contrôle de la prise alimentaire.

Rôle de Sim1 et Sim2 dans la guidance des axones du corps mammillaire

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Sim1 function in the developing and adult brain

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Rôle de Sim1 et Sim2 dans la guidance des axones du corps mammillaire

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Sim1 function in the developing and adult brain

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Modeling natural sounds with modulation cascade processes

Natural sounds are structured on many time-scales. A typical segment of speech, for example, contains features that span four orders of magnitude: Sentences ($\sim1$s); phonemes ($\sim10$−$1$ s); glottal pulses ($\sim 10$−$2$s); and formants ($\sim 10$−$3$s). The auditory system uses information from each of these time-scales to solve complicated tasks such as auditory scene analysis [1]. One route toward understanding how auditory processing accomplishes this analysis is to build neuroscience-inspired algorithms which solve similar tasks and to compare the properties of these algorithms with properties of auditory processing. There is however a discord: Current machine-audition algorithms largely concentrate on the shorter time-scale structures in sounds, and the longer structures are ignored. The reason for this is two-fold. Firstly, it is a difficult technical problem to construct an algorithm that utilises both sorts of information. Secondly, it is computationally demanding to simultaneously process data both at high resolution (to extract short temporal information) and for long duration (to extract long temporal information). The contribution of this work is to develop a new statistical model for natural sounds that captures structure across a wide range of time-scales, and to provide efficient learning and inference algorithms. We demonstrate the success of this approach on a missing data task.

A transiting companion to the eclipsing binary KIC002856960

We present an early result from an automated search of Kepler eclipsing binary systems for circumbinary companions. An intriguing tertiary signal has been discovered in the short period eclipsing binary KIC002856960. This third body leads to transit-like features in the light curve occurring every 204.2 days, while the two other components of the system display eclipses on a 6.2 hour period. The variations due to the tertiary body last for a duration of \sim1.26 days, or 4.9 binary orbital periods. During each crossing of the binary orbit with the tertiary body, multiple individual transits are observed as the close binary stars repeatedly move in and out of alignment with the tertiary object. We are at this stage unable to distinguish between a planetary companion to a close eclipsing binary, or a hierarchical triply eclipsing system of three stars. Both possibilities are explored, and the light curves presented.

Dissection du programme développemental du noyau paraventriculaire de l'hypothalamus.

Une cascade de facteurs de transcription composée de SIM1, ARNT2, OTP, BRN2 et SIM2 est requise pour la différenciation des cinq types cellulaires qui peuplent le noyau paraventriculaire (PVN) de l’hypothalamus, un régulateur critique de plusieurs processus physiologiques essentiels à la survie. De plus, l’haploinsuffisance de Sim1 est aussi une cause d’hyperphagie isolée chez la souris et chez l’homme. Nous désirons disséquer le programme développemental du PVN, via une approche intégrative, afin d’identifier de nouveaux gènes qui ont le potentiel de réguler l’homéostasie chez l’individu adulte. Premièrement, nous avons utilisé une approche incluant l’analyse du transcriptome du PVN à différents stades du développement de la souris pour identifier de tels gènes. Nous avons comparé les transcriptomes de l’hypothalamus antérieur chez des embryons de souris Sim1+/+ et Sim1-/- à E12.5 issus de la même portée. De cette manière, nous avons identifié 56 gènes agissant en aval de Sim1 dont 5 facteurs de transcription - Irx3, Sax1, Rxrg, Ror et Neurod6. Nous avons également proposé un modèle de développement à deux couches de l’hypothalamus antérieur. Selon ce modèle, les gènes qui occupent un domaine médial dans la zone du manteau caractérisent des cellules qui peupleront le PVN alors que les gènes qui ont une expression latérale identifient des cellules qui donneront plus tard naissance aux structures ventrolatérales de l’hypothalamus. Nous avons aussi démontré que Sim1 est impliqué à la fois dans la différenciation, la migration et la prolifération des neurones qui peuplent le PVN tout comme Otp. Nous avons également isolé par microdissection au laser le PVN et l’hypothalamus médiobasal chez des souris de type sauvage à E14.5 pour en comparer les transcriptomes. Ceci nous a permis d’identifier 34 facteurs de transcription spécifiques au PVN et 76 facteurs spécifiques à l’hypothalamus médiobasal. Ces gènes représentent des régulateurs potentiels du développement hypothalamique. Deuxièmement, nous avons identifié 3 blocs de séquences au sein de la région 5’ d’Otp qui sont conservés chez l’homme, la souris et le poisson. Nous avons construit un transgène qui est composé d’un fragment de 7 kb contenant ces blocs de séquences et d’un gène rapporteur. L’analyse de 4 lignées de souris a montré que ce transgène est uniquement exprimé dans le PVN en développement. Nous avons généré un deuxième transgène dans lequel le fragment de 7 kb est inséré en amont de l’ADNc de Brn2 ou Sim1 et de Gfp. Nous avons obtenu quatre lignées de souris dans lesquels le profil d’expression de Brn2 et de Gfp reproduit celui d’Otp. Nous étudierons le développement du PVN et la prise alimentaire chez ces souris. En parallèle, nous croisons ces lignées avec les souris déficientes en Sim1 pour déterminer si l’expression de Brn2 permet le développement des cellules du PVN en absence de Sim1. En résumé, nous avons généré le premier transgène qui est exprimé spécifiquement dans le PVN. Ce transgène constitue un outil critique pour la dissection du programme développemental de l’hypothalamus. Troisièmement, nous avons caractérisé le développement de l’hypothalamus antérieur chez l’embryon de poulet qui représente un modèle intéressant pour réaliser des études de perte et de gain de fonction au cours du développement de cette structure. Il faut souligner que le modèle de développement à deux couches de l’hypothalamus antérieur semble être conservé chez l’embryon de poulet où il est aussi possible de classer les gènes selon leur profil d’expression médio-latéral et le devenir des régions qu’ils définissent. Finalement, nous croyons que cette approche intégrative nous permettra d’identifier et de caractériser des régulateurs du développement du PVN qui pourront potentiellement être associés à des pathologies chez l’adulte telles que l’obésité ou l’hypertension.

Régulation transcriptionelle du développement de l'hypothalamus chez l'amphibien

Le noyau paraventriculaire (PVN) de l'hypothalamus régule une série de phénomènes physiologiques incluant l'équilibre énergétique et la pression artérielle. Nous avons identifié une cascade de facteurs de transcription qui contrôle le développement du PVN. SIM1 et OTP agissent en parallèle pour contrôler la différenciation d'au moins cinq types de neurones identifiables par la production d'OT, AVP, CRH, SS et TRH. Ces Facteurs de transcriptions contrôlent le développement des lignées CRH, AVP et OT en maintenant l'expression de Brn2 qui à son tour est nécessaire pour la différenciation terminale de ces neurones. L'analyse du transcriptome du PVN nous a permis d'identifier plusieurs gènes qui ont le potentiel de contrôler le développement du PVN. Nous voulons développer un paradigme de perte de fonction qui permettrait l'étude de ces gènes candidats sur une grande échelle. Le but de ce projet est de caractériser le PVN en développement de l'amphibien en vue de l'utilisation de ce modèle pour des études fonctionnelles. Nous avons cloné des fragments de cDNA de Sim1, OTP, Brn2, Sim2, CRH, Ot, AVP et TRH à partir de l'ARN total de Xenopus Laevis. Nous avons adapté notre technique d'hybridation in situ pour caractériser l'expression de ces gènes chez l'amphibien aux stades 33-39, 44, 51, 54, 60, et chez l'adulte. Résultats. Les Facteurs de transcription Sim1, OTP, et Brn2 commencent à être exprimés dans le PVN prospectif au stade 33. L'expression des marqueurs de différenciation terminale devient détectable entre les stades 37 et 39. De façon intéressante, le PVN occupe initialement un domaine de forme globulaire puis à partir du stade 44 s'allonge le long de l’axe dorso-ventral. Cet allongement se traduit par une organisation en colonnes des cellules du PVN que nous n'avons pas observée chez les rongeurs. Le développement du PVN est conservé chez l'amphibien dans la mesure où la relation entre l'expression des facteurs de transcription et des marqueurs de différenciation terminale est conservée. Il existe par ailleurs des différences entre la topographie des PVN des mammifères et de l'amphibien. L'organisation en colonnes de cellules pourrait correspondre à des mouvements de migration tangentielle. Nous sommes maintenant en mesure de tester la fonction des facteurs de transcription dans le PVN par l'approche d'invalidation par morpholinos.

Modelagem estratigráfica do intervalo cenomaniano-turoniano, formações Açu e Jandaíra, na borda sudoeste da Bacia Potiguar

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Targeted mutation of the murine arylhydrocarbon receptor nuclear translocator 2 (Arnt2) gene reveals partial redundancy with Arnt

The ubiquitously expressed basic helix–loop–helix (bHLH)-PAS protein ARNT (arylhydrocarbon receptor nuclear transporter) forms transcriptionally active heterodimers with a variety of other bHLH-PAS proteins, including HIF-1α (hypoxia-inducible factor-1α) and AHR (arylhydrocarbon receptor). These complexes regulate gene expression in response to hypoxia and xenobiotics, respectively, and mutation of the murine Arnt locus results in embryonic death by day 10.5 associated with placental, vascular, and hematopoietic defects. The closely related protein ARNT2 is highly expressed in the central nervous system and kidney and also forms complexes with HIF-1α and AHR. To assess unique roles for ARNT2 in development, and reveal potential functional overlap with ARNT, we generated a targeted null mutation of the murine Arnt2 locus. Arnt2−/− embryos die perinatally and exhibit impaired hypothalamic development, phenotypes previously observed for a targeted mutation in the murine bHLH-PAS gene Sim1 (Single-minded 1), and consistent with the recent proposal that ARNT2 and SIM1 form an essential heterodimer in vivo [Michaud, J. L., DeRossi, C., May, N. R., Holdener, B. C. & Fan, C. (2000) Mech. Dev. 90, 253–261]. In addition, cultured Arnt2−/− neurons display decreased hypoxic induction of HIF-1 target genes, demonstrating formally that ARNT2/HIF-1α complexes regulate oxygen-responsive genes. Finally, a strong genetic interaction between Arnt and Arnt2 mutations was observed, indicating that either gene can fulfill essential functions in a dose-dependent manner before embryonic day 8.5. These results demonstrate that Arnt and Arnt2 have both unique and overlapping essential functions in embryonic development.

Nuclei of Nearby Active Galaxies: NIR and Sub-mm Views and Finalizing the LINC-NIRVANA Fringe and Flexure Tracking System: Flexure and Temperature Behavior

The work presented in my thesis addresses the two cornerstones of modern astronomy: Observation and Instrumentation. Part I deals with the observation of two nearby active galaxies, the Seyfert 2 galaxy NGC 1433 and the Seyfert 1 galaxy NGC 1566, both at a distance of $\sim10$ Mpc, which are part of the Nuclei of Galaxies (NUGA) sample. It is well established that every galaxy harbors a super massive black hole (SMBH) at its center. Furthermore, there seems to be a fundamental correlation between the stellar bulge and SMBH masses. Simulations show that massive feedback, e.g., powerful outflows, in Quasi Stellar Objects (QSOs) has an impact on the mutual growth of bulge and SMBH. Nearby galaxies follow this relation but accrete mass at much lower rates. This gives rise to the following questions: Which mechanisms allow feeding of nearby Active Galactic Nuclei (AGN)? Is this feeding triggered by events, e.g., star formation, nuclear spirals, outflows, on $\sim500$ pc scales around the AGN? Does feedback on these scales play a role in quenching the feeding process? Does it have an effect on the star formation close to the nucleus? To answer these questions I have carried out observations with the Spectrograph for INtegral Field Observation in the Near Infrared (SINFONI) at the Very Large Telescope (VLT) situated on Cerro Paranal in Chile. I have reduced and analyzed the recorded data, which contain spatial and spectral information in the H-band ($1.45 \mic-1.85 \mic$) and K-band ($1.95 \mic-2.45 \mic$) on the central $10\arcsec\times10\arcsec$ of the observed galaxies. Additionally, Atacama Large Millimeter/Sub-millimeter Array (ALMA) data at $350$ GHz ($\sim0.87$ mm) as well as optical high resolution Hubble Space Telescope (HST) images are used for the analysis. For NGC 1433 I deduce from comparison of the distributions of gas, dust, and intensity of highly ionized emission lines that the galaxy center lies $\sim70$ pc north-northwest of the prior estimate. A velocity gradient is observed at the new center, which I interpret as a bipolar outflow, a circum nuclear disk, or a combination of both. At least one dust and gas arm leads from a $r\sim200$ pc ring towards the nucleus and might feed the SMBH. Two bright warm H$_2$ gas spots are detected that indicate hidden star formation or a spiral arm-arm interaction. From the stellar velocity dispersion (SVD) I estimate a SMBH mass of $\sim1.74\times10^7$ \msol. For NGC 1566 I observe a nuclear gas disk of $\sim150$ pc in radius with a spiral structure. I estimate the total mass of this disk to be $\sim5.4\times10^7$ \msol. What mechanisms excite the gas in the disk is not clear. Neither can the existence of outflows be proven nor is star formation detected over the whole disk. On one side of the spiral structure I detect a star forming region with an estimated star formation rate of $\sim2.6\times10^{-3}$ \msol\ yr$^{-1}$. From broad Br$\gamma$ emission and SVD I estimate a mean SMBH mass of $\sim5.3\times10^6$ \msol\ with an Eddington ratio of $\sim2\times10^{-3}$. Part II deals with the final tests of the Fringe and Flexure Tracker (FFTS) for LBT INterferometric Camera and the NIR/Visible Adaptive iNterferometer for Astronomy (LINC-NIRVANA) at the Large Binocular Telescope (LBT) in Arizona, USA, which I conducted. The FFTS is the subsystem that combines the two separate beams of the LBT and enables near-infrared interferometry with a significantly large field of view. The FFTS has a cryogenic system and an ambient temperature system which are separated by the baffle system. I redesigned this baffle to guarantee the functionality of the system after the final tests in the Cologne cryostat. The redesign did not affect any scientific performance of LINC-NIRVANA. I show in the final cooldown tests that the baffle fulfills the temperature requirement and stays $<110$ K whereas the moving stages in the ambient system stay $>273$ K, which was not given for the old baffle design. Additionally, I test the tilting flexure of the whole FFTS and show that accurate positioning of the detector and the tracking during observation can be guaranteed.