Non Linear Programming (NLP) Formulation for Quantitative Modeling of Protein Signal Transduction Pathways

Modeling of signal transduction pathways plays a major role in understanding cells' function and predicting cellular response. Mathematical formalisms based on a logic formalism are relatively simple but can describe how signals propagate from one protein to the next and have led to the construction of models that simulate the cells response to environmental or other perturbations. Constrained fuzzy logic was recently introduced to train models to cell specific data to result in quantitative pathway models of the specific cellular behavior. There are two major issues in this pathway optimization: i) excessive CPU time requirements and ii) loosely constrained optimization problem due to lack of data with respect to large signaling pathways. Herein, we address both issues: the former by reformulating the pathway optimization as a regular nonlinear optimization problem; and the latter by enhanced algorithms to pre/post-process the signaling network to remove parts that cannot be identified given the experimental conditions. As a case study, we tackle the construction of cell type specific pathways in normal and transformed hepatocytes using medium and large-scale functional phosphoproteomic datasets. The proposed Non Linear Programming (NLP) formulation allows for fast optimization of signaling topologies by combining the versatile nature of logic modeling with state of the art optimization algorithms.National Institutes of Health (U.S.) (Grant P50-GM068762)National Institutes of Health (U.S.) (Grant R24-DK090963)United States. Army Research Office (Grant W911NF-09-0001)German Research Foundation (Grant GSC 111

Cognitieve revalidatie voor kinderen en jongeren met niet-aangeboren hersenletsel:wat zijn de effectieve componenten?

Veel kinderen en jongeren met niet-aangeboren hersenletsel (nah) ervaren problemen met cognitief functioneren, zoals een verminderd geheugen of slechtere concentratie. Dit artikel is gebaseerd op bevindingen en inzichten uit het proefschrift ‘executive functions of children and adolescents: novel perspectives on assessment and intervention’. Een belangrijk doel van het promotietraject was beter inzicht te krijgen in hoe we cognitieve functies en bijbehorende problemen bij kinderen en jongeren met nah kunnen verbeteren. Cognitieve problemen bij kinderen en jongeren kunnen mogelijk worden behandeld met cognitieve revalidatie. Interventies voor cognitieve revalidatie kunnen worden gecategoriseerd op basis van hun hoofdcomponenten: 1) strategiegebruik en/of metacognitie, 2) herhaald oefenen, en 3) externe hulpmiddelen. Resultaten van een literatuurstudie naar cognitieve revalidatie laten zien dat door interventies die zijn gebaseerd op metacognitie en/of strategiegebruik vooral adaptief gedrag en sociaal functioneren verbeteren. Interventies op basis van herhaald oefenen verbeterden de prestaties op taken die vergelijkbaar zijn met de geoefende taken. Multi-componenten-interventies die deze twee componenten combineren, leken te leiden tot verbeteringen in zowel cognitief als adaptief gedrag en sociaal functioneren. Externe hulpmiddelen verbeterden het functioneren in het specifieke gebied waarop het hulpmiddel was gericht, bijvoorbeeld het geheugen. De beschikbare gegevens suggereren dat interventies bestaande uit meerdere componenten, zoals een combinatie van metacognitie- en/of strategiegebruik en herhaald oefenen, veelbelovend zijn, omdat deze kunnen leiden tot verbeteringen in zowel het cognitieve als psychosociale functioneren van kinderen en adolescenten met nah

Hematopoietic Stem Cell Heterogeneity

Hematopoietic stem cells (HSCs) maintain lifelong production of mature blood cells and regenerate the hematopoietic system after cytotoxic injury. Use of expanding cell surface marker panels and advanced functional analyses have revealed the presence of several immunophenotypically different HSC subsets with distinct self-renewal and repopulating capacity and bias toward selective lineage differentiation. This chapter summarizes current understanding of the phenotypic and functional heterogeneity within the HSC pool, with emphasis on the immunophenotypes and functional features of several known HSC subsets, and their roles in steady-state and emergency hematopoiesis, and in aging. The chapter also highlights some of the future research directions to elucidate further the biology and function of different HSC subsets in health and disease states