Teaching and Professional Fellowship Development Report 2006/7 : To design and implement a pre-course primer for Foundation students

To design and implement a pre-course ‘primer’ for students entering (or considering an application to) Camberwell Foundation (ft/pt); an interconnected online (VLE) and printed journal-forum-directory started at the point an offer is made. Also to implement a ‘stripped down’ model accessible to schools, colleges and other communities to consolidate, enhance and develop existent in/out/reach work (open days, portfolio advice days, teachers’ days, summer schools). The motive is to widen access, raise achievement and support the aspirations and needs of an increasingly diverse cohor

Progettazione e sintesi di modulatori allosterici del recettore cannabinoide CB1.

Il sistema endocannabinoide è un complesso sistema che svolge importanti funzioni regolatorie in tutto il corpo. Si compone di mediatori lipidici che prendono il nome di endocannabinoidi, di recettori dei cannabinoidi e degli enzimi responsabili della sintesi e degradazione degli stessi endocannabinoidi. Gli endocannabinoidi sono acidi grassi polinsaturi, Anandamide e 2-Arachidonoil-glicerolo sono stati i primi ad essere isolati e studiati. Il loro metabolismo è regolato principalmente da due enzimi idrolitici: idrolasi ammidica degli acidi grassi (FAAH) e monoacilglicerolo lipasi (MAGL). I recettori degli endocannabinoidi CB1 e CB2 appartengono alla famiglia dei recettori accoppiati alle proteine G. Il recettore CB2 è espresso principalmente nelle cellule immunitarie dove ne regola la differenziazione e migrazione cellulare, mentre il recettore CB1 è altamente presente a livello del sistema nervoso centrale (SNC) dove svolge un ruolo importante nella regolazione neuronale. Il recettore CB1 è coinvolto in molti disordini come l’obesità, disturbi mentali, sclerosi multipla, fumo e tossicodipendenza, perciò è considerato un target promettente per il trattamento di queste malattie. L’impiego terapeutico di agonisti CB1 però è stato associato a stati psicotici simili a quelli derivanti dall’uso di marijuana, mentre trials clinici hanno sollevato preoccupazioni anche riguardo l’utilizzo di antagonisti CB1 per la promozione di uno stato di depressione e ansia. Pertanto, una strategia alternativa, emersa recentemente per la regolazione di tale recettore, consiste nel coinvolgimento del suo sito allosterico, distinto topograficamente da quello ortosterico. I modulatori allosterici sono quei ligandi che legandosi a tali siti alterano le proprietà di segnalazione del recettore del ligando ortosterico, modificandone l’affinità di legame, l’efficacia e potenza funzionale. In base a questo si distinguono due tipi di modulatori: positivo, potenzia l’effetto che si ha con il legame tra agonista e recettore; negativo, antagonizza o riduce parzialmente l’effetto del legame tra agonista e recettore. Comparati con i tradizionali ligandi ortosterici, i modulatori allosterici possono offrire molti vantaggi farmacologici, mostrano infatti un’aumentata selettività al sottotipo a causa della maggiore divergenza di sequenze extracellulari nei siti allosterici rispetto a quelli ortosterici. Inoltre, tali target, mostrano anche una selettività tissutale, esercitando la loro azione solo dove sono presenti i ligandi endogeni. L’utilizzo quindi di molecole con proprietà di modulatore allosterico, comporta una maggiore specificità e riduzione degli effetti collaterali. La letteratura, in base agli studi effettuati fino ad oggi, classifica i modulatori allosterici dei recettori CB1 in base alle loro caratteristiche strutturali: • Derivati indolici, tra cui Org27569 (Figura 1) che è considerato il prototipo di modulatore allosterico dei recettori CB1. • Derivati ureici, tra cui PSNCBAM-1 (Figura 1) che si comporta come un antagonista allosterico nei saggi con AMPc. Uno studio recente finalizzato all’ottenimento di modulatori allosterici negativi dei recettori CB1, ha mostrato come diversi derivati del PSNCBAM-1 riducano in maniera dose-dipendente la curva Emax degli agonisti CB1 nei saggi di mobilitazione del calcio, confermando le loro caratteristiche di modulatori allosterici negativi. Questo studio ha dimostrato l’importanza di un sostituente amminoalchilico in posizione 2 della piridina e di un sostituente in posizione 4 del fenile per l’attività allosterica negativa . Sulla base dei risultati ottenuti per i derivati del PSNCBAM-1 e per approfondire le relazioni struttura-attività (SAR) di questa classe di composti, lo scopo del mio lavoro di tesi è stato quello di apportare delle modifiche alla loro struttura chimica: • Introduzione di uno spaziatore amminico tra il fenile e la piridina (Figura 3) • Sostituzione dell’anello fenilico con un altro nucleo piridinico (Figura3) • Sostituzione dell’anello piridinico con un ulteriore anello fenilico (Figura 3) Inoltre i composti sintetizzati presentano in posizione 2 del nucleo piridinico, un gruppo pirrolidinico e piperidinico e in para al fenile un sostituente, quali un -Cl o un -0CH3 che erano risultati più attivi nei derivati del PSNCBAM-1

Studio litostratigrafico e idrogeologico del settore occidentale della Pianura di Lucca

La Pianura di Lucca è sede di un importante acquifero che, in seguito all’espansione sia civile che industriale, è stato oggetto di un massiccio aumento dei prelievi in falda. Da tempo tale acquifero è sovrasfruttato, determinando un consistente abbassamento della superficie piezometrica e quindi il depauperamento della riserva idrica, con conseguenti fenomeni di subsidenza generalizzata e, localmente, di micro-sinkholes. Il presente lavoro di tesi si inserisce nell’ambito di un progetto della Provincia di Lucca, in collaborazione con il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa e la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, riguardante lo sviluppo di un modello numerico dell’acquifero della piana, al fine di realizzare uno strumento operativo che consenta la pianificazione e la gestione equilibrata e sostenibile della risorsa idrica. A tal fine sono stati raccolti, presso l’archivio dell’Ufficio Difesa del Suolo della Provincia di Lucca, dati litostratigrafici e idrogeologici dell’acquifero e del sottosuolo dell’area di studio, rappresentata dalla porzione centro-occidentale della piana; tali dati sono stati elaborati al fine di determinare i modelli geologico e idrogeologico concettuali dell’area in esame, da implementare nel modello numerico di tutta la Piana, sviluppato dalla Scuola Superiore Sant’Anna. Inoltre, sono stati acquisiti in sito i dati piezometrici mensili da gennaio 2010 a gennaio 2011, misurati in circa 43 pozzi/piezometri, utili per il monitoraggio della crisi idrica nella Piana di Lucca e base necessaria per la calibrazione del modello numerico. Per la realizzazione dei modelli geologico e idrogeologico sono state prodotte 15 sezioni litostratigrafiche e altrettante sezioni idrostratigrafiche, che rappresentano un significativo contributo all’aggiornamento dei dati stratigrafici e idrogeologici esistenti. Il sottosuolo dell’area presenta 3 corpi litologici principali: un corpo superficiale costituito dai limi sabbiosi e sabbie limose (localmente noti come “Bellettone”), di alcuni metri di spessore; al di sotto sono presenti le ghiaie e ciottoli, con lenti argilloso-sabbiose soprattutto nel settore meridionale, che rappresenta l’orizzonte acquifero principale. Esso mostra eccellente continuità laterale in tutta l’area, con spessori compresi tra 8 e 35 metri; la base impermeabile dell’acquifero è costituita dalle argille e argille sabbiose pleistoceniche appartenenti al ciclo lacustre di Lucca-Montecarlo-Vinci. I dati piezometrici raccolti, restituiti su apposite mappe, hanno permesso il monitoraggio della falda nell’anno solare 2010; l’analisi ha evidenziato come la superficie piezometrica abbia raggiunto livelli massimi di soggiacenza in novembre e minimi in luglio e agosto. Dall’osservazione delle carte piezometriche si nota inoltre un andamento delle isopieze regolare e ordinato nei settori posti a nord e a sud-est dell’area di studio, mentre si denota un andamento generalmente più irregolare, evidenziato anche dalla presenza di alcuni minimi e massimi, nel settore sud-ovest, verosimilmente riconducibile alla presenza di numerosi campi-pozzi presenti in quest’ultima zona

L'incoming turistico verso i grandi eventi musicali in Italia: il caso del "Teatro del Silenzio" a confronto con il festival "La Notte della Taranta"

L'elaborato ha l'obiettivo di analizzare il turismo musicale in Italia, prendendo in esame soprattutto sia l'universo dei grandi festival musicali italiani che i piccoli concerti rappresentanti delle vere eccellenze italiane, sia per la qualità del livello musicale rappresentato che per la quantità e qualità del turismo attratto. E' qui preso in esame il caso del fenomeno del concerto-evento di Andrea Bocelli presso il Teatro del Silenzio (costruito a Lajatico, paese natale del tenore, nella regione Toscana), una realtà piccola ma con un potenziale sia turistico che musicale in continua crescita, e il grande Festival popolare "Notte della Taranta" (nella regione Puglia), dove ogni anno accorrono migliaia di spettatori provenienti sia dai confini italiani che da quelli internazionali. Mettendo a confronto il caso del Teatro del Silenzio con quello della Notte della Taranta emergerà un diverso profilo sia per quanto riguarda lo spettatore che per quanto riguarda il turista, italiano o straniero, accorso all'evento. Verranno inoltre analizzati i due casi in quanto attori di una potente promozione del territorio che li ospita e in quanto veicoli di un turismo culturale di alto livello ed ecologico (per quanto riguarda il Teatro del Silenzio)e di un turismo culturale popolare, oltretutto fruibile da tutti, che tiene viva da sempre la tradizione di una immensa cultura come quella della Taranta (per quanto riguarda il Festival Notte della Taranta)

Familial ALS-superoxide dismutases associate with mitochondria and shift their redox potentials

Recent studies suggest that the toxicity of familial amyotrophic lateral sclerosis mutant Cu, Zn superoxide dismutase (SOD1) arises from its selective recruitment to mitochondria. Here we demonstrate that each of 12 different familial ALS-mutant SOD1s with widely differing biophysical properties are associated with mitochondria of motoneuronal cells to a much greater extent than wild-type SOD1, and that this effect may depend on the oxidation of Cys residues. We demonstrate further that mutant SOD1 proteins associated with the mitochondria tend to form cross-linked oligomers and that their presence causes a shift in the redox state of these organelles and results in impairment of respiratory complexes. The observation that such a diverse set of mutant SOD1 proteins behave so similarly in mitochondria of motoneuronal cells and so differently from wild-type SOD1 suggests that this behavior may explain the toxicity of ALS-mutant SOD1 proteins, which causes motor neurons to die

In vitro antioxidant activity of aged extracts of some Italian Allium species

Antioxidant activity of fresh Allium sativum L. (garlic) is well known and is mainly due to unstable and irritating organosulphur compounds. Fresh garlic extracted over a prolonged period (up to 20 months) produces odourless aged garlic extract (AGE) containing stable and water soluble organosulphur compounds that prevent oxidative damage by scavenging free radicals. The aim of this study was to investigate the in vitro antioxidant activity of aged (up to 20 months) 15% hydroethanolic extracts of different parts (bulbs, bulblets, flower bulblets, flowers, and leaves) of three Allium spontaneous species which are endemic for Italian flora: Allium neapolitanum Cyr., Allium subhirsutum L., Allium roseum L. and to compare it with the in vitro antioxidant activity of aged 15% hydroethanolic extracts of bulbs and leaves of garlic. The antioxidant potential of aged extracts of all species has been evaluated using two different spectrophotometric assays: 2,2-diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) test and the ferric reducing/antioxidant power (FRAP) assay. Furthermore the polyphenol content was determined. The aged extracts obtained from the leaves showed the best antioxidant activity, followed by flowers and then by bulbs in both used tests, while flower bulblets and bulblets exhibited lower results or no activity. The polyphenol content was generally directly correlated with antioxidant/antiradical activity. This study confirms the data obtained in previous researches, the wild-type species of Allium and in particular organs other than bulbs are more active and efficacious than garlic bulb. Surely leaves of these Allium spp. deserve special attentio

Toward reduction of artifacts in fused images

Most fusion satellite image methodologies at pixel-level introduce false spatial details, i.e.artifacts, in the resulting fusedimages. In many cases, these artifacts appears because image fusion methods do not consider the differences in roughness or textural characteristics between different land covers. They only consider the digital values associated with single pixels. This effect increases as the spatial resolution image increases. To minimize this problem, we propose a new paradigm based on local measurements of the fractal dimension (FD). Fractal dimension maps (FDMs) are generated for each of the source images (panchromatic and each band of the multi-spectral images) with the box-counting algorithm and by applying a windowing process. The average of source image FDMs, previously indexed between 0 and 1, has been used for discrimination of different land covers present in satellite images. This paradigm has been applied through the fusion methodology based on the discrete wavelet transform (DWT), using the à trous algorithm (WAT). Two different scenes registered by optical sensors on board FORMOSAT-2 and IKONOS satellites were used to study the behaviour of the proposed methodology. The implementation of this approach, using the WAT method, allows adapting the fusion process to the roughness and shape of the regions present in the image to be fused. This improves the quality of the fusedimages and their classification results when compared with the original WAT metho

Using a runway paradigm to assess the relative strength of rats' motivations for enrichment objects

Laboratory animals should be provided with enrichment objects in their cages; however, it is first necessary to test whether the proposed enrichment objects provide benefits that increase the animals’ welfare. The two main paradigms currently used to assess proposed enrichment objects are the choice test, which is limited to determining relative frequency of choice, and consumer demand studies, which can indicate the strength of a preference but are complex to design. Here, we propose a third methodology: a runway paradigm, which can be used to assess the strength of an animal’s motivation for enrichment objects, is simpler to use than consumer demand studies, and is faster to complete than typical choice tests. Time spent with objects in a standard choice test was used to rank several enrichment objects in order to compare with the ranking found in our runway paradigm. The rats ran significantly more times, ran faster, and interacted longer with objects with which they had previously spent the most time. It was concluded that this simple methodology is suitable for measuring rats’ motivation to reach enrichment objects. This can be used to assess the preference for different types of enrichment objects or to measure reward system processes

Nuclear accumulation of mRNAs underlies G4C2-repeat-induced translational repression in a cellular model of C9orf72 ALS

A common feature of non-coding repeat expansion disorders is the accumulation of RNA repeats as RNA foci in the nucleus and/or cytoplasm of affected cells. These RNA foci can be toxic because they sequester RNA-binding proteins, thus affecting various steps of post-transcriptional gene regulation. However, the precise step that is affected by C9orf72 GGGGCC (G4C2) repeat expansion, the major genetic cause of amyotrophic lateral sclerosis (ALS), is still poorly defined. In this work, we set out to characterise these mechanisms by identifying proteins that bind to C9orf72 RNA. Sequestration of some of these factors into RNA foci was observed when a (G4C2)31 repeat was expressed in NSC34 and HeLa cells. Most notably, (G4C2)31 repeats widely affected the distribution of Pur-alpha and its binding partner fragile X mental retardation protein 1 (FMRP, also known as FMR1), which accumulate in intra-cytosolic granules that are positive for stress granules markers. Accordingly, translational repression is induced. Interestingly, this effect is associated with a marked accumulation of poly(A) mRNAs in cell nuclei. Thus, defective trafficking of mRNA, as a consequence of impaired nuclear mRNA export, might affect translation efficiency and contribute to the pathogenesis of C9orf72 ALS

Charged Small Molecule Binding to Membranes in MD Simulations Evaluated against NMR Experiments

Interactions of charged molecules with biomembranes regulate many of their biological activities, but their binding affinities to lipid bilayers are difficult to measure experimentally and model theoretically. Classical molecular dynamics (MD) simulations have the potential to capture the complex interactions determining how charged biomolecules interact with membranes, but systematic overbinding of sodium and calcium cations in standard MD simulations raises the question of how accurately force fields capture the interactions between lipid membranes and charged biomolecules. Here, we evaluate the binding of positively charged small molecules, etidocaine, and tetraphenylphosphonium to a phosphatidylcholine (POPC) lipid bilayer using the changes in lipid head-group order parameters. We observed that these molecules behave oppositely to calcium and sodium ions when binding to membranes: (i) their binding affinities are not overestimated by standard force field parameters, (ii) implicit inclusion of electronic polarizability increases their binding affinity, and (iii) they penetrate into the hydrophobic membrane core. Our results can be explained by distinct binding mechanisms of charged small molecules with hydrophobic moieties and monoatomic ions. The binding of the former is driven by hydrophobic effects, while the latter has direct electrostatic interactions with lipids. In addition to elucidating how different kinds of charged biomolecules bind to membranes, we deliver tools for further development of MD simulation parameters and methodology.Peer reviewe