Información

¿Qué clasificaría esos hallazgos del experimento de la Universidad de Sheffield como extraterrestres?

¿Qué clasificaría esos hallazgos del experimento de la Universidad de Sheffield como extraterrestres?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Está en las noticias que algún experimento pudo capturar algunos especímenes extraterrestres durante una lluvia de meteoritos:

http://www.ibtimes.com/aliens-are-here-scientists-say-they-have-proof-alien-life-there-should-be-plenty-skepticism-1408322

A pesar de todo el escepticismo que ya se ha dicho sobre este hallazgo, ¿cuál sería una prueba de que tal especimema procediera del espacio exterior? ¿Existe algún protocolo establecido para asegurar que alguna forma de vida no provenga de la Tierra?


Yo no diría que hay un protocolo establecido - las afirmaciones de vida extraterrestre no son comúnmente comprobables o incluso legítimas - pero si algo fuera descubierto y considerado "vivo", una señal bastante buena de que era extraterrestre sería si su composición genética estuviera basada en algo que no sea ADN o ARN. Eso sería un claro indicio de que el organismo había eludido a todos los organismos conocidos en la Tierra y, aunque eso no prueba la extrañeza, ciertamente insinuaría una génesis no terrestre. Hay argumentos a favor y en contra de la vida basada en carbono / CHNOPS, pero eso no es ni de lejos tan definitivo.

Además, hay otra técnica realmente buena. No me gusta recurrir a ad hominem ataques, pero lo ideal sería que el descubrimiento lo hiciera alguien que aún no haya hecho afirmaciones falsas verificables sobre el mismo tema.


Richard Bentall nació en Sheffield en el Reino Unido. Después de una carrera escolar poco prometedora en Uppingham School en Rutland y luego en High Storrs School en su ciudad natal, asistió a la University College of North Wales, Bangor como estudiante antes de registrarse para un doctorado en Psicología Experimental en la misma institución.

Tras obtener su doctorado, se trasladó a la Universidad de Liverpool para emprender una formación profesional como psicólogo clínico. Más tarde regresó a su alma mater de Liverpool para trabajar como conferencista, después de un breve período trabajando para el Servicio Nacional de Salud como psicólogo clínico forense. Posteriormente, estudió una maestría en Filosofía Aplicada a la Salud de la Universidad de Gales, Swansea. Finalmente fue ascendido a profesor de psicología clínica en la Universidad de Liverpool. En 1999, aceptó un puesto en la Universidad de Manchester, colaborando con investigadores radicados allí que trabajaban en la comprensión del tratamiento de las experiencias psicóticas. [1] Después de regresar en 2007 a un puesto de profesor en la Universidad de Bangor, donde conserva una cátedra honoraria, regresó a la Universidad de Liverpool en 2011, antes de mudarse a la Universidad de Sheffield en 2017. Su investigación continúa enfocándose en la psicología. mecanismos de enfermedad mental severa y factores sociales que afectan estos mecanismos, [2] lo que ha llevado a un interés reciente en la salud mental pública. En 1989, recibió el 'Premio May Davidson' de la División de Psicología Clínica de la Sociedad Británica de Psicología, un premio anual por contribuciones destacadas al campo de la psicología clínica, en los primeros diez años después de la calificación. [3] En 2014 fue elegido miembro de la Academia Británica, la academia nacional de humanidades y ciencias sociales del Reino Unido. [4]

Anteriormente ha publicado investigaciones sobre las diferencias entre el condicionamiento operante humano y animal y sobre el tratamiento del síndrome de fatiga crónica. Sin embargo, es más conocido por su trabajo en psicosis, especialmente los procesos psicológicos responsables de los delirios y alucinaciones y ha publicado extensamente en estas áreas. [5] Su investigación sobre los delirios persecutorios (paranoides) ha explorado la idea de que estos surgen de intentos disfuncionales de regular la autoestima, de modo que el paciente paranoico atribuye experiencias negativas a las acciones deliberadas de otras personas. Su investigación sobre las alucinaciones ha identificado una falla en el monitoreo de la fuente (el proceso por el cual los eventos se atribuyen a uno mismo oa fuentes externas) como responsable de la incapacidad de los pacientes alucinantes para reconocer que su habla interna (pensamiento verbal) les pertenece a ellos mismos. Junto con muchos otros investigadores británicos, ha utilizado estos descubrimientos para informar el desarrollo de nuevas intervenciones psicológicas para la psicosis, basadas en la terapia cognitivo-conductual (TCC). Este trabajo ha incluido ensayos controlados aleatorios de TCC para pacientes con un primer episodio y pacientes que experimentan un estado mental de riesgo de psicosis.

En un experimento mental de 1992, Bentall propuso que la felicidad podría clasificarse como un trastorno psiquiátrico. [6] El propósito del artículo era demostrar la imposibilidad de definir el trastorno psiquiátrico sin hacer referencia a los valores. El papel fue mencionado en el programa de televisión satírico. ¿Tengo noticias para ti? y citado por el novelista Philip Roth en su novela Teatro del sábado.

Ha editado y escrito varios libros, entre los que destaca Locura explicada, que fue ganador del Premio del Libro de la Sociedad Británica de Psicología en 2004. En este libro, aboga por un enfoque psicológico de las psicosis, rechaza el concepto de esquizofrenia y considera que vale la pena investigar los síntomas en contraste con los síndromes kraepelinianos. (Refutando La gran idea de Kraepelin que las enfermedades mentales graves se pueden dividir en tipos discretos es el capítulo inicial del libro.) Una revisión de Paul Broks en El Sunday Times resumió su posición como: "Como Szasz, Bentall se opone firmemente al modelo biomédico, pero también está en desacuerdo con los relativistas sociales extremos que negarían la realidad de la locura". En el libro, Bentall también sostiene que no existe una distinción clara entre los diagnosticados con enfermedades mentales y los "sanos". Si bien esta noción es más aceptada en psiquiatría cuando se trata de ansiedad y depresión, Bentall insiste en que las experiencias esquizotípicas también son comunes. [7]

En 2009 publicó Cuidando la mente: ¿Es realmente bueno nuestro tratamiento actual para las enfermedades mentales? Una revisión de este libro por el neurocientífico Roy Sugarman argumentó que se alió con el movimiento anti-psiquiatría en sus críticas a la psiquiatría biológica. [8] La revisión en Psicología fue más matizado, señalando que Bentall no rechazaba la psicofarmacología, pero que estaba preocupado por su uso excesivo. [9]

En 2010, Bentall y John Read fueron coautores de una revisión de la literatura sobre "La eficacia de la terapia electroconvulsiva" (TEC). Examinó estudios controlados con placebo y concluyó que la TEC tenía beneficios mínimos para las personas con depresión y esquizofrenia. [10] Los autores dijeron que "dada la fuerte evidencia de disfunción cerebral persistente y, para algunos, permanente, principalmente evidenciada en forma de amnesia retrógrada y anterógrada, y la evidencia de un aumento leve pero significativo del riesgo de muerte, el costo-beneficio El análisis de la TEC es tan deficiente que su uso no puede justificarse científicamente ". [11] Los psiquiatras, sin embargo, criticaron duramente este artículo de pasada al llamarlo "Documento sin pruebas con una agenda anti-TEC". [12]

En 2012, Bentall y colaboradores en Maastricht publicaron un metaanálisis de la literatura de investigación sobre el trauma y la psicosis infantil, considerando estudios epidemiológicos, de casos y controles y prospectivos. [13] Este estudio encontró que la evidencia de que el trauma infantil confiere un riesgo de psicosis adulta es muy consistente, y los niños que han experimentado un trauma (abuso sexual, abuso físico, pérdida de un padre o acoso) tienen aproximadamente tres veces más probabilidades de convertirse en psicóticos que los niños no traumatizados, hubo un efecto de dosis-respuesta (los niños más gravemente traumatizados tenían incluso más probabilidades de volverse psicóticos), lo que sugiere que el efecto es causal. Este hallazgo, y otros hallazgos que sugieren que existen muchos factores de riesgo social para las enfermedades mentales graves, han llevado al interés actual de Bentall por la salud mental pública.


Mala conducta y comportamiento poco ético

Vale la pena señalar lo serio que el Journal of Psychosomatic Research consideró la mala conducta que identificaron por Relton y otros. De la sección Resultados del documento:

Encontramos la presentación del Dr. Relton inquietante por múltiples motivos. Esta admisión de comportamiento poco ético pone en duda su integridad científica. La premisa de sus acciones se basa en una suposición errónea generalizada entre los médicos, basada en la experiencia anecdótica, de que uno posee un conocimiento último de lo que funciona y lo que no funciona sin la necesidad de un estudio riguroso. La historia de la medicina, desafortunadamente, ha estado plagada de innumerables tratamientos en los que los médicos creían y administraban, solo para luego encontrar que no eran beneficiosos o incluso dañinos [4]. Esto subraya la importancia de un estudio riguroso para los tratamientos en los que existe equilibrio en la comunidad científica, como posiblemente sucedió con el uso de la homeopatía para el síndrome de fatiga crónica. La Dra. Relton probablemente no mantuvo ese equilibrio ella misma, pero si tuviera preocupaciones éticas sobre el estudio, la acción apropiada habría sido no participar en él. En cambio, pretende haber reclutado a colegas para socavar deliberada y sistemáticamente el estudio.

Al ver la presentación, el propósito de esta admisión pareció ser descartar los resultados de un estudio riguroso pero esencialmente negativo en el contexto de promover sus propias ideas relacionadas con el diseño del ensayo. Si bien no podemos saber con certeza que su motivación fue descartar los resultados de este estudio, lo que dijo claramente busca socavar la credibilidad de un ensayo cuyos resultados desafiaron sus creencias firmemente arraigadas pero no probadas sobre el beneficio de un tratamiento al que ella tenía gran lealtad. para. Independientemente de su intención o de lo que realmente sucedió durante el juicio, la presentación del Dr. Relton es ipso facto evidencia de una violación ética previa admitida o es en sí misma una violación ética por las siguientes razones. De hecho, ella socavó un ambicioso esfuerzo para estudiar la eficacia de la homeopatía para el síndrome de fatiga crónica, negando el trabajo de todos los demás investigadores, el personal del estudio y los participantes involucrados en el estudio, así como la inversión del público, o está llevando a cabo una investigación. Ataque tardío e inapropiado a la credibilidad del estudio. Su presentación ciertamente merece una censura formal por parte de la comunidad científica, y este artículo puede contribuir a eso. A pesar de esta acusación clara, después de discutir y considerar la denuncia del Sr. Henness durante varios meses, finalmente decidimos no retractarnos del documento.

Decidieron no retractarse del artículo, sino utilizarlo para una reflexión ética. Sin embargo, concluyeron que yo había resaltado & # 8220 evidencia indiscutible de mala conducta científica & # 8221 por parte de los homeópatas involucrados:

¿Cuándo es la falta de integridad científica una razón para retractar un artículo? Un caso de estudio

Objetivo: La revista recibió una solicitud para retractarse de un artículo que informaba los resultados de un ensayo aleatorio controlado con placebo, triple ciego. Los editores actuales e inmediatos amplían la decisión de la revista de no retractarse de este artículo a pesar de la evidencia indiscutible de mala conducta científica por parte de uno de los investigadores.

Métodos: Los editores presentan una reflexión ética sobre la solicitud de retractarse de este ensayo clínico aleatorizado con la consideración de las pautas relevantes del comité de Ética de Publicaciones (COPE) y el Comité Internacional de Editores de Revistas Médicas (ICMJE) aplicadas a las cuestiones contextuales únicas de este caso.

Resultados: En este caso, la mala conducta científica por parte de un proveedor ciego de una intervención de homeopatía intentó socavar el estudio a ciegas. Como parte del estudio, se evaluó la integridad del estudio a ciegas. Ni los participantes ni los homeópatas pudieron identificar si al participante se le asignó un medicamento homeopático o un placebo. Un aspecto fundamental de la decisión de no retractar el artículo fue el hecho de que el riguroso diseño científico proporcionó evidencia de que el resultado del estudio no se vio afectado por la mala conducta. Se pensó que la mala conducta en sí misma no era motivo suficiente para retractar el documento.

Conclusión: Retirar un artículo cuyo resultado sigue siendo válido se consideró en sí mismo poco ético, ya que quita la oportunidad de beneficiarse de sus resultados, haciendo que todo el estudio sea inútil. En tales casos, la mala conducta científica se maneja mejor a través de otros canales profesionales.


Resultados

La molécula de adhesión de la superfamilia de Ig Sdk se localiza específicamente en los vértices celulares al nivel de AJ en Drosophila epitelio

Identificamos Sdk como un marcador de tAJs en embriones tempranos en una pantalla de la colección de Cambridge Protein Trap Insertion (CPTI) de trampas de proteína amarilla fluorescente (YFP) [19]. Las tres trampas de proteína CPTI generadas independientemente en sdk, todos ubicados en el extremo N de la proteína (S1A y S1B Fig) [44], mostraron la misma localización específica de vértice (S1C Fig), por lo que usamos uno de ellos, sdk-YFP CPTI000337 , para una caracterización adicional (abreviado como Sdk-YFP a continuación). Examinamos otros epitelios para preguntar si Sdk también se localizaba en los vértices apicales allí. En la gran mayoría de los epitelios, Sdk-YFP se localiza en los vértices al nivel de AJ como en el embrión temprano [19] (Fig. 1B y 1C y Tabla S1 y Fig. S2). Por ejemplo, Sdk está en tAJs en la amnioserosa, un epitelio escamoso en embriones en el disco del ala larval, un epitelio pseudoestratificado y en las células foliculares adultas tempranas, un epitelio cuboidal. La localización en el vértice de Sdk se encuentra tanto en epitelios inmaduros sin uniones tabicadas (embrión temprano, amnioserosa y capa folicular) como en epitelios maduros con uniones tabicadas (Tabla S1). Esto sugiere que la localización de Sdk en tAJs es independiente de la presencia de uniones tabicadas tricelulares (tSJs). Hay algunas excepciones notables a la localización tricelular de Sdk en el epitelio: en las glándulas salivales del tercer estadio y en el epitelio folicular después de la etapa 7, Sdk está alrededor de la membrana (Tabla S1 y Figura S2), mientras que durante GBE, Sdk-YFP aparece polarizado plano en los contactos bicelulares además de la localización tricelular (ver más abajo y la Fig. 1B y la Fig. S1F). Además, en el intestino medio del adulto, no se detecta Sdk, lo que coincide con la polaridad apicobasal atípica del intestino medio [45] (Fig. S2F y tabla S1). De este estudio de muchos epitelios, llegamos a la conclusión de que Sdk es una proteína residente de tAJs en Drosophila epitelio, el primero de su tipo.

A continuación, utilizamos microscopía de iluminación estructurada (SIM) para examinar la localización de Sdk en embriones tempranos fijos a una resolución más alta que la microscopía confocal convencional (ver Materiales y métodos). Con esta resolución más alta (alrededor de 100 nm en XY y 125 nm en Z), la señal Sdk-YFP se resuelve como un objeto similar a una cuerda en los vértices (Fig. 1D – 1G). Las cadenas Sdk-YFP se observan en todos los estadios y en todas las regiones del embrión temprano, en epitelios que se están remodelando como el ectodermo ventrolateral (Fig.1D, 1E y 1G), y en epitelios más inactivos como el ectodermo de la cabeza (Fig. 1F). Esto sugiere que la localización de Sdk-YFP en cadenas o placas es una característica general del epitelio. Las cadenas son continuas en los vértices, y la tinción conjunta con E-Cadherin (Fig.1D y 1E) o proteína quinasa atípica C (aPKC), un marcador del dominio apical (Fig. S1D), muestra que las cadenas Sdk se extienden un poco más allá del Cinturón E-Cadherin tanto apical como basalmente (Fig. S1E). Sdk tiene un dominio extracelular muy largo (& gt2,000 aa) y está marcado con YFP al final de este dominio (Fig. S1B). La longitud de las cadenas, alrededor de 2 μm, sugiere la formación de un ensamblaje de proteínas Sdk que contienen YFP en el espacio extracelular en los vértices apicales. Debido a que la etiqueta YFP está al final del dominio extracelular de Sdk, un fragmento terminal podría estar formando las cadenas solo. Para descartar esto, co-teñimos embriones que expresan Sdk-YFP con un anticuerpo generado contra el dominio intracelular de Sdk (Fig. S1B) [26]. Se observó la misma localización similar a una cuerda, lo que muestra que las cuerdas probablemente están hechas de la totalidad de la proteína Sdk (Fig. S1F y S1G).

La presencia de estructuras similares a cuerdas sugiere que las proteínas Sdk forman ensamblajes especializados en los vértices. Debido a que se sabe que las proteínas Sdk de vertebrados se unen de forma homofílica, preguntamos cuántas células que expresan Sdk son necesarias para la localización del vértice Sdk. Debido a la falta de divisiones celulares en el ectodermo en la gastrulación, el análisis de mosaico no se puede realizar utilizando el sistema de recombinación específico del sitio de levadura FRT / FLP [46], por lo que generamos mosaicos en la capa de células foliculares de los ovarios femeninos. Cromosomas X que llevan FRT (sitio de reconocimiento de recombinasa), proteína fluorescente roja de señal de localización nuclear (nls-RFP) y sdk-YFP o FRT y la mutación sdk Δ15 [26] se construyeron y se produjeron mosaicos utilizando choque térmico (hs) -Flp (recombinasa bajo control de hs) (ver Materiales y métodos). Los choques térmicos se programaron para generar clones en el epitelio folicular, y se examinaron los vértices tricelulares con una, dos o tres células mutantes para determinar la fluorescencia de Sdk-YFP (Fig. 1H y 1I). Encontramos que los vértices tricelulares con tres mutantes sdk las células no tienen señal Sdk-YFP en los vértices, lo que demuestra que no hay perdurabilidad de la proteína en los clones mutantes. Mientras que los vértices aportados por un mutante y dos células de tipo salvaje son positivos para Sdk-YFP, encontramos que los vértices aportados por dos células mutantes y una de tipo salvaje no lo son (Fig. 1H y 1I). Esto indica que dos células que contribuyen con Sdk son suficientes para localizar Sdk en los vértices tricelulares.

La localización de SDK cambia cuando las uniones se remodelan durante la extensión del eje

Como se mencionó anteriormente, Sdk-YFP aparece con polarización plana durante la convergencia y extensión de la Drosophila germband en la gastrulación (Fig. 1B y Fig. S1F). Durante este movimiento morfogenético, los vértices se remodelan durante la intercalación de células polarizadas, lo que abre la posibilidad de que la polarización plana de Sdk estuviera relacionada con esta remodelación. Para probar esto, hicimos películas de embriones etiquetados con Sdk-YFP y E-Cadherin-mCherry (para etiquetar los AJ). Constantemente observamos un comportamiento diferente de Sdk en el acortamiento frente a las uniones alargadas durante las transiciones T1 (Fig. 2A y 2B). En algún momento durante el acortamiento de la unión, Sdk-YFP pierde su localización puntiaguda aguda en los vértices y aparentemente se distribuye a lo largo de la unión de acortamiento (puntos de tiempo de 40 a 120 segundos en el ejemplo que se muestra en la Fig 2A) hasta que vuelve a afilarse en un solo punto en el punto intermedio de cuatro celdas (puntos de tiempo de 140 a 160 segundos, figura 2A). En contraste, cuando la nueva unión comienza a crecer, el único punto Sdk-YFP parece dividirse inmediatamente en dos puntos puntiagudos que flanquean la unión que se alarga (puntos de tiempo de 160 a 180 segundos, Fig. 2A).

(A, B) Localización de Sdk durante una transición T1 obtenida durante 20 minutos en embriones vivos marcados con Sdk-YFP y DE-Cad-mCherry KI. El tiempo se indica en segundos desde el inicio del evento de intercalación. Cada imagen es una proyección de intensidad máxima sobre 3 cortes z que abarcan 1,5 μm. Esta película es representativa del comportamiento que se encuentra en todos norte = 9 eventos de intercalación completos, norte = 8 contracciones de unión, y norte = 6 crecimientos de unión. (B) Dibujo que ilustra el comportamiento de Sdk-YFP mostrado en A. (C – H) Análisis de localización de cadenas Sdk-YFP en uniones de acortamiento y alargamiento mediante SIM de superresolución. Los embriones se fijan y tiñen para GFP y E-Cad. Barras de escala = 1 μm. (C – E) Imágenes de superresolución SIM representativas de uniones orientadas a DV en la última etapa 6 (C) y en la etapa 7 (D) y de una unión orientada a AP en la etapa 8 (E). La orientación está dentro de los 20 o del eje AP o DV. Para cada ejemplo, se muestra la clasificación de cadenas utilizada en F. (F) Cuantificación de morfologías de cuerdas basadas en reconstrucciones 3D en embriones en estadio 7 y estadio 8. Las morfologías se dividieron en tres clases: vertical, plana y escalonada (etapa 7: total norte = 40, paso = 19, plano = 13, vertical = 8 etapa 8: total norte = 47, paso = 15, plano = 11, vertical = 21). Significación estadística calculada mediante la prueba de chi-cuadrado. (G) Cuantificación de las longitudes de las cuerdas en las uniones que se contraen frente a las que crecen (definidas por su orientación dentro de los 20 o del eje embrionario AP o DV, respectivamente contracción: norte = 44, creciendo: norte = 21). Significación estadística calculada mediante la prueba de Mann-Whitney. (H) Cuantificación de las longitudes de las cuerdas en la etapa 7 frente a la etapa 8 (etapa 7: norte = 42, etapa 8: norte = 49). Significación estadística calculada mediante la prueba de Mann-Whitney. Los datos de los gráficos F – H se pueden encontrar en https://doi.org/10.17863/CAM.44798. AP, DE-Cad anteroposterior, DE-Cadherin DV, GFP dorsoventral, proteína verde fluorescente Sdk, Sidekick SIM, microscopía de iluminación estructurada YFP, proteína amarilla fluorescente.

Examinamos más a fondo esta localización diferencial de Sdk en nuestros datos de superresolución. En las células no intercaladas, las cadenas de Sdk-YFP tienden a alinearse paralelas al eje apicobasal, adoptando una configuración "vertical" (ver, por ejemplo, en embriones en etapa 9, Fig 1E y 1F). Por el contrario, en las celdas intercaladas, las cadenas Sdk-YFP tienden a ser más planas: algunas cadenas son completamente planas (configuración 'plana'), mientras que otras son verticales, luego planas (configuración 'escalonada') (ver ejemplos en la figura 2C-2E ). Utilizando la reconstrucción 3D de los datos de superresolución (ver Materiales y métodos), clasificamos sistemáticamente las configuraciones de las cadenas en los embriones de la etapa 7 y la etapa 8. En la etapa 7, cuando las células se intercalan activamente, el 80% de las cadenas tienen una configuración "plana o" escalonada ", esta proporción disminuye a aproximadamente el 50% en la etapa 8, cuando la intercalación celular comienza a disminuir (Fig.2F). La reconstrucción 3D permite medir la longitud de las cadenas Sdk-YFP con precisión, y encontramos que las cadenas son más largas en las uniones orientadas dorsoventral (DV) en comparación con las uniones orientadas a AP (Fig 2G). Las cuerdas también son más largas en la etapa 7 en comparación con la etapa 8 (Fig. 2H). Juntas, estas cuantificaciones apoyan la noción de que las cadenas Sdk-YFP se vuelven más largas y planas durante la contracción de las uniones orientadas a DV, mientras que las cadenas son más cortas y verticales cuando las uniones orientadas a AP están creciendo. También inferimos que es probable que los patrones de cadena plana de las uniones orientadas a DV en nuestros datos de superresolución correspondan a la distribución continua de Sdk-YFP observada en las uniones acortadas en los datos en vivo a menor resolución (Fig.2A y 2B).

Sobre la base de los datos en vivo y fijos anteriores, proponemos que la localización de Sdk durante una transición T1 sigue la secuencia ilustrada en la Fig. 2C-2E. Dos posibles explicaciones son posibles para este cambio en la localización de Sdk: Sdk se mueve a contactos bicelulares en las uniones acortadas o, alternativamente, permanece en los contactos tricelulares, pero las células forman protuberancias que se extienden hacia las uniones acortadas (Fig. S1H y S1I, y ver Discusión). Debido a que el aumento de resolución con SIM es moderado, no pudimos distinguir entre estas dos posibilidades. Llegamos a la conclusión de que la localización de Sdk es diferente entre el acortamiento y el crecimiento de las uniones, lo que sugiere que Sdk puede desempeñar un papel en la intercalación de células polarizadas.

En las células intercaladas, los centros de roseta contienen vértices tricelulares separables marcados por Sdk

A continuación, examinamos la localización de Sdk durante la formación de rosetas (Fig 3). Se observan rosetas en el germband cuando varias uniones contiguas orientadas a DV se acortan juntas, fusionándose en un vértice aparentemente único [35]. No se sabe si cada centro de roseta realmente representa una estructura de vértice de unión única o no. Para abordar esto, hicimos películas de embriones Sdk-YFP también etiquetados con la proteína 43 (Gap43) -Cherry asociada al crecimiento para etiquetar todas las membranas celulares. Las imágenes en vivo sugieren que los centros de las rosetas están hechos de varios puntos de Sdk-YFP, que se mueven entre sí de forma dinámica durante los reordenamientos de las células de las rosetas (Fig. 3A). La secuencia de acortamiento y elongación de uniones muy cortas entre los puntos Sdk-YFP sugirió que los vértices tricelulares marcados por Sdk podrían permanecer separados en los centros de roseta. Esto tiene implicaciones sobre cómo entendemos la intercalación de células polarizadas porque sugiere que las rosetas podrían resolverse a través de sucesivas transiciones T1.

(A) Localización de Sdk durante la formación de rosetas fotografiadas durante 15 minutos en embriones vivos marcados con Sdk-YFP y Gap43-mCherry. El tiempo se indica en segundos desde el inicio de la roseta de intercalación. Cada imagen es una proyección de intensidad máxima sobre 3 cortes z que abarcan 1,5 μm. La película es representativa del comportamiento que se encuentra en todos norte = 6 eventos completos de intercalación en forma de roseta. Barras de escala = 5 μm. Las imágenes de primer plano del centro de la roseta se muestran en cuadros amarillos para el canal Sdk-YFP. La caricatura a continuación ilustra la dinámica del puncta Sdk-YFP que se ve en la película. (B) Localización de la cadena Sdk-YFP en un centro de roseta que involucra seis celdas, fotografiado por SIM de superresolución. La imagen es de un embrión en etapa 8 fijado y teñido para GFP y DE-Cad. Proyección máxima sobre 12 cortes = 1,5 μm. Los primeros planos del centro de la roseta con diferentes proyecciones se muestran en recuadros amarillos para demostrar que se pueden resolver tres cadenas distintas. Caricatura mostrada para interpretar imágenes. Las barras de escala para los paneles SIM principales son de 5 μm y para los primeros planos de 1 μm. DE-Cad, DE-Cadherin Gap43, proteína asociada al crecimiento 43 GFP, proteína verde fluorescente Sdk, Sidekick SIM, microscopía de iluminación estructurada tAJ, unión adherida tricelular YFP, proteína amarilla fluorescente.

Para probar esto, examinamos los centros de rosetas en nuestros datos de superresolución (Fig. 3B). Las proyecciones máximas (por ejemplo, consulte la proyección XY en la figura 3B) no pueden revelar si las cadenas Sdk-YFP son continuas o separadas. Por lo tanto, como anteriormente, utilizamos la reconstrucción 3D para seguir el camino de las cuerdas en los centros de las rosetas (Materiales y métodos). Este análisis reveló que siempre se observan varias cuerdas en medio de las rosetas y que no están en contacto entre sí (ver reconstrucción en la Figura 3B). Esto indica que los centros de las rosetas están compuestos por vértices apicales tricelulares separables marcados por Sdk. También examinamos la configuración de los centros de roseta debajo de los AJ, marcando toda la membrana (por ejemplo, usando concavalina A, S3 Fig). Como observaron otros [47], encontramos que la conectividad celular puede cambiar significativamente dentro de los 3 μm más apicales. En el caso que se muestra en la Fig. S3, mientras que tres cadenas de Sdk distintas están presentes en la porción más apical del centro de la roseta, un único punto de Sdk se encuentra 2 μm por debajo, donde la conectividad de las células difiere. Llegamos a la conclusión de que las cadenas de Sdk corresponden a la conformación de unión más apical y que durante el intercambio de unión al nivel de AJ, los intermedios de vértice de unión única no suelen formarse entre más de cuatro células. Esto sugiere que los eventos de intercalación que forman rosetas ocurren a través de eventos similares a T1 separables.

La pérdida de sdk causa formas celulares anormales durante la EGB

Para investigar un posible papel de Sdk en GBE, hicimos películas de embriones homocigotos para el sdk MB5054 mutante nulo [26] y portador de E-cadherina-GFP [48] para etiquetar los contornos de las células apicales. Porque sdk Las mutaciones con pérdida de función son viables [23], estos embriones carecen de contribuciones tanto maternas como cigóticas para Sdk. De acuerdo con un papel en GBE, observamos un fenotipo de forma celular anormal en sdk mutantes nulos durante GBE, con claras diferencias en la geometría y topología de la red celular plana apical en comparación con el tipo salvaje en particular, muchas células tienen una forma poligonal menos regular y más alargada (Fig. 4A y 4B).

(A, B) Fotograma de película del ectodermo ventral a los 30 minutos en GBE de WT representativo (A) y sdk (B) películas, etiquetadas con E-cadherin-GFP. (C, D) Medición de la anisotropía y la orientación de la forma celular (ver también la figura S5A-S5C). La anisotropía de la forma de la celda se calcula como la relación logarítmica de los ejes principales de las elipses de mejor ajuste a los contornos de la celda rastreada. Una forma de celda isotrópica (un círculo) tendrá un valor de relación logarítmica de 0 y una celda muy alargada un valor de más de 1. La orientación de la celda viene dada por el coseno de la diferencia angular entre el eje mayor de la elipse y el eje embrionario DV. Los valores negativos indican celdas alargadas en el eje AP, valores positivos en el eje DV. Las medidas de orientación y anisotropía de la forma celular se multiplican para obtener una medida compuesta (denominada "alargamiento de la forma axial") de cómo las células alargadas están en la orientación de los ejes embrionarios (Materiales y métodos). (D) Medida de elongación de forma axial (eje y) durante los primeros 30 minutos de GBE (eje x) para WT y sdk embriones. En este gráfico y en lo sucesivo, el ancho de la cinta indica el intervalo de confianza dentro del embrión, y el sombreado gris oscuro indica una diferencia (pag & lt 0.05) (Materiales y métodos). (E – F) Medidas de longitudes de celda AP y DV en WT y sdk embriones (ver también S5D y S5E Fig). Las elipses de forma de celda se proyectan sobre los ejes AP y DV para derivar una medida de la longitud de la celda en cada eje. (G, H) Evolución de longitudes de interfaz celda-celda orientadas a AP y orientadas a DV (eje y) en función del tiempo en GBE (eje x) (ver también S5F y S5I Fig). Las interfaces célula-célula rastreadas se clasifican como orientadas AP o DV según su orientación relativa a los ejes del embrión. Los datos de los gráficos D – H se pueden encontrar en https://doi.org/10.17863/CAM.44798. AP, DV anteroposterior, GBE dorsoventral, extensión de la banda germinal GFP, proteína verde fluorescente Sdk, Sidekick WT, tipo salvaje.

Para describir estos fenotipos cuantitativamente, adquirimos cinco de tipo salvaje y cinco sdk películas del lado ventral de los embriones durante el transcurso de EGB. Luego segmentamos los contornos de las células, rastreamos las trayectorias de las células a través del tiempo y sincronizamos las películas dentro y entre cada grupo de genotipos, como anteriormente [41, 43, 49] (Materiales y métodos). Para permitir comparaciones entre tipo salvaje y sdk embriones, definimos el comienzo de GBE (tiempo 0) usando un umbral dado en la tasa de extensión del tejido (ver Materiales y métodos, S4A y S4B Fig y S1 y S2 Movies). El número total de células del ectodermo ventral a la vista y analizadas aumentó desde el principio hasta el final de GBE, de aproximadamente 500 células a más de 2000 células tanto para el tipo salvaje como para sdk embriones (S4C y S4D Fig).

Primero analizamos la anisotropía en formas celulares y su orientación en el curso de GBE (Fig. 4C). La excentricidad de las elipses ajustadas a las formas de las células apicales se utiliza como una medida de la anisotropía de la forma de las células (consulte Materiales y métodos). La orientación del eje mayor de la elipse en relación con los ejes embrionarios da la orientación celular. Al comienzo de la EGB, las células ectodérmicas se alargan en la VD porque el tejido está siendo empujado ventralmente por la invaginación del mesodermo [41, 43] (Fig. 4D y Fig. S5A-S5C). En los embriones de tipo salvaje, las células se vuelven progresivamente isotrópicas a medida que se extiende el ectodermo, como mostramos anteriormente [41]. En contraste, en sdk embriones, las formas celulares se vuelven brevemente isotrópicas y luego se vuelven anisotrópicas nuevamente, esta vez a lo largo del eje AP (Fig. 4D y Fig. S5B y S5C). This anisotropy in the AP direction could be due to cells being longer in AP, thinner in DV, or both. To distinguish between these possibilities, we measured the cell lengths along AP or DV (Fig 4E and 4F and S5D and S5E Fig). We found that both cell lengths are significantly different in sdk mutants compared to the wild type, with cells being shorter in DV and also, but more moderately, longer in AP.

Because the AP and DV cell lengths described above are a projection of ellipses fitted to the cell shapes, we also looked directly at the length of the cell–cell interfaces in the course of GBE (Fig 4G and 4H and S5F–S5I Fig). We classified cell interfaces as being AP- or DV-oriented based on their angles with the embryonic axes (see Materials and Methods). Mirroring the cell length results, we find AP-oriented interfaces get a little longer and the DV-oriented interfaces shorter in sdk compared to wild-type embryos in the course of GBE.

Together, our cell shape quantifications demonstrate that overall, sdk cells become shorter in DV and, to a lesser extent, longer in AP in the course of GBE, consistent with our initial qualitative observation of many more elongated cells in sdk mutantes. We hypothesised that this cell shape phenotype could be a consequence of a defect in polarised cell intercalation, which would, in turn, modify cell topologies.

Tears in the apical cortex persist in sdk mutants during polarised cell intercalation

A possibility is that Sdk is required for normal polarised cell intercalation through mediating homophilic adhesion or anchoring the actomyosin cytoskeleton when cells rearrange. Supporting this notion, we noticed apical discontinuities in the converging and extending epithelium in sdk mutants labelled with E-Cadherin-GFP KI and Myosin II-Cherry (Fig 5 and S6 Fig). These apical tears or gaps are lined by the actomyosin cortex and usually associated with a depletion in E-Cadherin (Fig 5A and 5C). In an example in which E-Cadherin was still present around a small circular gap, following the signal more basally showed that the gap had closed already 1 μm below the AJs (Fig 5B). These apical tears seemed particularly prevalent and larger at the centres of rosettes, forming oval structures bordered by Myosin II, as shown in super-resolution images in Fig 5C.

(A) A single z-frame at the level of AJs showing a gap or tear in the cortex at a presumed rosette centre in an sdk embrión mutante. Left panel shows merge between DE-Cad-GFP and Sqh-mCherry (shortened as MyoII-mCherry) signals, right panel, DE-Cad-GFP channel only. In the bottom panel, the different cells have been coloured to highlight the apical gap in the middle. (B) Single z-frames at different positions along the apicobasal axis of an apical gap in an sdk mutant embryo (from movie shown in S6A Fig) at the level of AJs (0 μm) and 1 and 2 μm below. The gap present at the level of AJs is closed in the planes basal to the AJs. Bottom panels show colourised cells, highlighting the apical gap in the apical-most z-slice. (C) Fixed and stained sdk mutant embryo against DE-Cad and GFP (to reveal MyoII-GFP), imaged by SIM super-resolution microscopy at stage 7. Each image is a maximum intensity projection over 3 μm at the level of AJs in the ventral ectoderm. Regions bounded by yellow and blue lines show discontinuities in E-Cad signal, indicating holes in apical adhesion, and are shown below as close-ups. (D–F) Apical gaps quantifications in WT and sdk mutant movies as shown in A, B. (D) Quantification of the number of gaps found at the level of AJs, normalised to a given area (2,500 μm 2 ) of the ectoderm. One to two regions (embryo sides) were quantified per movie: WT, n = 7, from seven embryos sdk mutante n = 10, from eight embryos Mann–Whitney, pag-value = 0.0018. (E) Quantification of how long apical gaps persist in the tissue. (F) Quantification of how long apical gaps persist as a function of the number of cells present at the gap’s border. We detected gaps where four to seven cells and more meet. For both E and F, the number of gaps quantified was n = 92 for WT and n = 115 for sdk mutante. In D, Mann–Whitney, pag-value < 0.0001. Data for graphs D–F can be found at https://doi.org/10.17863/CAM.44798. AJ, adherens junction DE-Cad, DE-Cadherin GFP, green fluorescent protein MyoII, Myosin II Sdk, Sidekick SIM, Structured Illumination Microscopy Sqh, spaghetti-squash WT, wild type.

Next, we systematically looked for these cortical discontinuities, comparing movies of sdk and wild-type embryos labelled with E-Cadherin-GFP KI and Myosin II-Cherry. Unexpectedly, we also found apical gaps in wild-type embryos in the course of GBE, which to our knowledge has never been reported. However, compared to the wild type, apical gaps are more numerous in sdk mutants and also persist in the epithelium for much longer (Fig 5D and 5E and S6A Fig). In both the wild type and sdk mutants, the apical gaps appear associated with groups of cells undergoing polarised rearrangements. Gaps forming where four cells meet are likely to represent single T1 transitions and are the most transient (Fig 5F). Apical holes forming where five cells or more meet are likely to correspond to rosette centres. We find that the more cells that are present, increasing from four to seven cells and above, the more persistent the apical gaps are in sdk mutants (Fig 5F). Whereas in the wild type, apical gaps are more transient and rapidly resolved, in sdk mutants, the apical gaps persist, sometimes for the whole duration of GBE. In the latter case, we find that these then resolve when cell division starts in the epithelium at the end of GBE (S6B Fig). Based on these results, we conclude that the presence of Sdk facilitates the resolution of cortical discontinuities at the level of AJs during cell rearrangements in an extending tissue, this requirement being more acute when cells are rearranging as rosettes (involving more than four cells).

Sdk is required for normal polarised cell intercalation during axis extension

We have shown previously that the tissue deformation of GBE is caused by a combination of cell intercalation and cell shape changes and that cell shape changes can compensate for cell intercalation defects [41, 43, 50]. We measure the relative contributions of these two cell behaviours by considering each cell and a corona of neighbours to calculate the different strain rates [50] (see Materials and Methods) (Fig 6A). Briefly, the relative movement of cell centroids in small patches of tissue is used to calculate the tissue strain rates within each patch, individual cell shapes are approximated to ellipses to measure the cell shape strain rate finally, the difference between tissue strain rates and cell shape strain rates gives a continuous measure of the strain rate due to cell intercalation (Fig 6A). Strain rates are then projected along the AP embryonic axis to calculate the rate of deformation in the direction of tissue extension. We find that the rate of tissue extension along AP is decreased in sdk mutants (Fig 6B and S7A and S7D Fig). Moreover, we find a decrease in cell intercalation contributing to extension (Fig 6D and S7C and S7F Fig), which is compensated to some extent by cell shape changes (Fig 6C and S7B and S7E Fig). This suggests that the relative contributions of cell intercalation and cell shape change to total tissue extension are altered in sdk mutantes. Supporting this, we find that the proportion of the cell intercalation strain rate contributing to AP extension is indeed lower in sdk compared to the wild type (S8A Fig).

(A) Graphical illustration of our measures of tissue and cell shape SRs (Materials and Methods). The cell intercalation SR is derived from these two measures. (B–D) Average SRs in the direction of extension (along AP) for five WT (blue) and five sdk mutant (red) embryos for the first 30 minutes of GBE. Total tissue SR (B), cell shape SR (C), and cell intercalation SR (D). Units are in pp per minute. (E) Diagram of a T1 transition leading to a loss of neighbours 1 and 3 along AP and a gain of neighbours 2 and 4 along DV. (F,G) Analysis of the number and orientation of T1 transitions averaged for five WT (blue) and five sdk mutant (red) embryos for the first 30 minutes of GBE (see also S8D and S8E Fig). (F) Orientation of all T1 transitions relative to the AP embryonic axis. Orientation is given by the angle of cell interfaces relative to AP, 5 minutes before a T1 swap (Kolmogorov–Smirnov test, norte = 1,786 for WT and 1,890 for sdk mutant, D = 0.1115, pag & lt 0,0001). (G) Cumulative proportion of T1 swaps contributing to axis extension in AP (called productive T1 swaps see Materials and Methods) for the first 30 minutes of GBE and expressed as a pp of DV-oriented interfaces tracked at each time point. Data for graphs B–G can be found at https://doi.org/10.17863/CAM.44798. AP, anteroposterior DV, dorsoventral GBE, germband extension pp, proportion Sdk, Sidekick SR, strain rate WT, wild type.

The above measure of cell intercalation is a measure of the continuous movement of cells relative to each other. We wanted to confirm the cell intercalation defect using a discrete measure. For this, we detected the number of neighbour exchanges, called T1 swaps, occurring for any group of four cells in the tissue. In this method, a T1 swap is defined by a loss of neighbour caused by cell–cell contact shortening, followed by the growth of a new cell–cell contact and a gain of neighbour (Fig 6E and S8B and S8C Fig Materials and Methods) [49, 51]. While the total number of T1 swaps is only moderately decreased in sdk mutants compared to the wild type (S8D and S8E Fig), their orientation is abnormal. First, we find that in sdk mutants, the T1 swaps are not as well-oriented relative to the embryonic axes compared to the wild type (Fig 6F and S8H Fig) (note, however, that the orientation of the shortening junctions relative to the growing junctions is unchanged in sdk mutants compared to the wild type S8F and S8G Fig). Second, we can quantify the contribution of T1 swaps to AP extension (defined as ‘productive’ T1 swaps see Materials and Methods), and those are robustly decreased in sdk versus the wild type (Fig 6G and S8I Fig). We also looked at the geometric arrangement of cells during junctional shortening. We find that the angle between the shortening junctions and the centroid–centroid line between intercalating cells is larger in sdk mutants compared to the wild type (S8J Fig), suggesting that cell intercalation patterns are less regular. In conclusion, both the continuous and discrete methods we employed above indicate that the polarised cell intercalation contributing to AP tissue extension is decreased in sdk mutantes.

Modelling the sdk mutant phenotype

One hypothesis to explain a defect in polarised cell intercalation in sdk mutants is that the Sdk homophilic adhesion molecule facilitates the transition between shortening and elongating junctions at apical tricellular vertices. The Sdk adhesion molecule might provide a specialised adhesion system at vertices (perhaps bridging the intercellular vertex gap more effectively than the shorter E-Cadherin) or a specialised anchorage of the actomyosin cytoskeleton. To test this hypothesis, we extended our previously published vertex model of an intercalating tissue [49]. Vertex models traditionally implement cell rearrangement by imposing an instantaneous T1 swap on all small edges (below a threshold length) (Fig 7A). In order to model a putative phenotype in cell rearrangement, we developed a new framework in which the vertices of a shrinking edge temporarily merge to form higher-order vertices, which may resolve with some probability per unit time (Fig 7B and 7C and S1 Text). Vertices can be of rank 4 (four cells around a vertex Fig 7B), to model a single T1 transition, or of rank 5 and above (five cells or more around a vertex Fig 7C), to model rosettes. In addition to this change, we imposed periodic boundary conditions on the tissue, reducing artefacts that arise with a free boundary. Finally, we added a posterior pulling force to simulate the effects of the invaginating midgut [42, 43] (S9A Fig and S1 Text).

(A) Cell rearrangement (T1 transition) is usually implemented in vertex models as follows: edges with length below a threshold are removed, and a new edge is created between previously non-neighbouring cells. (B–C) Alternative implementation of cell rearrangement used in this paper. (B) Shortening junctions merge to form a four-way vertex and a protorosette, which has a probability, pag4, of resolving at every time step. (C) Formation of rosettes around higher-order vertices (formed of five cells, as shown here, or more) due to the shortening of junctions connected to four-way vertices. Edges connected to the shortening junction are merged into the existing vertex, which now has a probability, pag5+, of resolving at every time step. (D) Initial configuration for each simulation. The tissue is a tiling of 14 × 20 regular hexagons with periodic boundary conditions. All cells are bestowed one of four stripe identities, <S1, S2, S2, S4>, representing identities within parasegments, as in [49] (see S9A Fig for an illustration). (E) Wild-type simulation of Drosophila GBE in the presence of a posterior pulling force, implementing cell rearrangements as outlined in B and C with and . Model parameters used were (Λ, Γ) = (0.05, 0.04). (F) Tissue strain rate in the A–P (extension) direction for wild-type tissues with parameters used in E. Solid line and shading represent mean and 95% confidence intervals from five independent simulations. (G) Simulation of GBE in a tissue in which T1 swaps are less likely to resolve, with and . All other parameters are kept equivalent to wild-type simulation. (H) Tissue strain rate in the A–P (extension) direction for tissues with parameters used in G compared to strain rate of wild-type tissue in E. Solid line and shading represent mean and 95% confidence intervals from five independent simulations. (I) Simulation of GBE in a tissue in which T1 swaps are less likely to resolve, with and , as in G, and additionally in which the shear modulus of the tissue (in the absence of actomyosin cables) has been reduced by setting Γ = 0.01. All other parameters are kept equivalent to wild-type simulation. (J) Tissue strain rate in the A–P (extension) direction for tissues with parameters used in I compared to strain rate of wild-type tissue in E. Solid line and shading represent mean and 95% confidence intervals from five independent simulations. As shown in key, for B, C, E, G, and I, cell colouring indicates the vertex rank of a cell, defined as the maximum number of cells sharing one of its vertices (note that darker blue is for rosettes of rank 5 and above). Further details about models and simulations can be found in S1 Text. Data for graphs F, H, and J can be found at https://doi.org/10.17863/CAM.44798. A–P, anterior–posterior GBE, germband extension Sdk, Sidekick.

We used this new mathematical framework to model the cell intercalation defect we report for sdk mutantes. First, we took into account the striking relationship between the number of cells involved in an intercalation event and the persistence of apical gaps or tears in sdk mutants (Fig 5F). Gaps forming between four cells, presumably as a consequence of a single T1 swap, take longer to close in sdk mutants compared to the wild type, but they eventually resolve. In contrast, gaps present at the centres of rosettes involving five cells or more often persist until the end of imaging (Fig 5F and S6B Fig). Second, our evidence indicates that a rosette centre is in fact made up of several separable Sdk string-like structures (Fig 3). Together, these results suggest that i) single T1 swaps might be delayed in sdk mutants and ii) this delay might increase when cells intercalate as rosettes because it requires the resolution of several T1 swaps in short succession. Our data in Fig 5F support the idea that rosettes accumulate and get stuck in sdk mutants (see also S1 and S2 Movies). To test whether intercalation might also be delayed in single T1s, we measured the resolution phase of T1 swaps in sdk mutants versus the wild type (S9B Fig). Note that in this analysis, only the successful T1 swaps are quantified, so this automatically excludes any stuck rosettes. We find a 1-minute delay between the wild type and sdk mutants (S9C Fig), supporting the assumptions of the model.

To model such a delay in sdk mutants, we imposed a lower probability of successful resolution of T1 swaps per unit time than in the wild type (Fig 7B and 7C). We distinguished isolated T1 swaps involving only four cells (Fig 7B) from linked T1 swaps in rosettes involving five or more cells by lowering the resolution probability further for rosettes (vertices connected to five or more cells) (Fig 7C). Rosettes appear in both sdk mutant and WT simulations, but as expected from the probabilities imposed, they get stuck in the sdk simulation, while they are resolved quickly in the wild-type simulation (Fig 7D, 7E and 7G) (S3 and S4 Movies). This leads to the topology of the cellular network being different in the sdk simulation in ways reminiscent of the sdk phenotype (see Fig 4A and 4B). We next compared the tissue strain rates in these simulations (Fig 7F and 7H). The strain rates are initially very similar, suggesting that the posterior pulling force is the main contribution to the initial AP strain rate. Then, the imposed delay in rearrangements leads to a reduced strain rate as the strength of the pull declines and DV-oriented junctions have shortened to the point of rearrangement (Fig 7H). When compared with the biological data, however, these strain rate patterns did not mimic the initial decrease in tissue strain rate in sdk mutants compared to the wild type (Fig 6B).

To capture the difference in the initial tissue-level strain rate, we made one additional modification to the model. We reasoned that the loss of Sdk may lower intercellular adhesion globally in the tissue since vertebrate Sdk homologues are known homophilic adhesion molecules [27, 28]. To model this, we perturbed the mechanical properties of the sdk tissue (in a manner equivalent to a decrease in the shear modulus of a mechanically homogenous tissue see S1 Text). The posterior pull and the properties of the neighbouring tissues were left unchanged. En el nuevo sdk simulation, the initial extension strain rate is now lower compared to the wild type, more accurately reproducing the biological data (Fig 7J compare with Fig 6B). Interestingly, more rosettes form in this simulation (Fig 7I and S5 Movie). Because of the probability imposed for rosette resolution, this results in more stuck rosettes in this simulation, which, in turn, has an increased impact on the topology of the cellular network (Fig 7I). In conclusion, our mathematical modelling supports the notion that together, a change in the elastic mechanical properties of the cells and a delay in cell rearrangement could explain the sdk mutant phenotypes we observe in vivo.


Abstracto

Objetivo:

To determine whether global reduction of CD68 (cluster of differentiation) macrophages impacts the development of experimental pulmonary arterial hypertension (PAH) and whether this reduction affects the balance of pro- and anti-inflammatory macrophages within the lung. Additionally, to determine whether there is evidence of an altered macrophage polarization in patients with PAH.

Approach and Results:

Macrophage reduction was induced in mice via doxycycline-induced CD68-driven cytotoxic diphtheria toxin A chain expression (macrophage low [MacLow] mice). Chimeric mice were generated using bone marrow transplant. Mice were phenotyped for PAH by echocardiography and closed chest cardiac catheterization. Murine macrophage phenotyping was performed on lungs, bone marrow–derived macrophages, and alveolar macrophages using immunohistochemical and flow cytometry. Monocyte-derived macrophages were isolated from PAH patients and healthy volunteers and polarization capacity assessed morphologically and by flow cytometry. After 6 weeks of macrophage depletion, male but not female MacLow mice developed PAH. Chimeric mice demonstrated a requirement for both MacLow bone marrow and MacLow recipient mice to cause PAH. Immunohistochemical analysis of lung sections demonstrated imbalance in M1/M2 ratio in male MacLow mice only, suggesting that this imbalance may drive the PAH phenotype. M1/M2 imbalance was also seen in male MacLow bone marrow–derived macrophages and PAH patient monocyte-derived macrophages following stimulation with doxycycline and IL (interleukin)-4, respectively. Furthermore, MacLow-derived alveolar macrophages showed characteristic differences in terms of their polarization and expression of diphtheria toxin A chain following stimulation with doxycycline.

Conclusiones:

These data further highlight a sex imbalance in PAH and further implicate immune cells into this paradigm. Targeting imbalance of macrophage population may offer a future therapeutic option.


This course can help you spot aliens

MPhys Physics and Astrophysics is a full degree course where Physics is taught in the context of Astronomy. At University of Sheffield , UK, the degree entails learning advanced topics in Maths and Physics as well as learning analytic problem-solving skills, numerical and computing skills and data analysis, writing and communication, research skills and practical instrumentation, says Simon Goodwin , professor of Theoretical Astrophysics, Department of Physics and Astronomy at the university.

“Under this course, we use quantum mechanics , nuclear and thermal physics to understand how stars form and evolve. Determine the properties of stars and galaxies and even look for aliens using spectroscopy, and how general relativity explains the structure of the universe,” says Goodwin.

“Along with traditional subject knowledge in advanced Maths and Physics, students are imparted knowledge about computational models and big data skills that are needed to understand what is happening and communicating these findings in talks and reports need an understanding of communication, which is also taught to the students,” he adds.

In order to offer industry exposure, students work on a project with industries where they are expected to provide solutions to real problems. The students can also take part in at least one industry-led project, and can complete a course on 'Physics in an Enterprise Culture'.

Industry exposure

“The university has been collaborating with new industrial partners, recent development includes designing particle sensors to use for nuclear security, calibrating medical fluid flow sensors, and modelling the local public transport network,” adds the professor.

The students have assisted in building new instruments and telescopes to look for short-lived events in space a group of students recently developed a new statistical analysis tool to trace the binary stars while two students recently discovered the effectiveness ofyoung stars in disrupting young planetary systems.

Students can take part in industrial projects designing control systems, write software to drive equipment, or model and analyse data for a variety of different applications

Real-life applications

According to Goodwin, MPhys Physics and Astrophysics is a useful degree with a wide variety of applications. Many students choose to pursue PhDs in astronomy/astrophysics as well as in various engineering. There are many non-research careers open to students with the data analysis/numerical/problem solving skills that come from the degree.

“We have had students recently follow careers in engineering, patent law, data analysis (both public and private sector), computing, finance, accountancy any job that requires analytic and numerical expertise is open to a Physics and Astrophysics graduate,” he says.


What would classify those findings of the University of Sheffield experiment as aliens? - biología

Purpose This study aims to propose guidelines for the joint use of partial least squares structur. more Purpose
This study aims to propose guidelines for the joint use of partial least squares structural equation modeling (PLS-SEM) and fuzzy-set qualitative comparative analysis (fsQCA) to combine symmetric and asymmetric perspectives in model evaluation, in the hospitality and tourism field.

Design/methodology/approach
This study discusses PLS-SEM as a symmetric approach and fsQCA as an asymmetric approach to analyze structural and configurational models. It presents guidelines to conduct an fsQCA based on latent construct scores drawn from PLS-SEM, to assess how configurations of exogenous constructs produce a specific outcome in an endogenous construct.

Recomendaciones
This research highlights the advantages of combining PLS-SEM and fsQCA to analyze the causal effects of antecedents (i.e., exogenous constructs) on outcomes (i.e., endogenous constructs). The construct scores extracted from the PLS-SEM analysis of a nomological network of constructs provide accurate input for performing fsQCA to identify the sufficient configurations required to predict the outcome(s). Complementing the assessment of the model’s explanatory and predictive power, the fsQCA generates more fine-grained insights into variable relationships, thereby offering the means to reach better managerial conclusions.

Originality/value
The application of PLS-SEM and fsQCA as separate prediction-oriented methods has increased notably in recent years. However, in the absence of clear guidelines, studies applied the methods inconsistently, giving researchers little direction on how to best apply PLS-SEM and fsQCA in tandem. To address this concern, this study provides guidelines for the joint use of PLS-SEM and fsQCA.


6. Climate change and creative opportunities associated with planting design

Urban planners, urban designers, architects, landscape architecture and professionals are interested in sustainability by climate change challenges. However, climate change also helps to free up conventional thinking by making people come to terms with the idea that the future will not be the same as the past.

The climate change literature suggests that, in the years to come, a number of the species incorporated into public planting programs will no longer be sustainable. In the specific context of North America, for example, there has been a wide implementation of naturalistic design with the use of predominantly native species, whereas, in the context of Europe, both non-native and native species have been used, depending on various cultural and ecological factors (Hitchmough and Dunnett, 2004a, 2004b). Importantly, some species utilized in the planting design initiatives of the UK, at present, are not well aligned to their current locations from a climatic point of view. To ensure that sustainable urban landscapes can be achieved, it is likely to be essential to incorporate a broader range of native and non-native species that are increasingly well fitted to the changing climate. In Europe, there is a diversity of views surrounding the incorporation of exotic plant species in urban-designed landscapes, although the debate is less skewed to a natives-only policy than is the case in the USA (Hitchmough, 2011). These arguments are based on concerns about potential invasiveness and the advantages of using native rather than non-native species, to support animal biodiversity to the highest possible degree. Nativeness is a concept first outlined by John Henslow in 1783. Henslow was a botanist who had considered the idea in line with the terms “native” and “alien,” as applied in the common law in the late 1840s, to define plants that were British rather than artefacts from elsewhere. His interests were mainly practical rather than philosophical. In the 100 years that followed, some different professionals, including zoologists and botanists, have detailed and examined the various species introduced with and without awareness. British ecologist Charles Elton wrote the Ecology of Invasions by Animals and Plants in 1958 at a time when there was a general lack of agreement about the overall appropriateness of intervention upon the introduction of alien species. It was sometime later – notably in the 1990s – that the concept of invasion biology became recognized as its distinctive discipline and non-native species began to be seen as doing harm. In more recent years, there have been signs of more thoughtful standpoints on non-native species starting to emerge in the ecological research literature, although not in the USA, as the evidence begins to accrue for non-native species also playing valuable roles regarding delivering ecosystem services. In many countries, exotic species and their introduction have notably increased the number of species in a region, both those that are now established parts of the biota and the much more extensive range or species which are transient and are on the brink of extinction. This is not to say that there are not some evil aliens, but preferably that the balance sheet is more complicated than initially thought.

In this vein, it is clear that utilizing a combination of both non-native and native species in urban public environments enables a more significant impact regarding color (Hitchmough and Woudstra, 1999). The native species tend to be accepted as the most suitable plants for use when aiming at achieving the most sustainable planting, as they are often highly pre-adapted to local climates with the assumption that they have been sourced from comparable biomass as in urban settings. They are particularly useful because of their high capacity in many cases for self-reproduction, without this being regarded (as it is with non-native species) as a biological invasion. Nonetheless, exotic plants have also been recognized as part of many civilizations and designed landscapes for long period of time, particularly in Europe and Asia, meaning it is essential to consider the views of people regarding what they perceive to be suitable (Kendle and Rose, 2000). Accordingly, there are some valuable opportunities centered on improving the aesthetic character of urban landscapes through ensuring the careful selection of non-native plant communities. It is typical for plant fitness, in an urban setting, to be significantly influenced by the habitat in which the species have evolved, where the species will be seen to be a better fit when the habitat is well aligned with the environmental conditions apparent at the location of cultivation. Such plants will be the most sustainable (Hitchmough, 2011). With this in mind, the view might be taken that local native species typically will be more fitted to many planting sites than species from further afield (Schmitz and Simberloff, 1997 Gilbert and Anderson, 1998 Parker et al., 1999). Although the view seems to be relatively accurate when taking into account climatic factors (Davis, 1989 Hitchmough, 2011), some species prove to be well fitted even when those environments are comparatively different to their present habitats. Sometimes, this is because of their past biogeographical distribution and history. In other cases, species that are well fitted are those that occur in habitats for a long time, which because of local factors such as altitude and soil moisture, etc., closely resemble the conditions at the planting site. Importantly, although fitness is acknowledged to be an important factor, it remains that there has been little attention directed toward herbaceous species.


Discusión

Temperature limitation of photosynthesis and growth

Photosynthesis under light-limited and light-saturated conditions and the rate of leaf growth were all greater in the C4 than the C3 subspecies at high temperatures ( Figs 1, 3), supporting our first hypothesis. However, the C4 advantage was maintained at significantly lower temperatures than anticipated, with a crossover temperature range beginning at ≤17 °C for φ CO 2 ⁠ , and ≤15 °C for Asenté y LER, and no evidence of higher values in the C3 plants at any temperature ( Figs 1, 3). On the basis of these data, a photosynthetic advantage for the C3 over the C4 subspecies of A. semialata between 10 °C and 15 °C cannot be excluded. However, given the occurrence of photoinhibition in this temperature range, it seems likely that the distribution of the C3 subspecies to higher latitudes and altitudes than its C4 sister is driven by alternative mechanisms.

Values of φ CO 2 at 30 °C were 0.070–0.078 mol mol −1 for the C4 and 0.040–0.048 mol mol −1 for the C3 subspecies (95% confidence intervals). La C3 values are slightly lower, and the C4 marginally higher than ranges previously measured for C3 y C4 grasses (C3 range 0.052–0.056 mol mol −1 , C4 range 0.060–0.069 mol mol −1 Ehleringer and Pearcy, 1983). Therefore, although the temperature dependency of quantum yield in each subspecies is typical of C3 y C4 photosynthesis, a difference in absolute values results in a lower crossover temperature than expected ( Ehleringer et al., 1997). Errors in φ CO 2 of ±10% may have been introduced by the inaccurate estimation of leaf area. However, there is no reason to expect this factor to introduce a major systematic bias, and it is therefore suggested that the low crossover temperature may be a real effect rather than an artefact.

In theory, the C4 photosynthetic pathway has the potential to achieve higher light-saturated CO2-fixation rates than the C3 type at any temperature, given equal investment in Rubisco and insensitivity of the photosynthetic apparatus to chilling injury ( Long, 1999). In practice though, C4 plants typically accumulate significantly less Rubisco than C3 species ( Long, 1999), and the calculated values of Amax (for the C4) y Vc,max (for the C3) at 25 °C in our experiment ( Table 1) are consistent with a 3-fold lower capacity of the enzyme in the C4 than C3 subspecies. In the absence of other limitations, the amount of Rubisco in C4 leaves can become a major constraint on CO2-fixation at low temperatures ( Pittermann and Sage, 2000). However, the observed decreases in Vp,max y Amax for the C4 plants between 25 °C and 15 °C ( Table 1) are also consistent with a lower capacity for PEP regeneration and a decline in PEP carboxylase (PEPC) activity at sub-optimal temperatures. Ambos in vitro ( Chinthapalli et al., 2003) and en vivo ( Chen et al., 1994) studies of PEPC show temperature-dependency of enzyme activity at 15 °C (reviewed by Sage and Kubien, 2007), but cold-lability of enzymes in the PEP regeneration pathway typically occurs only at temperatures <10 °C (reviewed by Long, 1999).

The limitation of Asenté by sub-optimal temperatures was significantly less pronounced in the C3 than C4 subspecies ( Fig. 1), and is consistent with the opposing responses of Rubisco specificity and photosynthetic capacity (catalytic rate of Rubisco and RubP regeneration rate) to temperature ( Long, 1991 Bernacchi et al., 2001). The ≤15 °C crossover temperature range for Asenté may therefore be explained in terms of four interacting factors: (i) the lower activity of Rubisco in C4 than C3 leaves (ii) the decreased activity of C4 cycle enzymes at 15 °C relative to 25 °C (iii) elimination of photorespiration in the C4 leaves, which makes photosynthesis directly proportional to photosynthetic capacity and (iv) the increase in apparent (en vivo) Rubisco specificity, which offsets decreases in its catalytic rate and the RubP regeneration rate of C3 leaves at low temperatures.

Light- and chilling-mediated photodamage

An 8 h exposure of leaves to a temperature of 15 °C under high PPFD led to inhibition of photosynthetic CO2-assimilation and slow-relaxing (>15 min) quenching of chlorophyll fluorescence in both subspecies ( Fig. 4), suggesting damage to photosystem 2 reaction centres. This photodamage was exacerbated by acute exposure to freezing and high PPFD over a period of hours ( Fig. 4) or chronic exposure to chilling in the range 5–15 °C and lower PPFD over a period of days ( Fig. 6). In the latter case, major decreases in qP y Fv/Fmetro were associated with declining NPQ ( Fig. 6), implying uncoupling of photochemistry from the thylakoid proton gradient and/or temperature-mediated decreases in xanthophyll cycling (Bilger and Björkman, 1991).

The observation of chilling-induced photodamage in both C3 y C4 leaves conflicts with our a priori expectation of higher thresholds for chilling injury in the C4 subspecies. Rather, it supports the alternative hypothesis that susceptibility to chilling injury in A. semialata is related to its tropical ancestry. A tropical origin for A. semialata is suggested by the overlap in Equatorial Africa of the distributions for all five species in the Alloteropsis genus ( Ellis, 1981). This idea that chilling injury in C4 plants is a consequence of their ancestry, rather than an inherent weakness in their photosynthetic pathway, is supported by observations of chilling tolerance in C4 species which originate from high latitude and altitude habitats (e.g. Miscanthus, Beale et al., 1996 Bouteloua, Pittermann and Sage, 2000 and Muhlenbergia, Kubien and Sage, 2004).

Freezing injury and cold acclimation

Freezing caused leaf injury in unhardened plants of both subspecies under illuminated conditions, but a 2-week chilling pretreatment allowed cold acclimation of the C3 subspecies ( Fig. 5). La C4 plants failed to develop the same protection, and suffered the same levels of injury as unhardened plants ( Fig. 5). This result demonstrates that, although the C4 subspecies is not more vulnerable to chilling injury, it is significantly more sensitive to freezing. Since both C3 y C4 subspecies have diverged recently from a (sub)tropical common ancestor, differential freezing sensitivity cannot be attributed to the different climatic histories of C4 y C3 evolutionary lineages. Instead two alternative, but not mutually exclusive, interpretations of these results are offered.

First, they could represent ecotypic differentiation between the subspecies that is not directly related to their photosynthetic pathway, but correlated to their differing geographical distributions. La C4 subspecies of A. semialata occupies a range stretching from tropical Australia, through the Asian and African wet tropics, and into seasonally arid subtropical regions of southern Africa. La C3 subspecies co-occurs with its C4 sister in subtropical South Africa, but extends to higher altitudes and further polewards ( Ellis, 1981). Although these contrasting distributions are likely to be linked to the difference in photosynthetic pathway, they may also generate ecotypic differences between the subspecies that are not. In the regions of southern Africa where A. semialata is found, winter is characterized by freezing events, but is typically dry (New et al., 1999), and early spring is therefore the main fire season in this region ( Carmona-Moreno et al., 2005). A failure to protect leaves from frost in the C4 subspecies could therefore represent an adaptive response to other features of the environment, such as high soil water deficit or fire risk ( Ripley et al., 2008). In contrast, the geographic range of the C3 subspecies is characterized by a lower fire risk ( Giglio et al., 2006), and an increased probability of winter rainfall ( Vogel et al., 1978), so that leaf retention during winter could bring important fitness benefits.

Secondly, cold acclimation mechanisms could be less effective in C4 than C3 plants, or more costly in metabolic terms, perhaps reflecting a fundamentally lower phenotypic plasticity in C4 species ( Sage and McKown, 2006). However, field observations during the growing season and manipulation experiments have demonstrated that the leaves of some C4 grass species can resist freezing injury at temperatures of < –10 °C ( Sage and Sage, 2002 Márquez et al., 2006 Sage and Kubien, 2007), and may develop frost protection during exposure to chilling ( Rowley et al., 1975 Rowley, 1976 Stair et al., 1998). Vulnerability to freezing is therefore not inevitable in C4 grasses however, most fail to develop significant cold acclimation, and are highly sensitive to freezing ( Rowley et al., 1975 Rowley, 1976 Ivory and Whiteman, 1978). These data suggest that this mechanism may be ecologically relevant, and should be considered when explaining C4 grass distributions in relation to temperature.

Two of our experiments suggested that freezing injury in the C4 subspecies of A. semialata may be mediated by plant hydraulics. Preliminary data from experiment 3 indicated that a frozen soil exacerbated damage to C4 photosynthesis, suggesting that ice in the root system interrupted the water supply to thawing leaves. Experiment 5 demonstrated a radically different pattern of moisture release in C3 y C4 leaves with the potential for significant cellular desiccation by extracellular ice in the C4 that is avoided by the C3, and a lower ΨL,sat in the C4 leaves ( Table 2). In combination, these data suggest that freezing injury may be caused by ‘frost drought’, and are consistent with scanning electron microscopy (SEM) observations in other freezing-sensitive or unhardened species ( Ashworth and Pearce, 2002 Ball et al., 2004). However, the mechanism that differentiates C3 y C4 species, and its links (if any) to the photosynthetic pathway, remains unknown. One possibility is that suberization of the bundle sheath causes hydraulic isolation from the mesophyll, and makes bundle sheath cells particularly vulnerable to ice damage ( Ashworth and Pearce, 2002), but this idea requires further investigation.


What would classify those findings of the University of Sheffield experiment as aliens? - biología

. PLANTAE JOBS
The Plantae Job Center offers job seekers and employers a great resource for finding the right match of people to careers. Job seekers get free access to a searchable list of jobs specific to science careers, as well as access to the Mentoring Center and to a list of available internships. Employers who post a job get access to over 500 searchable profiles of job seekers. With over 140,000 unique page views in 2020, the Plantae Job Center is your resource for finding your next opportunity or your next hire. Below are just a few of the jobs currently listed on the site.

American Society of Plant Biologists
15501 Monona Drive  |   Rockville, MD 20855-2768 USA 
301-251-0560  |   Click here to access our Terms and Privacy Statement  |   www.aspb.org

The Signal is produced in affiliation with Multiview, Inc.

Descargo de responsabilidad: The media articles and/or advertisements featured in The Signal do not express or reflect the opinions of the American Society of Plant Biologists or any employee thereof.