Photodegradable by Yellow-Orange Light degFusionRed Optogenetic Module with Autocatalytically Formed Chromophore

Optogenetic systems driven by yellow-orange light are required for the simultaneous regulation of several cellular processes. We have engineered the red fluorescent protein FusionRed into a 26 kDa monomeric optogenetic module, called degFusionRed. Unlike other fluorescent protein-based optogenetic domains, which exhibit light-induced self-inactivation by generating reactive oxygen species, degFusionRed undergoes proteasomal degradation upon illumination with 567 nm light. Similarly to the parent protein, degFusionRed has minimal absorbance at 450 nm and above 650 nm, making it spectrally compatible with blue and near-infrared-light-controlled optogenetic tools. The autocatalytically formed chromophore provides degFusionRed with an additional advantage over most optogenetic tools that require the binding of the exogenous chromophores, the amount of which varies in different cells. The degFusionRed efficiently performed in the engineered light-controlled transcription factor and in the targeted photodegradation of the protein of interest, demonstrating its versatility as the optogenetic module of choice for spectral multiplexed interrogation of various cellular processes

Експериментальне дослідження впливу часткового діелектричного заповнення на електродинамічні характеристики та розміри прямокутного хвилеводу:

The results of an experimental study of the effect of partial dielectric filling (PDF) on the electrodynamic characteristics and dimensions of a rectangular waveguide are presented. The results of the experimental study are compared with the calculated ones obtained using an approximate method for determining the effective permittivity and propagation constant of a partially filled waveguide (PWF) presented in [1]. The approximate method differs from the existing ones in that it is not necessary to solve transcendental dispersion equations to determine the propagation constant in a rectangular waveguide with a PDF. In particular, the results of a theoretical calculation of the dependences of the size of the wide wall of the PWF with cross-sectional dimensions of 23 × 10 mm on the change in the fill factor along the wide wall of the waveguide at a frequency of 10 GHz, the wavelength, the wave impedance of the PWF, and the propagation constant on the change in the fill factor along the wide wall, waveguide in the frequency band 6–14 GHz for modification 2–1–2 (thin dielectric plates near the side walls) and 1–2 (thin dielectric plate near one side wall) for the H10 type wave are presented. Experimental studies were carried out using a laboratory setup consisting of a signal generator, a voltage ratio meter, a measuring line based on a rectangular waveguide, to the output of which a short circuit was connected. Dielectric plates (PTFE Ф4) 10 mm wide, 2 mm and 4 mm thick, and 253 mm long were installed inside the rectangular waveguide of the measuring line. The maximum relative error of the results of experimental studies for modifications 2-1-2, 1-2 does not exceed 15%, in particular, for modification 2-1-2 it is less than for 1-2. The presented results confirm the feasibility and high accuracy of calculating the electrodynamic characteristics of the PWF by the approximate method [1]. The reliability and validity of the results obtained is ensured by a sufficiently high convergence of the calculation results with the experimental ones, under boundary conditions with known results, the convergence of the obtained formulas in units of measurement.Представлены результаты экспериментального исследования влияния частичного диэлектрического заполнения (ЧДЗ) на электродинамические характеристики и размеры прямоугольного волновода. Результаты экспериментального исследования сравниваются с расчетными, полученными с помощью приближенного метода определения эффективной диэлектрической проницаемости и постоянной распространения частично заполненного волновода (ЧЗВ), представленного в [1]. Приближенный метод отличается от существующих тем, что для определения постоянной распространения в прямоугольном волноводе с ЧДЗ не нужно решать трансцендентные дисперсионные уравнения. В частности, приводятся результаты теоретического расчета зависимостей размера широкой стенки ЧЗВ с размерами поперечного сечения 23×10 мм от изменения коэффициента заполнения вдоль широкой стенки волновода на частоте 10 ГГц, длины волны, поперечного волнового сопротивления ЧЗВ и постоянной распространения от изменения коэффициента заполнения вдоль широкой стенки волновода в полосе частот 6 – 14 ГГц для модификации 2–1–2 (тонкие диэлектрические пластины возле боковых стенок) и 1–2 (тонкая диэлектрическая пластина возле одной боковой стенки) для волны типа Н10. Экспериментальные исследования проведены с помощью лабораторной установки, состоящей из генератора сигналов, измеретителя отношений напряжений, измерительной линии на базе прямоугольного волновода, к выходу которой присоединялся короткозамыкатель. Внутрь прямоугольного волновода измерительной линии устанавливались диэлектрические пластины (фторопласт Ф4) шириной 10 мм, толщиной 2 мм и 4 мм, длиной 253 мм. Максимальная относительная погрешность результатов экспериментальных исследований для модификаций 2-1-2, 1-2 не превышает 15 %, в частности для модификации 2-1-2 она меньше, чем для 1-2. Представленные результаты подтверждают целесообразность и высокую точность расчетов электродинамических характеристик ЧЗВ приближенным методом [1]. Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается достаточно высокой сходимостью результатов расчета с экспериментальными, при граничных условиях с известными результатами, сходимостью полученных формул по единицам измерения.Представлено результати експериментального дослідження впливу часткового діелектричного заповнення (ЧДЗ) на електродинамічні характеристики та розміри прямокутного хвилеводу. Результати експериментального дослідження порівнюються із розрахунковими, отриманими за допомогою наближеного методу визначення ефективної діелектричної проникності та сталої поширення частково заповненого хвилеводу (ЧЗХ), представленого в [1]. Зокрема наводяться результати теоретичного розрахунку залежностей розміру широкої стінки ЧЗХ із розмірами поперечного перерізу 23×10 мм від коефіцієнта заповнення уздовж широкої стінки хвилеводу на частоті 10 ГГц, довжини хвилі, хвильового опору ЧЗХ та сталої поширення від коефіцієнта заповнення вздовж широкої стінки хвилеводу у смузі частот 6 – 14 ГГц для модифікацій ЧЗХ 2–1–2 (тонкі діелектричні пластини біля бокових стінок) та 1–2 (тонка діелектрична пластина біля однієї бокової стінки) для хвилі типу Н10. Експериментальні дослідження проведено за допомогою лабораторної установки, яка складалась з генератора НВЧ сигналів, вимірювальної лінії (на базі прямокутного хвилеводу), металевого короткозамикача та вимірювача відношення напруг. Всередину прямокутного хвилеводу вимірювальної лінії встановлювались діелектричні пластини з фторопласту Ф4 шириною 10 мм, товщиною 2 мм та 4 мм, довжиною 25,3 см. Максимальна відносна похибка результатів експериментальних досліджень для модифікацій 2–1–2, 1–2 не перевищує 15 %, зокрема для модифікації 2–1–2 вона менша ніж для 1–2. Отримані експериментальні результати підтвердили достатньо високу точність наближеного методу розрахунку ЧЗХ, наведеного у роботі [1]

Small-molecule inhibitor of OGG1 suppresses pro-inflammatory gene expression and inflammation

The onset of inflammation is associated with reactive oxygen species and oxidative damage to macromolecules like 7,8-dihydro-8-oxoguanine (8-oxoG) in DNA. Because 8-oxoguanine DNA glycosylase 1 (OGG1) binds 8-oxoG and because Ogg1-deficient mice are resistant to acute and systemic inflammation, we hypothesized that OGG1 inhibition may represent a strategy for the prevention and treatment of inflammation. We developed TH5487, a selective active-site inhibitor of OGG1, which hampers OGG1 binding to and repair of 8-oxoG and which is well tolerated by mice. TH5487 prevents tumor necrosis factor–α–induced OGG1-DNA interactions at guanine-rich promoters of proinflammatory genes. This, in turn, decreases DNA occupancy of nuclear factor κB and proinflammatory gene expression, resulting in decreased immune cell recruitment to mouse lungs. Thus, we present a proof of concept that targeting oxidative DNA repair can alleviate inflammatory conditions in vivo

Analysis of horn radiators having the complex form cross-section and aperture

An approach to the calculation of directional patterns and matching characteristics with free space of waveguide-horn radiators having the cross-section and aperture of complex form has been proposed. Solutions were obtained for rectangular and circular ridged radiators with due regard for the proper numbers of equivalent ridged waveguides in the known expressions for the reflection coefficient and directional patterns of open ends of waveguides having the simple (rectangular and circular) form. The possibility of using the obtained solutions for the practical calculations with the required accuracy at a much smaller computational complexity as compared with similar solutions has been shown

Photodegradable by Yellow-Orange Light degFusionRed Optogenetic Module with Autocatalytically Formed Chromophore

Optogenetic systems driven by yellow-orange light are required for the simultaneous regulation of several cellular processes. We have engineered the red fluorescent protein FusionRed into a 26 kDa monomeric optogenetic module, called degFusionRed. Unlike other fluorescent protein-based optogenetic domains, which exhibit light-induced self-inactivation by generating reactive oxygen species, degFusionRed undergoes proteasomal degradation upon illumination with 567 nm light. Similarly to the parent protein, degFusionRed has minimal absorbance at 450 nm and above 650 nm, making it spectrally compatible with blue and near-infrared-light-controlled optogenetic tools. The autocatalytically formed chromophore provides degFusionRed with an additional advantage over most optogenetic tools that require the binding of the exogenous chromophores, the amount of which varies in different cells. The degFusionRed efficiently performed in the engineered light-controlled transcription factor and in the targeted photodegradation of the protein of interest, demonstrating its versatility as the optogenetic module of choice for spectral multiplexed interrogation of various cellular processes

БІОХІМІЧНІ СЕНСОРНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ ПОРИСТИХ ПЛІВОК ОКСИДУ АЛЮМІНІЮ З НАНОЧАСТКАМИ ЗОЛОТА В УМОВАХ ПОВНОГО ВНУТРІШНЬОГО ВІДБИТТЯ

The possibility of the development of the biochemical sensor systems on the base of the films with the controlled level of the spectral selective absorption under the total internal reflection (TIR) conditions. It was demonstrated that porous Al2 O3 films with the Au nanoparticles obtained by the impulse laser deposition are characterize by the presence of the minimum at the angle dependence of the reflectance factor under TIR conditions. The optical model of the sensor system in the limits of the macroscopic Maxwell theory. The effectiveness of the use of introduced transducers was demonstrated on the case of the refractometric measurements and the monitoring of the protein-protein interactions.Рассмотрена возможность разработки биохимических сенсорных систем на основе пленок с контролируемым уровнем спектрально селективного поглощения в условиях полного внутреннего отражения (ПВО). Показано, что пористые пленки Al2 O3 с наночастицами Au, полученные импульсным лазерным осаждением, характеризуются наличием минимума на угловой зависимости коэффициента отражения в условиях ПВО. Проанализирована оптическая модель сенсорной системы в рамках макроскопической теории Максвелла. Эффективность использования предложенных преобразователей в качестве оптоэлектронных сенсорных элементов продемонстрирована на примере рефрактометрических измерений и мониторинга белок-белковых взаимодействий.Розглянуто можливість розробки біохімічних сенсорних систем на основі плівок з контрольованим рівнем спектрально селективного поглинання в умовах повного внутрішнього відбиття (ПВВ). Показано, що пористі плівки Al2 O3 з наночастками Au, отримані імпульсним лазерним осадженням, характеризуються наявністю мінімума на кутовій залежності коефіцієнту відбиття в умовах ПВВ. Проаналізовано оптичну модель сенсорної системи в рамках макроскопічної теорії Максвела. Ефективність використання запропонованих перетворювачів як оптоелектронних сенсорних елементів продемонстрована на прикладі рефрактометричних вимірів і моніторингу білок-білкових взаємодій

Optical Characterization of SERS Substrates Based on Porous Au Films Prepared by Pulsed Laser Deposition

The SERS (surface enhanced Raman spectroscopy) substrates based on nanocomposite porous films with gold nanoparticles (Au NPs) arrays were formed using the method of the pulsed laser deposition from the back low-energy flux of erosion torch particles on the glass substrate fixed at the target plain. The dependencies of porosity, and morphology of the surface of the film regions located near and far from the torch axis on the laser ablation regime, laser pulses energy density, their number, and argon pressure in the vacuum chamber, were ascertained. The Au NPs arrays with the controllable extinction spectra caused by the local surface plasmon resonance were prepared. The possibility of the formation of SERS substrates for the detection of the Rhodamine 6G molecules with the concentration 10−10 Mol/L with the enhancement factor 4·107 was shown