EE Seminar: A Model for Competition for Ribosomes in the Cell

~~Speaker: Alon Raveh, 
M.Sc. student under the supervision of Prof. Michael Margaliot

Wednesday, October 28th, 2015 at 15:30
Room 011, Kitot Bldg., Faculty of Engineering

A Model for Competition for Ribosomes in the Cell

Abstract

A single mammalian cell includes an order of 10^4−10^5 mRNA molecules and as many as 10^5−10^6 ribosomes. Large-scale simultaneous mRNA translation and the resulting competition for the available ribosomes has important implications to the cell’s functioning and evolution.  Developing a better understanding of the intricate correlations between these simultaneous processes, rather than focusing on the translation of a single isolated transcript, should help in gaining a better understanding of mRNA translation regulation and the way elongation rates affect organismal fitness.  A model of simultaneous translation is specifically important when dealing with highly expressed genes, as these consume more resources. In addition, such a model can lead to more accurate predictions that are needed in the interconnection of translational modules in synthetic biology.

We develop and analyze a general model for large-scale simultaneous mRNA translation and competition for ribosomes. This is based on combining several ribosome flow models (RFMs) interconnected via a pool of free ribosomes. We prove that the compound system always converges to a steady-state and that it always entrains or phase locks to periodically time-varying transition rates in any of the mRNA molecules. We use this model to explore the interactions between the various mRNA molecules and ribosomes at steady-state. We show that increasing the length of an mRNA molecule decreases the production rate of all the mRNAs. Increasing any of the codon translation rates in a specific mRNA molecule yields a local effect: an increase in the translation rate of this mRNA, and also a global effect: the translation rates in the other mRNA molecules all increase or all decrease.

These results suggest that the effect of codon decoding rates of endogenous and heterologous mRNAs on protein production is more complicated than previously thought.

28 באוקטובר 2015, 15:30 
חדר 011, בניין כיתות-חשמל  

סטודנטיות וסטודנטים יקרים

 

לתלמידות ותלמידי שנה א-ברוכים הבאים למשפחת הפקולטה להנדסה של אוניברסיטת תל-אביב  !

מטרתנו להכשירכם כמהנדסי מחקר ופיתוח ברמה הגבוהה ביותר כך שעם תום לימודיכם תוכלו למצוא את מקומכם אם בחזית המחקר המדעי הטהור או בחזית הפיתוח הטכנולוגי בתעשיה עתירת הידע.

 

כפי שחלקכם וודאי יודעים, הלימודים בפקולטה מאתגרים, וודאי ישנם מוסדות להשכלה גבוהה שונים בהם הלימודים קלים יותר. אך אתם, בוגרי הפקולטה לעתיד, בחרתם בדרך המאתגרת, החוקרת והחושבת של למודים באוניברסיטת מחקר. נפלה בידיכם הזכות הגדולה ללמוד הנדסה ברמה הכי גבוהה בארץ, נצלו זאת, רק מעט מהצעירים בארץ יכולים להרשות זאת לעצמם  

 

הלימודים באוניברסיטה הנם שונים במהותם מהלימודים בתיכון, הם דורשים השקעה רבה יותר- בעיקר בשנת הלימודים הראשונה- ומתבססים על חשיבה, למידה עצמית וחריצות. לצערנו, בתום השנה הראשונה בחלק מהמגמות אחוז הנשירה הוא גבוה, על כן אני ממליץ לכם מאוד להשקיע בלימודים, בעיקר בשנה הראשונה בה נלמדים נושאי הבסיס עליהם תתבססנה השנים הבאות.

 

אנא התייחסו לסגל ההוראה בצורה מכובדת : פניה בתואר, לא לאחר להרצאות, לא להרעיש וכו',  כל הדברים הללו פוגעים במהלך השיעור, באיכות ההוראה, ובתלמידים האחרים. באתם ללמוד אז עשו זאת בצורה מכובדת ונסו להנות מן הלימודים כמה שיותר, עוד תתגעגעו לתקופה יפה זו.

 

מאחל לכולכם המון בהצלחה ושנת לימודים שקטה ומהנה.

 

שלכם, יוסי רוזנוקס, דיקאן

 

18.10.15

18 באוקטובר 2015, 14:00 
011 Kitot  
18.10.15

You are invited to attend a lecture

 

By:

 

Dr. Rita Schmidt

Leiden University Medical Center

 

 

High dielectric materials in 7 T human MRI: New dielectric resonator designs, shaped materials (e.g. pre-fractal) for improved transmit field homogeneity, and imaging of electrical properties of tissue

 

Abstract

Magnetic resonance Imaging  and spectroscopy (MRI and MRS) are important diagnostically as well as being contemporary research tools for the study of biological tissue. Human MRI at ultra-high fields (>4 T) is a new fascinating direction in research, with  advantages  including higher signal-to-noise ratio (SNR), increased spectral resolution, and much greater magnetic susceptibility induced tissue contrast. However, one of the main challenges for MRI at these very high magnetic fields is the significant inhomogeneity of the transmit radio frequency (RF) magnetic field. This is due to constructive and destructive wavelength effects, as the wavelength is comparable to the dimensions of the object being imaged.

My research explores methods to overcome these challenges through the use of high permittivity dielectric materials; turning the wave like interference “weakness” into  strength. Exploring the effects of these materials in the vicinity of regions of interest has shown both local increase and severe decrease in RF field intensity. Shaping the materials with holes (e.g. pre-fractal arrangement) can manipulate the magnetic and electric fields and improve the local and global RF field intensity. Also, new dielectric resonators having high Q factor values with the required electromagnetic modes can be built; for example using just water. Combining these new resonators with traveling wave antenna enables a new simple implementation for dual-nuclei imaging (protons and phosphorous nucleus, for example). Finally, by changing the magnetic and electric field using these dielectric materials, one can solve an inverse problem, using the Maxwell equations in their integral representations, and so reconstruct the electrical properties fingerprint of biological tissue, which is a new MRI contrast containing important physiological information.

 

Bio

Rita Schmidt received her B.Sc. in Physics at the Tel-Aviv University in 2000 and her M.Sc. in Medical Physics from the Tel-Aviv University in 2005. During her M.Sc. research and until 2010 she worked in the industry. Her positions included Research Physicist and Lead System Engineer in a company developing Focused Ultrasound devices with MRI guidance for non-invasive therapy. In 2014 she received a PhD from the Weizmann Institute, where she developed new methods for rapid imaging methods. She is currently a postdoctoral fellow in the Department of Radiology at the Leiden University Medical Center, and her research focuses on a deeper understanding of electromagnetic radiation in biological tissue in the presence of ultra-high magnetic field.

 

Sunday, October 18, 2015, at 14:00

Room 011, Kitot building

 

 

היום הראשון ללימודים (1)

  30.10.2016 יום א' כ"ח בתשרי

חופשת חנוכה (2)

25.12.2016 יום א', כ"ה בכסלו

היום האחרון לסמסטר הראשון *

29.1.2017 יום א', ב' בשבט

יום פתוח

3.2.2017 יום ו',ז' בשבט

פורים (3)

12.3.17 יום א', י"ד באדר

היום הראשון לסמסטר השני

13.3.17 יום ב', ט"ו באדר

יום לימוד חלופי – לקורסי יום ג' בסמסטר ב'

ויום אחרון לפני חופשת הפסח

5.4.17 יום ד', ט' בניסן

היום הראשון ללימודים לאחר חופשת פסח

19.4.17 יום ד', כ"ג' בניסן

יום הזיכרון לחללי מערכות ישראל (3) (5)

1.5.17 יום ב', ב' באייר

יום העצמאות (3)

2.5.17 יום ג', ו' באייר

יום הסטודנט (6)

25.5.17 יום ה', כ"ט באייר

חופשת שבועות (3)

30-31.5.17 יום ג'-ד', ה'-ו' בסיון

היום האחרון לסמסטר השני

29.6.17 יום ה', ה' בתמוז

היום הראשון לעונת לימודי הקיץ

23.7.17 יום א', כ"ט בתמוז

צום ט' באב (3)

1.8.17 יום ג', ט' באב

היום האחרון לעונת לימודי הקיץ

15.9.17 יום ו', כ"ד באלול

חופשת הקיץ המרוכזת  (5)

מ-27.8.17

עד-1.9.17

יום א', ה' באלול

יום ו', י' באלול

טקסי זיכרון - בימים אלה יופסקו הלימודים לשעה אחת, בין 13:00-12:00

עצרת לזכרו של יצחק רבין ז"ל

 13.11.16 יום א', י"ב בחשון

טקס יום השואה (4)

24.4.17 יום ב', כ"ח בניסן

טקס יום הזיכרון לחללי מערכות ישראל (5)

30.4.17 יום א', ד' באייר

היום הראשון ללימודים בשנת תשע"ח 2017/18

22.10.17 יום א', ב' בחשון

תקופת בחינות סמסטר א': מיום ב'  30.1.17  ג' בשבט, עד יום ו' 10.3.17 י"ב  באדר

 

 

1. בפקולטה לרפואה עשוי מועד תחילת הלימודים להיות שונה. בתכניות לתארים מתקדמים בפקולטה לניהול ייתכנו שינויים, יש להתעדכן באתר הפקולטה.

2. חופשת חנוכה ובחינות פסיכומטריות

3. בימים אלה לא מתקיימת כל פעילות באוניברסיטה.

4. בערב יום הזיכרון לשואה והגבורה (23.4.17 כ"ז בניסן) יסתיימו הלימודים בשעה 19.00

5. בערב יום הזיכרון לחללי מערכות ישראל ( 30.4.17 ד' באייר) יסתיימו הלימודים בשעה 18.00.

6. ביום הסטודנט הלימודים מסתיימים בשעה 12.00.

 

תלמידים רשאים להיעדר בהתאם לרשימת החגים של עדותיהם ולאחר שיעדכנו מראש את מזכירויות החוגים. כמו כן אם יתקיימו מבחנים בקורסי חובה במועדים שלהלן יהיו תלמידים אלה זכאים להיבחן במועד מיוחד:

  • יוצאי אתיופיה: חג הסיגד 30.11.16
  • מוסלמים וצ'רקסים: עיד אל פיטר 25-27.6.17; עיד אל אדחא (חג הקורבן) 1-4.9.17
  • דרוזים: עיד אל אדחא 1-4.9.17; חג הנביא שועייב 25-27.4.17
  • נוצרים: חג המולד 24-25.12.16; חג הפסחא 16.4.17

 

תלמידים הצמים בימי צום ותענית או במהלך חודש צום הרמדאן (27.5.17-25.6.17) זכאים למועדים מיוחדים במבחנים בקורסי חובה, המתחילים לאחר השעה 12.00

סמינר מחלקתי

Dominating induced matchings in graphs containing no long claw

Alain Hertz
Polytechnique Montréal, Canada

(Coauthors : V. Lozin, B. Ries, V. Zamaraev, D. de Werra)

Abstract:

An induced matching M in a graph G is dominating if every edge not in M shares exactly one vertex with an edge in M. The dominating induced matching problem (also known as efficient edge domination) asks whether a graph G contains a dominating induced matching. This problem is generally NP-complete, but polynomial-time solvable for graphs with some special properties. In particular, it is solvable in polynomial time for claw-free graphs.

We study this problem for graphs containing no long claw, i.e. no induced subgraph obtained from the claw by subdividing each of its edges exactly once. To solve the problem in this class, we reduce it to the following question: given a graph G and a subset of its vertices, does G contain a matching saturating all vertices of the subset? We show that this question can be answered in polynomial time, thus providing a polynomial-time algorithm to solve the dominating induced matching problem for graphs containing no long claw.

Bio :

Holder of a diploma in Mathematical Engineering, Alain Hertz obtained a Ph.D in operations research at the École Polytechnqiue Fédérale de Lausanne. Since 2001, he is professor at the department of mathematics and industrial engineering at the École Polytechnique in Montréal. He is also member of the multi disciplinary GERAD research group that includes nearly sixty researchers and experts in operations research and discrete mathematics.

He is the author of about 180 scientific publications His main research domains are combinatorial optimization, graph theory, algorithmics, and the development of decision aid systems for scheduling and distribution problems.

 

ההרצאה תתקיים ביום שלישי 20.10.15, בשעה 14:00 בחדר 206, בנין וולפסון הנדסה, הפקולטה להנדסה, אוניברסיטת תל-אביב.

20 באוקטובר 2015, 14:00 
חדר 206 בניין וולפסון  
סמינר מחלקתי

EE Seminar: The Ribosome Flow Model: Theory and Applications

~~
Speaker: Yoram Zarai
Ph.D. student under the supervision of Prof. Michael Margaliot

Wednesday, November 25th, 2015 at 15:00
Room 011, Kitot Bldg., Faculty of Engineering

The Ribosome Flow Model: Theory and Applications

Abstract
Gene expression is the process by which information encoded in the genes is transformed into proteins. Protein synthesis begins with the transcription of the genetic information from DNA to mRNA, and proceeds to translation of the mRNA to proteins. During translation, molecular machines called ribosomes move along the mRNA chain, decoding triplets of mRNA nucleotides (called codons) into a chain of amino acids that is then folded into a protein. The translation process occurs in all organisms, in all known cells and in almost all conditions. Thus, understanding translation has important implications in many scientific disciplines, including medicine, biotechnology, and synthetic biology.

The Ribosome Flow Model (RFM) is a deterministic mathematical model for the flow of ribosomes along the mRNA chain. It consists of   first-order, nonlinear ordinary differential equations, and   parameters: the initiation rate   and elongation rates  ,  , between the consecutive sites. The RFM can be derived as a mean-field approximation of an important model from non-equilibrium statistical physics called the Totally Asymmetric Simple Exclusion Process (TASEP).

In this work, we study the RFM using tools from systems and control theory including contraction theory, monotone dynamical systems theory, the analytic theory of continued fractions, controllability and accessibility theory, and convex analysis.

We detail several biological implications of the analysis, provide examples of applications of the RFM other than translation, and discuss several possible directions for future research.

25 בנובמבר 2015, 15:00 
חדר 011, בניין כיתות-חשמל  

סמינר מחלקתי Prof. Do Kyung Kim

19 באוקטובר 2015, 15:00 
 
0
סמינר מחלקתי Prof. Do Kyung Kim

 

 

 

 

 

School of Mechanical Engineering Seminar
Monday, October 19, 2015 at 15:00
Wolfson Building of Mechanical Engineering, Room 206

 

 

Design, Synthesis and Electrochemical Characterizations of Electrode Materials for Rechargeable Na Ion Batteries

 

Do Kyung Kim

Professor, Department of Materials Science and Engineering

Dean, Office of Academic Affairs

KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology),

Daejeon, Republic of Korea

(dkkim@kaist.ac.kr, http://mse2.kaist.ac.kr/~ncrl)

 

 

 

Although lithium ion rechargeable batteries are dominant the mobile devices and electric vehicles in the present, there are still some limitations in terms of cost and lithium reserves in the world. In that sense, interests on Na-based electrode materials have been revisited due to the abundance and low cost of sodium in recent years. I will present some of our recent efforts to make Na electrode materials have good electrochemical performance, as well as new materials with a distinctive structure. In first in the talk, I will discuss the structural and electrochemical properties of Na0.44MnO2, which is one of the promising cathode materials for Na ion batteries, in both aqueous and nonaqueous electrolytes. In search of other materials similar to Na0.44MnO2 to understand and verify the electrochemical properties of one-dimensional (1-D) tunnel structures, a new sodium ion intercalation material, Na2.7Ru4O9 with a similar 1-D tunnel structure to, but different polyhedral networks from, that of Na0.44MnO2, will be introduced. In addition, I will also introduce a simple synthetic approach to anchor materials on reduced graphene oxide surfaces to overcome the rate problems of Na-based electrode materials. Na3V2(PO4)3 with NASICON structure have been grown on graphene surface and this composite exhibits superior capacity retention at high rates and excellent cycleability. In the last part of talk, our recent works on Na2FeP2O7 cathode for aqueous Na-ion battery will be presented.

 

Biography (Do Kyung Kim)

 

 

Kim joined the faculty of Department of Materials Science and Engineering, KAIST in 1994. He received his B.S.degree from Seoul National University in 1982 and earned M.S. and Ph.D. from Department of Materials Science and Engineering of KAIST in 1984 and 1987, respectively. Before joining KAIST, he worked for the Agency for Defense Development(1987-1994), Korea. He had spent several visiting professor positions in UC San Diego(1992), NIST(2002), and UC Berkeley(2008). He was awarded a Top 20 Most Outstanding Research Award from Korea Science and Engineering Foundation (KOSEF) in 1997 and Top Most Outstanding Research Award from Korea Research Foundation (KRF) in 2011. His work also was selected as KAIST Top 10 Research in 2012. He has authored more than 150 technical articles, and has filled 17 Patents in US, Japan and Korea. Recently, he has been selected as a Fellow of the American Ceramic Society.

 

 

עמודים

אוניברסיטת תל אביב עושה כל מאמץ לכבד זכויות יוצרים. אם בבעלותך זכויות יוצרים בתכנים שנמצאים פה ו/או השימוש שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות
שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות נא לפנות בהקדם לכתובת שכאן >>