11894 research outputs found
Sort by
Προς τη διεξαγωγή μετρήσεων Ταλαντώσεων Rabi σε ατέλειες σπιν στο διαμάντι
Get PDFThis thesis presents the design and implementation of a pulsed optically detected magnetic resonance (ODMR) setup based on nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond, with the aim of enabling coherent spin control and the observation of Rabi Oscillations. NV centers constitute a solid-state quantum system with optically addressable spin states, offering a robust platform for quantum sensing and magnetometry under ambient conditions.
The experimental setup integrates optical, microwave, and electronic subsystems, including a 520 nm excitation laser, acousto-optic modulation for pulsed optical control, a loop antenna for microwave delivery at 2.93 GHz, and a three-dimensional set of Helmholtz coils for magnetic field alignment along the NV axis. In the scope of this work a programmable Pulse Blaster card was utilized, for ns timing coordination, and the measurements were monitored via a mixed-signal oscilloscope.
The results confirmed, in principle, the correct operation of the apparatus and demonstrated a measurable fluorescence contrast under resonant driving, validating the system’s ability to perform pulsed ODMR measurements. Although coherent Rabi Oscillations were not yet observed, the experiment addressed several essential conditions for future measurements—precise pulse sequencing, optical readout stability, and rise-fall time analysis.
Through this work, we have established a solid experimental foundation for future
quantum control measurements in NV centers. The methods developed here can be directly extended and adapted to other solid-state spin systems such as hexagonal boron nitride (hBN), where similar pulsed magnetometry techniques can be employed for nanoscale quantum sensing.Η παρούσα πτυχιακή εργασία παρουσιάζει τον σχεδιασμό και την υλοποίηση ενός παλμικού συστήματος οπτικά ανιχνεύσιμου μαγνητικού συντονισμού (ODMR), που βασίζεται σε κέντρα Αζώτου-Κενού στο διαμάντι, με σκοπό να προσφέρει τη δυνατότητα συνεκτικού ελέγχου του σπιν και την παρατήρηση Ταλαντώσεων Rabi. Τα κέντρα Ν῞ αποτελούν ένα κβαντικό σύστημα στερεάς κατάστασης με οπτικά προσπελάσιμες καταστάσεις σπιν, προσφέροντας μια αξιόπιστη πλατφόρμα για κβαντική ανίχνευση και μαγνητομετρία σε συνθήκες περιβάλλοντος.
Η πειραματική διάταξη ενσωματώνει οπτικά, ηλεκτρονικά και συστήματα μικροκυμάτων, συμπεριλαμβανομένων: μιας δέσμης λέιζερ στα 520 nm για διέγερση, ενός ακουστο-οπτικού διαμορφωτή για παλμικό οπτικό έλεγχο, μιας κεραίας βρόχου για παροχή μικροκυμάτων στα 2.93 GHz, καθώς και ενός τρισδιάστατου συστήματος πηνίων Helmholtz για την ευθυγράμμιση του μαγνητικού πεδίου κατά μήκος του άξονα του NV. Στο πλαίσιο αυτής της εργασίας, χρησιμοποιήθηκε μια προγραμματιζόμενη κάρτα παλμών για συγχρονισμό σε επίπεδο ns, ενώ οι μετρήσεις λήφθηκαν με τη βοήθεια ενός παλμογράφου μικτού σήματος.
Τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν, κατ’ αρχήν, τη σωστή λειτουργία της διάταξης και επέδειξαν μετρήσιμη αντίθεση του φθορισμού υπό συντονισμένη διέγερση, επαληθεύοντας την ικανότητα του συστήματος να πραγματοποιεί παλμικές μετρήσεις ODMR. Αν και δεν παρατηρήθηκαν ακόμη Ταλαντώσεις Rabi με συνοχή, το πείραμα αναφέρθηκε σε αρκετές ουσιώδεις προϋποθέσεις για μελλοντικές μετρήσεις—ακριβή ακολουθία παλμών, σταθερότητα οπτικής ανίχνευσης και ανάλυση χρόνων ανόδου και καθόδου.
Μέσω αυτής της εργασίας, θεμελιώθηκε μια αξιόπιστη πειραματική βάση για μελλοντικές μετρήσεις κβαντικού ελέγχου σε κέντρα NV. Οι μέθοδοι που αναπτύχθηκαν μπορούν να επεκταθούν και να προσαρμοστούν σε άλλα στερεοστατικά συστήματα σπιν, όπως το εξαγωνικό νιτρίδιο του βορίου (hBN), όπου παρόμοιες τεχνικές παλμικής μαγνητομετρίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για κβαντική ανίχνευση σε νανοκλίμακα
Ανάπτυξη ενός Διοδικού Λέιζερ Εξωτερικής Κοιλότητας για Φασματοσκοποία Κορεσμού Απορρόφησης του Καισίου
No full textThis thesis presents the construction and preliminary characterization of an external cavity diode laser (ECDL) system operating near the cesium D2 transition at 852nm. The primary objective was to build a tunable laser source suitable for future frequency stabilization and precision measurements in atomic physics. The laser was implemented in a Littrow configuration, where optical feedback from a diffraction grating defines the external cavity length and allows for fine wavelength tuning. Particular attention was given to the mechanical stability and alignment of the cavity, resulting in robust performance, low frequency drift, and several hundred MHz of mode-hop-free tuning range using a piezo actuator. Saturated absorption spectroscopy of cesium vapor was used as a diagnostic tool to assess the spectral stability and tunability of the laser. The recorded spectra resolved transitions to different hyperfine levels in the excited electronic state, demonstrating that the system operates with a narrow linewidth. The results confirm that the constructed ECDL provides a reliable and cost-effective platform for future high resolution spectroscopy and atomic physics experiments.Η παρούσα πτυχιακή εργασία παρουσιάζει την κατασκευή και τον χαρακτηρισμό ενός συστήματος διοδικού λέιζερ εξωτερικής κοιλότητας (External Cavity Diode Laser, ECDL), το οποίο λειτουργεί κοντά στη μετάβαση D₂ του καισίου στα 852 nm. Ο κύριος στόχος ήταν η ανάπτυξη πηγής λέιζερ με ρυθμιζόμενη συχνότητα, κατάλληλης για μελλοντική σταθεροποίηση συχνότητας και εφαρμογές ακριβών μετρήσεων στη ατομική φυσική. Το λέιζερ υλοποιήθηκε σε διάταξη Littrow, όπου η πρώτη τάξη περίθλασης ανακλάται από το φράγμα περίθλασης και επιστρέφει στη δίοδο, καθορίζοντας το μήκος της εξωτερικής κοιλότητας επιτρέποντας ακριβή ρύθμιση του μήκους κύματος. Ιδιαίτερη προσοχή δόθηκε στη μηχανική σταθερότητα και την ευθυγράμμιση της κοιλότητας, επιτυγχάνοντας σταθερή λειτουργία, χαμηλή μετατόπιση της συχνότητας μετά από κάποιες ώρες(drift) και περιοχή ρύθμισης χωρίς μεταπηδήσεις ρυθμού (mode hops) εύρους αρκετών εκατοντάδων MHz μέσω πιεζοηλεκτρικού στοιχείου. Η φασματοσκοπία κορεσμένης απορρόφησης (Saturated Absorption Spectroscopy) σε άτομα καισίου χρησιμοποιήθηκε ως διαγνωστικό εργαλείο για την αξιολόγηση της φασματικής σταθερότητας και της δυνατότητας ρύθμισης της συχνότητας του λέιζερ. Τα φάσματα που καταγράφηκαν ανέδειξαν διακριτές μεταβάσεις προς διαφορετικά ενεργειακά επίπεδα υπέρλεπτης υφής της διεγερμένης ηλεκτρονικής στάθμης, αποδεικνύοντας ότι το σύστημα λειτουργεί με στενό φασματικό εύρος (narrow linewidth). Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν ότι το κατασκευασμένο ECDL αποτελεί μια αξιόπιστη και οικονομικά αποδοτική διάταξη για μελλοντικά πειράματα φασματοσκοπίας υψηλής ανάλυσης και ατομικής φυσικής
Fostering aesthetic experiences in Kindergarten : a teaching intervention.
No full textΗ παρούσα εργασία ερευνά την αξιοποίηση της αισθητικής εμπειρίας στα προσχολικά μαθησιακά πλαίσια σε
θεωρητικό και ερευνητικό επίπεδο. Η αισθητική εμπειρία στα μαθησιακά πλαίσια εντάσσεται στην ιδέα της
«αισθητικής διδασκαλίας» (aesthetic teaching). Η βιβλιογραφική ανασκόπηση αναδεικνύει το θεωρητικό
πλαίσιο μέσα στο οποίο αναπτύχθηκε η έννοια της αισθητικής εμπειρίας, και στη συνέχεια το αντίστοιχο
πλαίσιο μέσα στο οποίο αναπτύχθηκε η έννοια της αισθητικής διδασκαλίας. Στη βιβλιογραφική ανασκόπηση
περιλαμβάνονται επίσης μερικοί από τους σημαντικούς παράγοντες των σύγχρονων παιδαγωγικών θεωριών
στους οποίους βασίστηκε η παρούσα εργασία που μελετά το πώς επηρεάζονται όταν εφαρμόζεται η αισθητική
διδασκαλία.
Το μέρος της διδακτικής παρέμβασης αποτελεί την περιγραφή της διδακτικής παρέμβασης που σχεδιάστηκε
για να μελετηθεί το πώς επηρεάζονται οι διδακτικές διαδικασίες, όταν είναι σχεδιασμένες για να ενθαρρύνουν
τη βίωση αισθητικών εμπειριών σε σχέση με σημαντικούς παράγοντες των σύγχρονων παιδαγωγικών
θεωριών. Για το λόγο αυτό σχεδιάστηκαν 20 δραστηριότητες ως κατάλληλες ώστε οι μαθητές να προσεγγίσουν
τα διδασκόμενα θέματα με αισθητικό τρόπο, και να μελετηθεί το πώς επηρεάζεται η μαθησιακή τους εμπλοκή,
ο τρόπος προσέγγισης των μαθημάτων, η μαθησιακή στόχευση, η μέθοδος διδασκαλίας και το επίπεδο
ικανοποίησής τους. Οι δραστηριότητες που σχεδιάστηκαν για αυτόν το σκοπό ονομάστηκαν «Αισθητικές
Δραστηριότητες Προσχολικής Αγωγής» και θα αναφέρονται με αυτήν τη διατύπωση στο κείμενο που
ακολουθεί.
Οι δραστηριότητες, στις οποίες συμμετείχαν 11 παιδιά, υλοποιήθηκαν σε δημόσιο αστικό νηπιαγωγείο του
νομού Ηρακλείου. Τα δεδομένα συλλέχθηκαν μέσα από συμμετοχική παρατήρηση στις δραστηριότητες, από
βιντεοσκόπηση των δραστηριοτήτων, και από δομημένο ημερολόγιο. Τα δεδομένα οργανώθηκαν και
αναλύθηκαν με άξονα τα ερευνητικά ερωτήματα που έχουν τεθεί. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης
επιδεικνύουν θετικές επιδράσεις των αισθητικών δραστηριοτήτων που σχεδιάστηκαν στους παιδαγωγικούς
παράγοντες που μελετήθηκαν. Οι ενδείξεις, που προέκυψαν από τη σχετική παρατήρηση, μας πληροφορούν
ότι οι μαθητές μέσα από τις αισθητικές δραστηριότητες, στις οποίες συμμετείχαν, ενεπλάκησαν ολιστικά στα
μαθήματα, προσέγγισαν δημιουργικά τα διδασκόμενα θέματα εκφράζοντας σχετικούς μετασχηματισμούς.
Επίσης οι ενδείξεις παραπέμπουν σε μαθητοκεντρική διδασκαλία όπου το αίσθημα ικανοποίησης των
μαθητών ήταν διάχυτο.This study explores the integration of aesthetic experience within preschool learning contexts at both
theoretical and empirical levels. Aesthetic experience in educational settings is conceptualized through the lens
of “aesthetic teaching.” The literature review delineates the theoretical framework in which the concept of
aesthetic experience has been developed, followed by the corresponding framework of aesthetic teaching.
Furthermore, the review identifies key factors drawn from contemporary pedagogical theories that underpin
the present research, examining how these factors are affected through the implementation of aesthetic
teaching.
The section on teaching intervention presents the design developed to explore the extent to which teaching
processes are influenced when structured to foster aesthetic experiences, in alignment with central factors of
contemporary pedagogical theory. For this purpose, 20 activities were designed to enable students to approach
the subject matter aesthetically, thereby allowing for an examination of how such engagement impacts
learners’ involvement, approaches to lessons, learning objectives, teaching methods, and overall satisfaction.
These activities are herein referred to as “Aesthetic Activities for Preschool Education.”
The intervention, involving 11 children, was conducted in a public urban kindergarten in the prefecture of
Heraklion. Data were collected through participatory observation of the activities, video recordings, and a
structured journal. The data were subsequently organized and analyzed with reference to the research
questions posed. The findings of the analysis indicate that the designed aesthetic activities exerted a positive
influence on the pedagogical dimensions under investigation. Evidence from the observations suggests that
students engaged holistically in the learning process, approached the subject matter creatively, and
demonstrated meaningful transformations in their responses. Additionally, the findings point to the emergence
of a student-centered pedagogy, in which learners’ sense of satisfaction was consistently evident
Προετοιμάζοντας μια νέα εποχή τομογραφίας του μαγνητικού διαστρικού μέσου στα πλαίσια του πειράματος Pasiphae
No full textΣτην παρούσα διδακτορική διατριβή, παρουσιάζονται εξελίξεις στις μεθοδολογίες οπτικής πολωσιμετρίας στο πλαίσιο του πειράματος Pasiphae, η οποία έχει ως στόχο τη μελέτη του διαστρικού μέσου (ISM) και των μαγνητικών πεδίων του Γαλαξία. Προτείνεται ένα πλαίσιο βαθμονόμησης για πολωσίμετρα ευρέως πεδίου, το οποίο αξιοποιεί περιοχές μηδενικής πόλωσης για την ταυτόχρονη βαθμονόμηση ολόκληρου του πεδίου θέασης. Επιπλέον, διερευνάται η εφαρμογή της σχέσης Serkowski σε σύνθετες τρισδιάστατες κατανομές διαστρικής σκόνης, με την προσαρμογή της ώστε να επιτυγχάνεται ακριβέστερη περιγραφή των ιδιοτήτων της σκόνης σε πολλαπλά νέφη κατά μήκος της γραμμής όρασης. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης θέτουν τα θεμέλια για την ανάπτυξη ολοκληρωμένων τρισδιάστατων τομογραφιών του διαστρικού μέσου, ενώ παράλληλα συνεισφέρουν στη μελλοντική διερεύνηση γειτονικών γαλαξιών, εμπλουτίζοντας την κατανόησή μας για τους μηχανισμούς πόλωσης πέρα από τον Γαλαξία. Τέλος, εξετάζονται οι επιπτώσεις που προκύπτουν από τις παρατηρήσεις παροδικών φαινομένων, όπως οι εκλάμψεις ακτίνων γ (GRBs).In this thesis, I present advancements in optical polarimetry methodologies for the Pasiphae survey, which aims to study the interstellar medium (ISM) and Galactic magnetic fields. I outline a calibration framework for wide-field polarimeters utilizing zero-polarized regions to simulataneously calibrate the whole field of view. I also explore the application of the Serkowski relation to complex three – dimensional (3D) dust distributions, adapting it to better characterize dust properties within multiple clouds along the line of sight. The findings will set the ground-work for comprehensive 3D ISM tomography, as well as inform future studies of nearby galaxies, enhancing our understanding of polarization mechanisms outside the Milky way. Finally, I investigate the implications of serendipitous observations of transient phenomena, such as gamma-ray bursts (GRBs)
Morphological awareness and cognitive skills in relation to reading comprehension difficulties among third and fourth grade elementary school students
No full textΣκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να εξετάσει τον ρόλο της μορφολογικής επίγνωσης και
των γνωστικών δεξιοτήτων του σχεδιασμού και της προσοχής σε σχέση με τις δυσκολίες
αναγνωστικής κατανόησης μαθητών Γ΄ και Δ΄ τάξεων δημοτικού. Πιο συγκεκριμένα,
διερευνήθηκε εάν η μορφολογική επίγνωση και οι γνωστικές δεξιότητες αποτελούν
προγνωστικό παράγοντα της αναγνωστικής κατανόησης των μαθητών που αντιμετωπίζουν
δυσκολίες αναγνωστικής κατανόησης, ανεξάρτητα η μια από την άλλη και ανεξάρτητα από
την αναγνωστική ευχέρεια. Επιπρόσθετα διερευνήθηκε, εάν οι μαθητές που αντιμετωπίζουν
δυσκολίες αναγνωστικής κατανόησης διαφέρουν ως προς τις επιδόσεις τους στη μορφολογική
επίγνωση και στις γνωστικές δεξιότητες του σχεδιασμού και της προσοχής, σε σύγκριση με
τους μαθητές που δεν αντιμετωπίζουν δυσκολίες. Το δείγμα συγκροτήθηκε από 58
μαθητές/μαθήτριες Γ´ και Δ´ τάξεων του Δημοτικού (26 αγόρια και 32 κορίτσια), που
φοιτούσαν σε δημοτικά σχολεία της Περιφερειακής Ενότητας Ρεθύμνου. Σε όλα τα παιδιά που
συμμετείχαν χορηγήθηκαν κριτήρια μέτρησης της μορφολογικής επίγνωσης, των γνωστικών
δεξιοτήτων του σχεδιασμού και της προσοχής, της αναγνωστικής ευχέρειας και της
αναγνωστικής κατανόησης. Τα αποτελέσματα έδειξαν αρχικά ότι η μορφολογική επίγνωση
αποτέλεσε ανεξάρτητο προβλεπτικό παράγοντα της αναγνωστικής κατανόησης στο σύνολο
των μαθητών του δείγματος ανεξάρτητα από τη φύση του κριτηρίου αναγνωστικής
κατανόησης, ενώ η δεξιότητα σχεδιασμού αποτέλεσε ανεξάρτητο προβλεπτικό παράγοντα της
αναγνωστικής κατανόησης μόνο στη δοκιμασία που απαιτούσε πολυπλοκότερη γνωστική
επεξεργασία. Επίσης, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι μαθητές με δυσκολίες αναγνωστικής
κατανόησης είχαν σημαντικά χαμηλότερη επίδοση από τους μαθητές χωρίς δυσκολίες στις
μετρήσεις μορφολογικής επίγνωσης, σχεδιασμού και στη μία από τις δύο μετρήσεις της
προσοχής. Τέλος, διαπιστώθηκε ότι η μορφολογική επίγνωση και η γνωστική δεξιότητα του
σχεδιασμού αποτέλεσαν ανεξάρτητους προβλεπτικούς παράγοντες της αναγνωστικής
κατανόησης των μαθητών με δυσκολίες αναγνωστικής κατανόησης μόνο στη δοκιμασία που
απαιτούσε πολυπλοκότερη γνωστική επεξεργασία. Μάλιστα η πρόβλεψη της μορφολογικής
επίγνωσης και του σχεδιασμού στη συγκεκριμένη δοκιμασία ήταν μεγαλύτερη στην ομάδα των
μαθητών με δυσκολίες από ό,τι στην ομάδα των μαθητών χωρίς δυσκολίες. Συνολικά, τα
αποτελέσματα δείχνουν ότι τόσο η μορφολογική επίγνωση όσο και η γνωστική δεξιότητα του
σχεδιασμού μπορεί να σχετίζονται με τις δυσκολίες αναγνωστικής κατανόησης στις μεσαίες
τάξεις του δημοτικού.The purpose of this study was to examine the role of morphological awareness and the
cognitive skills of planning and attention in relation to reading comprehension difficulties of
third and fourth grade students. Specifically, we investigated whether morphological awareness
and cognitive skills are predictors of reading comprehension for students with reading
comprehension difficulties, independent of each other and independent of reading fluency. In
addition, we investigated whether students with reading comprehension difficulties differ in
their performance on morphological awareness and the cognitive skills of planning and
attention, compared to students without difficulties. The sample consisted of 58 students of
grades 3 and 4 of primary school (26 boys and 32 girls), attending primary schools of the
Regional Unit of Rethymnon. All participating children were administered criteria for
measuring morphological awareness, cognitive skills of planning and attention, reading fluency
and reading comprehension. Results showed that morphological awareness was an independent
predictor of reading comprehension in all the students in the sample regardless of the nature of
the reading comprehension criterion, while planning skill was an independent predictor of
reading comprehension only in the test requiring more complex cognitive processing.
Furthermore, the results showed that students with reading comprehension difficulties
performed significantly lower than students without difficulties on measures of morphological
awareness, planning, and one of the two measures of attention. Finally, it was found that
morphological awareness and cognitive planning skills were independent predictors of reading
comprehension for students with reading comprehension difficulties only on the test requiring
more complex cognitive processing. In fact, the prediction of morphological awareness and
planning in this test was greater in the group of students with difficulties than in the group of
students without difficulties. Overall, the results suggest that both morphological awareness
and cognitive planning skills may be related to reading comprehension difficulties in the middle
grades of elementary school
Πρόβλεψη μεταφοράς λαμπρότητας για απόδοση φωτός σε πραγματικό χρόνο με χρήση Νευρωνικών Δικτύων και Γεωμετρικής Άλγεβρας.
No full textΟ αλγόριθμος Precomputed Radiance Transfer (PRT) αποτελεί εδώ και χρόνια ακρο-
γωνιαίο λίθο της απόδοσης φωτός σε πραγματικό χρόνο, επιτρέποντας υψηλής πι-
στότητας καθολικό φωτισμό υπό πολύπλοκες συνθήκες. Ωστόσο, ο πρωτότυπος PRT
παρουσιάζει σημαντικά μειονεκτήματα, όπως υπερβολικά μεγάλο προ-υπολογιστικό
κόστος, περιορισμένη επεκτασιμότητα σε τρισδιάστατα μοντέλα υψηλής ανάλυσης,
και αδυναμία εφαρμογής του σε δυναμικές σκηνές, γεγονός που περιορίζει σημαντι-
κά τη χρήση του σε διαδραστικές εφαρμογές. Ειδικότερα, τρεις βασικές προκλήσεις
προκύπτουν: (i) ο δαπανηρός υπολογισμός των συντελεστών σφαιρικών αρμονικών
(SH) ανά κορυφή, (ii) η έλλειψη προσαρμοστικότητας σε μεταβαλλόμενη γεωμετρία
και φωτισμό, και (iii) οι περιορισμοί μνήμης και καθυστέρησης που δυσχεραίνουν
την ενσωμάτωσή του σε προγραμματιστικές ροές πραγματικού χρόνου. Οι πρόσφα-
τες εξελίξεις στο πεδίο της νευρωνικής απόδοσης φωτός και στα πεδία νευρωνικής
λαμπρότητας (NeRFs) έχουν δείξει τη δυναμική των νευρωνικών δικτύων στην α-
ποδοτική μοντελοποίηση πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων φωτός. Παρ´ όλα αυτά, οι
περισσότερες από αυτές τις μεθόδους περιορίζονται σε απόδοση φωτός βασισμέ-
νη σε εικόνες και δεν προσαρμόζονται εύκολα σε αναπαραστάσεις φωτισμού που
βασίζονται σε SH ή σε προγραμματιστικές ροές βασισμένες σε τρισδιάστατα μο-
ντέλα. Παράλληλα, η Σύμμορφη Γεωμετρική ´Αλγεβρα (CGA) έχει προσελκύσει το
ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας των γραφικών λόγω της ικανότητάς της
να αναπαριστά γεωμετρικές οντότητες και μετασχηματισμούς μέσα σε ένα ενιαίο
αλγεβρικό πλαίσιο, προσφέροντας έναν μαθηματικά συνεπή τρόπο κωδικοποίησης
χωρικών και σχέσεων φωτισμού απευθείας πάνω στα πλέγματα. Για να αντιμετωπι-
στούν αυτοί οι περιορισμοί, παρουσιάζουμε το Neural-GASh, ένα πλαίσιο νευρωνικής
απόδοσης φωτός που επαναδιατυπώνει τον PRT μέσα από το πρίσμα γεωμετρικής
άλγεβρας και βαθιάς μάθησης. Κωδικοποιώντας τα ζεύγη κορυφών-κανονικών δια-
νυσμάτων ως πολυδιανύσματα CGA και χρησιμοποιώντας νευρωνικά δίκτυα για την
πρόβλεψη των συντελεστών μεταφοράς λαμπρότητας, παρακάμπτουμε το χρονοβόρο
προ-υπολογιστικό στάδιο, διατηρώντας ταυτόχρονα τη φυσική ερμηνευσιμότητα του
μοντέλου. Η συνεισφορά της παρούσας εργασίας είναι τριπλή. Πρώτον, δείχνουμε
ότι οι κωδικοποιήσεις βασισμένες στη CGA βελτιώνουν τη σταθερότητα εκπαίδευσης
και την εκφραστικότητα του μοντέλου, καθώς τα πολυδιανύσματα αποτυπώνουν πιο
πλούσιες χωρικές και γωνιακές σχέσεις σε σχέση με δεδομένα εισόδου βασισμένα
στην Ευκλείδεια Γεωμετρία. Δεύτερον, αξιοποιώντας την τοπολογία του τρισδιάστα-
του μοντέλου, αποδεικνύουμε ότι τα Νευρωνικά Δίκτυα Γράφων (GNNs) μπορούν να
αποδώσουν φαινόμενα αυτοαπόκρυψης (self-occlusion) και σκιών (shadowing) που
απλά πολυστρωματικά νευρωνικά δίκτυα προώθησης (MLPs) αδυνατούν να αναπα-
ράγουν. Τρίτον, παρουσιάζουμε πώς τα εκπαιδευμένα μοντέλα μπορούν να ενσω-
ματωθούν στην μηχανή γραφικών Unity για απόδοση φωτός σε πραγματικό χρόνο,
τόσο σε στατικά όσο και σε δυναμικά μοντέλα. Η πειραματική μας αξιολόγηση
σε μια ποικιλία τρισδιάστατων μοντέλων επιβεβαιώνει ότι το Neural-GASh μειώνει
τον χρόνο προϋπολογισμού κατά τάξεις μεγέθους, διατηρώντας παράλληλα φωτισμό
υψηλής ποιότητας και ρεαλιστική σκίαση. Το πλαίσιο κλιμακώνεται σε δεκάδες χι-
λιάδες κορυφές σε πραγματικό χρόνο, και η εφαρμογή του στην Unity αποδεικνύει
την πρακτική του χρησιμότητα σε διαδραστικές εφαρμογές. Συνοψίζοντας, η παρού-
σα διατριβή καθιερώνει μια εκδοχή του PRT βασισμένη σε GNNs ως μια επεκτάσιμη
και αποτελεσματική εναλλακτική στις κλασικές μεθόδους προϋπολογισμού, ϑέτοντας
τις βάσεις για μελλοντικές ροές νευρωνικής απόδοσης φωτός στα γραφικά και την
εικονική πραγματικότητα.Precomputed Radiance Transfer (PRT) has long been a cornerstone of real-time rendering,
enabling high-fidelity global illumination under complex lighting. However, traditional
PRT suffers from prohibitive precomputation costs, limited scalability to high-resolution
meshes, and impracticality for dynamic or animated scenes–severely constraining its use
in interactive applications. Three key challenges arise in particular: (i) the expensive computation
of per-vertex spherical harmonic (SH) coefficients, (ii) the lack of adaptability to
changing geometry and lighting, and (iii) the memory and latency constraints that hinder
deployment in real-time pipelines. Recent advances in neural rendering and neural radiance
field (NeRF) research have demonstrated the potential of deep learning networks
to model complex light transport efficiently. Yet, these methods are typically restricted to
image-space rendering and remain poorly suited for SH-based lighting representations or
integration within mesh-based pipelines. In parallel, Conformal Geometric Algebra (CGA)
has gained attention in computer graphics for its ability to represent geometric entities
and transformations in a unified algebraic framework, offering a mathematically consistent
way to encode spatial and lighting relationships directly on meshes. To address these
limitations, we introduce Neural-GASh, a neural rendering framework that reformulates
PRT within a geometric deep learning paradigm. By encoding vertex-normal pairs as CGA
multivectors and utilizing neural networks to predict radiance transfer coefficients, we
bypass the costly precomputation while maintaining physical interpretability. The contributions
of this work are threefold. First, we show that CGA-based encodings improve
training stability and expressiveness by utilizing multivectors that capture spatial and angular
relationships more richly than Euclidean inputs. Second, we show that graph neural
networks (GNNs), leveraging mesh connectivity, capture self-occlusion and shadowing effects
that MLP-based surrogates fail to reproduce. Third, we show how to integrate the
trained models into Unity for real-time rendering, for both static and animated assets.
Experimental evaluation across diverse 3D meshes confirms that Neural-GASh reduces
precomputation by orders of magnitude while preserving high-quality illumination, including
complex shadowing. The framework scales to tens of thousands of vertices in
real-time, and the Unity prototype demonstrates its feasibility for interactive use cases. In
summary, this thesis establishes GNN-based PRT as a scalable and effective alternative
to classical precomputation, laying groundwork for future neural rendering pipelines in
graphics and virtual reality
Investigation of the role of p110δ P13K and RhoA in cancer and metastasis in vivo mouse models
Get PDFPhosphoinositide-3 kinase delta (PI3Kδ) is an isoform of class I PI3Ks, composed of the catalytic p110δ subunit and one of five regulatory p85 subunits. While primarily studied in immune cells, PI3Kδ has also been implicated in cancer progression. On the other hand, PTEN is a tumor suppressor that negatively regulates PI3K-Akt signaling, preventing uncontrolled cell proliferation and survival. The loss or inactivation of PTEN is frequently observed in cancer, leading to hyperactivation of the PI3K pathway and promoting tumorigenesis. This PhD thesis aims on one hand to elucidate the mechanisms linking PI3Kδ with PTEN in cancers expressing high p110δ levels, such as breast cancer and on the other, to investigate whether PI3Kδ inhibition, either as monotherapy or in combination with other treatments, holds therapeutic potential in cancers expressing low p110δ levels, such as skin cancer. To address these research objectives, the current PhD thesis has been divided into three main parts.
In the first part, we investigated the mechanisms by which PTEN is activated following PI3Kδ inhibition, with a specific focus on identifying the tyrosine kinase responsible for PTEN tyrosine phosphorylation downstream of the RhoA/ROCK pathway. We demonstrated that focal adhesion kinase (FAK) phosphorylates PTEN, and we identified Tyr336 on PTEN as the phosphorylation site targeted by FAK. This phosphorylation event enhanced PTEN’s phosphatase activity, protein–lipid interactions, and overall protein stability. Furthermore, in high p110δ-expressing cells, such as macrophages and breast cancer cell lines, we found that FAK phosphorylation/activity is negatively regulated by PI3Kδ, while is positively regulated by RhoA-associated kinase (ROCK). Indeed, FAK phosphorylation was increased in these cells upon p110δ inhibition, whereas pharmacologic inhibition of RhoA/ROCK restored FAK phosphorylation levels back to normal levels. Similarly, inhibition of FAK reduced PTEN phosphorylation and restored the functional defects associated with p110δ inactivation, including the increased Akt phosphorylation and cell proliferation. Conclusively, this work identifies FAK as a target of PI3Kδ that links RhoA with PTEN and establishes for the first time that PTEN is a substrate of FAK-mediated Tyrosine phosphorylation.
In the second part, we investigated the association between PI3Kδ and PTEN in breast cancer progression. Although no mutations in the p110δ subunit have been detected in breast cancer, we found that p110δ expression gradually increases, while PTEN activity progressively declines during breast tumor progression in mice. Moreover, pharmacological inactivation of p110δ in mice effectively halted breast tumor growth, with this effect to be mechanistically linked to the restoration and enhancement of PTEN activity in tumor cells. These findings highlight the potential of p110δ inhibition as a therapeutic strategy for breast cancer by restoring PTEN function.
In the third part, we explored whether a combination treatment consisting of the selective inhibition of PI3Kδ in macrophages alongside with local inhibition of p190RhoGAP in cancer cells could impact growth and metastasis of tumors lacking or expressing low p110δ, such as skin cancers, including malignant melanoma and cutaneous squamous cell carcinoma (cSCC), which typically exhibit low p110δ expression, making them ideal models for studying alternative therapeutic strategies beyond single PI3Kδ inhibition. Moreover, given that macrophages play a key role in the tumor microenvironment (TME) and often promote cancer progression, while p110δ is highly expressed in immune cells, including macrophages, its inhibition has the potential to impair macrophage functions. Meanwhile, p190RhoGAP suppresses RhoA/ROCK pathway, influencing tumor cell migration and metastasis. Importantly, by downregulating RhoA/ROCK, p190RhoGAP may also promote tumor progression by suppressing PTEN’s tumor-suppressor activity. Indeed, our findings demonstrate that melanoma and cSCC progression can be effectively blocked by the combined inhibition of PI3Kδ in macrophages and p190RhoGAP in tumor cells. Specifically, we found that targeted deletion of p190RhoGAP in tumor cells, combined with the adoptive transfer of macrophages from δD910A/D910A mice into tumor-bearing mice, significantly abrogated melanoma and SCC progression, by simultaneously activating RhoA and PTEN in tumor cells and reducing the accumulation of tumor-associated macrophages (TAMs) within the tumors. Notably, the effectiveness of this combined treatment was consistent across melanoma tumors lacking activating BRAF mutations and those harboring the common BRAF(V600E) mutation. Additionally, the efficiency if this therapy was associated with decreased autotaxin (ATX) expression in tumor cells and the surrounding stroma, effectively bypassing the positive feedback loop of ATX expression observed with direct pharmacological ATX inhibition. Together, these findings underscore the importance of targeting both cancer cells and macrophages in skin cancer therapy and reveal a previously unrecognized reverse link between ATX and RhoA, highlighting further the therapeutic potential of p110δ inhibition as part of a combinatorial regimen for treating skin cancers
The study of selective macroautophagy using bioinformatics methods and computational systems biology
No full textΣτη μακροαυτοφαγία (ή απλά αυτοφαγία), αρκετές πρωτεΐνες αλληλεπιδρούν με πρωτεΐνες της
οικογένειας ATG8 μέσω μικρών γραμμικών μοτίβων, που αναφέρονται στη βιβλιογραφία ως
ATG8-family interacting motifs (AIMs) ή LC3-interacting regions (LIRs). Οι ερευνητικές εργασίες
που μελετούν τα μοτίβα AIM/LIR αυξάνονται με μεγάλο ρυθμό και αυτές οι δημοσιεύσεις δίνουν
σημαντικές πληροφορίες για τη μακροαυτοφαγία στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Στις ATG8 η
περιοχή αλληλεπίδρασης LIR (LIR docking site - LDS) αποτελείται από δύο υδροφοβικές
κοιλότητες (pockets - HP1 και HP2). Στις πρωτεΐνες εντοπίζεται ένας μεγάλος αριθμός πιθανών
LIR μοτίβων λόγω του μικρού μεγέθους των μοτίβων που ακολουθούν την κανονική έκφραση
[WFY]xx[VLI]. Το αρωματικό κατάλοιπο [WFY] προσδένει στην HP1 ενώ το διακλαδισμένης
πλευρικής αλυσίδας αλειφατικό κατάλοιπο [VLI] στην HP2. Με τη χρήση διαφόρων
εργαστηριακών πειραματικών μεθόδων έχουν εντοπιστεί μερικές δεκάδες λειτουργικά LIR μοτίβα
τα οποία αλληλεπιδρούν με τα ομόλογα του ATG8 σε διάφορους οργανισμούς. Οι in silico
μεθοδολογίες αναγνώρισης LIR μοτίβων που είναι μέχρι σήμερα διαθέσιμες, βοηθούν στον
εντοπισμό πιθανών LIR μοτίβων για πειραματική επιβεβαίωση στο εργαστήριο. Παρόλα αυτά,
δίνουν σημαντικό αριθμό ψευδώς θετικών προβλέψεων. Για την ανάπτυξη προηγμένων
υπολογιστικών εργαλείων που θα βοηθήσουν στην καλύτερη κατανόηση και να μπορούν να
καθοδηγήσουν την πειραματική μελέτη της επιλεκτικής αυτοφαγίας είναι αναγκαία η καταγραφή
και διάθεση υψηλής ποιότητας δεδομένων σχετικών με τα LIR μοτίβα και την αλληλεπίδραση
τους με τα ομόλογα του ATG8.
Δημιουργήσαμε το πρόγραμμα λογισμικού “LIR-miner” που εφαρμόζει ευρετικές μεθόδους
ανάλυσης κειμένου και το οποίο μπορεί να εντοπίζει μέσα σε κείμενα σημεία που αναφέρονται
σε LIR μοτίβα. Αναζητώντας στην PubMed Central με τη λέξη-κλειδή “autophagy” εντοπίστηκαν
78798 δημοσιεύσεις ελεύθερης πρόσβασης στο πλήρες κείμενο τους και αναλύθηκαν με το
πρόγραμμα “LIR-miner” για τον εντοπισμό σε αυτές πειραματικά επιβεβαιωμένων LIR μοτίβων.
Χρησιμοποιώντας το “LIR-miner”, άμεση αναζήτηση στην PubMed, αντίστροφη αναζήτηση από
δημοσιεύσεις που αναφέρονται σε γνωστά LIR μοτίβα και εργαλεία/βάσεις δεδομένων
πρόβλεψης LIR μοτίβων εντοπίστηκαν συνολικά 159 επιστημονικές δημοσιεύσεις με πειράματα
επιβεβαίωσης σχετικών μοτίβων. Από αυτές ανακτήθηκαν 292 εγγραφές με LIR μοτίβα. Για 9
από αυτά δεν υπάρχει επαρκής τεκμηρίωση για πειραματική επιβεβαίωση της αλληλεπίδρασης
των μοτίβων αυτών με τα ομόλογα του ATG8. Τα 82 αφορούν πειραματικά επιβεβαιωμένα μη
λειτουργικά μοτίβα, 189 αφορούν πειραματικά επιβεβαιωμένα λειτουργικά μοτίβα, 6 από αυτά
αφορούν υπό προυποθέσεις λειτουργικά μοτίβα (Conditionally functional) και άλλα 6 “Accessory
LIR”. Δημιουργήθηκε μια βάση δεδομένων στην οποία καταχωρήθηκαν τα παραπάνω δεδομένα.
Ταυτόχρονα δημιουργήθηκε η LIRcentral, ένα διαδικτυακό αποθετήριο πειραματικά
επιβεβαιωμένων LIR μοτίβων εμπλουτίζοντας το με δεδομένα από έγκυρες διεθνείς βάσεις
δεδομένων. Η LIRcentral διατίθεται δωρεάν και είναι ανοιχτή προς το κοινό. Έχει παρατηρηθεί ότι εκτός από το LIR μοτίβο, στην αλληλεπίδραση της πρωτεΐνης με το ATG8,
συμβάλλουν και τα αμινοξέα που βρίσκονται στην περιοχή γύρω από το LIR μοτίβο. Πριν από
μερικά χρόνια, είχε προταθεί το PSSM score του LIR μοτίβου μαζί με τα δύο αμινοξέα που
προηγούνται του μοτίβου ως ένας καλός δείκτης για εντοπισμό των λειτουργικών μοτίβων. Το
PSSM μπορεί να περιγράψει τα δομικά/φυσικοχημικά χαρακτηριστικά στις περιοχές upstream
και downstream ενός πιθανού LIR μοτίβου.
Έγιναν πειράματα για να εντοπιστούν οι βέλτιστες περιοχές upstream και downstream του
μοτίβου που περιέχουν χρήσιμες πληροφορίες για τη διάκριση λειτουργικών και μη-λειτουργικών
μοτίβων. Χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό PSSMsearch για τον υπολογισμό των PSSMs
επιλέγοντας διάφορες από τις προσφερόμενες ρυθμίσεις. Τα αποτελέσματα διάκρισης για όλους
τους δυνατούς συνδυασμούς μηκών των upstream και downstream περιοχών στο εύρος [0,29]
στη συνέχεια επιβεβαιώθηκαν με cross-validation.
Εντοπίστηκε ότι η βέλτιστη επιλογή για τον χαρακτηρισμό ενός λειτουργικού LIR μοτίβου είναι
χρησιμοποιώντας τα PSSMs για 25 αμινοξέα upstream, το LIR μοτίβο και 25 αμινοξέα
downstream. Δημιουργήθηκε ένας πίνακας PSSM χρησιμοποιώντας τα λειτουργικά μοτίβα και
ένας πίνακας PSSM χρησιμοποιώντας τα μη λειτουργικά μοτίβα. Για κάθε γνωστό μοτίβο
(λειτουργικό ή μη λειτουργικό) υπολογίστικαν δύο scores, ένα score με βάση τον πίνακα των
λειτουργικών μοτίβων και ένα score με βάση τον πίνακα των μη λειτουργικών μοτίβων. Τα
scores υπολογίστηκαν αθροίζοντας τις τιμές των θέσεων 25 καταλοίπων upstream του μοτίβου,
τεσσάρων καταλοίπων του LIR μοτίβου και 22 καταλοίπων downstream του LIR μοτίβου. Η
σύγκριση των δύο scores έδειξε ότι στα λειτουργικά μοτίβα το score που προέρχεται από τον
πίνακα PSSM των λειτουργικών μοτίβων τείνει να είναι μεγαλύτερο από το score που
προέρχεται από τον πίνακα PSSM των μη λειτουργικών μοτίβων. Στα μη λειτουργικά μοτίβα, το
score που προέρχεται από τον πίνακα PSSM των μη λειτουργικών μοτίβων τείνει να είναι
μεγαλύτερο σε σχέση με το score που προέρχεται από τον πίνακα PSSM των λειτουργικών
μοτίβων. Παρατηρήθηκε ακόμα ότι μασκάροντας το αρωματικό και το αλειφατικό κατάλοιπο του
LIR μοτίβου και υπολογίζοντας ξανά τα scores, τα αποτελέσματα βελτιώνονται.
Το παραπάνω αποτέλεσμα μπορεί να βοηθήσει τους ερευνητές στον εντοπισμό νέων πιθανών
λειτουργικών μοτίβων. Ο ερευνητής ενδιαφέρεται να γνωρίζει το πιθανό λειτουργικό μοτίβο σε
μια πρωτεΐνη για να το εξετάσει πειραματικά στο εργαστήριο. Για να δοθεί η πληροφορία αυτή
ορίστηκε ως παράθυρο 51ος αμινοξέων η περιοχή upstream+LIR+downstream (25+4+22=51)
και με αυτό σκανάρεται όλη η αλληλουχία της πρωτεΐνης μετακινώντας το παράθυρο κατα ένα
αμινοξύ κάθε φορά. Τα παράθυρα κάθε πρωτεΐνης κατατάσσονται σε σειρά από την υψηλότερη
τιμή αθροίσματος PSSM των καταλοίπων μέχρι την χαμηλότερη τιμή. Το 51-πεπτίδιο που
περιέχει το ισχυρό λειτουργικό μοτίβο της πρωτεΐνης αναμένεται να κατατάσσεται στην πρώτη
θέση με το υψηλότερο score PSSM λειτουργικών μοτίβων ανάμεσα στα 51-πεπτίδια που
ταιριάζουν στις θέσεις 26-29 με το μοτίβο [WFY]xx[VLI]. Αυτή η διαδικασία κωδικοποιήθηκε
στο λογισμικό πρόβλεψης λειτουργικών LIR μοτίβων LIRfinder, το οποίο είναι ελεύθερα
διαθέσιμο ως διαδικτυακή εφαρμογή: ο χρήστης μπορεί είτε να ανεβάσει ένα αρχείο το οποίο
περιλαμβάνει μια πρωτεΐνη σε FASTA μορφή είτε να εισάγει μια πρωτεΐνη σε FASTA μορφή στο
σχετικό “πλαίσιο κειμένου” και να υποβάλει το ερώτημα. Στην προσπάθειά μας να ελέγξουμε τη δυνατότητα των PSSMs να αναγνωρίσουν επιτυχημένα
και τα Non-canonical μοτίβα, παρατηρήσαμε ότι αυτό δεν είναι δυνατόν, αφού μπορεί να
απουσιάζει το αρωματικό ή το αλειφατικό κατάλοιπο. Παρόλα αυτά, με την προσθήκη ενός
“εικονικού” καταλοίπου (Z) στη θέση του αρωματικού ή του αλειφατικού καταλοίπου μπορεί να
δώσει καλά αποτελέσματα. Σε αυτό βοήθησε το μασκάρισμα του αρωματικού και του
αλειφατικού καταλοίπου κατά τον υπολογισμό του score κάθε 51-πεπτιδίου αφού η προσθήκη
ενός Z σε αυτή τη θέση δεν επηρεάζει το υπολογιζόμενο score του 51-πεπτιδίου.
Αναλύθηκαν εκτενώς Non-canonical μοτίβα, λειτουργικά κανονικά μοτίβα τα οποία δεν
εντοπίζονται από το μοντέλο πρόβλεψης, περιπτώσεις όπου το score του λειτουργικού μοτίβου
είναι μικρότερο από το score μη πειραματικά επιβεβαιωμένου μοτίβου και αποτελέσματα
πρόβλεψης στις αμινοτελικές και καρβοξυτελικές περιοχές των πρωτεϊνών.
Ακολουθώντας την ίδια διαδικασία, ελέγχθηκαν πρωτεΐνες με πειραματικά επιβεβαιωμένα LIR
μοτίβα που δεν περιέχονταν στο LIRcentral κατά τον χρόνο εξαγωγής των δεδομένων που
χρησιμοποιήθηκαν στα πειράματα.
Η παρούσα διατριβή οδήγησε (α) στην ανάπτυξη υπολογιστικών εργαλείων για την
ημι-αυτοματοποιημένη διαλογή επιστημονικών δημοσιεύσεων που αφορούν τη μελέτη LIR
μοτίβων, (β) στη μεθοδική καταγραφή δεδομένων πειραματικά ελεγμένων μοτίβων, (γ) στην
δημιουργία της υπηρεσίας LIRcentral που παρέχει εύκολη πρόσβαση στα παραπάνω δεδομένα,
και (δ) στην ανάπτυξη και αξιολόγηση της εφαρμογής LIRfinder που επιτυγχάνει βελτιωμένη
πρόβλεψη λειτουργικών LIR μοτίβων. Με δεδομένο τον κεντρικό ρόλο των πρωτεϊνών της
οικογένειας ATG8 στην αυτοφαγία και άλλες σχετικές κυτταρικές διεργασίες, είναι μεγάλο το
ενδιαφέρον της ερευνητικής κοινότητας στη μελέτη των αλληλεπιδράσεών τους με άλλα
πρωτεϊνικά μόρια τόσο σε φυσιολογικές συνθήκες όσο και σε συνθήκες που σχετίζονται με
μορφές κυτταρικού στρες ή δυσλειτουργίες. Για το λόγο αυτό πιστεύουμε ότι τα παραπάνω
αποτελέσματα θα αποδειχθούν πολύ χρήσιμα στην προσπάθεια για την καλύτερη κατανόηση
των αλληλεπιδράσεων εκείνων οι οποίες συντελούνται με τη βοήθεια LIR μοτίβων.In macroautophagy, several proteins interact with proteins of the ATG8 family through short
linear motifs, mentioned in the literature as ATG8-family interacting motifs (AIMs) or
LC3-interacting regions (LIRs). AIM/LIR motifs have been studied in a growing number of
scientific papers in the last few years and these publications give significant information about
macroautophagy in the eukaryotic cells. In ATG8, the LIR docking site (LDS) consists of two
hydrophobic pockets (HP1 and HP2). A large number of potential LIR motifs are identified in
proteins due to the small size of the motifs that follow the regular expression [WFY]xx[VLI].
The aromatic residue [WFY] binds to HP1 while the branched side chain aliphatic residue [VLI]
binds to HP2. Using multiple experimental techniques, scientists have discovered several
experimentally functional LIR motifs which interact with ATG8 homologs in multiple organisms.
The available in silico LIR motif identification methodologies help to identify potential LIR motifs
for experimental confirmation. Nevertheless, those methodologies give a significant number of
false positive predictions. For the development of advanced computational tools which will
contribute to the understanding and further experimental study of selective autophagy, the
documentation and availability of data related with LIR motifs and the interaction with the ATG8
homologues are necessary.
Using the Perl programming language the program “LIR-miner” was created. It uses text mining
methods and it finds sentences and/or points referred to LIR motifs. Searching in PubMed
Central using the keyword “autophagy”, 78798 open access publications were found. Those
publications were analysed using the “LIR-miner” program to detect experimentally verified
LIR-motifs. Using “LIR-miner”, direct search in PubMed, reverse search, i.e., papers citing key
papers on LIR motifs or the software tools/databases for LIR motif prediction, 159 publications
were found. In those publications 292 records with LIR-motifs were identified. For 9 of those
motifs there is insufficient documentation for the experimental verification of the interaction of
those motifs with the homologs of ATG8. The 82 motifs are experimentally verified
non-functional motifs, 189 are experimentally verified functional motifs, 6 are Conditionally
functional LIR-motifs and another 6 are Accessory LIR-motifs. A database was created and the
data collected from the above process was added. At the same time, LIRcentral was created
which is an online repository of experimentally verified LIR-motifs. LIRcentral is enriched with
data from valid international databases. LIRcentral is freely available and open to the public.
It is known that in addition to LIR-motif, the amino acids located in the region upstream or
downstream of the LIR-motif also contribute to the interaction of the protein with ATG8. Some
years ago, it was suggested that the PSSM score of the LIR-motif together with the two amino
acids upstream of the motif can contribute to the identification of a functional LIR-motif. PSSM
can describe structural/physicochemical characteristics upstream and downstream of a potential
LIR-motif Experiments were performed to identify the optimal upstream and downstream regions of the
motif that contain useful information for distinguishing functional and non-functional motifs. The
PSSMsearch software was used to calculate the PSSMs by choosing from several of the offered
settings. The discrimination results for all possible combinations of upstream and downstream
region lengths in the range [0,29] were then confirmed by cross-validation.
It was found that the optimal choice for characterizing a functional LIR motif is using the PSSMs
for 25 upstream amino acids, the LIR motif and 25 downstream amino acids. Two PSSM
matrices were calculated. A PSSM matrix which uses all known functional LIR motifs and
another PSSM matrix which uses all known non-functional motifs. For each known motif
(functional or non-functional) two scores were calculated, a score based on the PSSM matrix of
functional LIR-motifs and a score based on the PSSM matrix of the non-functional motifs. The
scores were calculated summing the scores of the positions of 25 residues upstream the motif,
four residues of the LIR-motif and 22 residues downstream the LIR-motif. The comparison of the
two scores showed that for functional motifs, the score derived from the PSSM matrix of
functional motifs tends to be greater than the score derived from the PSSM matrix of
non-functional motifs. For non-functional motifs, the score derived from the PSSM matrix of
non-functional motifs tends to be higher than the score derived from the PSSM matrix of
functional motifs. It was also observed that the results improve by masking the aromatic and
aliphatic residues of the LIR motif and recalculating the scores.
The above result may help researchers to identify new potential functional LIR-motifs. A
researcher wants to know the potential functional motif of a protein to validate it experimentally
in the laboratory. To extract this information, a window of 51 amino acids was set which consist
of the upstream+LIR+downstream (25+4+22=51) regions. Using this window, the amino acid
sequence of a protein is scanned moving the window one amino acid each time. The windows
of each protein are ranked in order starting from the higher score to the lower score. The
51-peptide containing the strong functional motif of the protein is expected to rank first with the
highest PSSM functional motif score among the 51-peptides matching positions 26-29 with the
motif [WFY]xx[VLI]. This procedure was encoded in the functional LIR motif prediction software
LIRfinder, which is freely available as a web application: the user can either upload a file
containing a protein in FASTA format or enter a protein in FASTA format in the relevant “text
area” and submit the query.
In our attempt to test the ability of PSSMs to successfully identify non-canonical motifs, we
observed that this is not possible, since the aromatic or aliphatic residue may be absent.
However, adding a “dummy” residue (Z) in place of the aromatic or aliphatic residue can give
good results. This was helped by masking the aromatic and aliphatic residue when calculating
the score of each 51-peptide since adding a Z at this position does not affect the calculated
score of the 51-peptide. Extensive analysis was performed regarding (a) non-canonical motifs, (b) functional canonical
motifs unidentified by the prediction model, (c) cases where the score of the functional motif is
less than the score of a non-experimentally confirmed motif and (d) prediction results in the
amino-terminal and carboxyl-terminal regions of proteins.
Following the same procedure, proteins with experimentally verified LIR motifs, that were not
contained in LIRcentral on the day of extraction of the data used in the experiments, were
checked.
This thesis led to (a) the development of computational tools for the semi-automated screening
of scientific publications concerning the study of LIR motifs, (b) the methodical recording of
experimentally verified motif data, (c) the creation of the LIRcentral service that provides easy
access to the above data, and (d) the development and evaluation of the LIRfinder application
that achieves improved prediction of functional LIR motifs. Given the central role of ATG8 family
proteins in autophagy and other related cellular processes, there is great interest in the research
community in studying their interactions with other protein molecules both in physiological
conditions and in conditions related to forms of cellular stress or dysfunctions. For this reason,
we believe that the above results will prove very useful in the effort to better understand the
interactions that occur with the help of LIR motifs
Μελέτη της επίδρασης της πυρκαγιάς του 2023 της Ρόδου στην ατμόσφαιρα με χρήση δορυφορικών δεδομένων
Get PDFΣτην πτυχιακή αυτή θα ασχοληθούμε με την μεγάλη δασική πυρκαγιά της Ρόδου τον
Ιούλιο του 2023. Συγκεκριμένα θα μελετηθούν με χρήση δορυφορικών δεδομένων,
ρύποι που παράγονται κατά τις δασικές πυρκαγιές όπως το CO (μονοξείδιο του
άνθρακα), NO2 (διοξείδιο του αζώτου), HCHO (φορμαλδεΰδη), CH4 (μεθάνιο) και τα αερολύματα, ουσίες που επηρεάζουν την υγεία των ανθρώπων αλλά προφανώς έχουν και μεγάλη σημασία για την χημεία της ατμόσφαιρας και το κλίμα. Από τις μετρήσεις παρατηρήσαμε ότι για τις ημέρες της πυρκαγιάς σε συγκεκριμένη περιοχή
πάνω από την Ρόδο οι τιμές των συγκεντρώσεων για CO, NO2, HCHO είχαν μέγιστα
5999.34 tons για CO, 16.12 tons για NO2 και 43.30 tons για τη HCHO
Cretan traditional dances as a means of social participation and inclusion of children with and without developmental disabilities in preschool education
No full textΟ χορός, ως μορφή έκφρασης και επικοινωνίας βαθιά ριζωμένη στην ανθρώπινη εμπειρία, έχει αναγνωριστεί ως παιδαγωγικό εργαλείο με καθοριστική σημασία για την ολόπλευρη ανάπτυξη του παιδιού. Ιδιαίτερα, οι παραδοσιακοί χοροί, πέρα από τη συμβολή τους στη διατήρηση της πολιτισμικής ταυτότητας, προσφέρουν ευκαιρίες κινητικής, κοινωνικής και συναισθηματικής εξέλιξης μέσω βιωματικής μάθησης. Η παρούσα μελέτη διερευνά τη συμβολή των παραδοσιακών κρητικών χορών στην κοινωνική συμμετοχή και συμπερίληψη παιδιών τυπικής και μη τυπικής ανάπτυξης (ΔΑΦ) στη προσχολική εκπαίδευση, καθώς και τη δυνατότητα εκμάθησης τους από τους μαθητές με ΔΑΦ. Το δείγμα περιελάμβανε μια τάξη νηπιαγωγείου με 25 παιδιά, εκ των οποίων τα 20 ήταν τυπικής ανάπτυξης και τα 5 μη τυπικής ανάπτυξης (ΔΑΦ). Η έρευνα διακρίνεται για την πρωτοτυπία της, καθώς πραγματεύεται ένα ζήτημα που δεν έχει διερευνηθεί μέχρι σήμερα, ανοίγοντας δρόμο για μελλοντικές μελέτες. Ακολουθήθηκε μεικτή μεθοδολογική προσέγγιση, αξιοποιώντας ποσοτικά και ποιοτικά εργαλεία συλλογής και ανάλυσης δεδομένων, όπως το Sensory Processing Measure (SPM, έκδοση 2007), το κοινωνιομετρικό τεστ, τα φύλλα αξιολόγησης και το ημερολόγιο παρατήρησης. Η ανάλυση των ποσοτικών δεδομένων πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του στατιστικού πακέτου SPSS (27), ενώ για την ανάλυση και ερμηνεία των ποιοτικών δεδομένων εφαρμόστηκε η μέθοδος της ανάλυσης περιεχομένου, με τη βοήθεια του λογισμικού ATLAS. Τα ευρήματα ανέδειξαν θετικά αποτελέσματα στους τομείς της γνωστικής ανάπτυξης, των κοινωνικών δεξιοτήτων και της συμπερίληψης παιδιών με ΔΑΦ σε ενταξιακά εκπαιδευτικά πλαίσια. Η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία των παραδοσιακών κρητικών χορών ως εργαλείου για την προώθηση της κοινωνικής συμμετοχής και της ολιστικής, συμπεριληπτικής εκπαιδευτικής πρακτικής στην προσχολική ηλικία.Dance, as a form of expression and communication deeply rooted in human experience, has been recognized as an educational tool of decisive importance for the holistic development of the child. In particular, traditional dances, beyond their contribution to the preservation of cultural identity, offer opportunities for motor, social, and emotional growth through experiential learning. This study explores the contribution of traditional Cretan dances to the social participation and inclusion of children with typical and atypical development (ASD) in preschool education, as well as the feasibility of their learning by students with ASD. The sample consisted of a kindergarten class of 25 children, 20 of whom were typically developing and 5 with atypical development (ASD). The research stands out for its originality, as it addresses an issue that has not been previously investigated, paving the way for future studies. A mixed methodological approach was followed, utilizing quantitative and qualitative tools for data collection and analysis, such as the Sensory Processing Measure (SPM, 2007 edition), the sociometric test, evaluation sheets, and the observation diary. The analysis of the quantitative data was conducted using the SPSS (version 27) statistical package, while for the analysis and interpretation of qualitative data the method of content analysis was applied, with the support of ATLAS software. The findings highlighted positive results in the areas of cognitive development, social skills, and the inclusion of children with ASD in inclusive educational settings. The study emphasizes the importance of traditional Cretan dances as a tool for promoting social participation and holistic, inclusive educational practices in early childhood