Effect of training-sample size and classification difficulty on the accuracy of genomic predictors.

Introduction: As part of the MicroArray Quality Control (MAQC)-II project, this analysis examines how the choice of univariate feature-selection methods and classification algorithms may influence the performance of genomic predictors under varying degrees of prediction difficulty represented by three clinically relevant endpoints. Methods: We used gene-expression data from 230 breast cancers (grouped into training and independent validation sets), and we examined 40 predictors (five univariate feature-selection methods combined with eight different classifiers) for each of the three endpoints. Their classification performance was estimated on the training set by using two different resampling methods and compared with the accuracy observed in the independent validation set. Results: A ranking of the three classification problems was obtained, and the performance of 120 models was estimated and assessed on an independent validation set. The bootstrapping estimates were closer to the validation performance than were the cross-validation estimates. The required sample size for each endpoint was estimated, and both gene-level and pathway-level analyses were performed on the obtained models. Conclusions: We showed that genomic predictor accuracy is determined largely by an interplay between sample size and classification difficulty. Variations on univariate feature-selection methods and choice of classification algorithm have only a modest impact on predictor performance, and several statistically equally good predictors can be developed for any given classification problem.

Anti-leishmanial and structure-activity relationship of ring substituted 3-phenyl-1-(1,4-di-N-oxide quinoxalin-2-yl)-2-propen-1-one derivatives

A series of ring substituted 3-phenyl-1-(1,4-di-N-oxide quinoxalin-2-yl)-2-propen-1-one derivatives were synthesized and tested for in vitro leishmanicidal activity against amastigotes of Leishmania amazonensis in axenical cultures and murine infected macrophages. Structure-activity relationships demonstrated the importance of a radical methoxy at position R3', R4' and R5'. (2E)-3-(3,4,5-trimethoxy-phenyl)-1-(3,6,7-trimethyl-1,4-dioxy-quinoxalin-2-yl)-propenone was the most active. Cytotoxicity on macrophages revealed that this product was almost six times more active than toxic.

HIV-1 tropism and CD4 T lymphocyte recovery in a prospective cohort of patients initiating HAART in Ribeirão Preto, Brazil

While human immunodeficiency virus (HIV)-1 chemokine co-receptors 5 tropism and the GWGR motif in the envelope third variable region (V3 loop) have been associated with a slower disease progression, their influence on antiretroviral response remains unclear. The impact of baseline V3 characteristics on treatment response was evaluated in a randomised, double blind, prospective cohort study with patients initiating highly active antiretroviral therapy with lopinavir or efavirenz plus azithothymidine/3TC (1:1) over 48 weeks. Similar virological and immunological responses were observed for both treatment regimens. The 43 individuals had a mean baseline CD4 T cell count of 119 cells/mm³ [standard deviation (SD) = 99] and a mean viral load of 5.09 log10 copies/mL (SD = 0.49). The GWGR motif was not associated with a CD4 T cell response, but predicted R5 tropism by the geno2pheno[clinical20%] algorithm correlated with higher CD4 T cell levels at all monitoring points (p < 0.05). Moreover, higher false-positive rates (FPR) values from this analysis revealed a strong correlation with CD4 T cell recovery (p < 0.0001). Transmitted drug resistance mutations, documented in 3/41 (7.3%) cases, were unrelated to the assigned antiretroviral regimen and had no impact on patient outcomes. In conclusion, naÏve HIV-1 R5 infected patients exhibited higher CD4 T cell counts at baseline; this difference was sustained throughout therapy. The geno2pheno[clinical] option FPR positively correlated with CD4 T cell gain and may be useful in predicting CD4 T cell recovery.

FGF signaling controls caudal hindbrain specification through Ras-ERK1/2 pathway

Background: During early steps of embryonic development the hindbrain undergoes a regionalization process along the anterior-posterior (AP) axis that leads to a metameric organization in a series of rhombomeres (r). Refinement of the AP identities within the hindbrain requires the establishment of local signaling centers, which emit signals that pattern territories in their vicinity. Previous results demonstrated that the transcription factor vHnf1 confers caudal identity to the hindbrain inducing Krox20 in r5 and MafB/Kreisler in r5 and r6, through FGF signaling [1].Results: We show that in the chick hindbrain, Fgf3 is transcriptionally activated as early as 30 min after mvHnf1 electroporation, suggesting that it is a direct target of this transcription factor. We also analyzed the expression profiles of FGF activity readouts, such as MKP3 and Pea3, and showed that both are expressed within the hindbrain at early stages of embryonic development. In addition, MKP3 is induced upon overexpression of mFgf3 or mvHnf1 in the hindbrain, confirming vHnf1 is upstream FGF signaling. Finally, we addressed the question of which of the FGF-responding intracellular pathways were active and involved in the regulation of Krox20 and MafB in the hindbrain. While Ras-ERK1/2 activity is necessary for MKP3, Krox20 and MafB induction, PI3K-Akt is not involved in that process.Conclusion: Based on these observations we propose that vHnf1 acts directly through FGF3, and promotes caudal hindbrain identity by activating MafB and Krox20 via the Ras-ERK1/2 intracellular pathway.

ZNRD1 (zinc ribbon domain-containing 1) is a host cellular factor that influences HIV-1 replication and disease progression.

BACKGROUND: Human immunodeficiency virus (HIV) takes advantage of multiple host proteins to support its own replication. The gene ZNRD1 (zinc ribbon domain-containing 1) has been identified as encoding a potential host factor that influenced disease progression in HIV-positive individuals in a genomewide association study and also significantly affected HIV replication in a large-scale in vitro short interfering RNA (siRNA) screen. Genes and polymorphisms identified by large-scale analysis need to be followed up by means of functional assays and resequencing efforts to more precisely map causal genes. METHODS: Genotyping and ZNRD1 gene resequencing for 208 HIV-positive subjects (119 who experienced long-term nonprogression [LTNP] and 89 who experienced normal disease progression) was done by either TaqMan genotyping assays or direct sequencing. Genetic association analysis was performed with the SNPassoc package and Haploview software. siRNA and short hairpin RNA (shRNA) specifically targeting ZNRD1 were used to transiently or stably down-regulate ZNRD1 expression in both lymphoid and nonlymphoid cells. Cells were infected with X4 and R5 HIV strains, and efficiency of infection was assessed by reporter gene assay or p24 assay. RESULTS: Genetic association analysis found a strong statistically significant correlation with the LTNP phenotype (single-nucleotide polymorphism rs1048412; [Formula: see text]), independently of HLA-A10 influence. siRNA-based functional analysis showed that ZNRD1 down-regulation by siRNA or shRNA impaired HIV-1 replication at the transcription level in both lymphoid and nonlymphoid cells. CONCLUSION: Genetic association analysis unequivocally identified ZNRD1 as an independent marker of LTNP to AIDS. Moreover, in vitro experiments pointed to viral transcription as the inhibited step. Thus, our data strongly suggest that ZNRD1 is a host cellular factor that influences HIV-1 replication and disease progression in HIV-positive individuals.

Molecular epidemiology and evolution of HIV-1 in Portugal and portuguese speaking african countries

The aims of this thesis were to better characterize HIV-1 diversity in Portugal, Angola, Mozambique and Cape Verde and to investigate the origin and epidemiological history of HIV-1 in these countries. The impact of these issues in diagnosis, disease progression and susceptibility to ARV therapy was also investigated. Finally, the nature, dynamics and prevalence of transmitted drug resistance (TDR) was determined in untreated HIV-1 infected patients. In Angola, practically all HIV-1 genetic forms were found, including almost all subtypes, untypable (U) strains, CRFs and URFs. Recombinants (first and second generation) were present in 47.1% of the patients. HIV/AIDS epidemic in Angola probably started in 1961, the major cause being the independence war, subsequently spreading to Portugal. In Maputo, 81% of the patients were infected with subtype C viruses. Subtype G, U and recombinants such as CRF37_cpx, were also present. The results suggest that HIV-1 epidemic in Mozambique is evolving rapidly in genetic complexity. In Cape Verde, where HIV-1 and HIV-2 co-circulate, subtype G is the prevailed subtype. Subtypes B, C, F1, U, CRF02_AG and other recombinant strains were also found. HIV-2 isolates belonged to group A, some being closely related to the original ROD isolate. In all three countries numerous new polymorphisms were identified in the RT and PR of HIV-1 viruses. Mutations conferring resistance to the NRTIs or NNRTIs were found in isolates from 2 (2%) patients from Angola, 4 (6%) from Mozambique and 3 (12%) from Cape Verde. None of the isolates containing TDR mutations would be fully sensitive to the standard first-line therapeutic regimens used in these countries. Close surveillance in treated and untreated populations will be crucial to prevent further transmission of drug resistant strains and maximize the efficacy of ARV therapy. In Portugal, investigation of a seronegative case infection with rapid progression to AIDS and death revealed that the patient was infected with a CRF14_BG-like R5-tropic strain selectively transmitted by his seropositive sexual partner. The results suggest a massive infection with a highly aggressive CRF14_BG like strain and/or the presence of an unidentified immunological problem that prevented the formation of HIV-1-specific antibodies. Near full-length genomic sequences obtained from three unrelated patients enabled the first molecular and phylogenomic characterization of CRF14_BG from Portugal; all sequences were strongly related with CRF14_BG Spanish isolates. The mean date of origin of CRF14_BG was estimated to be 1992. We propose that CRF14_BG emerged in Portugal in the early 1990s, spread to Spain in late 1990s as a consequence of IDUs migration and then to the rest of Europe. Most CRF14_BG strains were predicted to use CXCR4 and were associated with rapid CD4 depletion and disease progression. Finally, we provide evidence suggesting that the X4 tropism of CRF14_BG may have resulted from convergent evolution of the V3 loop possibly driven by an effective escape from neutralizing antibody response.

Transepithelial transport of HIV-1 by M cells is receptor-mediated.

Human colon carcinoma Caco-2 cell monolayers undergo conversion into cells that share morphological and functional features of M cells when allowed to interact with B lymphocytes. A lymphotropic (X4) HIV-1 strain crosses M cell monolayers and infects underlying CD4(+) target cells. Transport requires both lactosyl cerebroside and CXCR4 receptors, which are expressed on the apical surface of Caco-2 and M cells. Antibodies specific for each receptor block transport. In contrast, a monotropic (R5) HIV-1 strain is unable to cross M cell monolayers and infect underlying monocytes, despite efficient transport of latex beads. Caco-2 and M cells do not express CCR5, but transfection of these cells with CCR5 cDNA restores transport of R5 virus, which demonstrates that HIV-1 transport across M cells is receptor-mediated. The follicle-associated epithelium covering human gut lymphoid follicles expresses CCR5, but not CXCR4, and lactosyl cerebroside, suggesting that HIV-1 infection may occur through M cells and enterocytes at these sites.

Seleção inicial e caracterização parcial de rizóbios de tabuleiros costeiros quando associados ao guandu

O objetivo deste trabalho foi selecionar e caracterizar parcialmente rizóbios de tabuleiros costeiros com alta capacidade de fixação biológica do N, quando associados ao guandu. Dezesseis isolados de rizóbios de diferentes regiões desse ecossistema foram avaliados em casa de vegetação da Embrapa Tabuleiros Costeiros (Aracaju, SE). Quatro isolados destacaram-se quanto ao N acumulado (Nac), matéria seca da parte aérea (MSPA), área foliar (AF) e matéria seca de nódulos (MSN). A MSN correlacionou-se com a MSPA, AF e Nac. A relação N-ureído/N-total na seiva xilemática correlacionou-se com Nac e MSN. Três desses isolados foram caracterizados (R1, R5 e R11) e apresentaram crescimento rápido e acidificaram o meio de cultura com manitol. Comparado ao R1 e R5, o isolado R11 foi o mais sensível aos antibióticos e o menos tolerante ao Al e às temperaturas elevadas.

Produtividade e qualidade dos grãos de feijão em função da aplicação de nitrogênio em cobertura e via foliar

A adequada disponibilidade de N durante do ciclo do feijoeiro é fundamental para garantir elevada produtividade e qualidade dos grãos produzidos. Esse nutriente pode ser absorvido pelas raízes e folhas da planta. Contudo, ainda existem dúvidas sobre a eficiência da aplicação via foliar de N no feijoeiro e sobre a influência dessa prática na qualidade dos grãos. Objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito da adubação nitrogenada em cobertura e via foliar sobre a produtividade e qualidade dos grãos da cultura do feijão. O experimento foi conduzido durante a safra "da seca", em um Latossolo Vermelho distroférrico, no município de Botucatu-SP. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso com quatro repetições, num esquema fatorial 3 x 4, constituído por três doses de N (0, 45 e 90 kg ha-1) em cobertura e quatro épocas de aplicação de N via foliar (1 - sem aplicação de N via foliar, 2 - pulverização estádio R5 (pré-floração), 3 - pulverização no estádio R7 (início da formação das vagens) e 4 - pulverizações nos estádios R5 e R7). Em cada aplicação de N via foliar foram utilizados 200 L ha-1 de uma solução com 10 % de ureia. Quando foi realizada a adubação nitrogenada de cobertura, a aplicação de N via foliar, independentemente da época, não alterou os componentes da produção, a produtividade e a qualidade dos grãos do feijoeiro. Na ausência da adubação nitrogenada de cobertura, a aplicação de N via foliar na fase reprodutiva aumentou a massa e o tamanho dos grãos, a produtividade de grãos e o teor de proteínas nos grãos do feijoeiro. A aplicação de N via foliar no estádio R5 foi mais eficiente em aumentar a produtividade de grãos do feijoeiro que a aplicação em R7.

Avaliação nutricional de feijoeiro irrigado pelos métodos CND, DRIS e faixas de suficiência

A cultura do feijoeiro tem grande importância para o Estado de Goiás, Brasil. No entanto, informações relacionadas aos padrões nutricionais para condições irrigadas são carentes na região. Os objetivos deste trabalho foram estabelecer padrões foliares, avaliar o estado nutricional do feijoeiro irrigado na região do Vale do Rio dos Bois, no Estado de Goiás, pelos métodos da faixa de suficiência (FS), da diagnose da composição nutricional (CND) e do sistema integrado de diagnose e recomendação (DRIS), bem como comparar os procedimentos de diagnóstico por meio de padrões nutricionais locais. Avaliaram-se a produtividade e a concentração foliar de 55 lavouras de feijoeiro na região do Vale do Rio dos Bois, entre 2010 e 2012. As amostras foram coletadas no estádio R5 (período de floração) e analisadas quanto aos teores totais de N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn e Zn. As 55 amostras foram divididas em dois grupos, sendo o primeiro de baixa produtividade, com rendimento abaixo de 2.700 kg ha-1; e o segundo de alta produtividade, com rendimento igual ou acima de 2.700 kg ha-1, este último originando os padrões nutricionais. Normas CND e DRIS são mais indicadas para avaliação nutricional do feijoeiro irrigado comparativamente a FS estimada neste trabalho. Manganês, P e B são os elementos que mais limitam a produção nas lavouras de baixa produtividade na região do Vale do Rio dos Bois.

Potencial de rendimento da soja em razão da disponibilidade de fósforo no solo e dos espaçamentos

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial produtivo de grãos da soja nos estádios fenológicos R2 (florescimento), R5 (início de enchimento de grãos) e R8 (maturação). O experimento foi conduzido durante o ano agrícola 1994/95 na EEA/UFRGS, Eldorado do Sul, RS, em solo Podzólico Vermelho-Escuro (Paleudult). O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições, com os tratamentos arranjados em parcelas subdivididas. Os tratamentos originaram-se da combinação de dois níveis de P no solo (3 e 15 ppm), e dois espaçamentos entre linhas (20 e 40 cm). Foi utilizada a cultivar precoce, determinada, OCEPAR 14. Na média dos tratamentos, o potencial de rendimento alcançado em R2 foi de 18 t/ha e de 10 t/ha em R5, sendo o rendimento obtido em R8 de 4,6 t/ha. O tratamento com 15 ppm de P apresentou maior potencial de rendimento, nos três estádios fenológicos, em decorrência do menor aborto de flores e de legumes. O espaçamento de 20 cm entre linhas apresentou maior potencial que o de 40 cm nos três estádios fenológicos avaliados, mas os valores percentuais de diminuição do rendimento pelo aborto de flores e de legumes foram similares.

Effect of soil interacting herbicides on soybean nodulation in Balcarce, Argentina

Two trials were performed in Balcarce, Argentina (37° 45' LS; 58° 18' LW) during 1993-94, to assess the effect of eight herbicides applied individually or in tank mixtures, on nodule number, nodule dry weight, seed yield and N percent in seed in soybean Asgrow 3205, inoculated with Bradyrhizobium japonicum CB 1809. Individual herbicides and doses in kg ha-1 of a.i. were metribuzin (0.48), acetochlor (0.90), metolachlor (1), flumioxazin (0.075), trifluralin (0.96), imazaquin (0.20), imazethapyr (0.10) and chlorimuron ethyl (0.0125). The mixtures were metribuzin+acetochlor (0.48+0.9), flumioxazin+acetochlor (0.075+0.9), imazaquin+acetochlor (0.2+0.9), metribuzin+metolachlor (0.48+1.92), and flumioxazin+ metolachlor (0.075+1.92). A control treatment without herbicides was included. Both trials were laid out as randomized complete blocks with four replicates, on a loam illitic thermic petrocalcic Paleudoll, 5.7% organic matter (OM), 25% clay, 30.4 cmol kg-1 CEC. Nodules were sampled at V2 (second node), V6 (sixth node) and R5 (beginning seed) growth stages. Herbicides did not significantly affect the beginning of nodulation or nodule number and mass at R5, not either grain yield or N accumulation. This indicates lack of interference between soil interacting herbicides and N fixation in the high organic matter, loam soils of SE Buenos Aires province, even though a tendency in less number and dry weight of nodules was evident at the two latter growth stages.

Efeito de populações e espaçamentos sobre o potencial de rendimento da soja durante a ontogenia

O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito da redução do espaçamento entre linhas, de populações de plantas e de níveis de fertilidade do solo no potencial de rendimento da soja, em três estádios fenológicos. O trabalho foi conduzido na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, na safra 1996/97, em solo Argissolo Vermelho Distrófico típico. O delineamento experimental foi blocos ao acaso com parcelas subsubdivididas e quatro repetições. Os tratamentos constaram de três níveis de fertilidade do solo (sem adubação, adubação recomendada e duas vezes a adubação recomendada), duas populações (30 e 40 plantas m-2) e dois espaçamentos entre linhas (20 e 40 cm). A cultivar testada foi FT Saray (precoce) sob semeadura direta. O potencial de rendimento médio foi de 15.007 kg ha-1 em R2, 10.282 kg ha-1 em R5 e 5.330 kg ha-1 em R8 (maturação). Tanto a variação na população de plantas como no espaçamento entre linhas afetaram o potencial de rendimento da soja. A população de 40 plantas m-2 foi superior a 30 plantas m-2 em R5, mas tal vantagem não se manteve até a maturação, pois, nesse estádio, não houve diferença significativa entre populações. Com 20 cm de espaçamento o potencial de rendimento foi maior que com 40 cm a partir de R5, resultando em maior rendimento em R8.

Efeitos do preparo do solo, plantio direto e de rotações de culturas sobre o rendimento e a economicidade do feijoeiro irrigado

O objetivo deste trabalho foi identificar os efeitos de sistemas de preparo do solo e de rotações de culturas sobre o rendimento de grãos e economicidade da cultura do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) irrigado pelo sistema pivô central. O trabalho foi conduzido durante seis anos consecutivos, na Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Arroz e Feijão, localizado no Município de Santo Antônio de Goiás, GO, em Latossolo Vermelho-Escuro, de textura argilosa. O experimento consistiu de um fatorial 4 x 6, em delineamento inteiramente casualizado, com parcelas subdivididas. Os sistemas de preparo do solo foram: P1 arado de aiveca (novembro-dezembro) alternado com grade aradora (maio-junho); P2 arado de aiveca contínuo; P3 grade aradora contínua; P4 plantio direto; e as rotações de culturas: R1 arroz-feijão; R2 milho-feijão; R3 soja-trigo, R4 soja-trigo-soja-feijão-arroz-feijão; R5 arroz consorciado com calopogônio-feijão; e R6 milho-feijão-milho-feijão-arroz -feijão. As rotações R1, R2, R3 e R5 foram anuais, e as R4 e R6, trienais. Neste trabalho analisaram-se somente as rotações que continham feijão. O arroz, o milho e a soja foram semeados em novembro-dezembro (verão), e o feijão e o trigo, em maio-junho (inverno). Houve efeito do preparo do solo e das rotações de cultura sobre o rendimento de grãos do feijoeiro. A cultura produziu mais quando se utilizou no preparo do solo a combinação de arado de aiveca, nos cultivos de verão, e grade aradora nos de inverno. Os rendimentos do feijoeiro foram maiores quando a cultura foi implantada bienalmente na mesma área, nas rotações com arroz/calopogônio e arroz, e menores, nas rotações com milho. O feijoeiro irrigado, com relação ao preparo do solo e rotações de culturas, foi economicamente viável, propiciando taxas de retorno que variaram de 67% a 97%.

Nodulação e fixação do dinitrogênio em soja tratada com sulfentrazone

Em condições de casa de vegetação, avaliou-se o efeito de doses (0, 36, 72, 108 e 144 µg m-2 de i.a.) do herbicida sulfentrazone na nodulação da soja (Glycine max (L.) Merrill cv. BR16) infectada com Bradyrhizobium japonicum estirpe SEMIA 5079, e na fixação de dinitrogênio, estimada pelos teores de ureídeos no exsudato do xilema. Foram quantificados, também, os teores de aminoácidos e nitrato no exsudato do xilema. O número e a matéria seca dos nódulos, as concentrações de aminoácidos, nitrato e ureídeos decresceram com o incremento na dose de sulfentrazone, tanto no estádio R3 quanto no R5 de desenvolvimento da soja.