Evaluating methods for estimating rare events with zero-heavy data: a simulation model estimating sea turtle bycatch in the pelagic longline fishery

Estimating rare events from zero-heavy data (data with many zero values) is a common challenge in fisheries science and ecology. For example, loggerhead sea turtles (Caretta caretta) and leatherback sea turtles (Dermochelys coriacea) account for less than 1% of total catch in the U.S. Atlantic pelagic longline fishery. Nevertheless, the Southeast Fisheries Science Center (SEFSC) of the National Marine Fisheries Service (NMFS) is charged with assessing the effect of this fishery on these federally protected species. Annual estimates of loggerhead and leatherback bycatch in a fishery can affect fishery management and species conservation decisions. However, current estimates have wide confidence intervals, and their accuracy is unknown. We evaluate 3 estimation methods, each at 2 spatiotemporal scales, in simulations of 5 spatial scenarios representing incidental capture of sea turtles by the U.S. Atlantic pelagic longline fishery. The delta-log normal method of estimating bycatch for calendar quarter and fishing area strata was the least biased estimation method in the spatial scenarios believed to be most realistic. This result supports the current estimation procedure used by the SEFSC.

Degradação de corante por partículas de ferro zero suportadas em sílica

A água é um bem essencial a todos os seres vivos. Porém, o homem não tem dado o valor e atenção necessários para a preservação dessa riqueza. Por mais que o ser humano não faça a água desaparecer do planeta, ele tem contribuído e muito para o decréscimo de sua qualidade. Dentre as várias atividades antropogênicas, que tem contribuído para a poluição das águas, destaca-se a atividade industrial. A indústria têxtil, por exemplo, libera enormes volumes de dejetos, destacando-se os corantes, além deles prejudicarem a ocorrência de fotossíntese, apresentam elevada toxicidade ao meio marinho. Com isso, este trabalho visa estudar a degradação do corante Alaranjado de Metila via catálise heterogênea. Neste estudo, foram realizadas a preparação e a caracterização de partículas metálicas estabilizadas em sílica, sendo essas partículas com diferentes teores de ferro (50 %wt, 25 %wt e 5 %wt) aderido ao suporte. Após o preparo dos catalisadores realizou-se o estudo de sua eficiência frente a diferentes parâmetros como: quantidade de catalisador, temperatura e pH. Por meio dos testes realizados foi possível observar que a quantidade do catalisador influência a reação de redução do corante Alaranjado de Metila. Porém, quando se atinge o ponto de saturação, mesmo que se adicione mais catalisador não é possível aumentar a degradação. Através da variação da temperatura, observou-se que quanto maior a temperatura maior a degradação do corante. Isso pode ser explicado devido o aumento do número de colisões entre os sítios ativos do catalisador e as moléculas do corante. E por meio da variação de pH, concluiu-se que pHs ácidos permitem que a reação de redução do corante ocorra mais rápido e pHs elevados tornam a reação de degradação do corante mais lenta, porém ainda assim ocorrem de forma satisfatória. O catalisador pôde ser reutilizado por até 3 vezes, sem nenhum tratamento prévio. Os catalisadores a 50 %wt, assim como, a 25 %wt foram capazes de degradar o corante de forma eficiente, porém o catalisador a 5 %wt não se mostrou ser eficaz. Foram realizados testes sob radiação microondas e a reação de redução ocorreu de forma muito eficaz, apresentando 100% de degradação em apenas 2 minutos. Além disso, realizou-se o estudo cinético, onde segundo dados experimentais, as reações foram classificadas como sendo de primeira ordem

Desenvolvimento de técnicas de otimização da programação das limpezas de redes de trocadores de calor

Trocadores de calor são equipamentos muito utilizados na indústria de processos com o objetivo de modificar a temperatura e/ou o estado físico de correntes materiais. Uma rede de trocadores de calor pode ser definida como um grupo de trocadores de calor interligados, a fim de reduzir as necessidades de energia de um sistema. No entanto, durante a operação de uma rede, a eficiência térmica dos trocadores de calor diminui devido à deposição. Esse efeito promove o aumento dos custos de combustível e das emissões de carbono. Uma alternativa para mitigar este problema baseia-se no estabelecimento de uma programação das limpezas dos trocadores de calor durante a operação de rede. Este tipo de abordagem ocasiona uma situação na qual ocorre um conflito de escolha: a limpeza de um trocador de calor pode recuperar a sua eficiência térmica, mas implica custos adicionais, tais como, mão-de-obra, produtos químicos, etc. Além disso, durante a limpeza, o trocador de calor tem de ser contornado por uma corrente de by-pass, o que aumenta temporariamente o consumo de energia. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo explorar diferentes técnicas de otimização envolvendo métodos estocásticos e heurísticos. Com este objetivo foi desenvolvido um conjunto de códigos computacionais integrados que envolvem a simulação pseudo-estacionária do comportamento da rede relacionado com incrustações e a otimização da programação das limpezas deste tipo de sistema. A solução do problema indica os períodos de tempo para a limpeza de cada trocador de calor. Na abordagem estocástica empregada, os parâmetros do algoritmo genético, como probabilidade de crossover e probabilidade de mutação, foram calibrados para o presente problema. A abordagem heurística desenvolvida se deu através da sequência do conjunto de movimentos zero, um e dois. De forma alternativa, desenvolveu-se a metodologia heurística recursiva na qual os conjuntos de movimentos um e dois foram empregados recursivamente. Também foi desenvolvida a abordagem híbrida que consistiu em diferentes combinações da metodologia estocástica e heurística. A análise comparativa entre as metodologias empregadas teve como objetivo avaliar a abordagem mais adequada para o presente problema da programação das limpezas em termos de função objetivo e esforço computacional. O desempenho da abordagem proposta foi explorado através de uma série de exemplos, incluindo uma refinaria real brasileira. Os resultados foram promissores, indicando que as técnicas de otimização analisadas neste trabalho podem ser abordagens interessantes para operações que envolvam redes de trocadores de calor. Dentre as abordagens de otimização analisadas, a metodologia heurística desenvolvida no presente trabalho apresentou os melhores resultados se mostrando competitiva frente às abordagens comparadas da literatura

Influence of Extracellular Matrix Components on the Expression of Integrins and Regeneration of Adult Retinal Ganglion Cells

Purpose Retinal ganglion cells (RGCs) are exposed to injury in a variety of optic nerve diseases including glaucoma. However, not all cells respond in the same way to damage and the capacity of individual RGCs to survive or regenerate is variable. In order to elucidate factors that may be important for RGC survival and regeneration we have focussed on the extracellular matrix (ECM) and RGC integrin expression. Our specific questions were: (1) Do adult RGCs express particular sets of integrins in vitro and in vivo? (2) Can the nature of the ECM influence the expression of different integrins? (3) Can the nature of the ECM affect the survival of the cells and the length or branching complexity of their neurites? Methods Primary RGC cultures from adult rat retina were placed on glass coverslips treated with different substrates: Poly-L-Lysine (PL), or PL plus laminin (L), collagen I (CI), collagen IV (CIV) or fibronectin (F). After 10 days in culture, we performed double immunostaining with an antibody against beta III-Tubulin to identify the RGCs, and antibodies against the integrin subunits: alpha V, alpha 1, alpha 3, alpha 5, beta 1 or beta 3. The number of adhering and surviving cells, the number and length of the neurites and the expression of the integrin subunits on the different substrates were analysed. Results PL and L were associated with the greatest survival of RGCs while CI provided the least favourable conditions. The type of substrate affected the number and length of neurites. L stimulated the longest growth. We found at least three different types of RGCs in terms of their capacity to regenerate and extend neurites. The different combinations of integrins expressed by the cells growing on different substrata suggest that RGCs expressed predominantly alpha 1 beta 1 or alpha 3 beta 1 on L, alpha 1 beta 1 on CI and CIV, and alpha 5 beta 3 on F. The activity of the integrins was demonstrated by the phosphorylation of focal adhesion kinase (FAK). Conclusions Adult rat RGCs can survive and grow in the presence of different ECM tested. Further studies should be done to elucidate the different molecular characteristics of the RGCs subtypes in order to understand the possible different sensitivity of different RGCs to damage in diseases like glaucoma in which not all RGCs die at the same time.

Structure-function analysis of USP1: insights into the role of Ser313 phosphorylation site and the effect of cancer-associated mutations on autocleavage

Background: In complex with its cofactor UAF1, the USP1 deubiquitinase plays an important role in cellular processes related to cancer, including the response to DNA damage. The USP1/UAF1 complex is emerging as a novel target in cancer therapy, but several aspects of its function and regulation remain to be further clarified. These include the role of the serine 313 phosphorylation site, the relative contribution of different USP1 sequence motifs to UAF1 binding, and the potential effect of cancer-associated mutations on USP1 regulation by autocleavage. Methods: We have generated a large set of USP1 structural variants, including a catalytically inactive form (C90S), non-phosphorylatable (S313A) and phosphomimetic (S313D) mutants, deletion mutants lacking potential UAF1 binding sites, a mutant (GG/AA) unable to undergo autocleavage at the well-characterized G670/G671 diglycine motif, and four USP1 mutants identified in tumor samples that cluster around this cleavage site (G667A, L669P, K673T and A676T). Using cell-based assays, we have determined the ability of these mutants to bind UAF1, to reverse DNA damage-induced monoubiquitination of PCNA, and to undergo autocleavage. Results: A non-phosphorylatable S313A mutant of USP1 retained the ability to bind UAF1 and to reverse PCNA ubiquitination in cell-based assays. Regardless of the presence of a phosphomimetic S313D mutation, deletion of USP1 fragment 420-520 disrupted UAF1 binding, as determined using a nuclear relocation assay. The UAF1 binding site in a second UAF1-interacting DUB, USP46, was mapped to a region homologous to USP1(420-520). Regarding USP1 autocleavage, co-expression of the C90S and GG/AA mutants did not result in cleavage, while the cancer-associated mutation L669P was found to reduce cleavage efficiency. Conclusions: USP1 phosphorylation at S313 is not critical for PCNA deubiquitination, neither for binding to UAF1 in a cellular environment. In this context, USP1 amino acid motif 420-520 is necessary and sufficient for UAF1 binding. This motif, and a homologous amino acid segment that mediates USP46 binding to UAF1, map to the Fingers sub-domain of these DUBs. On the other hand, our results support the view that USP1 autocleavage may occur in cis, and can be altered by a cancer-associated mutation.