Meta-structure correlation in protein space unveils different selection rules for folded and intrinsically disordered proteins

The number of existing protein sequences spans a very small fraction of sequence space. Natural proteins have overcome a strong negative selective pressure to avoid the formation of insoluble aggregates. Stably folded globular proteins and intrinsically disordered proteins (IDP) use alternative solutions to the aggregation problem. While in globular proteins folding minimizes the access to aggregation prone regions IDPs on average display large exposed contact areas. Here, we introduce the concept of average meta-structure correlation map to analyze sequence space. Using this novel conceptual view we show that representative ensembles of folded and ID proteins show distinct characteristics and responds differently to sequence randomization. By studying the way evolutionary constraints act on IDPs to disable a negative function (aggregation) we might gain insight into the mechanisms by which function - enabling information is encoded in IDPs.

Biometrical analysis and selection of tetraploid progenies of Panicum maximum using mixed model methods

The objectives of this work were to estimate the genetic and phenotypic parameters and to predict the genetic and genotypic values of the selection candidates obtained from intraspecific crosses in Panicum maximum as well as the performance of the hybrid progeny of the existing and projected crosses. Seventy-nine intraspecific hybrids obtained from artificial crosses among five apomictic and three sexual autotetraploid individuals were evaluated in a clonal test with two replications and ten plants per plot. Green matter yield, total and leaf dry matter yields and leaf percentage were evaluated in five cuts per year during three years. Genetic parameters were estimated and breeding and genotypic values were predicted using the restricted maximum likelihood/best linear unbiased prediction procedure (REML/BLUP). The dominant genetic variance was estimated by adjusting the effect of full-sib families. Low magnitude individual narrow sense heritabilities (0.02-0.05), individual broad sense heritabilities (0.14-0.20) and repeatability measured on an individual basis (0.15-0.21) were obtained. Dominance effects for all evaluated characteristics indicated that breeding strategies that explore heterosis must be adopted. Less than 5% increase in the parameter repeatability was obtained for a three-year evaluation period and may be the criterion to determine the maximum number of years of evaluation to be adopted, without compromising gain per cycle of selection. The identification of hybrid candidates for future cultivars and of those that can be incorporated into the breeding program was based on the genotypic and breeding values, respectively. The prediction of the performance of the hybrid progeny, based on the breeding values of the progenitors, permitted the identification of the best crosses and indicated the best parents to use in crosses.

Growth, selection and appropriate contracts

We study a dynamic model where growth requires both long-term investmentand the selection of talented managers. When ability is not ex-ante observable and contracts are incomplete, managerial selection imposes a cost, as managers facing the risk ofbeing replaced choose a sub-optimally low level of long-term investment. This generates atrade-off between selection and investment that has implications for the choice of contractualrelationships and institutions. Our analysis shows that rigid long-term contracts sacrificingmanagerial selection may prevail at early stages of economic development and when heterogeneity in ability is low. As the economy grows, however, knowledge accumulation increasesthe return to talent and makes it optimal to adopt flexible contractual relationships, wheremanagerial selection is implemented even at the cost of lower investment. Measures of investor protection aimed at limiting the bargaining power of managers improve selection undershort-term contract. Given that knowledge accumulation raises the value of selection, theoptimal level of investor protection increases with development.

Decision-making with distance measures and inducedaggregation operators

[spa] Se presenta un nuevo modelo para la toma de decisiones basado en el uso de medidas de distancia y de operadores de agregación inducidos. Se introduce la distancia media ponderada ordenada inducida (IOWAD). Es un nuevo operador de agregación que extiende el operador OWA a través del uso de distancias y un proceso de reordenación de los argumentos basado en variables de ordenación inducidas. La principal ventaja el operador IOWAD es la posibilidad de utilizar una familia parametrizada de operadores de agregación entre la distancia individual máxima y la mínima. Se estudian algunas de sus principales propiedades y algunos casos particulares. Se desarrolla un ejemplo numérico en un problema de toma de decisiones sobre selección de inversiones. Se observa que la principal ventaja de este modelo en la toma de decisiones es la posibilidad de mostrar una visión más completa del proceso, de forma que el decisor está capacitado para seleccionar la alternativa que está más cerca de sus intereses.

Decision-making with distance measures and inducedaggregation operators

[spa] Se presenta un nuevo modelo para la toma de decisiones basado en el uso de medidas de distancia y de operadores de agregación inducidos. Se introduce la distancia media ponderada ordenada inducida (IOWAD). Es un nuevo operador de agregación que extiende el operador OWA a través del uso de distancias y un proceso de reordenación de los argumentos basado en variables de ordenación inducidas. La principal ventaja el operador IOWAD es la posibilidad de utilizar una familia parametrizada de operadores de agregación entre la distancia individual máxima y la mínima. Se estudian algunas de sus principales propiedades y algunos casos particulares. Se desarrolla un ejemplo numérico en un problema de toma de decisiones sobre selección de inversiones. Se observa que la principal ventaja de este modelo en la toma de decisiones es la posibilidad de mostrar una visión más completa del proceso, de forma que el decisor está capacitado para seleccionar la alternativa que está más cerca de sus intereses.

Spatial statistical analysis and selection of genotypes in plant breeding

The objective of this study was to evaluate the efficiency of spatial statistical analysis in the selection of genotypes in a plant breeding program and, particularly, to demonstrate the benefits of the approach when experimental observations are not spatially independent. The basic material of this study was a yield trial of soybean lines, with five check varieties (of fixed effect) and 110 test lines (of random effects), in an augmented block design. The spatial analysis used a random field linear model (RFML), with a covariance function estimated from the residuals of the analysis considering independent errors. Results showed a residual autocorrelation of significant magnitude and extension (range), which allowed a better discrimination among genotypes (increase of the power of statistical tests, reduction in the standard errors of estimates and predictors, and a greater amplitude of predictor values) when the spatial analysis was applied. Furthermore, the spatial analysis led to a different ranking of the genetic materials, in comparison with the non-spatial analysis, and a selection less influenced by local variation effects was obtained.

A framework for hybrid simulations of two-phase flow in porous media

Rough a global coarse problem. Although these techniques are usually employed for problems in which the fine-scale processes are described by Darcy's law, they can also be applied to pore-scale simulations and used as a mathematical framework for hybrid methods that couples a Darcy and pore scales. In this work, we consider a pore-scale description of fine-scale processes. The Navier-Stokes equations are numerically solved in the pore geometry to compute the velocity field and obtain generalized permeabilities. In the case of two-phase flow, the dynamics of the phase interface is described by the volume of fluid method with the continuum surface force model. The MsFV method is employed to construct an algorithm that couples a Darcy macro-scale description with a pore-scale description at the fine scale. The hybrid simulations results presented are in good agreement with the fine-scale reference solutions. As the reconstruction of the fine-scale details can be done adaptively, the presented method offers a flexible framework for hybrid modeling.

On the Selection of Non-Invasive Methods Based on Speech Analysis Oriented to Automatic Alzheimer Disease Diagnosis

The work presented here is part of a larger study to identify novel technologies and biomarkers for early Alzheimer disease (AD) detection and it focuses on evaluating the suitability of a new approach for early AD diagnosis by non-invasive methods. The purpose is to examine in a pilot study the potential of applying intelligent algorithms to speech features obtained from suspected patients in order to contribute to the improvement of diagnosis of AD and its degree of severity. In this sense, Artificial Neural Networks (ANN) have been used for the automatic classification of the two classes (AD and control subjects). Two human issues have been analyzed for feature selection: Spontaneous Speech and Emotional Response. Not only linear features but also non-linear ones, such as Fractal Dimension, have been explored. The approach is non invasive, low cost and without any side effects. Obtained experimental results were very satisfactory and promising for early diagnosis and classification of AD patients.

La migració primaveral d'ocells als Aiguamolls de l'Empordà (Girona): primer anellament de Becadell Gros (Gallinago Media) a la Península Ibèrica

En aquest treball s'exposen els resultats obtinguts en la campanya 1994 d'anellament d'ocells inclosa dins del projecte italià Piccole Isole. Es demostra que el factor meteorològic afecta directament la fenologia migratòria de diferents espècies d'ocells. Es pretén també estudiar la influència dels diferents hàbitats en el nombre i en la diversitat de captures. Es recullen també en aquest treball les principals espècies visualitzades durant la campanya, com també l'elevat nombre de controls estrangers recuperats. Dintre de les captures i l'anellament posterior, destaca sobretot la d'un becadell gros (Gallinago media) fets per primera vegada a la peninsula Ibèrica

Selection via simulated individual BLUP based on family genotypic effects in sugarcane

The objective of this work was to propose a new selection strategy for the initial stages of sugarcane improvement, based on the methodology 'simulated individual BLUP (BLUPIS)', which promotes a dynamic allocation of individuals selected in each full-sib family, using BLUP as a base for both the genotypic effects of the referred families and plot effects. The method proposed applies to single full-sib families or those obtained from unbalanced or balanced diallel crosses, half-sib families and self-pollinated families. BLUPIS indicates the number of individuals to be selected within each family, the total number of clones to be advanced, and the number of families to contribute with selected individuals. Correlation between BLUPIS and true BLUP was 0.96, by method validation. Additionally, BLUPIS allows the identification of which replication contains the best individuals of each family.

1.° Descriptio instrumenti cujusdam astronomici, quod Saphea vocatur : authore Joanne de Lineriis ; accedunt ejusdem canones. — 2.° Turketi tractatus, qui horizon dicitur, editus à Magistro Francone de Polonia ; sive liber de nominibus partium instrumenti astronomici, quod dicitur Turketus, et de ejusdem utilitatibus. — 3.° Opus cujus is est titulus : libri duo de motibus planetarum per instrumenta manualiter mota : hujusce operis initio haec antiqua manu annotata reperias ; Magister Henricus Arnault, Medicus Alemannus de Zuvolis, qui olim Divione domicilium elegit, superiorem litteram scripsit, et hunc librum suo labore compilavit, clarus scientia horologiorum ; qui in aede beati Stephani Divionensis sepultus media navi, plurimùm laudis sibi reliquit anno 1460. — 4.° Liber proportionum musicalium : authore Magistro Joanne de Muris, olim Canonico Parisiensi. — 5.° Philonis liber de ingeniis aquarum : finis desideratur.

Colbertinus

Populations with elevated mutation load do not benefit from the operation of sexual selection.

Theory predicts that if most mutations are deleterious to both overall fitness and condition-dependent traits affecting mating success, sexual selection will purge mutation load and increase nonsexual fitness. We explored this possibility with populations of mutagenized Drosophila melanogaster exhibiting elevated levels of deleterious variation and evolving in the presence or absence of male-male competition and female choice. After 60 generations of experimental evolution, monogamous populations exhibited higher total reproductive output than polygamous populations. Parental environment also affected fitness measures - flies that evolved in the presence of sexual conflict showed reduced nonsexual fitness when their parents experienced a polygamous environment, indicating trans-generational effects of male harassment and highlighting the importance of a common garden design. This cost of parental promiscuity was nearly absent in monogamous lines, providing evidence for the evolution of reduced sexual antagonism. There was no overall difference in egg-to-adult viability between selection regimes. If mutation load was reduced by the action of sexual selection in this experiment, the resultant gain in fitness was not sufficient to overcome the costs of sexual antagonism.

MOLECULAR MECHANISMS OF A ROOT SYSTEM TO SOIL ADAPTATION

Contrairement aux animaux, les plantes sont des organismes sessiles qui ne possèdent pas de mécanismes de fuite quand les conditions environnementales ne sont plus optimales. Les plantes sont physiquement ancrées à l'endroit où elles ont germées et aux conditions environnementales qui parfois peuvent être extrêmes. Les possibilités d'acclimatation de différentes espèces, parfois même de groupes de plantes au sein d'une même espèce, peuvent varier mais repose sur une adaptation génétique de la plante. L'adaptation est un long processus qui repose sur l'apparition spontanée de mutations génétiques, leur mise à l'épreuve face aux conditions environnementales, et dans le cas où la mutation a un impact positif sur la survie dans cet habitat particulier, elle sera maintenue dans une population donnée de plantes. De telles populations, appelées écotypes, sont le matériel de départ pour la découverte de gènes qui induisent un bénéfice pour la plante dans un environnement donné. La plante la plus étudiée en biologie moléculaire est Arabidopsis thaliana, l'arabette des prés. Dans une étude précédente, les racines d'écotypes naturels d'Arabidopsis ont été comparées et un écotype, Uk-1, avait le système racinaire le plus particulier. Cet écotype possède des racines beaucoup plus courtes et plus ramifiées que tous les autres écotypes. Des analyses plus poussées ont montré qu'une seule mutation dans un gène était la cause de ce phénotype, le gène BREVIS RADIX (BRX), mot latin signifiant 'racine courte'. Bien que l'on connaisse le gène BRX, on connaît finalement peu de choses sur son importance adaptative. Dans cette étude, nous avons montré que la mutation dans le gène BRX rend la plante plus résistante aux sols acides. Dans l'optique de mieux comprendre cette valeur adaptative du mutant brx, nous avons analysé dans quels tissus le gène BRX jouait un rôle important. Nous avons pu mettre en évidence que BRX est important pour le développement du protophloème. Le protophloème est un élément du système vasculaire de la plante. En général, les plantes supérieures possèdent deux systèmes de transport à longue distance. L'un d'eux, appelé xylème, transporte l'eau et les nutriments absorbés du sol par les racines vers les feuilles. Les feuilles sont le siège du processus de photosynthèse au cours duquel sont produits des sucres qui devront être distribués partout dans les autres parties de la plante. Le tissu cellulaire chargé de livrer les produits de la photosynthèse, ainsi que les régulateurs de croissance, est le phloème. Ce dernier regroupe le métaphloème et le protophloème. Le protophloème est essentiel pour la livraison des sucres synthétisés ainsi que des signaux de croissance aux pointes des racines, centres organogéniques responsables de la production de nouvelles cellules durant la phase de croissance de la racine. La structure du protophloème peut être décrite comme des tubes continus, vides et résistants, faits de cellules spécialisées qui permettent un transport efficace et rapide. Nous avons montré que dans les mutants brx ces canaux de transports sont discontinus car certaines cellules n'ont pas terminé leur cycle de différenciation. Ces cellules obstruent le conduit ce qui fait que les sucres et les signaux de croissance, comme l'auxine, ne peuvent plus être transportés aux méristèmes. En conséquence, la prolifération de l'activité des méristèmes est compromise, ce qui explique les racines courtes. Au lieu d'être délivré aux méristèmes, l'auxine se concentre en amont des méristèmes où cela provoque l'apparition de nouvelles racines branchées et, très probablement, l'activation des pompes à protons. Sur des sols acides, la concentration en ion H+ est très élevée. Ces ions entrent dans les cellules de la racine par diffusion et perturbent notablement la croissance des racines et de la plante en général. Si les cellules de la racine possédaient des pompes à protons hyperactives, elles seraient capable d'évacuer le surplus d'ions H+ en dehors de la cellule, ce qui leur assurerait de meilleures chances de survie sur sols acides. De fait, le mutant brx est capable d'acidifier le milieu de culture dans lequel il est cultivé plus efficacement que la plante sauvage. Ce mutant est également capable de donner plus de progéniture sur ce type de milieu de croissance que les plantes sauvages. Finalement, nous avons trouvé d'autres mutants brx en milieu naturel poussant sur sols acides, ce qui suggère fortement que la mutation du gène BRX est une des causes de l'adaptation aux sols acides. -- Plants as sessile organisms have developed different mechanisms to cope with the complex environmental conditions in which they live. Adaptation is the process through which traits evolve by natural selection to functionally improve in a given environmental context. An adaptation to the environment is characterized by the genetic changes in the entire populations that have been fixed by natural selection over many generations. BREVIS RADIX (BRX) gene was found through natural Arabidopsis accessions screen and was characterized as a root growth regulator since loss-of-function mutants exhibit arrested post-embryonic primary root growth in addition to a more branched root system. Although brx loss-of-function causes a complete alteration in root architecture, BRX activity is only required in the root vasculature, in particular in protophloem cell file. Protophloem is a part of the phloem transport network and is responsible for delivery of photo-assimilates and growth regulators, coming from the shoot through mature phloem component - metaphloem, to the all plant primary meristems. In order to perform its function, protophloem is the first cell file to differentiate within the root meristem. During this process, protophloem cells undergo a partial programmed cell death, during which they build a thicker cell wall, degrade nucleus and tonoplast while plasma membrane stays functional. Interestingly, protophloem cells enter elongation process only after differentiation into sieve elements is completed. Here we show that brx mutants fail to differentiate protophloem cell file properly, a phenotype that can be distinguished by a presence of a "gap" cells, non-differentiated cells between two flanking differentiated cells. Discontinuity of protophloem differentiation in brx mutants is considered to be a consequence of local hyperactivity of CLAVATA3/EMBRYO SURROUNDING REGION 45 (CLE45) - BARELY ANY MERISTEM 3 (BAM3) signaling module. Interestingly, a CLE45 activity, most probably at the level of receptor binding, can be modulated by apoplastic pH. Altogether, our results imply that the activity of proton pumps, expressed in non-differentiated cells of protophloem, must be maintained under certain threshold, otherwise CLE45-BAM3 signaling pathway will be stimulated and in turn protophloem will not differentiate. Based on vacuolar morphology, a premature cell wall acidification in brx mutants stochastically prevents the protophloem differentiation. Only after protophloem differentiates, proton pumps can be activated in order to acidify apoplast and to support enucleated protophloem multifold elongation driven by surrounding cells growth. Finally, the protophloem differentiation failure would result in an auxin "traffic jam" in the upper parts of the root, created from the phloem-transported auxin that cannot be efficiently delivered to the meristem. Physiologically, auxin "leakage" from the plant vasculature network could have various consequences, since auxin is involved in the regulation of almost every aspect of plant growth and development. Thus, given that auxin stimulates lateral roots initiation and growth, this scenario explains more branched brx root system. Nevertheless, auxin is considered to activate plasma membrane proton pumps. Along with this, it has been shown that brx mutants acidify media much more than the wild type plants do, a trait that was proposed as an adaptive feature of naturally occurring brx null alleles in Arabidopsis populations found on acidic soils. Additionally, in our study we found that most of accessions originally collected from acidic sampling sites exhibit hypersensitivity to CLE45 treatment. This implies that adaptation of plants to acidic soil involves a positive selection pressure against upstream negative regulators of CLE45-BAM3 signaling, such as BRX. Perspective analysis of these accessions would provide more profound understanding of molecular mechanisms underlying plant adaptation to acidic soils. All these results are suggesting that targeting of the factors that affect protophloem differentiation is a good strategy of natural selection to change the root architecture and to develop an adaptation to a certain environment. -- Les plantes comme organismes sessiles ont développé différents mécanismes pour s'adapter aux conditions environnementales complexes dans lesquelles elles vivent. L'adaptation est le processus par lequel des traits vont évoluer via la sélection naturelle vers une amélioration fonctionnelle dans un contexte environnemental donné. Une adaptation à l'environnement est caractérisée par des changements génétiques dans des populations entières qui ont été fixés par la sélection naturelle sur plusieurs générations. Le gène BREVIS RADIX (BRX) a été identifié dans le crible d'une collection d'accessions naturelles d'Arabidopsis et a été caractérisé comme un régulateur de la croissance racinaire étant donné que le mutant perte-de-fonction montre une croissance racinaire primaire arrêtée au stade post-embryonnaire et présente de plus un système racinaire plus ramifié que la plante sauvage. Bien que le mutant perte-de-fonction brx cause une altération complète de l'architecture racinaire, l'activité de BRX n'est requise que dans la vascularisation racinaire, en particulier au niveau du protophloème. Le protophloème est un composant du réseau de transport du phloème et est responsable du transit des dérivés de la photosynthèse ainsi que des régulateurs de croissances, venant de la partie aérienne par le phloème mature (métaphloème) vers tous les méristèmes primaires de la plante. Pour pouvoir réaliser sa fonction, le protophloème est la première file de cellules à se différencier à l'intérieur du méristème de la racine. Pendant ce processus, les cellules du protophloème subissent une mort cellulaire programmée partielle durant laquelle elles épaississent leur paroi cellulaire, dégradent le noyau et le tonoplaste tandis que la membrane plasmique demeure fonctionnelle. De manière intéressante, les cellules du protophloème entament le processus d'allongement seulement après que la différenciation en tubes criblés soit complète. Ce travail montre que le mutant brx est incapable de mener à bien la différenciation de la file de cellules du protophloème, phénotype qui peut être visualisé par la présence de cellules 'trous', de cellules non différenciées entourées de deux cellules différenciées. La discontinuité de la différenciation du phloème dans le mutant brx est considérée comme la conséquence de l'hyperactivité localisée du module de signalisation CLA VA TA3/EMBRYO SURROUNDING REGION 45 (CLE45) - BARELY ANY MERISTEM 3 (BAM3). De manière intéressante, l'activité de CLE45, très probablement au niveau de la liaison avec le récepteur, peut être modulé par le pH apoplastique. Pris ensemble, nos résultats impliquent que l'activité des pompes à protons, actives dans les cellules non différenciées du protophloème, doit être maintenue en dessous d'un certain seuil autrement la cascade de signalisation CLE45-BAM3 serait stimulée, en conséquence de quoi le protophloème ne pourrait se différencier. D'après la morphologie vacuolaire, une acidification prématurée de la paroi cellulaire dans le mutant brx empêche la différenciation du protophloème de manière stochastique. Une fois que le protophloème se différencie, les pompes à protons peuvent alors être activées afin d'acidifier l'apoplaste et ainsi faciliter l'allongement des cellules énuclées du protophloème, entraînées par la croissance des cellules environnantes. Finalement, la différenciation défectueuse du protophloème produit une accumulation d'auxine dans la partie supérieure de la racine car le phloème ne peut plus acheminer efficacement l'auxine au méristème. Physiologiquement, la 'fuite' d'auxine à partir du réseau vasculaire de la plante peut avoir des conséquences variées puisque l'auxine est impliquée dans la régulation de la majorité des aspects de la croissance et développement de la plante. Etant donné que l'auxine stimule l'initiation et développement des racines latérales, ce scénario pourrait expliquer le système racinaire plus ramifié du mutant brx. En plus, l'auxine est considérée comme un activateur des pompes à protons. Par ailleurs, nous avons montré que les mutants brx ont la capacité d'acidifier le milieu plus efficacement que les plantes sauvages, une caractéristique des populations sauvages <¥Arabidopsis poussant sur des sols acides et contenant les allèles délétés brx. De plus, dans nos résultats nous avons mis en évidence que la plupart des accessions collectées originellement sur des sites acidophiles montre une hypersensibilité au traitement par CLE45. Ceci implique que l'adaptation des plantes aux sols acides repose sur la pression de sélection positive à rencontre des régulateurs négatifs de CLE45- BAM3, situés en amont de la cascade, tel le produit du gène BRX. Les analyses de ces accessions pourraient aboutir à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires responsables de l'adaptation des plantes aux sols acides. Tous nos résultats suggèrent que le ciblage des facteurs affectant la différenciation du protophloème serait une stratégie gagnante dans la sélection naturelle pour changer l'architecture de la racine et ainsi s'adapter efficacement à un nouvel environnement.