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SYNTHESIS AND ELECTROCHEMICAL CHARACTERISTICS OF Fe (III)-ETIO PORPHYRIN II AND ITS 5,15-BIS(PYRID-3-YL) DERIVATIVE
Authors: Berezina Nadezhda M. , Minh Do Ngoc , Bazanov Mikhail I. , Semeikin Aleksandr S. , Maksimova Aleksandra A.
Published: January 2018

In this work acetato(3,7,13,17-tetramethyl-2,8,12,18-tetraethylporphinato)iron(III) [(AcO)FeTMeTEtP] and acetato[5,15-bis(pyrid-3-yl)-3,7,13,17-tetramethyl-2,8,12,18-tetraethylporphinato)iron(III) [(OAc)OFe(Py-3)2TMeTEtP] have been synthesized and characterized. Electrochemical properties and electrocatalytic activity of complexes in oxygen electroreduction reaction in 0.1M KOH aqueous solution were studied by the cyclic voltammetry. The comparative analysis of the effect of complex formation, as well as functional substitution in the molecule (the introduction of one or two pyridyl fragments into meso-positions of the macrocycle) on the electrochemical parameters and activity of alkyl-substituted and pyridyl-substituted porphyrins in oxygen electroreduction reaction were carried out. The research of electrochemical behavior of complexes with close structure in experimental conditions has showed that a pyridyl substituent significantly affects the studied properties. The published data and obtained in our work have showed that (AcO)FeTMeTEtP and (AcO)Fe(Py-3)2TMeTEtP are characterized by redox processes involving both the porphyrin macrocycle (L ↔ Lˉ˙, Lˉ˙ ↔ L2ˉ), and metal (Fe3+ ↔ Fe2+, Fe2+ ↔ Fe+). It should be noted that the process of electroreduction of the central metal ion (Fe3+ ↔ Fe2+) proceeds under additional introduction of oxygen into the system for the (AcO)FeTMeTEtP, (Cl)Fe(Py-3)HMeDEtP and (AcO)Fe(Py-3)2TMeTEtP. The results of investigation of the electrocatalytic activity of tetrapyrrole compounds in an aqueous-alkaline medium allows one to make a conclusion about the positive effect of complexation and the introduction of electron-donor substitutes in the porphyrin macrocycle on the electroreduction process of molecular oxygen. The electrocatalytic activity of the studied compounds in the oxygen ionization reaction were increased, according to the decrease in the half-wave potential of O2 [E1/2(O2)] in the series: H2TMeTEtP < (AcO)FeTMeTEtP < (AcO)Fe(Py-3)2TMeTEtP.Forcitation:Berezina N.M., Do Ngoc Minh, Bazanov M.I., Semeikin A.S., Maksimova A.A. Synthesis and electrochemical characteristics of Fe (III) - etio porphyrin ii and its 5,15-bis(pyrid-3-yl) derivative. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V. 61. N 2. P. 29-34
Computing NodeTrix Representations of Clustered Graphs
Authors: Da Lozzo Giordano , Di Battista Giuseppe , Frati Fabrizio , Patrignani Maurizio
Published: January 2018

NodeTrix representations are a popular way to visualize clustered graphs; they represent clusters as adjacency matrices and inter-cluster edges as curves connecting the matrix boundaries. We study the complexity of constructing NodeTrix representations focusing on planarity testing problems, and we show several $\mathbb{NP}$-completeness results and some polynomial-time algorithms. Building on such algorithms we develop a JavaScript library for NodeTrix representations aimed at reducing the crossings between edges incident to the same matrix.
A formação de professores para a educação infantil no limiar dos vinte anos da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional 9.394/96
Authors: De Resende Peroza Marilúcia Antônia , Oliver Martins Pura Lúcia
Published: January 2018

A necessidade de consolidar uma formação de professores condizente com as demandas do mundo contemporâneo tem mobilizado muitos pesquisadores e educadores a buscar uma aproximação entre a formação docente e a transformação da prática pedagógica. O limiar dos vinte anos de promulgação da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDBEN/96), torna-se um momento importante para reavaliar as mudanças que essa lei proporcionou, bem como apontar os desafios impostos pelo contexto atual. O presente artigo pretende abordar a formação inicial de professores da educação infantil, cujas alterações, promovidas pela LDBEN/96, delinearam novas perspectivas para o curso de Pedagogia e nova identidade para as instituições que atendem a criança. Discute-se o processo formativo desenvolvido no curso de Pedagogia como primeiro passo na construção da profissionalidade docente para atuar com a primeira infância, a partir das especificidades dessa etapa educativa. Trata-se de um estudo exploratório, com o intuito de levantar informações a respeito da temática para posterior aprofundamento (SEVERINO, 2007), cuja análise toma como eixo epistemológico a teoria enquanto expressão da prática dos sujeitos no processo educativo (MARTINS, 2006). Este texto defende a necessária relação entre teoria e prática na formação de professores na área da formação inicial, tendo como base os estudos de Garcia (1999), Machado (2000), Cerisara (2002), Kishimoto (2004), Saviani (2009), Gatti e Barreto (2009), Gomes (2009), Sarmento (2013), entre outros. O estudo conclui que há especificidades no âmbito da prática educativa com as crianças que ainda precisam ser consideradas nas propostas de formação inicial de professores.
Professores alfabetizadores: estudo sobre elementos do desenvolvimento profissional
Authors: Hoça Liliamar , Paulin Romanowski Joana , Manosso Cartaxo Simone Regina
Published: January 2018

O texto tem o propósito de indicar os elementos que caracterizam o desenvolvimento profissional dos professores alfabetizadores. Focaliza a análise sobre tempos e espaços de vida profissional e pessoal desses professores, considerando acontecimentos e aprendizagens, necessidades e expectativas, ao longo da carreira. A metodologia de estudo é de abordagem qualitativa, considerando como fonte de dados os depoimentos de professores alfabetizadores de um município da região metropolitana de Curitiba. Para a análise foram observados os momentos e acontecimentos “charneira” (JOSSO, 2004), a partir do que dizem os professores alfabetizadores sobre a inserção profissional e continuidade como alfabetizadoras. O estudo aponta o ingresso como professor alfabetizador, a formação durante a prática pedagógica, a formação continuada e as condições de trabalho como elementos, momentos e espaços fundamentais na constituição do desenvolvimento profissional. Os resultados, ainda, indicam que o desenvolvimento profissional nasce, em um primeiro momento das incertezas, e se intensifica com a estabilidade na prática alfabetizadora, favorecendo a continuidade para tornar-se professor alfabetizador.
FORMAÇÃO DE PROFESSORES, COMPLEXIDADE E TRABALHO DOCENTE
Authors: Gatti Bernardete Angelina
Published: January 2018

As condições societárias, hoje, mostram-se multifacetadas e heterogêneas, e, por isso, mais complexas. Pensar e fazer a formação de professores envolve considerar condições situacionais e conscientizar-se das finalidades dessa formação, considerar os porquês, o para quê e o para quem ela é realizada, assumindo compromissos éticos e sociais. Levando em conta isso, o artigo propõe inicialmente visitar o cenário que se nos apresenta hoje na sociedade em geral, e, na educação no Brasil como ponto de partida para uma reflexão sobre como se realiza essa formação e seus efeitos fundamentando a necessidade de mudanças radicais nesse processo formativo.
Escolas e professores no séc XXI: exigências, desafios, compromissos e respostas
Authors: Cosme Ariana
Published: January 2018

A reflexão que se propõe neste texto constrói-se a partir da identificação de diversos tipos de discursos que se têm vindo a produzir sobre a ação docente e as possibilidades dos professores encontrarem um sentido para a profissão que abraçaram. Após se caraterizar os diferentes tipos de discursos identificados, reflete-se sobre os pressupostos e as implicações dos mesmos, denunciando-se equívocos e afirmando-se as potencialidades das narrativas que enfatizam a reflexividade docente como condição e suporte de um projeto de afirmação profissional congruente com os desafios e as exigências curriculares e pedagógicas das escolas do século XXI.
MESTRADO PROFISSIONAL E MESTRADO ACADÊMICO: APROXIMAÇÕES E DIFERENÇAS
Authors: André Marli
Published: January 2018

O texto discute uma proposta de formação de profissionais da educação básica. Toma como pano de fundo alguns desafios enfrentados na formação dos mestrandos que buscam o Programa de Mestrado Profissional em Educação: Formação de Formadores, da PUC SP. O intuito do curso é criar condições para o desenvolvimento de sujeitos críticos, reflexivos, analistas simbólicos da realidade e implementadores de mudanças que concorram para uma educação de qualidade destinada às crianças e jovens da escola básica.  A proposta curricular está centrada em disciplinas e atividades que visam articular a pesquisa e a prática pedagógica, o que provocou, por parte dos professores do programa, um questionamento sobre o que caracteriza a pesquisa no mestrado profissional e em que medida se distingue da pesquisa no mestrado acadêmico. Vários autores estrangeiros, como Stenhouse, Elliot, Tripp, Lerner que discutem a pesquisa e a intervenção na escola e na sala de aula foram revisitados. Propostas de autores brasileiros como Lüdke e Gatti também foram retomadas para ajudar a esclarecer as dúvidas. Constatou-se que a diferenças fundamental encontra-se no objeto de estudo, um tem como referência a prática profissional, o outro, o avanço do conhecimento. O ponto de aproximação entre a pesquisa acadêmica e a pesquisa da prática é o rigor teórico-metodológico: ambas exigem planejamento, controle e sistematização do conhecimento.
ANÁLISE DE DADOS QUALITATIVOS NAS PESQUISAS SOBRE FORMAÇÃO DE PROFESSORES
Authors: Vosgerau Dilmeire Sant’Anna Ramos , Meyer Patrícia , Contreras Ricardo
Published: January 2018

Este artigo é fruto da palestra proferida no XII Congresso Nacional de Educação – EDUCERE na qual relatamos o processo de apropriação do software ATLAS.ti por estudantes de pós-graduação na condução do processo de análise de dados de suas pesquisas, apontando os desafios transpostos por eles, por meio da retomada das pesquisas qualitativas empreendidas. Em comum, os estudantes participaram da disciplina de “Análise de dados qualitativos utilizando recursos tecnológicos”, na PUCPR, ministrada desde 2004, ou de oficinas oferecidas em diversas universidades, nas quais são instrumentalizados para o uso do software ATLAS.ti. Apresentamos suas experiências reais, contextualizadas com os principais recursos disponibilizados pelo software e orientamos sobre a necessidade de capacitar os pesquisadores qualitativos para a realização de um consistente plano de análise de dados, que possa integrar as questões e subquestões de investigação propostas em sua pesquisa. Destacamos que a não definição de um plano influi na desistência de uso do software com muito mais frequência que possíveis barreiras tecnológicas. A partir da organização do plano, a aplicação das alternativas disponíveis pelo software é facilitada o que contribui para resultados mais significativos e consistentes na análise de dados.
DA EPISTEMOLOGIA CLÁSSICA DA EDUCAÇÃO À INCLUSÃO ESCOLAR: DESAFIOS E PERSPECTIVAS
Authors: Vieira Figueiredo Rita , Wessler Boneti Lindomar , Poulin Jean-Robert
Published: January 2018

Dedica-se neste artigo a analisar as especificidades da educação inclusiva, da implementação institucional à prática da sua ação. Argumenta-se que a educação inclusiva se apresenta frente a um desafio o qual se constitui no descompasso entre a epistemologia clássica da educação e a da educação inclusiva. Isto é, se de um lado a partir da epistemologia clássica a ação escolar utiliza como pressuposto básico a homogeneidade, funcionalidade e evolução, por outro lado, o pressuposto básico da educação inclusiva é que as diferenças se constituem em fator construtivo, a partir de trocas de experiências advindas das diferentes experiências de vida construídas nas especificidades e singularidades sociais. Porém, se a institucionalidade da escola, suas regras, normas e valores, continua assentada no pressuposto da epistemologia clássica da educação, o mundo social e acadêmico age de forma a criar caminhos que viabilizam a educação inclusiva, como é o caso da conquista da legislação e a pressão feita sobre a escola no sentido de acolher as diferenças e as singularidades sociais.
Convergências teóricas em representações sociais e seu aporte para o estudo de políticas docentes
Authors: Novaes Adelina , Ornellas Maria de Lourdes , Ens Romilda Teodora
Published: January 2018

Os debates quem compõem este artigo visam proporcionar uma análise acerca das potencialidades que a teoria das representações sociais (TRS) oferece às pesquisas em políticas docentes. Por meio da consideração de duas das abordagens teórico-metodológicas que compõem o domínio dos estudos em representações sociais, buscou-se identificar convergências teóricas que instrumentalizassem as pesquisas em políticas públicas. Os estudos da abordagem processual inquietaram os paradigmas da ciência moderna e criaram um estilo original em que a ênfase na subjetividade presentifica o conceito de sujeito e de objeto, uma vez que ambos compartilham de uma relação de construção mútua, na qual a realidade se constrói. Por outro lado, a abordagem dialógica proposta por Ivana Marková oferece um profícuo aparato para a compreensão da constituição social dos sujeitos que convivem nos contextos educacionais. A convergência teórica das abordagens discutidas contribuiu para a identificação da TRS enquanto uma vertente do conhecimento científico que fomenta a análise das políticas docentes, por oferecer constructos para o estudo das simbolizações expressas nos documentos, bem como daquelas circulantes nos diferentes grupos por meio das conversações e das práticas.
Comunicação e aprendizagem ubíqua: reconfiguração das práticas pedagógicas na cibercultura
Authors: Mantovani Ana Margô , Santos Bettina Steren dos
Published: January 2018

Este artigo apresenta uma pesquisa realizada com o objetivo de investigar como os professores reconfiguram suas práticas pedagógicas, por meio da comunicação e da aprendizagem ubíqua. Buscamos uma fundamentação teórica que inclui a “Biologia do Conhecer” e a “Multirreferencialidade”, bem como teóricos contemporâneos que estudam a cibercultura. Situa-se no âmbito do estudo de caso, constituído por professores de uma Instituição de Ensino Superior. A Análise Textual Discursiva configurou-se no método de interpretação das narrativas. Evidenciamos que os professores: incorporam em suas práticas pedagógicas a lógica comunicacional da cibercultura, por meio da comunicação ubíqua e das relações dialógicas que estabelecem; propõem situações de aprendizagem problematizadoras, configurando um espaço de convivência híbrido e ubíquo; e promovem estratégias de integração da aprendizagem ubíqua ao ensino formal. Concluímos que o potencial da ubiquidade proporciona novas ambiências comunicacionais que possibilitam a reconfiguração das práticas pedagógicas. Para tal, é necessário instaurar uma dinâmica de comunicação multi (direcional/ dimensional), pautada na interatividade, nos processos de ensinar e aprender.
Sustentabilidade na educação ambiental: uma alternativa local, na reserva extrativista do Extremo Norte do Tocantins
Authors: Vieira Fábio Pessoa , Barbosa e Souza Lucas
Published: January 2018

Este artigo intenta apresentar outra possibilidade de compreensão sobre a sustentabilidade, na Educação Ambiental, tendo como suporte a fenomenologia e o pós-colonialismo. Para isso, o caminho escolhido é compreender a relação do homem com o ambiente, considerando como ponto deflagrador para tal, o envolvimento com o lugar. Esse envolvimento é entendido como uma perspectiva crítica à sociedade moderna e cientificista e à sua concepção de desenvolvimento, que implica na degradação ambiental. Logo, pensar sobre a sustentabilidade na Educação Ambiental é compreender que existe uma diversidade de sustentabilidades, construídas como produto das experiências humanas, a partir da relação de envolvimento com o lugar. Dessa maneira, a presente pesquisa buscou apresentar uma alternativa, de sustentabilidade local, ao conceito de desenvolvimento sustentável elaborado pela ONU. Tal alternativa foi descrita por intermédio de relatórios, elaborados por estudantes de Pedagogia da Universidade Federal do Tocantins, em uma saída de campo realizada na Reserva Extrativista do Extremo Norte do Tocantins.
Formación ambiental y prácticas pedagógicas: una perspectiva desde los egresados de la UACM
Authors: Ortega Miguel Ángel Arias
Published: January 2018

El programa académico de la Maestría en Educación Ambiental de la Universidad Autónoma de la Ciudad de México (UACM), tiene como finalidad contribuir en la formación de educadoras y educadores ambientales con un profundo sentido humanista, crítico y social, con el que participen en la construcción de alternativas para enfrentar los problemas ambientales que se viven en diferentes puntos de la Ciudad de México y del país en lo general. En este trabajo se hace un análisis sobre el tipo de prácticas pedagógicas, que vinculadas a lo ambiental, desarrollan las egresadas y egresados de este programa académico, a fin de conocer qué acciones realizan, dónde las desarrollan, a quién o quiénes las dirigen y cuáles han sido los niveles de incidencia en los grupos sociales donde enfocan su labor educativa.El documento ofrece una visión general que permite conocer y analizar cómo la formación de educadoras y educadores ambientales en la UACM, posibilita la concreción de acciones pedagógicas que coadyuvan a mejorar las condiciones ambientales a nivel local, regional y nacional; al tiempo que muestra algunos rasgos sobre cómo los egresados vivieron su proceso formativo, lo que destacan del mismo y cómo los ha habilitado o no, para el diseño y ejecución de prácticas pedagógicas a nivel personal, social e institucional en el campo de la educación ambiental (EA).
Experiência de Educação Ambiental utilizando Pesquisa e Inovação Responsáveis da Pontifícia Universidade Católica do Paraná no Projeto Europeu Engage
Authors: Torres Patrícia Lupion , Santos Katia Ethiénne Esteves dos , Kowalski Raquel Pasternak Glitz , Okada Alexandra
Published: January 2018

Este estudo investiga como o grupo de pesquisa Prática Pedagógica na Educação Presencial e a Distância: Metodologias e Recursos Inovadores de Aprendizagem PRAPETEC – da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR), em parceria com o projeto europeu Engage, promoveu atividades com estudantes do Ensino Médio e Superior para desenvolver novas estratégias para equipar os estudantes, para aplicar o conhecimento científico e desenvolver habilidades de pesquisa RRI (Responsible Research and Innovation – Pesquisa e Inovação Responsáveis) durante o ano de 2015. O projeto europeu Engage (engagementingscience.eu) tem como objetivo aumentar a conscientização da Pesquisa e Inovação Responsáveis (RRI). A PUCPR, em parceria com o projeto Engage, realizou uma série de atividades, que promoveram a educação ambiental, envolvendo a Agrobiodiversidade – Transgênicos, por meio de Recursos Educacionais Abertos (REA) e a cocriação. Neste contexto, os professores desempenham um papel importante para tornar a educação ambiental mais relevante para as preocupações dos alunos, que são conhecidos por serem orientados para o futuro. Isso pode aumentar a probabilidade de que os alunos possam aplicar o que aprenderam fora da escola e, também, responderem a desafios sociais.
Reflexões sobre a Educação Ambiental no curso de Pedagogia
Authors: Saheb Daniele , Rosa Maria Arlete , Andrade Marília Torales Campos de
Published: January 2018

Busca-se, neste artigo, analisar os desafios diante dos limites e possibilidades no processo de implementação da educação ambiental em dois cursos de Pedagogia ofertados por instituições da rede particular de ensino de Curitiba. Para tanto, será considerada a política de educação ambiental para a educação superior e básica em âmbito nacional (BRASIL, 2012a) e no Paraná (PARANÁ, 2013b), bem como se investigará a educação ambiental nos eixos da gestão e da organização curricular, tendo sido realizada pesquisa documental e bibliográfica. Verificou-se a compreensão das alunas formandas, selecionadas de forma aleatória para participar de grupo focal, sobre meio ambiente e educação ambiental. Os resultados indicam que os desafios tratam da decisão institucional quanto ao planejamento e destinação de recursos financeiros e humanos, no sentido de atender às normas vigentes sobre o desenvolvimento da educação ambiental nos eixos do espaço físico, da gestão e da organização curricular. Foram apontados outros desafios, tais como: conhecimento da realidade socioambiental do espaço físico da instituição de ensino; readequação do plano de desenvolvimento institucional e propostas pedagógicas dos cursos de Pedagogia no enfoque da ambientalização da gestão; e possibilidades de inserção da educação ambiental como conteúdo nos componentes curriculares ou como disciplina específica na matriz pedagógica dos cursos de Pedagogia. Ademais, as alunas formandas de Pedagogia reconhecem que a educação ambiental contribui para ampliar a compreensão das questões socioambientais na formação profissional e na atuação no cotidiano da escola.
Prootic anatomy of a juvenile tyrannosauroid from New Jersey and its implications for the morphology and evolution of the tyrannosauroid braincase
Authors: Brownstein Chase D
Published: January 2018

Among the most recognizable theropods are the tyrannosauroids, a group of small to large carnivorous coelurosaurian dinosaurs that inhabited the majority of the northern hemisphere during the Cretaceous and came to dominate large predator niches in North American and Asian ecosystems by the end of the Mesozoic era. The clade is among the best-represented of dinosaur groups in the notoriously sparse fossil record of Appalachia, the Late Cretaceous landmass that occupied the eastern portion of North America after its formation from the transgression of the Western Interior Seaway. Here, the prootic of a juvenile tyrannosauroid collected from the middle-late Campanian Marshalltown Formation of the Atlantic Coastal Plain is described, remarkable for being the first concrete evidence of juvenile theropods in that plain during the time of the existence of Appalachia and the only portion of theropod braincase known from the landmass. Phylogenetic analysis recovers the specimen as an “intermediate” tyrannosauroid of similar grade to Dryptosaurus and Appalachiosaurus. Comparisons with the corresponding portions of other tyrannosauroid braincases suggest that the Ellisdale prootic is more similar to Turonian forms in morphology than to the derived tyrannosaurids of the Late Cretaceous, thus supporting the hypothesis that Appalachian tyrannosauroids and other vertebrates were relict forms surviving in isolation from their derived counterparts in Eurasia.
Prediction of enzymatic pathways by integrative pathway mapping
Authors: Calhoun Sara , Korczynska Magdalena , Wichelecki Daniel J , San Francisco Brian , Zhao Suwen , Rodionov Dmitry A , Vetting Matthew W , Al-Obaidi Nawar F , Lin Henry , O'Meara Matthew J , Scott David A , Morris John H , Russel Daniel , Almo Steven C , Osterman Andrei L , Gerlt John A , Jacobson Matthew P , Shoichet Brian K , Sali Andrej
Published: January 2018

The functions of most proteins are yet to be determined. The function of an enzyme is often defined by its interacting partners, including its substrate and product, and its role in larger metabolic networks. Here, we describe a computational method that predicts the functions of orphan enzymes by organizing them into a linear metabolic pathway. Given candidate enzyme and metabolite pathway members, this aim is achieved by finding those pathways that satisfy structural and network restraints implied by varied input information, including that from virtual screening, chemoinformatics, genomic context analysis, and ligand -binding experiments. We demonstrate this integrative pathway mapping method by predicting the L-gulonate catabolic pathway in Haemophilus influenzae Rd KW20. The prediction was subsequently validated experimentally by enzymology, crystallography, and metabolomics. Integrative pathway mapping by satisfaction of structural and network restraints is extensible to molecular networks in general and thus formally bridges the gap between structural biology and systems biology.
Hepatitis B virus core protein allosteric modulators can distort and disrupt intact capsids
Authors: Schlicksup Christopher John , Wang Joseph Che-Yen , Francis Samson , Venkatakrishnan Balasubramanian , Turner William W , VanNieuwenhze Michael , Zlotnick Adam
Published: January 2018

Defining mechanisms of direct-acting antivirals facilitates drug development and our understanding of virus function. Heteroaryldihydropyrimidines (HAPs) inappropriately activate assembly of hepatitis B virus (HBV) core protein (Cp), suppressing formation of virions. We examined a fluorophore-labeled HAP, HAP-TAMRA. HAP-TAMRA induced Cp assembly and also bound pre-assembled capsids. Kinetic and spectroscopic studies imply that HAP-binding sites are usually not available but are bound cooperatively. Using cryo-EM, we observed that HAP-TAMRA asymmetrically deformed capsids, creating a heterogeneous array of sharp angles, flat regions, and outright breaks. To achieve high resolution reconstruction (<4 Å), we introduced a disulfide crosslink that rescued particle symmetry. We deduced that HAP-TAMRA caused quasi-sixfold vertices to become flatter and fivefold more angular. This transition led to asymmetric faceting. That a disordered crosslink could rescue symmetry implies that capsids have tensegrity properties. Capsid distortion and disruption is a new mechanism by which molecules like the HAPs can block HBV infection.
The genome of the Hi5 germ cell line from Trichoplusia ni, an agricultural pest and novel model for small RNA biology
Authors: Fu Yu , Yang Yujing , Zhang Han , Farley Gwen , Wang Junling , Quarles Kaycee A , Weng Zhiping , Zamore Phillip D
Published: January 2018

We report a draft assembly of the genome of Hi5 cells from the lepidopteran insect pest, Trichoplusia ni, assigning 90.6% of bases to one of 28 chromosomes and predicting 14,037 protein-coding genes. Chemoreception and detoxification gene families reveal T. ni-specific gene expansions that may explain its widespread distribution and rapid adaptation to insecticides. Transcriptome and small RNA data from thorax, ovary, testis, and the germline-derived Hi5 cell line show distinct expression profiles for 295 microRNA- and >393 piRNA-producing loci, as well as 39 genes encoding small RNA pathway proteins. Nearly all of the W chromosome is devoted to piRNA production, and T. ni siRNAs are not 2´-O-methylated. To enable use of Hi5 cells as a model system, we have established genome editing and single-cell cloning protocols. The T. ni genome provides insights into pest control and allows Hi5 cells to become a new tool for studying small RNAs ex vivo.
Portraits of a pressure sensor
Authors: Chesler Alexander T , Szczot Marcin
Published: January 2018

Near atomic-resolution structures have provided insights into the mechanisms by which the Piezo1 ion channel senses and responds to mechanical stimuli.
Intra-colonial diversity in the scleractinian coral,Acropora millepora: identifying the nutritional gradients underlying physiological integration and compartmentalised functioning
Authors: Conlan Jessica A. , Humphrey Craig A. , Severati Andrea , Francis David S.
Published: January 2018

Scleractinian corals are colonial organisms comprising multiple physiologically integrated polyps and branches. Colonialism in corals is highly beneficial, and allows a single colony to undergo several life processes at once through physiological integration and compartmentalised functioning. Elucidating differences in the biochemical composition of intra-colonial branch positions will provide valuable insight into the nutritional reserves underlying different regions in individual coral colonies. This will also ascertain prudent harvesting strategies of wild donor-colonies to generate coral stock with high survival and vigour prospects for reef-rehabilitation efforts and captive husbandry. This study examined the effects of colony branch position on the nutritional profile of two different colony sizes of the common scleractinian,Acropora millepora. For smaller colonies, branches were sampled at three locations: the colony centre (S-centre), 50% of the longitudinal radius length (LRL) (S-50), and the colony edge (S-edge). For larger colonies, four locations were sampled: the colony centre (L-centre), 33.3% of the LRL (L-33), 66.6% of the LRL (L-66), and the edge (L-edge). Results demonstrate significant branch position effects, with the edge regions containing higher protein, likely due to increased tissue synthesis and calcification. Meanwhile, storage lipid and total fatty acid concentrations were lower at the edges, possibly reflecting catabolism of high-energy nutrients to support proliferating cells. Results also showed a significant effect of colony size in the two classes examined. While the major protein and structural lipid sink was exhibited at the edge for both sizes, the major sink for high-energy lipids and fatty acids appeared to be the L-66 position of the larger colonies and the S-centre and S-50 positions for the smaller colonies. These results confirm that the scleractinian coral colony is not nutritionally homogeneous, and while different regions of the coral colony are functionally specialised, so too are their nutritional profiles geared toward meeting specific energetic demands.
Distribution of bacterial communities along the spatial and environmental gradients from Bohai Sea to northern Yellow Sea
Authors: Yu Shu-Xian , Pang Yun-Long , Wang Yin-Chu , Li Jia-Lin , Qin Song
Published: January 2018

The eutrophic Bohai Sea receives large amount of suspended material, nutrients and contaminant from terrestrial runoff, and exchanges waters with the northern Yellow Sea through a narrow strait. This coastal region provides an ideal model system to study microbial biogeography. We performed high-throughput sequencing to investigate the distribution of bacterial taxa along spatial and environmental gradients. The results showed bacterial communities presented remarkable horizontal and vertical distribution under coastal gradients of spatial and environmental factors. Fourteen abundant taxa clustered the samples into three distinctive groups, reflecting typical habitats in shallow coastal water (seafloor depth ≤ 20 m), sunlit surface layer (at water surface with seafloor depth >20 m) and bottom water (at 2–3 m above sediment with seafloor depth >20 m). The most significant taxa of each cluster were determined by the least discriminant analysis effect size, and strongly correlated with spatial and environmental variables. Environmental factors (especially turbidity and nitrite) exhibited significant influences on bacterial beta-diversity in surface water (at 0 m sampling depth), while community similarity in bottom water (at 2–3 m above sediment) was mainly determined by depth. In both surface and bottom water, we found bacterial community similarity and the number of OTUs shared between every two sites decreased with increasing geographic distance. Bacterial dispersal was also affected by phosphate, which was possible due to the high ratios of IN/IP in this coastal sea area.
Cost-benefit analysis for invasive species control: the case of greater Canada gooseBranta canadensisin Flanders (northern Belgium)
Authors: Reyns Nikolaas , Casaer Jim , De Smet Lieven , Devos Koen , Huysentruyt Frank , Robertson Peter A. , Verbeke Tom , Adriaens Tim
Published: January 2018

Background

Sound decisions on control actions for established invasive alien species (IAS) require information on ecological as well as socio-economic impact of the species and of its management. Cost-benefit analysis provides part of this information, yet has received relatively little attention in the scientific literature on IAS.

Methods

We apply a bio-economic model in a cost-benefit analysis framework to greater Canada gooseBranta canadensis, an IAS with documented social, economic and ecological impacts in Flanders (northern Belgium). We compared a business as usual (BAU) scenario which involved non-coordinated hunting and egg destruction with an enhanced scenario based on a continuation of these activities but supplemented with coordinated capture of moulting birds. To assess population growth under the BAU scenario we fitted a logistic growth model to the observed pre-moult capture population. Projected damage costs included water eutrophication and damage to cultivated grasslands and were calculated for all scenarios. Management costs of the moult captures were based on a representative average of the actual cost of planning and executing moult captures.

Results

Comparing the scenarios with different capture rates, different costs for eutrophication and various discount rates, showed avoided damage costs were in the range of 21.15 M€ to 45.82 M€ under the moult capture scenario. The lowest value for the avoided costs applied to the scenario where we lowered the capture rate by 10%. The highest value occurred in the scenario where we lowered the real discount rate from 4% to 2.5%.

Discussion

The reduction in damage costs always outweighed the additional management costs of moult captures. Therefore, additional coordinated moult captures could be applied to limit the negative economic impact of greater Canada goose at a regional scale. We further discuss the strengths and weaknesses of our approach and its potential application to other IAS.
Gene-based association study for lipid traits in diverse cohorts implicates BACE1 and SIDT2 regulation in triglyceride levels
Authors: Andaleon Angela , Mogil Lauren S. , Wheeler Heather E.
Published: January 2018

Plasma lipid levels are risk factors for cardiovascular disease, a leading cause of death worldwide. While many studies have been conducted on lipid genetics, they mainly focus on Europeans and thus their transferability to diverse populations is unclear. We performed SNP- and gene-level genome-wide association studies (GWAS) of four lipid traits in cohorts from Nigeria and the Philippines and compared them to the results of larger, predominantly European meta-analyses. Two previously implicated loci met genome-wide significance in our SNP-level GWAS in the Nigerian cohort, rs34065661 in CETP associated with HDL cholesterol (P = 9.0 × 10−10) and rs1065853 upstream of APOE associated with LDL cholesterol (P = 6.6 × 10−9). The top SNP in the Filipino cohort associated with triglyceride levels (rs662799; P = 2.7 × 10−16) and has been previously implicated in other East Asian studies. While this SNP is located directly upstream of well known APOA5, we show it may also be involved in the regulation of BACE1 and SIDT2. Our gene-based association analysis, PrediXcan, revealed decreased expression of BACE1 and decreased expression of SIDT2 in several tissues, all driven by rs662799, significantly associate with increased triglyceride levels in Filipinos (FDR <0.1). In addition, our PrediXcan analysis implicated gene regulation as the mechanism underlying the associations of many other previously discovered lipid loci. Our novel BACE1 and SIDT2 findings were confirmed using summary statistics from the Global Lipids Genetic Consortium (GLGC) meta-GWAS.
U-PB-ВОЗРАСТ И ГЕОХИМИЯ ВКЛЮЧЕНИЯ ЦИРКОНА В САПФИРЕ: ЩЁЛОЧНОБАЗАЛЬТОВЫЙ ИСТОЧНИК ЮВЕЛИРНЫХ КАМНЕЙ В РОССЫПЯХ ПРИМОРЬЯ, "Доклады Академии наук"
Authors: Акинин В.В. , Высоцкий С.В. , Кобл М. , Асеева А. В.
Published: January 2018

Приведены первые результаты U-Pb-SHRIMP-датирования включений циркона в сапфире из Незаметнинской россыпи на севере Приморья. Полученный возраст парагенезиса этих минералов (12,2 ± 0,2 млн лет) практически совпадает с возрастом излияния щелочных базальтов региона, что предоставляет прямые доказательства их генетической связи. Геохимия примесных элементов в датированном цирконе предполагает его кристаллизацию из щёлочнобазальтовой магмы или её более поздних трахитовых/фонолитовых дериватов.
ЭКЛОГИТОВЫЙ СЛЕД В ЭВОЛЮЦИИ ПОЗДНЕКАЙНОЗОЙСКОГО ЩЁЛОЧНО-БАЗАЛЬТОВОГО ВУЛКАНИЗМА ЮГО-ЗАПАДНОГО ФЛАНГА БАЙКАЛЬСКОЙ РИФТОВОЙ ЗОНЫ - ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ СЛЕДСТВИЯ, "Доклады Академии наук"
Authors: Перепелов А.Б. , Кузьмин М.И. , Цыпукова С.С. , Демонтерова Е.И. , Иванов А.В. , Щербаков Ю.Д. , Пузанков М.Ю. , Одгэрэл Д. , Бат-Улзий Д.
Published: January 2018

Вероятный источник щёлочно-базальтовых магм при формировании позднекайнозойских вулканических ареалов на юго-западном фланге Байкальской рифтовой зоны - эклогитизированное вещество океанической литосферы. Трахиандезибазальты раннего этапа вулканизма ~ 28-23 млн лет) отличаются повышенными содержаниями HFSE, P2O5, F, Zn, Ga, Sr, Sn, ЛРЗЭ и высокими значениями Fe/Mn = 72-77, Sm/Yb = 7,7-8,5, Sr/Y = 57-63, Ga/Sc = 2,1-2,3. Магмы этого этапа образуются в условиях 2-8% степени парциального плавления мантийного субстрата, обогащённого веществом эклогитового источника (50-70%) (Cpx/Grt = 1,5-1,7). Базальтоидные магмы завершающего этапа вулканизма ~6-4 млн лет) образуются в условиях 1,5-4% степени плавления фертилизированной мантии (Cpx/Grt = 2,1-3,1, Fe/Mn = 62-71, Sm/Yb = 3,5-4,6, Sr/Y = 29-44, Ga/Sc = 1,0-1,4). Направленные вариации составов последовательно формирующихся в позднем кайнозое базальтоидных магм на юго-западном фланге рифтовой зоны образуют так называемый “эклогитовый след”.
НОВАЯ МОДЕЛЬ ПЛЕЙСТОЦЕНОВОГО ОЛЕДЕНЕНИЯ НА СЕВЕРЕ УРАЛА, "Доклады Академии наук"
Authors: Астахов В.И.
Published: January 2018

Изложены собранные в последнее время данные международных геологических экспедиций о возрасте выраженных в рельефе древнеледниковых образований Полярного Урала, датированных новейшими методами: оптико-люминесцентным, радиоуглеродным и по содержанию космогенного Be в валунах. Новые датировки вместе с данными геологических съёмок и интерпретации дистанционных изображений дают основания отвергнуть идею уральского центра покровного оледенения и реконструировать небольшие горно-долинные ледники к югу от Карского ледникового покрова.
АКТИВНОСТЬ КОМПОНЕНТОВ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ В КОРНЯХ РАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОМ СНИЖЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ И ИНВАЗИИ ПАРАЗИТИЧЕСКИМИ НЕМАТОДАМИ, "Доклады Академии наук"
Authors: Лаврова В.В. , Матвеева Е.М. , Зиновьева С.В.
Published: January 2018

При заражении картофеля фитопаразитической нематодой G. rostochiensis исследовали активность каталазы и супероксиддисмутазы в корнях восприимчивых растений и растений, обработанных переменными температурами. Установили, что восприимчивые к инвазии растения на протяжении всего периода заражения нематодой обладали высокой активностью этих ферментов, что позволяло поддерживать в активном состоянии защиту от окислительного стресса, вызванного внедрением и последующей деятельностью личинок. Для растений, обработанных переменными температурами, зарегистрировали снижение активности каталазы и супероксиддисмутазы на ранних этапах паразитирования и повышение активности этих ферментов на поздних этапах.
ДИНАМИКА СОБСТВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ ОДНОГО -СИММЕТРИЧЕСКОГО ОПЕРАТОРА ШТУРМА-ЛИУВИЛЛЯ. КРИТЕРИИ ПОДОБИЯ САМОСОПРЯЖЁННЫМ И НОРМАЛЬНЫМ ОПЕРАТОРАМ, "Доклады Академии наук"
Authors: Туманов С.Н. , Шкаликов А.А.
Published: January 2018

Исследуется динамика собственных значений семейства операторов Штурма-Лиувилля с комплексным суммируемым -симметричным потенциалом на конечном отрезке. В модельном случае комплексного оператора Эйри формулируется критерий подобия операторов семейства самосопряжённым и нормальным, аналитически вычисляются исключительные значения параметра, соответствующие кратным собственным значениям.
О МАЯТНИКЕ НА ВРАЩАЮШЕМСЯ И ВИБРИРУЮЩЕМ ОСНОВАНИИ, "Доклады Академии наук"
Authors: Маркеев А. П.
Published: January 2018

Исследуется движение маятника в однородном поле тяжести. Предполагается, что основание маятника вращается вокруг вертикали и одновременно совершает гармонические колебания вдоль этой вертикали с высокой частотой и малой амплитудой. При помощи классической теории возмущений и современных методов анализа нелинейных динамических систем решена задача о существовании и устойчивости периодических движений маятника с периодом, равным периоду колебаний его основания.
ВЛИЯНИЕ ТИПА ПРОВОДИМОСТИ КРЕМНИЯ НА ПРОЦЕСС ЗАРОЖДЕНИЯ И ОБРАЗОВАНИЯ В НЁМ ПОР ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОМ ТРАВЛЕНИИ, "Доклады Академии наук"
Authors: Абрамова Е.Н. , Хорт А.М. , Яковенко А.Г. , Цыганков В.Н. , Слипченко Е. А. , Швец В.И.
Published: January 2018

Исследовано влияние типа проводимости Si на процесс зарождения и образования в нём пор при электрохимическом травлении. Установлено, что различие процессов порообразования в Si n- и р-типов проводимости обусловлено свойствами и природой слоёв, образующихся в начальные времена травления на поверхности Si. На основе представлений о химизме процесса взаимодействия Si с травителем предложен возможный состав образующихся слоёв на поверхности Si.
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИКО-ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБЖИГА ДВИЖУЩЕЙСЯ МНОГОСЛОЙНОЙ МАССЫ ФОСФОРИТОВЫХ ОКАТЫШЕЙ, "Доклады Академии наук"
Authors: Мешалкин В.П. , Бобков В.И. , Дли М.И. , Ходченко С. М.
Published: January 2018

Разработаны математическая и компьютерная модели многостадийного химико-энерготехнологического процесса обжига фосфоритовых окатышей, включающего реакцию диссоциации карбонатов и процесс спекания движущейся плотной многослойной массы фосфоритовых окатышей в сложной химико-энерготехнологической системе - конвейерной обжиговой машине. Проверена адекватность разработанной математической модели. Проведены вычислительные эксперименты по определению режимных параметров ХЭТП обжига при различных физико-химических характеристиках исходного фосфатного сырья и внешнего потока газа-теплоносителя.
УТОЧНЁННЫЙ ТРЕНД ?13С В ДАЛЬНЕТАЙГИНСКОЙ СЕРИИ УРИНСКОГО ПОДНЯТИЯ (ВЕНД, ЮГ СРЕДНЕЙ СИБИРИ), "Доклады Академии наук"
Authors: Рудько С.В. , Петров П.Ю. , Кузнецов А.Б. , Шацилло А.В. , Петров О. Л.
Published: January 2018

Получены новые данные о вариациях 13С и  18O в последовательности отложений дальнетайгинской серии западного и восточного крыльев Уринской антиклинали. Сводная кривая 13С построена с учётом корреляции сиквенс-стратиграфических данных бассейнового анализа. В последовательности выявлена серия положительных аномалий. Рассмотрены варианты глобальной хемостратиграфической корреляции дальнетайгинской серии Уринского поднятия.
МОРФОЛОГИЯ КИМБЕРЛИТОВОЙ ТРУБКИ НЮРБИНСКАЯ И ЕЁ ВЗАИМООТНОШЕНИЕ С ДОЛЕРИТОВОЙ ДАЙКОЙ, "Доклады Академии наук"
Authors: Томшин М.Д. , Похиленко Н.П. , Тарских Е. В.
Published: January 2018

Исследование магматических образований в Накынском кимберлитовом поле, в том числе с использованием результатов изотопного датирования, позволили установить последовательность становления этих образований. Первыми 368,5-374,4 млн лет назад формировались интрузии Вилюйско-Мархинского дайкового пояса. Затем (363-364 млн лет) произошло становление кимберлитов. В раннем карбоне (338,2-345,6 млн лет) по кимберлитоконтролирующим разломам поступала магма щелочных базитов. Завершилась магматическая деятельность 331-324,9 млн лет назад образованием эксплозивных брекчий. Установлено, что кимберлитовая трубка Нюрбинская состоит из двух тел, кимберлитовый расплав которых последовательно внедрялся по самостоятельным каналам.
Characterization of a novel OTX2‐driven stem cell program in Group 3 and Group 4 medulloblastoma
Authors: Stromecki Margaret , Tatari Nazanin , Morrison Ludivine Coudière , Kaur Ravinder , Zagozewski Jamie , Palidwor Gareth , Ramaswamy Vijay , Skowron Patryk , Wölfl Matthias , Milde Till , Del Bigio Marc R. , Taylor Michael D. , Werbowetski‐Ogilvie Tamra E.
Published: January 2018

Medulloblastoma (MB) is the most common malignant primary pediatric brain cancer. Among the most aggressive subtypes, Group 3 and Group 4 originate from stem/progenitor cells, frequently metastasize, and often display the worst prognosis, yet we know the least about the molecular mechanisms driving their progression. Here, we show that the transcription factor orthodenticle homeobox 2 (OTX2) promotes self‐renewal while inhibiting differentiation in vitro and increases tumor initiation from MB stem/progenitor cells in vivo. To determine how OTX2 contributes to these processes, we employed complementary bioinformatic approaches to characterize the OTX2 regulatory network and identified novel relationships between OTX2 and genes associated with neuronal differentiation and axon guidance signaling in Group 3 and Group 4 MB stem/progenitor cells. In particular, OTX2 levels were negatively correlated with semaphorin (SEMA) signaling, as expression of 9 SEMA pathway genes is upregulated following OTX2 knockdown with some being potential direct OTX2 targets. Importantly, this negative correlation was also observed in patient samples, with lower expression of SEMA4D associated with poor outcome specifically in Group 4 tumors. Functional proof‐of‐principle studies demonstrated that increased levels of select SEMA pathway genes are associated with decreased self‐renewal and growth in vitro and in vivo and that RHO signaling, known to mediate the effects of SEMA genes, is contributing to the OTX2 KD phenotype. Our study provides mechanistic insight into the networks controlled by OTX2 in MB stem/progenitor cells and reveals novel roles for axon guidance genes and their downstream effectors as putative tumor suppressors in MB.
Magnetic Domain State Diagnosis in Soils, Loess, and Marine Sediments From Multiple First‐Order Reversal Curve‐Type Diagrams
Authors: Hu P. X. , Zhao X. , Roberts A. P. , Heslop D. , Viscarra Rossel R. A.
Published: January 2018

First‐order reversal curve (FORC) diagrams provide information about domain states and magnetostatic interactions that underpin paleomagnetic interpretations. FORC diagrams are a complex representation of remanent, induced, and transient magnetizations that can be assessed individually using additional FORC‐type measurements along with conventional measurements. We provide the first extensive assessment of the information provided by remanent, transient, and induced FORC diagrams for a diverse range of soil, loess/paleosol, and marine sediment samples. These new diagrams provide substantial information in addition to that provided by conventional FORC diagrams that aids comprehensive domain state diagnosis for mixed magnetic particle assemblages. In particular, we demonstrate from transient FORC diagrams that particles occur routinely in the magnetic vortex state. Likewise, remanent FORC diagrams provide information about the remanence‐bearing magnetic particles that are of greatest interest in paleomagnetic studies.
Characteristics of CO2 Concentration and Flux in the Beijing Urban Area
Authors: Cheng X. L. , Liu X. M. , Liu Y. J. , Hu F.
Published: January 2018

Since February 2012, CO2, H2O, and wind data at 10 Hz have been measured by the open‐path eddy covariance systems at 8, 16, 47, 80, 140, 200, and 280 m above ground level on the 325 m Beijing meteorological tower. Analysis of the data from 2013 to 2016 indicates that the annual averaged CO2 concentration increased and the local and regional CO2 emission decreased with the sequestration of background CO2 concentration. The maximum values occurred during winter, and the minimum values occurred during summer. During spring, summer, and autumn, there was a constant CO2 flux layer from 47 m to 140 m. However, during winter, CO2 flux increased with height, and the maximum appeared at approximately 140 m and then decreased with height. Above 47 m, the CO2 fluxes were represented as the net efflux, and below 16 m, the fluxes were near zero or a net uptake. At all observed heights, the diurnal variation in the CO2 concentration displayed a clear cycle with a peak corresponding to the morning transportation rush hour. The local wavelet power spectra of the CO2 concentration, CO2 flux, and other meteorological elements identified significant cross‐wavelet powers near the 24 h and 365 day bands for the CO2 concentration and flux with temperature, wind speed, friction velocity, and turbulent kinetic energy.