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17.4: Análise Quantitativa


Quando estamos trabalhando com um grande número de variáveis ​​que descrevem aspectos de algum fenômeno (por exemplo, itens em um teste como várias medidas do traço subjacente de "domínio do assunto"), muitas vezes focamos nossa atenção no que essas medidas múltiplas têm " em comum". Usando informações sobre a covariação entre as múltiplas medidas, podemos inferir uma dimensão ou fator subjacente; uma vez feito isso, podemos localizar nossas observações ao longo desta dimensão. A abordagem de localizar, ou pontuar, casos individuais em termos de suas pontuações em fatores da variância comum entre vários indicadores é o objetivo da análise de fator e componentes (e algumas outras técnicas de escala menos comuns).

Se pensarmos sobre nosso problema de dois modos, poderíamos aplicar essa lógica de "dimensionamento" aos atores ou aos eventos. Ou seja, poderíamos "dimensionar" ou indexar a similaridade dos atores em termos de sua participação nos eventos - mas ponderar os eventos de acordo com a variância comum entre eles. Da mesma forma, poderíamos "dimensionar" os eventos em termos dos padrões de co-participação dos atores - mas ponderar os atores de acordo com sua frequência de co-ocorrência. Técnicas como Ferramentas> MDS e a análise de fatores ou componentes principais pode ser usada para "dimensionar" tanto os atores quanto os eventos.

Também é possível aplicar esses tipos de lógicas de escalonamento aos dados de ator por evento. UCINET inclui duas técnicas analíticas de fator intimamente relacionadas (Ferramentas> Escala de 2 modos> SVD e Ferramentas> Análise de fator de escala de 2 modos) que examinam a variação em comum entre os atores e eventos simultaneamente. UCINET também inclui Ferramentas> Escala de 2 modos> Correspondência que aplica a mesma lógica aos dados binários. Uma vez que as dimensões subjacentes da variância conjunta tenham sido identificadas, podemos então "mapear" os atores e eventos no mesmo "espaço". Isso nos permite ver quais atores são semelhantes em termos de sua participação em eventos (que foram ponderados para refletir padrões comuns), quais eventos são semelhantes em termos de quais atores participam deles (ponderados para refletir padrões comuns), e quais atores e os eventos estão localizados "próximos" uns dos outros.

Às vezes, é possível interpretar os fatores ou dimensões subjacentes para obter insights sobre por que atores e eventos caminham juntos da maneira que o fazem. De maneira mais geral, grupos de atores e eventos que estão localizados de forma semelhante podem formar "tipos" ou "domínios" significativos de ação social.

A seguir, aplicaremos muito brevemente essas ferramentas aos dados sobre grandes doadores para iniciativas da Califórnia no período de 2000-2004. Nosso objetivo é ilustrar a lógica do escalonamento de 2 modos. A discussão aqui é muito curta sobre os tratamentos técnicos das diferenças (importantes) entre as técnicas.

Análise SVD de dois modos

A decomposição de valor singular (SVD) é um método de identificação dos fatores subjacentes aos dados de dois modos (valorados). O método de extração de fatores (valores singulares) difere um pouco da análise convencional de fator e componente, portanto, é uma boa ideia examinar os resultados de fatoração de 2 modos e SVD.

Para ilustrar o SVD, apresentamos uma matriz de 23 doadores principais (aqueles que deram um total combinado de mais de US $ 1.000.000 para cinco ou mais campanhas) por 44 iniciativas eleitorais da Califórnia. Cada ator é pontuado como -1 se contribuiu em oposição à iniciativa, +1 se contribuiu a favor da iniciativa, ou 0 se não contribuiu. A matriz resultante são dados valiosos que podem ser examinados com SVD e análise fatorial; no entanto, o baixo número de contribuintes para muitas iniciativas e a variação muito restrita da escala não são ideais.

A Figura 17.6 mostra os "valores singulares" extraídos da matriz retangular doador por iniciativa usando Ferramentas> Escala de 2 modos> SVD.

Figura 17.6: Escalonamento de dois modos de doadores e iniciativas da Califórnia por decomposição de valor único: valores singulares

Os "valores singulares" são análogos aos "valores próprios" nas técnicas mais comuns de escalonamento de fator e componentes. O resultado aqui mostra que o "espaço" conjunto da variação entre doadores e iniciativas não é bem capturado por uma simples caracterização. Se pudéssemos entender facilmente os padrões com ideias como "esquerda / direita" e "financeiro / moral" como dimensões subjacentes, haveria apenas alguns valores singulares que explicariam porções substanciais da variância conjunta. Esse resultado nos diz que as maneiras pelas quais atores e eventos "caminham juntos" não são claras, simples e fáceis - neste caso.

Com esta importante advertência em mente, podemos examinar como os eventos e doadores são "dimensionados" ou localizados nas dimensões subjacentes. Primeiro, as iniciativas de votação. A Figura 17.7 mostra a localização, ou pontuação em escala de cada uma das propostas eleitorais nas primeiras seis dimensões subjacentes desse espaço altamente multidimensional.

Figura 17.7: Doadores e iniciativas SVD da Califórnia: Escalonamento de iniciativas

Acontece que a primeira dimensão tende a localizar iniciativas de apoio ao gasto público com educação e bem-estar social em um pólo, e iniciativas de apoio à limitação do poder legislativo em outro pólo - embora interpretações como essa sejam inteiramente subjetivas. A segunda e mais alta dimensão parecem sugerir que as iniciativas também podem ser vistas como diferentes umas das outras de outras maneiras.

Ao mesmo tempo, os resultados nos permitem localizar ou dimensionar os doadores ao longo das mesmas dimensões subjacentes. Esses carregamentos são mostrados na Figura 17.8.

Figura 17.8: Doadores e iniciativas SVD da Califórnia: Escalonamento de doadores

Em direção ao fim positivo da dimensão um (que interpretamos anteriormente como favorável ao gasto público), encontramos o Partido Democrata, os funcionários públicos e os sindicatos de professores; no pólo oposto, encontramos os republicanos e alguns grupos empresariais e profissionais.

Muitas vezes, é útil visualizar as localizações dos atores e eventos em um gráfico de dispersão definido por pontuações em escala nas várias dimensões. O mapa da Figura 17.9 mostra os resultados para as duas primeiras dimensões deste espaço.

Figura 17.9: Doadores e iniciativas SVD da Califórnia: mapa bidimensional

Notamos que a primeira dimensão (esquerda-direita na figura) parece ter seus pólos "ancorados" pelas diferenças entre as iniciativas; a segunda dimensão (topo-base) parece ser definida mais por diferenças entre os grupos (com exceção da proposição 56). O resultado não localiza de forma limpa e clara eventos específicos e atores específicos ao longo de dimensões lineares fortes. No entanto, produz alguns agrupamentos interessantes que mostram grupos de atores junto com as questões que são centrais para seus padrões de participação. Os democratas e os sindicatos se agrupam (canto superior direito) junto com uma série de proposições particulares nas quais eles foram altamente ativos (por exemplo, 46, 63). Grupo corporativo, de construção e capitalista de risco (mais vagamente) no canto inferior direito, junto com as questões centrais que formaram sua agenda principal no processo de iniciativa (por exemplo, proposta 62).

Análise de fator de dois modos

A análise fatorial fornece um método alternativo para SVD para atingir os mesmos objetivos: identificar dimensões subjacentes do espaço conjunto de variação ator por evento e localizar ou dimensionar atores e eventos nesse espaço. O método usado pela análise fatorial para identificar as dimensões difere do SVD. A Figura 17.10 mostra os valores próprios (por componentes principais) calculados por Ferramentas> Escala de 2 modos> Análise de fator.

Figura 17.10: Valores próprios de fatoração de dois modos de doadores e iniciativas da Califórnia

Esta solução, embora diferente de SVD, também sugere uma complexidade dimensional considerável na variância conjunta de atores e eventos. Ou seja, caracterizações simples das dimensões subjacentes (por exemplo, "esquerda / direita") não fornecem previsões muito precisas sobre a localização de atores ou eventos individuais. O método de análise fatorial produz uma complexidade um pouco menor do que SVD.

Com a ressalva de um ajuste muito ruim de uma solução de baixa dimensão em mente, vamos examinar o dimensionamento dos atores nos primeiros três fatores (Figura 17.11)

Figura 17.11: Cargas de doadores

O primeiro fator, por este método, produz um padrão semelhante ao SVD. Em um pólo estão os democratas e os sindicatos, no outro estão muitos grupos capitalistas. Existem, no entanto, algumas diferenças notáveis ​​(por exemplo, AFSCME). A Figura 17.12 mostra os carregamentos dos eventos.

Figura 17.12: Carga de eventos

Os padrões aqui também têm alguma semelhança com os resultados SVD, mas diferem consideravelmente nas especificações. Para visualizar os padrões, os carregamentos de atores e eventos nas dimensões podem ser extraídos dos arquivos de dados de saída e representados graficamente usando um gráfico de dispersão.

Análise de correspondência de dois modos

Para dados binários, o uso de análise fatorial e SVD não é recomendado. Os métodos de fatoração operam nas matrizes de variância / covariância ou correlação entre atores e eventos. Quando as conexões dos atores aos eventos são medidas no nível binário (o que é muito frequentemente o caso na análise de rede), as correlações podem subestimar seriamente a covariância e tornar os padrões difíceis de discernir.

Como uma alternativa para escalonamento binário ator por evento, o método de análise de correspondência (Ferramentas> Escala de 2 modos> Correspondência) pode ser usado. A análise de correspondência (como a Análise de classe latente) opera em tabulações cruzadas binárias multivariadas e suas suposições de distribuição são mais adequadas a dados binários.

Para ilustrar a aplicação da análise de correspondência, dicotomizamos os dados do doador político e das iniciativas atribuindo um valor de 1 se um ator fez uma doação a favor ou contra uma iniciativa e atribuindo um zero se ele não participou da campanha de uma determinada iniciativa. Se quiséssemos que nossa análise prestasse atenção ao partidarismo, ao invés da simples participação, poderíamos ter criado dois conjuntos de dados - um baseado na oposição ou não, outro baseado no apoio ou não - e feito duas análises de correspondência separadas.

A Figura 17.13 mostra a localização dos eventos (iniciativas) ao longo de três dimensões do espaço conjunto ator-evento identificado pelo método de análise de correspondência.

Figura 17.13: Coordenadas de eventos para coparticipação de doadores em campanhas de iniciativas da Califórnia

Uma vez que esses dados não refletem partidarismo, apenas participação, não esperaríamos que os resultados fossem semelhantes aos discutidos nas seções acima. E eles não fazem. Vemos, no entanto, que esse método também pode ser usado para localizar as iniciativas ao longo de várias dimensões subjacentes que capturam a variação tanto de atores quanto de eventos. A Figura 17.14 mostra a escala dos atores.

Figura 17.14: O ator coordena a co-participação de doadores em campanhas de iniciativa da Califórnia

A primeira dimensão aqui tem alguma semelhança com os pólos democrata / sindicato versus capitalista. Aqui, no entanto, essa diferença significa que os dois agrupamentos tendem a participar de diferentes grupos de iniciativas, ao invés de se confrontarem nas mesmas campanhas.

A visualização costuma ser a melhor abordagem para encontrar padrões significativos (na ausência de uma teoria forte). A Figura 17.15 mostra o enredo dos atores e eventos nas duas primeiras dimensões do espaço de análise de correspondência conjunta.

Figura 17.15: Mapa bidimensional de análise de correspondência

O quadrante inferior direito aqui contém um grupo significativo de atores e eventos e ilustra como os resultados da análise de correspondência podem ser interpretados. No canto inferior direito, temos algumas proposições sobre os jogos de azar em cassinos na Índia (68 e 70) e duas proposições sobre questões ecológicas / de conservação (40 e 50). Duas das principais nações indígenas americanas (os bandos Cahualla e Morongo de índios Missionários) são mapeadas juntas. O resultado está mostrando que há um grupo de questões que "co-ocorrem" com um grupo de doadores - atores que definem eventos e eventos que definem atores.


Compreendendo a análise qualitativa e quantitativa

No campo das relações públicas e comunicações, é fundamental usar o pensamento quantitativo e qualitativo. No entanto, os dois são freqüentemente confundidos. Como resultado, os profissionais de RP e comunicação às vezes tentam atribuir pseudo-medidas arbitrárias ao trabalho qualitativo (um processo conhecido como “inventar números”) ou tentam influenciar a análise quantitativa com perspectivas qualitativas.

A mistura de qualquer um deles diminui muito a credibilidade do profissional de RP e diminui a confiança que recebemos de nossos stakeholders, executivos e clientes.

Vamos diferenciar os dois.

Análise qualitativa fundamentalmente significa medir algo por sua qualidade em vez de quantidade. Quando fazemos análises qualitativas, estamos explorando como descrevemos algo. Muitas vezes, não podemos usar números ou expressões numéricas para descrever essas coisas. Quando fazemos um trabalho qualitativo, trabalhamos com descrições. Trabalhamos com sentimentos, pensamentos, percepções. Tentamos entender as motivações e comportamentos.

Análise quantitativa é o oposto de medir pela quantidade e não pela qualidade. Quando fazemos análises quantitativas, estamos explorando fatos, medidas, números e porcentagens. Quando fazemos trabalho quantitativo, trabalhamos com números, estatísticas, fórmulas e dados.

Tanto a análise qualitativa quanto a quantitativa são de vital importância para as relações públicas.


17.4: Análise Quantitativa

A espectrometria de massa é uma ferramenta importante usada por muitos cientistas em todo o mundo. No entanto, o feedback sobre os pontos fortes e as limitações do software atual costuma ser restrito a anedotas, e não a pesquisas formais. Ao longo de 100 entrevistas sobre o estado do software de espectrometria de massa, padrões surpreendentes se uniram em vários tópicos: percepção da fronteira, percepção da qualidade do software e diferenças entre ambientes comerciais e sem fins lucrativos. Mais notavelmente, as entrevistas sugeriram uma divisão substancial entre a satisfação do usuário com o software atual e as percepções do desenvolvedor sobre a qualidade do software. As respostas anônimas dos cientistas são apresentadas e resumidas em suas sugestões para melhorar o estado da arte.

Artigos de Pesquisa
Estendendo a cobertura de proteoma combinando métodos MS / MS e uma plataforma de bioinformática modificada adaptada para pesquisa de banco de dados de polaridade positiva e negativa Espectros de massa de fotodissociação ultravioleta de 193 nm
  • Sylvester M. Greer,
  • Marshall Bern,
  • Christopher Becker, e
  • Jennifer S. Brodbelt*

Para estender a cobertura de proteoma obtida a partir de abordagens de espectrometria de massa de baixo para cima, três métodos de ativação de íons complementares, dissociação de colisão de alta energia (HCD), fotodissociação ultravioleta (UVPD) e UVPD de modo negativo (NUVPD), são usados ​​para interrogar os peptídeos trípticos em um lisado de hepatócitos humanos usando um espectrômetro de massa Orbitrap de alto desempenho. A utilidade de combinar resultados de múltiplas técnicas de ativação (HCD + UVPD + NUVPD) é analisada quanto à profundidade total e amplitude da cobertura de proteoma. Este estudo também compara uma nova versão do algoritmo Byonic, que foi customizado para pesquisas de banco de dados de dados UVPD e NUVPD. As pesquisas utilizando o algoritmo personalizado resultaram em mais de 50% a mais de identificações de peptídeos para conjuntos de dados de peptídeos trípticos UVPD e NUVPD em comparação com outros algoritmos de pesquisa. A inclusão de espectros de UVPD e NUVPD resultou em mais de 600 identificações de proteínas adicionais em relação ao HCD sozinho.

Interactome de alta confiança para RNF41 construído em múltiplos ensaios ortogonais
  • Delphine Masschaele,
  • Joris Wauman,
  • Giel Vandemoortele,
  • Delphine De Sutter,
  • Leentje De Ceuninck,
  • Sven Eyckerman* , e
  • Jan Tavernier*

A proteína de dedo anelar 41 (RNF41) é uma ubiquitina ligase E3 envolvida na ubiquitinação e degradação de muitas proteínas, incluindo receptores ErbB3, BIRC6 e parkin. Além disso, o RNF41 regula o tráfego intracelular de certos receptores de citocinas associadas a JAK2 por meio da ubiquitinação e supressão de USP8, que, por sua vez, desestabiliza o complexo ESCRT-0. Para elucidar ainda mais a função de RNF41, usamos diferentes abordagens ortogonais para revelar o complexo de proteínas RNF41: espectrometria de massa de purificação por afinidade, BioID e Virotrap. Combinamos esses resultados com conjuntos de dados conhecidos para RNF41 obtidos com microarray MAPPIT e telas Y2H. Dessa forma, estabelecemos uma rede interativa abrangente de alta resolução que compreende 175 candidatos a parceiros de proteína. Para remover artefatos metodológicos potenciais dessa rede, destilamos os dados em um mapa de interatoma de alta confiança, retendo um total de 19 ocorrências de proteínas identificadas em dois ou mais dos métodos ortogonais. AP2S1, um novo parceiro de interação RNF41, foi selecionado a partir deste interactome de alta confiança para validação funcional adicional. Nós revelamos um papel para AP2S1 na sinalização do receptor LIF e leptina e mostramos que RNF41 estabiliza e realoca AP2S1.

Caracterização da biossíntese de ácido indol-3-acético e os efeitos deste fitohormônio no proteoma do micróbio associado à planta Pantoea sp. YR343
  • Kasey Estenson,
  • Gregory B. Hurst,
  • Robert F. Standaert,
  • Amber N. Bible,
  • David Garcia,
  • Karuna Chourey,
  • Mitchel J. Doktycz, e
  • Jennifer L. Morrell-Falvey*

O ácido indol-3-acético (IAA) desempenha um papel central no crescimento e desenvolvimento das plantas, e muitos micróbios associados a plantas produzem IAA usando triptofano como precursor. Usando análises genômicas, previmos que Pantoea sp. YR343, um micróbio isolado de Populus deltoides, sintetiza IAA usando a via do indol-3-piruvato (IPA). Para entender melhor a biossíntese de IAA e os efeitos da exposição a IAA na fisiologia celular, caracterizamos proteomas de Pantoea sp. YR343 cultivado na presença de triptofano ou IAA. A exposição ao IAA resultou na regulação positiva de proteínas previstas para funcionar no transporte de carboidratos e aminoácidos e na biossíntese de exopolissacarídeos (EPS). Os perfis metabólicos de células de tipo selvagem mostraram a produção de IPA, IAA e triptofol, consistente com uma via IPA ativa. Finalmente, construímos um mutante ΔipdC que apresentou eliminação de triptofol, consistente com perda de atividade de IpdC, mas ainda foi capaz de produzir IAA (20% dos níveis de tipo selvagem). Embora não tenhamos conseguido detectar intermediários de outras vias biossintéticas de IAA conhecidas, este resultado sugere a possibilidade de uma via alternativa ou a produção de IAA por uma rota não enzimática em Pantoea sp. YR343. O mutante ΔipdC foi capaz de colonizar choupos de forma eficiente, sugerindo que uma via IPA ativa não é necessária para a associação de plantas.

Metabolômica revela que a ativação do receptor de hidrocarboneto de arila induz disfunção metabólica do fígado e da glândula mamária em camundongos lactantes
  • Kerry R. Belton,
  • Yuan Tian,
  • Limin Zhang,
  • Mallappa Anitha,
  • Philip B. Smith,
  • Gary H. Perdew e
  • Andrew D. Patterson*

O fígado e a glândula mamária desempenham funções metabólicas complementares durante a lactação. Os substratos sintetizados pelo fígado são liberados na circulação e são absorvidos pela glândula mamária para a produção de leite.O receptor de aril hidrocarboneto (AHR) foi identificado como um regulador da lactação em camundongos e sua ativação foi associada a uma miríade de defeitos morfológicos, moleculares e funcionais, como atraso no desenvolvimento da glândula, diminuição da produção de leite e alterações na expressão gênica. Neste estudo, identificamos alterações metabólicas adversas na rede de lactação (mamária, hepática e sérica) associadas à ativação de AHR usando a metabolômica baseada em ressonância magnética nuclear (RMN) de 1H. Camundongos grávidas expressando Ahrd (baixa afinidade) ou Ahrb (alta afinidade) foram alimentados com dietas contendo beta nafthoflavona (BNF), um potente agonista de AHR. A análise metabólica mamária, sérica e hepática identificou mudanças significativas nos intermediários do ciclo de lipídios e TCA nos camundongos Ahrb. Observamos diminuição dos níveis de aminoácidos e glicose nos extratos da glândula mamária de camundongos Ahrb alimentados com BNF. O soro de camundongos Ahrb alimentados com BNF teve alterações significativas em LDL / VLDL (aumento) e HDL, PC e GPC (diminuição). A análise quantitativa de PCR revelou ∼50% de redução na expressão dos principais genes mamários da lactogênese, incluindo proteína de ácido de soro de leite, α-lactalbumina e β-caseína. Também observamos perturbações morfológicas e de desenvolvimento na glândula mamária que são consistentes com relatos anteriores. Nossas observações suportam que a atividade AHR contribui para a regulação do metabolismo na rede de lactação.

Priorização sistemática de proteínas para estudos proteômicos direcionados por meio de mineração de literatura
  • Kun-Hsing Yu,
  • Tsung-Lu Michael Lee,
  • Chi-Shiang Wang,
  • Yu-Ju Chen,
  • Christopher Ré,
  • Samuel C. Kou,
  • Jung-Hsien Chiang* ,
  • Isaac S. Kohane* , e
  • Michael Snyder*

São mais de 3,7 milhões de artigos publicados sobre as funções biológicas ou implicações de proteínas em doenças, constituindo um importante recurso de conhecimento em proteômica. No entanto, é difícil resumir os milhões de achados proteômicos na literatura manualmente e quantificar sua relevância para a biologia e doenças de interesse. Desenvolvemos uma estrutura de bioinformática totalmente automatizada para identificar e priorizar proteínas associadas a qualquer entidade biológica. Usamos as 22 áreas-alvo do Projeto Proteoma Humano (HPP) Biologia / Disease-driven (B / D) -Human Project (HPP), priorizamos as proteínas relevantes por meio de suas pontuações do Protein Universal Reference Publication-Originated Search Engine (PURPOSE) e validamos a relevância da pontuação, comparando os resultados de priorização de proteínas com um banco de dados curado, calculou as pontuações de proteínas nos tópicos de B / D-HPP e caracterizou as proteínas principais nos organismos modelo comum. Estendemos ainda mais o fluxo de trabalho de bioinformática para identificar as proteínas relevantes em todos os sistemas de órgãos e doenças humanas e implantamos uma ferramenta baseada em nuvem para priorizar proteínas relacionadas a quaisquer termos de pesquisa personalizados em tempo real. Nossa ferramenta pode facilitar a priorização de proteínas para qualquer sistema orgânico ou doença de interesse e pode contribuir para o desenvolvimento de estudos proteômicos direcionados para medicina de precisão.

Peptidômica Diferencial Induzida por Acasalamento de Neuropeptídeos e Hormônios Proteicos em Agrotis ipsilon Mariposas
  • Max Diesner,
  • Aurore Gallot,
  • Hellena Binz,
  • Cyril Gaertner,
  • Simon Vitecek,
  • Jörg Kahnt,
  • Joachim Schachtner,
  • Emmanuelle Jacquin-Joly, e
  • Christophe Gadenne*

Em muitos insetos, o acasalamento induz mudanças drásticas nas respostas de machos e fêmeas aos feromônios sexuais ou odores de plantas hospedeiras. Na mariposa macho Agrotis ipsilon, o acasalamento induz uma inibição transitória das respostas comportamentais e neuronais ao feromônio sexual feminino. Como os neuropeptídeos e hormônios peptídicos regulam a maioria dos processos comportamentais, hipotetizamos que eles poderiam estar envolvidos nesta plasticidade olfatória dependente do acasalamento. Aqui, usamos o sequenciamento de RNA de última geração e uma combinação de cromatografia líquida, espectrometria de massa de tempo de vôo por ionização de dessorção a laser assistida por matriz (MALDI-TOF) e perfil de tecido direto para analisar o transcriptoma e o peptídeoma de diferentes compartimentos cerebrais em virgens e machos e fêmeas acasalados de A. ipsilon. Identificamos 37 transcritos que codificam precursores de neuropeptídeos putativos e 54 neuropeptídeos bioativos putativos de 23 precursores de neuropeptídeos (70 sequências no total, 25 precursores de neuropeptídeos) em diferentes áreas do sistema nervoso central, incluindo os lobos antenais, o gânglio gnatal e os corpora cardiaca-corpora allata complex. As comparações entre machos e fêmeas virgens e acasalados revelaram diferenças específicas do tecido na composição do peptídeo entre os sexos e de acordo com o estado fisiológico. Os machos acasalados mostraram diferenças pós-acasalamento na ocorrência de neuropeptídeos, que poderiam participar da plasticidade olfatória induzida pelo acasalamento.

Deleção de ligações de lipase de triglicerídeos adiposos acúmulo de triacilglicerol a um fenótipo mais agressivo em células de carcinoma pulmonar A549
  • Tamara Tomin,
  • Katarina Fritz,
  • Juergen Gindlhuber,
  • Linda Waldherr,
  • Bettina Pucher,
  • Gerhard G. Thallinger,
  • Daniel K. Nomura,
  • Matthias Schittmayer, e
  • Ruth Birner-Gruenberger*

A lipase triglicerídica adiposa (ATGL) catalisa a etapa limitante da taxa de degradação do triacilglicerol nos adipócitos, mas é expressa na maioria dos tecidos. A enzima foi perdida em muitos tumores humanos e sua perda pode desempenhar um papel nos estágios iniciais do desenvolvimento do câncer. Aqui, relatamos que a perda de ATGL suporta um fenótipo de câncer mais agressivo em um sistema modelo no qual ATGL foi excluído em células de câncer de pulmão A549 por CRISPR / Cas9. Observamos que a perda de ATGL levou ao acúmulo de triacilglicerol em gotículas de lipídios e a níveis mais elevados de fosfolipídios celulares e espécies de lipídios bioativos (liso e éter fosfolipídios). A proteômica quantitativa sem etiqueta revelou expressão elevada do pró-oncogene SRC quinase em células depletadas de ATGL, o que também foi encontrado em nível de mRNA e confirmado em nível de proteína por Western blot. Consistentemente, foi observada maior expressão de SRC fosforilado (ativo) (Y416 fosfo-SRC) em células ATGL-KO. As células esgotadas de ATGL migraram mais rápido, o que era dependente da atividade da cinase SRC. Propomos que a perda de ATGL pode, portanto, aumentar a agressividade do câncer pela ativação da sinalização pró-oncogênica via SRC quinase e níveis aumentados de lipídios bioativos.

Avaliação sistemática do uso de plasma e soro humanos para proteômica de espingarda baseada em espectrometria de massa
  • Jiayi Lan,
  • Antonio Núñez Galindo,
  • James Doecke,
  • Christopher Fowler,
  • Ralph N. Martins,
  • Stephanie R. Rainey-Smith,
  • Ornella Cominetti, e
  • Loïc Dayon*

Nas últimas duas décadas, o plasma EDTA tem sido usado como a matriz de amostra preferida para perfis proteômicos de sangue humano. O soro também tem sido amplamente utilizado. Apenas alguns estudos avaliaram a diferença e relevância dos perfis de proteoma obtidos a partir de amostras de plasma, como plasma EDTA ou plasma com heparina de lítio e soro. Uma avaliação mais completa do uso de plasma EDTA, plasma de heparina e soro expandiria muito a abrangência da proteômica shotgun de amostras de sangue. Neste estudo, avaliamos o uso de heparina-plasma em relação ao EDTA-plasma e soro para o perfil de proteomas sanguíneos usando um pipeline proteômico automatizado escalonável (ASAP2). O uso de plasma e soro para proteômica de espingarda baseada em espectrometria de massa foi testado pela primeira vez com amostras comerciais combinadas. A consistência da cobertura do proteoma e o desempenho quantitativo foram comparados. Além disso, as medições de proteínas em amostras de plasma EDTA e plasma de heparina foram estudadas comparativamente usando pares de amostras combinadas de 20 indivíduos do Australian Imaging, Biomarkers and Lifestyle (AIBL) Study. Identificamos 442 proteínas em comum entre amostras de plasma EDTA e plasma de heparina. A concordância geral da quantificação de proteína relativa entre os pares de amostras demonstrou que a proteômica shotgun usando fluxos de trabalho como o ASAP2 é adequada na análise de plasma de heparina e que esse tipo de amostra pode ser considerado em estudos de pesquisa clínica em grande escala. Além disso, as sobreposições de cobertura de proteoma parcial (por exemplo, ~ 70%) mostraram que as medidas de plasma de heparina poderiam ser complementares às obtidas de plasma de EDTA.

A primeira comparação baseada em proteoma de célula inteira e lisina-acetiloma entre Trichophyton rubrum Estágios conidiais e miceliais
  • Xingye Xu,
  • Tao Liu,
  • Jian Yang,
  • Lihong Chen,
  • Bo Liu,
  • Lingling Wang, e
  • Qi Jin*

Trichophyton rubrum é o patógeno fúngico mais comum no mundo, que tem sido estudado como um importante organismo modelo dermatófito. Apesar da prevalência de T. rubrum, as terapias antifúngicas disponíveis não são suficientemente eficazes. Neste estudo, realizamos a primeira comparação entre os dois principais estágios de crescimento de T. rubrum: estágios conidial e micelial, com base em seus proteomas de células inteiras e acetilomas de lisina. No total, 4343 proteínas foram identificadas em ambos os estágios, e 1879 proteínas foram identificadas como diferencialmente expressas entre os dois estágios. Os resultados mostraram que as proteases secretoras foram mais abundantes nos conídios, enquanto o metabolismo aeróbio e a síntese protéica foram significativamente ativados na fase micelial. Além disso, 386 sítios acetilados em 285 proteínas e 5414 sítios acetilados em 2335 proteínas foram identificados em conídios e micélios, respectivamente. As modificações de acetilação foram altamente envolvidas no metabolismo e na síntese de proteínas em ambos os estágios, mas diferentemente envolvidos nas vias da Enciclopédia de Genes e Genomas de Kyoto e na regulação epigenética entre os dois estágios. Além disso, a inibição de acetiltransferases ou desacetilases inibiu significativamente o crescimento fúngico e induziu a apoptose. Esses resultados irão melhorar nossa compreensão das características biológicas e fisiológicas do T. rubrum e facilitar o desenvolvimento de terapias aprimoradas visando esses fungos patogênicos importantes do ponto de vista médico.

Perfis Metabolômicos Relacionados à Obesidade e Discriminação de Obesidade Metabolicamente Insalubre
  • Minoo Bagheri,
  • Farshad Farzadfar,
  • Lu Qi,
  • Mir Saeed Yekaninejad,
  • Maryam Chamari,
  • Oana A. Zeleznik,
  • Zahra Kalantar,
  • Zarin Ebrahimi,
  • Ali Sheidaie,
  • Berthold Koletzko,
  • Olaf Uhl, e
  • Abolghasem Djazayery*

Um subgrupo específico de adultos obesos, considerados obesos metabolicamente saudáveis ​​(MHO), tem um risco reduzido de complicações metabólicas. No entanto, a base molecular que contribui para esse fenótipo saudável permanece obscura. O objetivo deste trabalho foi identificar os padrões de metabólitos relacionados à obesidade diferentes entre os grupos MHO e obesos metabolicamente não saudáveis ​​(MUHO) e examinar se esses padrões estão associados ao desenvolvimento de distúrbios cardiometabólicos em uma amostra da população adulta iraniana com idade entre 18-50 anos. Os metabólitos válidos foram definidos como metabólitos que passaram na análise de controle de qualidade do estudo. Neste estudo de caso-controle, 104 metabólitos válidos de 107 pacientes com MHO e 100 MUHO foram comparados separadamente com os de 78 adultos metabolicamente saudáveis ​​com peso normal (NWMH). A regressão linear multivariada foi usada para investigar todas as relações potenciais no estudo. Uma abordagem metabolômica direcionada usando cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massa de triplo quadrupolo foi empregada para traçar o perfil de metabólitos plasmáticos. O estudo revelou que, após a correção de Bonferroni, os aminoácidos de cadeia ramificada, tirosina, ácido glutâmico, diacil-fosfatidilcolinas C32: 1 e C38: 3 foram diretamente e acil-carnitina C18: 2, acil-lisofosfatidilcolinas C18: 1 e C18: 2, e alquil-lisofosfatidilcolinas C18.0 foram inversamente associados ao fenótipo MHO. Os mesmos padrões foram observados em pacientes com MUHO, exceto para os perfis de acil-carnitina e lisofosfatidilcolina onde acil-carnitina C3: 0 e acil-lisofosfatidilcolina C16: 1 foram maiores e acil-lisofosfatidilcolinas C18: 1, C18: 2 foram menores neste fenótipo. Além disso, prolina e diacil-fosfatidilcolinas C32: 2 e C34: 2 foram diretamente e serina, asparaginas e acil-alquil-fosfatidilcolina C34: 3 foram negativamente ligados ao grupo MUHO. Fatores compostos por aminoácidos foram diretamente e aqueles contendo lisofosfatidilcolinas foram inversamente relacionados aos biomarcadores cardiometabólicos em ambos os fenótipos. Curiosamente, o fator contendo diacil-fosfatidilcolinas foi diretamente associado a distúrbios cardiometabólicos no grupo MUHO. Um padrão particular de aminoácidos e fosfolipídios contendo colina pode ajudar na identificação da saúde metabólica entre pacientes obesos.

Neuropeptidômica dos Núcleos Habenulares de Rato
  • Ning Yang,
  • Krishna D. B. Anapindi,
  • Stanislav S. Rubakhin,
  • Pingli Wei,
  • Qing Yu,
  • Lingjun Li,
  • Paul J. Kenny, e
  • Jonathan V. Sweedler*

Conservado entre os vertebrados, os núcleos habenulares são um par de pequenas estruturas simétricas no epitálamo. Os núcleos ligam funcionalmente o prosencéfalo e o mesencéfalo, recebendo informações e projetando-se para várias regiões do cérebro. Cada núcleo habenular compreende dois subnúcleos assimétricos principais, a habenula medial e lateral. Esses subnúcleos estão associados a diferentes processos e distúrbios fisiológicos, como depressão, dependência de nicotina e codificação de estímulos aversivos ou omissão de estímulos recompensadores esperados. Elucidar as funções dos núcleos habenulares no nível molecular requer o conhecimento de seu complemento de neuropeptídeos. Neste trabalho, três técnicas de espectrometria de massa (MS) - cromatografia líquida (LC) acoplada a Orbitrap tandem MS (MS / MS), LC acoplada à transformada de Fourier (FT) -ion ciclotron ressonância (ICR) MS / MS e matriz- dessorção / ionização a laser assistida (MALDI) FT-ICR MS - foram usados ​​para descobrir os perfis de neuropeptídeos da habenula medial e lateral do roedor. Com a ajuda da estabilização do tecido e da bioinformática, um total de 262 e 177 neuropeptídeos produzidos a partir de 27 e 20 pró-hormônios foram detectados e identificados nas regiões de habenula medial e lateral, respectivamente. Dentre esses neuropeptídeos, 136 foram encontrados exclusivamente na habênula medial e 51 foram expressos exclusivamente na habênula lateral. Além disso, novos locais de sulfatação, uma modificação pós-tradução rara, no pró-hormônio da secretogranina I são identificados. Os resultados demonstram que esses dois pequenos núcleos cerebrais possuem um repertório peptídico rico e diferenciado, com essas informações possibilitando uma série de estudos de acompanhamento.

A análise de interactoma da proteína NS1 codificada pelo vírus Influenza A H7N9 revela um papel inibidor de NS1 na maturação do mRNA do hospedeiro
  • Rei-Lin Kuo,
  • Chi-Jene Chen,
  • Ee-Hong Tam,
  • Chung-Guei Huang,
  • Li-Hsin Li,
  • Zong-Hua Li,
  • Pei-Chia Su,
  • Hao-Ping Liu, e
  • Chih-Ching Wu*

As infecções pelo vírus da influenza A podem resultar em doenças respiratórias graves. O subtipo H7N9 do vírus da influenza aviária A foi transmitido a humanos e causou doenças graves e morte. A proteína não estrutural 1 (NS1) do vírus influenza A é um determinante da virulência durante a infecção viral. Para elucidar as funções do NS1 codificado pelo vírus influenza A H7N9 (H7N9 NS1), os parceiros de interação de H7N9 NS1 em células humanas foram identificados com imunoprecipitação seguida por SDS-PAGE acoplado a cromatografia líquida-espectrometria de massa em tandem (GeLC-MS / MS) . Identificamos 36 proteínas celulares como os parceiros de interação do H7N9 NS1, e elas estão envolvidas no processamento de RNA, splicing de mRNA via spliceossomo e na via de vigilância de mRNA. Dois dos parceiros de interação, clivagem e subunidade de fator de especificidade de poliadenilação 2 (CPSF2) e CPSF7, foram confirmados para interagir com H7N9 NS1 usando coimmunoprecipitação e immunoblotting com base na descoberta anterior de que as duas proteínas estão envolvidas na maquinaria de poliadenilação de pré-mRNA. Além disso, ilustramos que a superexpressão de H7N9 NS1, bem como a infecção pelo vírus influenza A H7N9, interferiu na poliadenilação do pré-mRNA em células hospedeiras. Este estudo traçou um perfil abrangente do interactoma de H7N9 NS1 em células hospedeiras, e os resultados demonstram um novo endótipo para H7N9 NS1 na inibição da maturação do mRNA do hospedeiro.

Identificação proteômica de proteínas induzidas por interferon com repetições de tetratricopeptídeos como marcadores de polarização de macrófagos M1
  • Cheng Huang,
  • Caitlin Lewis,
  • Natalie A. Borg,
  • Canais Meritxell,
  • Henry Diep,
  • Grant R. Drummond,
  • Robert J. Goode,
  • Ralf B. Schittenhelm,
  • Antony Vinh,
  • Mingyu Zhu,
  • Barbara Kemp-Harper* ,
  • Oded Kleifeld* , e
  • Martin J. Stone*

Os macrófagos, que se acumulam nos tecidos durante a inflamação, podem ser polarizados em direção a fenótipos pró-inflamatórios (M1) ou reparadores de tecidos (M2). O equilíbrio entre esses fenótipos pode ter uma influência substancial no desfecho de doenças inflamatórias, como a aterosclerose. Biomarcadores melhorados de macrófagos M1 e M2 seriam benéficos para a pesquisa, diagnóstico e monitoramento dos efeitos da terapêutica experimental em tais doenças. Para identificar novos biomarcadores, caracterizamos os proteomas globais de macrófagos THP-1 polarizados para os estados M1 e M2 em comparação com macrófagos não polarizados (M0). A polarização M1 resultou no aumento da expressão de numerosas proteínas pró-inflamatórias, incluindo os produtos de 31 genes sob o controle transcricional do fator regulador do interferon 1 (IRF-1). Em contraste, a polarização M2 identificou proteínas reguladas por componentes do fator de transcrição AP-1. Entre as proteínas mais altamente reguladas sob condições M1 estavam as três proteínas induzidas por interferon com repetições de tetratricopeptídeos (IFITs: IFIT1, IFIT2 e IFIT3), que funcionam na defesa antiviral. Além disso, IFIT1, IFIT2 e IFIT3 mRNA foram fortemente regulados positivamente em macrófagos primários humanos polarizados M1 e IFIT1 também foi expresso em um subconjunto de macrófagos no seio aórtico e seções da artéria braquiocefálica de camundongos ApoE - / - ateroscleróticos. Com base nesses resultados, propomos que IFITs podem servir como marcadores úteis de aterosclerose e potencialmente outras doenças inflamatórias.

A metabolômica direcionada revela um papel protetor para o PPARα basal na colestase induzida por α-naftilisotiocianato
  • Manyun Dai,
  • Huiying Hua,
  • Hante Lin,
  • Gangming Xu,
  • Xiaowei Hu,
  • Fei Li,
  • Frank J. Gonzalez,
  • Visando Liu* , e
  • Julin Yang*

O α-naftilisotiocianato (ANIT) é um agente experimental usado para induzir a colestase intra-hepática. A linha de camundongos Ppara-null é amplamente utilizada para explorar os papéis fisiológicos e patológicos do PPARα. No entanto, pouco se sabe sobre como o PPARα influencia a hepatotoxicidade da ANIT. No presente estudo, camundongos do tipo selvagem e Ppara-null foram tratados por via oral com ANIT para induzir colestase. O metaboloma do soro de camundongos do tipo selvagem segregou daquele dos camundongos Ppara-null, impulsionado por mudanças nos metabólitos do ácido biliar (BA). A fosfatase alcalina e BAs totais foram elevados preferencialmente em camundongos Ppara-nulos, que se correlacionaram com alterações nos genes Cyp7a1, Cyp8b1, Mrp3, Cyp3a11, Cyp2b10, Ugt1a2 e Ugt1a5 e mostraram interferência entre os genes PPARα basal e as vias potencialmente adaptativas.Il6, Tnfa e genes alvo na via STAT3 (Socs3, Fga, Fgb e Fgg) foram regulados positivamente em camundongos Ppara-null, mas não em camundongos do tipo selvagem. A via JNK foi ativada em ambas as linhas de camundongos, enquanto NF-κB e STAT3 foram ativados apenas em camundongos Ppara-null. Esses dados sugerem que a proteção contra a colestase por PPARα basal envolve a regulação do metabolismo BA e a inibição da sinalização de NF-κB / STAT3. Considerando os estudos sobre os efeitos protetores do PPARα basal e ativado, deve-se ter cuidado ao tentar tirar conclusões nas quais o PPARα é modificado por manipulação genética, jejum ou ativação em estudos farmacológicos e toxicológicos.

Análises proteômicas e bioquímicas revelam um novo mecanismo para promover a ubiquitinação e degradação de proteínas pela UFBP1, um componente chave da ufmilação
  • Ying Zhu,
  • Qing Lei,
  • Dan Li,
  • Yang Zhang,
  • Xiaogang Jiang,
  • Zhanhong Hu, e
  • Guoqiang Xu*

A modificação pós-tradução da proteína pelo modificador de dobra da ubiquitina 1, UFM1, regula muitos processos biológicos, como a resposta ao estresse do retículo endoplasmático e a regulação da progressão do tumor. Um estudo recente indicou que a proteína 1 de ligação a UFM1 e contendo o domínio PCI (UFBP1) é necessária para a conjugação de UFM1 a um substrato. No entanto, outras funções biológicas do UFBP1 não foram exploradas. Aqui, usamos imunoprecipitação e proteômica quantitativa sem rótulo para identificar proteínas que interagem com UFBP1 em uma linha de células de mamíferos. Cerca de 80 proteínas com potencial de interação são obtidas a partir de análises de MS de três réplicas biológicas. As análises de bioinformática dessas proteínas sugerem que a UFBP1 pode participar na regulação do enovelamento, estabilidade e tráfego de proteínas. Experimentos bioquímicos descobriram que a expressão de UFBP1 diminui o nível de proteína e reduz a estabilidade de várias de suas proteínas de interação, enquanto o knockdown de UFBP1 aumenta seus níveis de proteína. Os experimentos de inibição da síntese de proteínas e inibição do proteassoma revelam que o UFBP1 promove sua ubiquitinação e degradação. Experimentos usando um modelo de proteína ANT3 que interage com UFBP1 demonstram que UFBP1 aumenta a interação entre ANT3 e sua ligase E3 e, portanto, promove sua ubiquitinação e degradação. Nosso trabalho elucida um novo mecanismo molecular pelo qual UFBP1 regula a ubiquitinação e degradação de proteínas.

Desenvolvimento e padronização de um protocolo para espectroscopia de ressonância magnética nuclear de próton quantitativa (RMN de 1 H) de saliva
  • Alexander Gardner,
  • Harold G. Parkes,
  • Guy H. Carpenter, e
  • Po-Wah Então*

O perfil metabólico por espectroscopia de RMN de 1H é uma tecnologia subutilizada na pesquisa salivar, embora estudos preliminares tenham identificado resultados promissores em vários campos (diagnóstico, nutrição, fisiologia do esporte). A tradução dos achados preliminares em conhecimento validado e clinicamente aprovado é dificultada pela variabilidade do protocolo de coleta, armazenamento, preparação e análise da saliva. Este estudo tem como objetivo avaliar os efeitos de diferentes pré-tratamentos de amostras no perfil metabólico da saliva por RMN de 1H. As considerações de protocolo são muito variadas na base da literatura atual, incluindo centrifugação, ciclos de congelamento e descongelamento e diferentes métodos de quantificação de NMR. Nossos resultados sugerem que o perfil do metabólito de 1H NMR da saliva é resiliente a qualquer alteração resultante do congelamento, incluindo o congelamento da saliva antes da centrifugação. No entanto, a centrifugação foi necessária para remover um pico largo não identificado entre 1,24 e 1,3 ppm, cuja intensidade se correlacionou fortemente com o conteúdo celular da saliva. Este pico obscureceu o pico de metil do lactato e afetou significativamente a quantificação. A quantificação de metabólitos foi semelhante para saliva centrifugada entre 750g a 15.000g. A quantificação dos metabólitos salivares foi semelhante, seja quantificada usando trimetilsilil- [2,2,3,3-2H4] -propionato de sódio tamponado com fosfato interno (TSP) ou TSP externo em um tubo de NMR coaxial colocado dentro do tubo de NMR contendo a amostra de saliva. Nossos resultados sugerem que a literatura existente sobre RMN de 1H salivar não terá sido adversamente afetada por variações do protocolo comum, no entanto, o uso de TSP como um padrão interno sem um meio tamponado parece afetar a quantificação de metabólitos, especialmente para acetato e metanol. Incluímos recomendações de protocolo para facilitar estudos futuros baseados em RMN da saliva.

A proteômica quantitativa e a citologia de domínios de membrana ricos em esterol de pólen de arroz revelam pistas de polaridade celular pré-estabelecidas no pólen maduro

A polaridade celular é essencial para gerar diversas funções celulares. Os mecanismos subjacentes de como uma célula estabelece, mantém e muda sua polaridade são mal compreendidos. Recentemente, microdomínios de membrana ricos em esteróis estão associados a esses processos. No entanto, suas características exatas e importância ainda não estão claras. Aqui, mostramos os microdomínios mudando dinamicamente no desenvolvimento e germinação do pólen do arroz com enriquecimento seletivo na abertura e na ponta dos tubos polínicos recém-nascidos pelo uso da filipina sonda específica para esterol. Usando as sensibilidades de extração de esterol de proteínas do microdomínio e proteômica quantitativa, identificamos 237 proteínas associadas ao microdomínio de 934 proteínas de membrana resistentes ao detergente do pólen identificadas. Este proteoma inclui quase todos os reguladores-chave conhecidos que compreendem a rede de crescimento polar e mostra mais semelhança com células HeLa polarizadas frente e verso do que células em suspensão não polarizadas de Arabidopsis. Imunolocalizamos a proteína semelhante à flotilina, uma representante dessas proteínas dependentes de esterol, e visualizamos diretamente os microdomínios no pólen. Esses resultados indicam a presença de microdomínios no pólen e polaridade celular pré-estabelecida ao redor da abertura durante a maturação do pólen. Nossos resultados revelam um atlas do proteoma associado ao microdomínio no pólen. Este trabalho fornece recursos úteis e conhecimentos necessários para dissecar ainda mais os mecanismos para o estabelecimento e manutenção da polaridade celular.

PACOM: uma ferramenta versátil para integrar, filtrar, visualizar e comparar vários conjuntos de dados proteômicos de espectrometria de massa grande
  • Salvador Martínez-Bartolomé,
  • J. Alberto Medina-Aunon,
  • Miguel Ángel López-García,
  • Carmen González-Tejedo,
  • Gorka Prieto,
  • Rosana Navajas,
  • Emilio Salazar-Doe,
  • Carolina Fernández-Costa,
  • John R. Yates III* , e
  • Juan Pablo Albar

A proteômica baseada em espectrometria de massa evoluiu para uma tecnologia de alto rendimento na qual vários conjuntos de dados em grande escala são gerados a partir de diversas plataformas analíticas. Além disso, várias revistas científicas e agências de financiamento têm enfatizado o armazenamento de dados proteômicos em repositórios públicos para facilitar sua avaliação, inspeção e reanálise. (1) Como consequência, os repositórios públicos de dados proteômicos estão crescendo rapidamente. No entanto, são necessárias ferramentas para integrar vários conjuntos de dados de proteômica para comparar diferentes características experimentais ou para realizar análises de controle de qualidade. Aqui, apresentamos uma nova ferramenta autônoma Java, Proteomics Assay COMparator (PACOM), que é capaz de importar, combinar e, simultaneamente, comparar vários experimentos de proteômica para verificar a integridade dos dados proteômicos, bem como verificar a qualidade dos dados. Com o PACOM, o usuário pode detectar fontes de erros que podem ter sido introduzidos em qualquer etapa de um fluxo de trabalho de proteômica e que influenciam nos resultados finais. Os conjuntos de dados podem ser facilmente comparados e integrados, e a qualidade e reprodutibilidade dos dados podem ser avaliadas visualmente por meio de um rico conjunto de representações gráficas de recursos de dados proteômicos, bem como uma ampla variedade de filtros de dados. Sua flexibilidade e interface fácil de usar tornam o PACOM uma ferramenta única para o uso diário em um laboratório de proteômica. O PACOM está disponível em https://github.com/smdb21/pacom.

Abordagens de cromatografia líquida de troca aniônica de alto desempenho e interação hidrofílica para caracterização abrangente baseada em espectrometria de massa do N-Glycome de uma eritropoietina humana recombinante
  • Zoltan Szabo* ,
  • James R. Thayer,
  • Dietmar Reusch,
  • Yury Agroskin,
  • Rosa Viner,
  • Jeff Rohrer,
  • Sachin P. Patil,
  • Michael Krawitzky,
  • Andreas Huhmer,
  • Nebojsa Avdalovic,
  • Shaheer H. Khan,
  • Yan Liu, e
  • Christopher Pohl

A caracterização abrangente do N-glicina de um agente terapêutico é um desafio porque os glicanos podem abrigar inúmeras modificações (por exemplo, fosforilação, sulfatação, ácidos siálicos com possível O-acetilação). O presente relatório apresenta uma comparação de duas plataformas cromatográficas para a caracterização abrangente de um N-glicina de eritropoietina humana recombinante (rhEPO). As duas plataformas incluem um fluxo de trabalho comum com base na derivatização 2-AB e cromatografia de interação hidrofílica (HILIC) e um fluxo de trabalho de glicano N-ligado nativo empregando cromatografia de troca aniônica de alto desempenho (HPAE). Ambas as plataformas foram acopladas a um espectrômetro de massa Orbitrap, e a fragmentação de HCD dependente de dados permitiu uma elucidação estrutural confiável dos glicanos. Cada plataforma identificou glicanos não revelados pela outra, e ambas exibiram pontos fortes e fracos. O fluxo de trabalho HILIC baseado em aminação redutiva proporcionou melhor rendimento e sensibilidade, teve boa resolução de isômero e revelou a presença de ácidos siálicos O-acetilados. No entanto, exibiu baixo desempenho em relação aos glicanos fosforilados e não revelou a presença de glicanos sulfatados. Além disso, a aminação redutiva introduziu artefatos de desidratação e modificou o perfil de glicosilação no glicoma rhEPO. Por outro lado, HPAE forneceu classificação de carga imparcial (níveis de sialilação), resolução de isômero melhorada e revelou múltiplas estruturas fosforiladas e sulfatadas, mas entregou rendimento mais baixo, teve picos de artefato devido à formação de epímero e perda de O-acetilação de ácido siálico. A identificação baseada em MS2 de glicanos fosforilados e sulfatados não foi possível no modo HILIC devido à sua baixa solubilidade causada pelas altas concentrações de acetonitrila empregadas no início do gradiente. Depois de analisar o glicoma por ambas as abordagens e determinar os glicanos presentes, uma biblioteca de glicanos foi criada para análises de glicopeptídeos específicas do local. As análises de glicopeptídeo confirmaram todas as composições anotadas pelo uso combinado de 2-AB- e fluxos de trabalho de glicano nativo e forneceram a localização específica do local dos glicanos. Essas duas plataformas foram complementares e, em combinação, forneceram uma caracterização mais completa e abrangente do rhEPO N-glycome, apoiando a conformidade regulamentar para a indústria farmacêutica.

Estudo da metabolômica do soro de pacientes com diabetes mellitus tipo 2 tratados com liberação modificada com gliclazida usando um método de cromatografia gasosa-espectrometria de massa
  • Yang Zhou,
  • Cheng Hu,
  • Xinjie Zhao,
  • Ping Luo,
  • Jingyi Lu,
  • Qing Li,
  • Miao Chen,
  • Dandan Yan,
  • Xin Lu* ,
  • Hongwei Kong,
  • Weiping Jia* , e
  • Guowang Xu*

As sulfonilureias são uma das drogas comumente usadas no diabetes mellitus tipo 2 (DM2), mas com incidência considerável de falha da monoterapia. No entanto, o mecanismo de resposta do paciente ao medicamento não é claro e os biomarcadores de avaliação de adequação têm uma necessidade urgente de medicina de precisão. Neste estudo, um método pseudo-direcionado de cromatografia gasosa-espectrometria de massa foi empregado para investigar o perfil metabólico sérico de 66 respondedores significativos e 24 respondedores não significativos no início do estudo e 16 semanas após a monoterapia de liberação modificada (MR) de gliclazida. As melhorias clínicas no nível de glicose no sangue e na sensibilidade à insulina foram intimamente associadas às alterações do ciclo do TCA, metabolismo dos corpos cetônicos, oxidação de lipídios, catabolismo de aminoácidos de cadeia ramificada e metabolismo da flora intestinal. Os diferentes perfis metabólicos basais observados nos dois grupos implicaram que os pacientes com menor nível de dislipidemia podem ser mais adequados para a terapia com sulfonilureia. O painel de biomarcadores consistindo em HbA1c, ácido 5,8,11,14,17-eicosapentaenóico, metil 8,11,14-eicosatrienoato e hexadecanoato de metila mostra uma capacidade de previsão muito boa para a adequação do tratamento com gliclazida, e pode ser significativo na medicina personalizada de pacientes com DM2 por terapia com sulfonilureia.

Descoberta otimizada de biomarcadores fenotípicos e eliminação de fatores de confusão por meio de projeção ajustada por covariáveis ​​para estruturas latentes a partir de dados de espectroscopia metabólica
  • Joram M. Posma* ,
  • Isabel Garcia-Perez,
  • Timothy M. D. Ebbels,
  • John C. Lindon,
  • Jeremiah Stamler,
  • Paul Elliott,
  • Elaine Holmes, e
  • Jeremy K. Nicholson*

O metabolismo é alterado pela genética, dieta, estado da doença, ambiente e muitos outros fatores. A modelagem de qualquer um deles geralmente é feita sem considerar os efeitos das outras covariáveis. A atribuição de diferenças no perfil metabólico a um desses fatores precisa ser feita enquanto se controla a influência metabólica dos demais. Descrevemos aqui uma estrutura de análise de dados e um novo algoritmo de ajuste de confusão para análise multivariada de dados de perfil metabólico. Usando dados simulados, mostramos que números semelhantes de associações verdadeiras e significativamente menos falsos positivos são encontrados em comparação com outros métodos comumente usados. Projeções ajustadas por covariáveis ​​para estruturas latentes (CA-PLS) são exemplificadas aqui usando um estudo de fenotipagem metabólica em larga escala de duas populações chinesas com riscos diferentes de doença cardiovascular. Usando CA-PLS, descobrimos que algumas diferenças relatadas anteriormente estão realmente associadas a fatores externos e descobrimos uma série de biomarcadores anteriormente não relatados ligados a diferentes vias metabólicas. O CA-PLS pode ser aplicado a quaisquer dados multivariados onde a confusão pode ser um problema e o procedimento de ajuste de confusão pode ser traduzido para outras técnicas de regressão multivariada.

Estratégia de pesquisa de banco de dados guiada por taxonomia metagenômica para melhorar a análise metaproteômica
  • Jinqiu Xiao,
  • Alessandro Tanca,
  • Ben Jia,
  • Runqing Yang,
  • Bo Wang,
  • Yu Zhang, e
  • Jing Li*

A metaproteômica fornece uma medida direta da informação funcional investigando todas as proteínas expressas por uma microbiota. No entanto, devido à complexidade e heterogeneidade das comunidades microbianas, é muito difícil construir um banco de dados de sequências adequado para um estudo metaproteômico. Usando um banco de dados público, os pesquisadores podem não ser capazes de identificar proteínas de espécies microbianas mal caracterizadas, enquanto um banco de dados metagenômico baseado em sequenciamento pode não fornecer cobertura adequada para todas as sequências de proteínas potencialmente expressas. Para enfrentar esse desafio, propomos uma estratégia metagenômica de busca em banco de dados guiada por taxonomia (MT), na qual um banco de dados mesclado é empregado, consistindo em sequências de proteínas de referência guiadas por taxonomia de bancos de dados públicos e proteínas de montagem de metagenoma. Ao aplicar nossa estratégia de MT a uma mistura microbiana simulada, cerca de duas vezes mais peptídeos foram detectados do que apenas com o banco de dados metagenômico. De acordo com a avaliação da confiabilidade da atribuição taxonômica, a taxa de atribuições incorretas foi comparável à obtida usando uma base de dados combinada a priori. Também avaliamos a estratégia de MT com uma amostra microbiana do intestino humano e encontramos 1,7 vezes mais peptídeos do que usando um banco de dados metagenômico padrão. Em conclusão, nossa estratégia de MT permite a construção de bancos de dados capazes de fornecer alta sensibilidade e precisão na identificação de peptídeos em estudos metaproteômicos, possibilitando a detecção de proteínas de espécies mal caracterizadas dentro da microbiota.

Análise sistemática de ácidos graxos em células humanas com um método baseado em etiqueta isobárica multiplexada (TMT)

Os ácidos graxos (AFs) são componentes essenciais nas células e estão envolvidos em muitas atividades celulares. Foi relatado que o metabolismo anormal de AF está relacionado a doenças humanas, como câncer e doenças cardiovasculares. A identificação e quantificação dos FAs fornecem informações sobre suas funções nos sistemas biológicos, mas é muito desafiador analisá-los devido às suas estruturas e propriedades. Neste trabalho, desenvolvemos um novo método integrando FAs marcados com marcadores de massa em tandem aminoxi marcados com isótopos estáveis ​​(aminoxyTMTs) e análise espectrométrica de massa no modo positivo. Com base em suas estruturas, os reagentes aminoxyTMT reagiram com o grupo ácido carboxílico dos FAs, resultando em um grupo amina com alta afinidade de prótons covalentemente ligado aos analitos. Isso permitiu a análise de FAs sob o modo de espectrometria de massa de ionização por eletrospray positivo (ESI-MS), que normalmente é mais popular e sensível em comparação com o modo negativo. Mais importante, as tags TMT multiplexadas nos permitiram quantificar FAs de várias amostras simultaneamente, o que aumentou o rendimento experimental e a precisão da quantificação. FAs extraídos de três tipos de células da mama, ou seja, células MCF 10A (normal), MCF7 (minimamente invasivo) e MDA-MB-231 (altamente invasivo), foram marcados com os aminoxiTMTs de seis plexos e quantificados por LC-MS / MS . Os resultados demonstraram que as abundâncias de alguns FAs, como C22: 5 e C20: 3, foram marcadamente aumentadas nas células cancerígenas MCF7 e MDA-MB-231 em comparação com as células normais MCF 10A. Pela primeira vez, os reagentes aminoxyTMT foram explorados para marcar FAs para sua identificação e quantificação em amostras biológicas complexas no modo MS positivo. O método atual nos permitiu identificar FAs com segurança e quantificá-los com precisão a partir de várias amostras simultaneamente. Como esse método não tem restrições de amostra, ele pode ser amplamente aplicado para pesquisas biológicas e biomédicas.

Estrutura primária e de ordem superior do centro de reação da bactéria fototrófica roxa Blastochloris viridis: Um teste para espectrometria de massa nativa
  • Yue Lu,
  • Carrie Goodson,
  • Robert E. Blankenship* , e
  • Michael L. Gross*

O centro de reação (RC) da bactéria fototrófica Blastochloris viridis foi o primeiro complexo proteico de membrana integral a ter sua estrutura determinada por cristalografia de raios-X e vem sendo amplamente estudado desde então. É composto por quatro subunidades de proteínas, H, M, L e C, além de cofatores, incluindo bacteriofeofitina (BPh), bacterioclorofila (BCh), menaquinona, ubiquinona, heme, carotenóide e Fe. Neste estudo, utilizamos proteômica baseada em espectrometria de massa para estudar este complexo de proteínas por meio de sequenciamento de baixo para cima, análise de massa de proteína intacta e análise de ligação de ligante MS nativo. Sua estrutura primária mostra uma série de mutações, incluindo uma alteração e extensão incomuns no terminal C da subunidade M. Em termos de estrutura quaternária, proteínas como esta contendo muitos cofatores servem para testar a capacidade de introduzir conjuntos de proteínas de estado nativo na fase gasosa porque os cofatores não serão retidos se a estrutura quaternária for seriamente perturbada. Além disso, este RC específico, sob MS nativo, exibe uma forte capacidade não apenas de ligar o par especial, mas também de preservar os dois BChs periféricos.

Uma cromatografia líquida de ultra-alto desempenho - espectrometria de massa de tempo de vôo Abordagem metabolômica para estudar o impacto do consumo moderado de vinho tinto no metaboloma urinário
  • Adelaida Esteban-Fernández,
  • Clara Ibañez,
  • Carolina Simó,
  • Begoña Bartolomé* , e
  • M. Victoria Moreno-Arribas*

O consumo moderado de vinho tinto foi amplamente descrito por exercer vários benefícios à saúde humana. Isso se deve principalmente ao seu conteúdo único de polifenóis bioativos, que sofrem várias modificações ao longo de sua passagem pelo sistema digestivo, incluindo a transformação microbiana no cólon e o metabolismo da fase II, até serem finalmente excretados na urina e nas fezes. Para determinar o impacto do consumo moderado de vinho no metaboloma urinário geral de voluntários saudáveis ​​(n = 41), foram investigadas amostras de um estudo intervencional de vinho tinto (250 mL / dia, 28 dias). A urina (24 h) foi coletada antes e depois da intervenção e analisada por uma abordagem metabolômica de espectrometria de massa de tempo de vôo não direcionada por cromatografia líquida de alto desempenho. 94 compostos ligados ao consumo de vinho, incluindo componentes específicos do vinho (ácido tartárico), metabólitos fenólicos derivados de microbianos (5- (dihidroxifenil) -γ-valerolactonas e ácidos 4-hidroxil-5- (fenil) -valérico) e compostos endógenos foram identificado. Além disso, algumas relações entre metabolomas fecais e urinários paralelos são discutidas.

Metabolômica de NMR revela efeitos de proteção mediados por metabolismo em células do fígado (HepG2) expostas a níveis subtóxicos de nanopartículas de prata
  • Joana Carrola,
  • Ricardo J. B. Pinto,
  • Maryam Nasirpour,
  • Carmen S. R. Freire,
  • Ana M. Gil,
  • Conceição Santos,
  • Helena Oliveira, e
  • Iola F. Duarte*

A expansão das aplicações biomédicas e terapêuticas das nanopartículas de prata (AgNPs) levanta a necessidade de entender melhor seus efeitos biológicos nas células humanas. Neste trabalho, a metabolômica de NMR foi aplicada para revelar os efeitos metabólicos de AgNPs em células de hepatoma humano (HepG2), que são relevantes no que diz respeito ao acúmulo e desintoxicação de nanopartículas. As respostas celulares a AgNPs revestidos com citrato amplamente disseminados (Cit30) e a AgNPs biogênicos emergentes preparados usando um extrato vegetal aquoso como agente redutor e estabilizador (GS30) foram comparadas com o objetivo de avaliar a influência do revestimento de nanopartículas nos efeitos metabólicos produzidos. As concentrações subtóxicas (IC5 e IC20) de ambos os tipos de nanopartículas causaram profundas alterações no metaboloma celular, sugerindo adaptações nos processos de produção de energia (metabolismo da glicose e sistema da fosfocreatina), defesas antioxidantes, degradação de proteínas e metabolismo lipídico. Essas assinaturas foram propostas para refletir principalmente os mecanismos de proteção mediados pelo metabolismo e foram consideradas amplamente comuns aos AgNPs Cit30 e GS30, embora diferenças na magnitude da resposta, não capturadas pela avaliação de citotoxicidade convencional, tenham sido detectadas. No geral, este estudo destaca o valor da metabolômica de NMR para revelar efeitos biológicos subtóxicos e ajudar a compreender as interações célula-nanomaterial.

A proteômica do processo da cerveja revela um proteoma dinâmico com extensas modificações
  • Benjamin L. Schulz* ,
  • Toan K. Phung,
  • Michele Bruschi,
  • Agnieszka Janusz,
  • Jeff Stewart,
  • John Meehan,
  • Peter Healy,
  • Amanda S. Nouwens,
  • Glen P. Fox* , e
  • Claudia E. Vickers*

A produção moderna de cerveja é um processo industrial complexo. No entanto, alguns de seus detalhes bioquímicos permanecem obscuros. Usando espectrometria de massa e proteômica, realizamos uma análise global não direcionada das proteínas presentes ao longo do tempo durante a produção de cerveja em nanoescala. As amostras incluíram mosto doce produzido por um purê de infusão de alta temperatura, mosto com lúpulo e cerveja clara. Esta análise identificou mais de 200 proteínas exclusivas de cevada e levedura, enfatizando a complexidade do processo e do produto. Em seguida, usamos SWATH-MS independente de dados para comparar quantitativamente a abundância relativa dessas proteínas ao longo do processo. Isso identificou mudanças grandes e significativas no proteoma em cada etapa do processo. Essas mudanças descreveram o enriquecimento de proteínas por suas propriedades biofísicas e identificaram o aparecimento de proteínas de levedura dominantes durante a fermentação. Os níveis alterados de modificação do malte também mudaram quantitativamente os proteomas ao longo do processo. A inspeção detalhada dos dados proteômicos revelou que muitas proteínas foram modificadas por digestão com protease, glicação ou oxidação durante as etapas de processamento. Este trabalho demonstra as oportunidades oferecidas pela proteômica de espectrometria de massa moderna no entendimento do antigo processo de produção de cerveja.

Determinação das razões de fosforilação específicas do local em proteínas com espectrometria de massa direcionada
  • Lennard J. M. Dekker,
  • Lona Zeneyedpour,
  • Sandor Snoeijers,
  • Jos Joore,
  • Sieger Leenstra, e
  • Theo M. Luider*

Nós mostramos que o monitoramento de reação paralela (PRM) pode ser usado para quantificação exata das razões de fosforilação de proteínas usando peptídeos marcados com isótopos estáveis. Comparamos duas abordagens diferentes de PRM em uma digestão de uma cultura de células U87, a saber, PRM direto (digestão tríptica medida por PRM sem qualquer preparação de amostra adicional) e TiO2-PRM (digestão tríptica enriquecida com cartuchos de TiO2, seguida por medição de PRM) essas abordagens são comparadas para os seguintes locais de fosforilação: proteína associada à diferenciação de neuroblastos (AHNAK S5480-p), proteína quinase dependente de cálcio / calmodulina tipo II subunidade delta (CAMK2D T337-p) e receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR S1166-p ) Uma porcentagem reproduzível de fosforilação pode ser determinada (CV 6–13%) usando PRM direto ou TiO2-PRM. Além disso, testamos as abordagens em um experimento de cultura de células em que as células U87 foram privadas de soro. Como um "padrão ouro", incluímos a precipitação imune de EGFR seguida por PRM (IP-PRM). Para EGFR (S1166) e AHNAK (S5480), uma mudança estatisticamente significativa na porcentagem de fosforilação pode ser observada como resultado da privação de soro para EGFR (S1166), esta mudança foi observada para TiO2-PRM e IP-PRM. A abordagem apresentada tem o potencial de multiplexar e quantificar a razão de fosforilação em uma única análise.

Mudanças dinâmicas na localização da proteína no ambiente nuclear em células β pancreáticas após breve estimulação de glicose
  • Taewook Kang,
  • Pia Jensen,
  • Vita Solovyeva,
  • Jonathan R. Brewer, e
  • Martin R. Larsen*

A caracterização dos mecanismos moleculares subjacentes à função das células β pancreáticas em relação à secreção de insulina estimulada por glicose é incompleta, especialmente no que diz respeito à resposta global no ambiente nuclear. Nós nos concentramos na caracterização de proteínas no ambiente nuclear das células β após breve estimulação com alta glicose. Comparamos núcleos purificados derivados de células β estimuladas com glicose 17 mM por 0, 2 e 5 min usando proteômica quantitativa, um período de tempo que muito provavelmente não resulta na tradução de uma nova proteína na célula. Dentre as proteínas reguladas diferencialmente, identificamos 20 componentes dos processos de organização nuclear, incluindo organização de poros nucleares, complexo de ribonucleoproteínas e transcrição de pré-mRNA. Encontramos alteração do complexo de poro nuclear, juntamente com chaperones de ligação de cálcio / calmodulina que facilitam a importação ou exportação de proteínas e RNA de / para o núcleo para o citoplasma. Fatores associados à transcrição do mRNA de insulina putativos foram identificados entre as proteínas reguladas e foram validados por Western blotting e imagem de imunofluorescência confocal. Coletivamente, nossos dados sugerem que a translocação de proteínas entre o núcleo e o citoplasma é um processo importante, altamente envolvido no mecanismo molecular inicial subjacente à secreção de insulina estimulada por glicose nas células β pancreáticas.

PPARα é necessário para ativação induzida por radiação da sinalização de TGFβ não canônica no coração
  • Vikram Subramanian,
  • Sabine Borchard,
  • Omid Azimzadeh,
  • Wolfgang Sievert,
  • Juliane Merl-Pham,
  • Mariateresa Mancuso,
  • Emanuela Pasquali,
  • Gabriele Multhoff,
  • Bastian Popper,
  • Hans Zischka,
  • Michael J. Atkinson, e
  • Soile Tapio*

A radiação ionizante de alta dose é conhecida por induzir efeitos adversos como inflamação e fibrose no coração. Os reguladores transcricionais PPARα e TGFβ são conhecidos por estarem envolvidos nesta resposta à radiação. PPARα, um fator de transcrição antiinflamatório que controla o metabolismo energético cardíaco, é inativado por irradiação. O TGFβ pró-inflamatório e pró-fibrótico é ativado por irradiação através das vias SMAD-dependentes e SMAD-independentes. O objetivo deste estudo foi investigar como a alteração do nível de PPARα influencia a resposta à radiação dessas vias de sinalização. Para tanto, foram utilizados camundongos C57Bl / 6 geneticamente modificados com genótipo PPARα tipo selvagem (+ / +), heterozigoto (+/−) ou homozigoto (- / -). Os camundongos foram irradiados localmente para o coração usando doses de 8 ou 16 Gy e os controles foram irradiados com simulação. O tecido cardíaco foi investigado usando proteômica livre de marcadores 20 semanas após a irradiação e as vias previstas foram validadas por imunoblotting, ELISA e imunohistoquímica. Os camundongos PPARα heterozigotos mostraram a maioria das alterações induzidas por radiação no proteoma cardíaco, enquanto os camundongos PPARα homozigotos mostraram as menos alterações. A irradiação induziu a sinalização de TGFβ dependente de SMAD, independentemente do status do PPARα, mas a presença de PPARα foi necessária para a ativação da via independente de SMAD. Esses dados indicam um papel central do PPARα na resposta cardíaca à radiação ionizante.

Microvesículas circulantes de câncer de pâncreas aceleram a migração e proliferação de células PANC-1
  • Mingrui An,
  • Jianhui Zhu,
  • Jing Wu,
  • Kyle C. Cuneo* , e
  • David M. Lubman*

Microvesículas circulantes são capazes de mediar comunicações célula-célula de longa distância. É essencial entender como as microvesículas do câncer de pâncreas agem em outras células do corpo. Neste trabalho, microvesículas derivadas de soro foram isoladas de 10 pacientes com câncer pancreático localmente avançado e controles saudáveis. Usando os reagentes Cell Transwell e WST-1, descobrimos que microvesículas de câncer de pâncreas aceleraram a migração e a proliferação de células PANC-1. Enquanto isso, a proliferação dessas células tratadas com microvesículas de câncer (CMTCs) foi menos afetada por 10 μM de gencitabina em relação às células tratadas com microvesículas saudáveis ​​(HMTCs). Em seguida, otimizamos o método de preparação de amostra auxiliado por filtro para aumentar a recuperação de amostras de proteínas e, em seguida, o aplicamos à quantificação do proteoma de CMTCs e HMTCs. Os peptídeos foram marcados e analisados ​​por cromatografia líquida - espectrometria de massa em tandem. No total, 4102 proteínas foram identificadas, onde 35 proteínas foram reguladas positivamente com 27 reguladas negativamente em CMTCs. Verificamos os resultados quantitativos de três proteínas-chave CD44, PPP2R1A e TP53 por Western blot. A Ingenuity Pathway Analysis revelou caminhos nos quais as microvesículas cancerígenas podem participar para promover a migração e proliferação celular. Esses achados podem fornecer novas pistas de tratamento para tumorigênese e metástase.

A análise de interactome revela que o regulador da sinalização da proteína G 14 (RGS14) é um novo parceiro de ligação de cálcio / calmodulina (Ca 2+ / CaM) e CaM quinase II (CaMKII)
  • Paul R. Evans,
  • Kyle J. Gerber,
  • Eric B. Dammer,
  • Duc M. Duong,
  • Devrishi Goswami,
  • Daniel J. Lustberg,
  • Juan Zou,
  • Jenny J. Yang,
  • Serena M. Dudek,
  • Patrick R. Griffin,
  • Nicholas T. Seyfried, e
  • John R. Hepler*

O regulador da sinalização da proteína G 14 (RGS14) é uma proteína de arcabouço complexa que integra a proteína G e as vias de sinalização MAPK. No cérebro de camundongo adulto, RGS14 é predominantemente expresso em neurônios CA2 do hipocampo, onde inibe naturalmente a plasticidade sináptica e o aprendizado e memória dependentes do hipocampo. No entanto, as proteínas de sinalização que RGS14 nativamente se engaja para regular a plasticidade são desconhecidas. Aqui, mostramos que RGS14 existe em um complexo de proteínas de alto peso molecular no cérebro. Para identificar parceiros de interação neuronal RGS14, RGS14 endógeno imunoprecipitado de cérebro de camundongo foi submetido a espectrometria de massa e análise proteômica. Descobrimos que RGS14 interage com proteínas pós-sinápticas chave que regulam a plasticidade. A análise da ontologia genética revela que os interatores RGS14 mais enriquecidos têm papéis funcionais na ligação à actina, ligação à calmodulina (CaM) e atividade da proteína quinase dependente de CaM (CaMK). Validamos esses resultados usando ensaios bioquímicos que identificam interações com dois parceiros de ligação anteriormente desconhecidos. Relatamos que RGS14 interage diretamente com Ca2 + / CaM e é fosforilado por CaMKII in vitro. Por último, detectamos que RGS14 se associa com CaMKII e CaM em neurônios CA2 do hipocampo. Tomados em conjunto, esses resultados demonstram que RGS14 é um novo efetor CaM e substrato de fosforilação CaMKII, fornecendo assim uma nova visão sobre os mecanismos pelos quais RGS14 controla a plasticidade em neurônios CA2.

Interatores de RNA e proteínas com TDP-43 em lisados ​​da medula espinhal humana na esclerose lateral amiotrófica
  • Kathryn Volkening,
  • Brian A. Keller,
  • Cheryl Leystra-Lantz, e
  • Michael J. Strong*

A proteína de ligação ao DNA TAR de 43 kDa (TDP-43) é uma proteína de ligação ao RNA e ao DNA de função dupla com funções celulares variadas. Em neurônios motores em degeneração na esclerose lateral amiotrófica (ELA), o TDP-43 se realoca do núcleo para o citosol, onde é sequestrado em inclusões. É provável que o papel patogênico de TDP-43 em ALS pode envolver um ganho ou uma perda de função, dependendo da natureza de seu RNA ou interator de proteína. No entanto, embora os parceiros de ligação de TDP-43 tenham sido identificados em uma variedade de sistemas modelo e do cérebro humano, os interatores do tecido da medula espinhal humana não foram. Neste estudo, caracterizamos os interatores de proteína e RNA TDP-43 de neuropatologicamente normal (controle) e da medula espinhal ventral afetada por ALS, incluindo ALS esporádico (sALS) e casos familiares que abrigam um SOD1 mutante A4T ou um UTR 3 ′ * c.41G & gtA mutante FUS / TLS ou expressando repetições expandidas c9orf72 patológicas. Os interatores de RNA com TDP-43 foram semelhantes entre as medulas espinhais de controle e ALS examinadas, independentemente do genótipo. Em contraste, os interatores de proteína com TDP-43 demonstraram diferenças, com os casos sALS e mtSOD1 hospedando examinados diferindo dos interatores de proteína identificados na mutação FUS 3 ′ UTR e casos positivos de repetição c9orf72.


Análise metalúrgica da iniciação da trinca de atuadores spline usinados por descarga elétrica com corte de fio feitos de aço inoxidável 17-4 PH

Os atuadores estriados feitos de aço inoxidável fundido de investimento 17-4 PH (endurecimento por precipitação) contêm microfissuras. Os atuadores trincados foram submetidos a microscopia ótica e eletrônica de varredura e ensaios de dureza, que revelaram que a falha ocorreu devido ao início e crescimento de trincas por fadiga após usinagem por descarga elétrica (EDM). A camada recarregada produzida pelo EDM permaneceu após a usinagem, e as rachaduras e irregularidades superficiais associadas a esta camada forneceram locais para o início e crescimento de rachaduras, o que acabou causando rejeição de peças. Tolerâncias dimensionais estreitas em atuadores requerem EDM pós-tratamento térmico. A espessura da camada reformulada foi medida em cerca de 38-55 μm, e a precipitação nas proximidades da superfície usinada é uma fonte potencial de corrosão. O polimento pós-usinagem por meio de grânulos de leito fluidizado foi empregado para remover a camada reformulada e os precipitados associados. Os resultados dos testes comprovaram que a remoção das camadas superficiais melhorou a microestrutura e a resistência à formação de trincas. O polimento pós-EDM e as subsequentes inspeções anuais provaram que o problema foi resolvido.

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Comportamento mecânico de tração e resposta à fragmentação de um aço inoxidável 17-4 PH fundido a laser seletivo

O comportamento mecânico de tração e a resposta à fragmentação de um aço inoxidável fundido a laser seletivo (SLM) 17-4 endurecível por precipitação (PH) foram estudados de forma abrangente por meio de ensaio de tração, experimento de impacto de placa e caracterização da microestrutura neste estudo. Os resultados revelam um aço com dependência significativa da taxa de deformação no comportamento mecânico de tração e na resposta à fragmentação. À medida que a taxa de deformação aumenta, a tensão de escoamento de tração aumenta, mas não há tendência de variação monotônica para que a estrutura de grão de tensão de pico permanece inalterada primeiro e depois torna-se os limites de grão de alto ângulo (HAGBs) aumentam a fase de martensita diminui primeiro e depois aumenta . Existe uma correlação próxima entre a velocidade de impacto, taxa de deformação, pico de tensão, limite elástico de Hugoniot (HEL) e força de estilhaçamento. A taxa de deformação, a tensão de pico e o aumento HEL aumentam, enquanto a força de estilhaçamento permanece quase constante com o aumento da velocidade de impacto. À medida que a velocidade do impacto aumenta, a estrutura do grão fica fina, os HAGBs aumentam e a fase de martensita aumenta. A transformação de fase significativa é responsável pelo comportamento mecânico de tração e resposta à fragmentação, e o aumento de temperatura foi calculado para analisar seu efeito na transformação de fase. Se as orientações preferidas são ao longo da direção do edifício ou direção de tração depende da taxa de deformação. Os espécimes de tração e fragmentação exibem o modo de fratura dúctil e o dano se origina em espaços vazios. É interessante que os vazios sempre tendem a nuclear nos limites da poça de fusão. Um modelo de evolução de dano por spall é ilustrado para descrever o processo de dano.

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Resumo

Cirurgia minimamente invasiva (MIS) e anterior (ALIF), transforaminal (TLIF) ou fusão intersomática lombar lateral (LLIF) frequentemente requerem fixação percutânea com parafuso pedicular (PSF) para atingir a fusão circunferencial. A tecnologia de orientação robótica pode aumentar o fluxo de trabalho para melhorar a colocação do parafuso e diminuir o tempo operatório.

Relatar a experiência cirúrgica com a colocação de parafuso percutâneo assistido por robô após LLIF.

Dados de fusões com PSF assistida por robô em decúbito ventral ou lateral foram revisados. Um braço de orientação robótica guiado por TC foi usado para a colocação do parafuso (Excelsius GPS ™, Globus Medical Inc, Audubon, Pennsylvania). A TC pós-operatória facilitou a localização do parafuso. Coordenadas tridimensionais e bidimensionais da ponta e cauda do parafuso foram calculadas e comparadas com uma trajetória de alvo para calcular erros de direcionamento. A violação foi definida como uma violação da parede lateral ou medial do pedículo.

A colocação do parafuso guiado por robô foi bem-sucedida em 28/31 pacientes. Nesses pacientes, os parafusos 116/116 foram implantados com sucesso. A taxa de violação foi de 3,4% (4/116).Em 17 pacientes (70 parafusos), a precisão 3-D média foi 5,0 ± 2,4 mm, a precisão 2-D média foi 2,6 ± 1,1 mm e o deslocamento angular médio foi 5,6 ± 4,3 ° com coeficientes de correlação intraclasse (ICC) correspondentes de 0,775 e 0,693. Precisão tridimensional correlacionada com a idade (R = 0,306, P = 0,011) e IMC (R = 0,252, P = 0,038). A precisão não diferiu significativamente entre os níveis do corpo vertebral (P & gt .22). O tempo operatório médio para MIS-TLIF e parafusos percutâneos foi de 277 ± 52 e 183 ± 54 min, respectivamente. O tempo operatório não diminuiu significativamente em nenhum dos grupos (P & gt .187).

O sistema de orientação robótica Excelsius GPS ™ permite PSF preciso na maioria dos casos com precisão 2-D de 2 mm. Estudos futuros são necessários para demonstrar a utilidade deste novo sistema de orientação e melhoria do fluxo de trabalho.


Resumo

Os efeitos das características do pó (forma, tamanho e tipo do pó) e as condições de processamento (potência do laser e velocidade de varredura) nas propriedades mecânicas e microestruturas do aço inoxidável de fusão de leito de pó a laser (L-PBF) 17-4 PH foram estudados usando quatro tipos de pós. A% densidade teórica, resistência à tração final, dureza das peças de L-PBF são sensíveis à densidade de energia e à forma, tamanho e tipo do pó inicial. A densidade e as propriedades mecânicas dos pós atomizados com água e gás aumentaram com o aumento da densidade de energia. O gás atomizado (D50 = 13 μm) pós que são esféricos em forma e atomizados com água (D50 = 17 μm) pós de alta densidade compactada produziram baixa porosidade e alta densidade (

97% de densidade) partes de L-PBF em baixas densidades de energia de 64 e 80 J / mm 3. O aumento na densidade de energia para 104 J / mm 3 resultou em partes de L-PBF de pó atomizado por água e gás altamente denso (97 ± 0,5%). No entanto, mesmo com uma densidade teórica alta% (97 ± 1%), as propriedades das peças de L-PBF variaram em uma faixa relativamente grande (UTS: 500–1100 MPa dureza: 25–39 alongamento HRC: 10–25%). Esta grande variação nas propriedades mecânicas pode ser atribuída às fases martensita e austenítica, bem como ao tamanho do grão nas peças do L-PBF. Além disso, o conteúdo das fases de martensita e austenita e das partes do L-PBF também foram sensíveis à densidade de energia e ao tipo de pó inicial.


Pesquisa Científica e Metodologia

Uma vez que muitas estatísticas têm uma distribuição normal (sob certas circunstâncias), a regra 68–95–99,7 pode ser usada para entender a distribuição das estatísticas de amostra.

Lembre-se de que a regra 68-95-99,7 afirma que, para algum distribuição normal (Fig. 13.10):

  • 68% dos valores estão dentro de 1 desvio padrão da média
  • 95% dos valores estão dentro de 2 desvios padrão da média e
  • 99,7% dos valores estão dentro de 3 desvios padrão da média.

Essas porcentagens dependem apenas de quantos desvios padrão ( ( sigma )) um valor ( (x )) está da média ( ( mu )). Essas informações podem ser usadas para aprender como os valores são distribuídos.

Exemplo 17.1 (a regra 68-95-99,7) Suponha que as alturas dos machos adultos australianos tenham uma média de ( mu = 175 ) cm e um desvio padrão de ( sigma = 7 ) cm e (aproximadamente) sigam uma distribuição normal. Usando este modelo, que proporção de homens adultos australianos são mais alto do que 182 cm?

Desenhar a situação é útil (Fig. 17.2). Observe que (175 + 7 = 182 ) cm é um desvio padrão acima O significativo. Sabemos que 68% dos valores estão dentro de um desvio padrão da média, de modo que 32% estão fora dessa faixa (menor ou maior) (Fig. 17.2). Portanto, 16% são mais altos do que um desvio padrão acima da média, então a resposta é cerca de 16%. (Outros 16% são menos do que um desvio padrão abaixo de a média, ou menos do que (175 - 7 = 168 ) cm de altura.)

Novamente, as porcentagens dependem apenas de quantos desvios padrão ( ( sigma )) o valor ( (x )) é da média ( ( mu )), e não dos valores reais de ( mu ) e ( sigma ).

FIGURA 17.2: Qual a proporção de homens adultos australianos com mais de 182 cm de altura?

Exemplo 17.2 (a regra 68-95-99,7) Suponha que as alturas de homens adultos australianos tenham uma média de ( mu = 175 ) cm e um desvio padrão de ( sigma = 7 ) cm e (aproximadamente) sigam uma distribuição normal. Usando este modelo, que proporção são mais curta do que 161 centímetros? Novamente, desenhar a situação é útil (Fig. 17.3).

Uma vez que (175 - (2 vezes 7) = 161 ), então 161 cm são dois desvios padrão abaixo de O significativo. Uma vez que 95% dos valores estão dentro de dois desvios padrão da média, 5% estão fora dessa faixa (metade menor, metade maior ver Fig. 17.3), de modo que 2,5% estão mais curta do que 161cm. (Outros 2,5% são mais alto do que (175 + 14 = 189 ) cm.)

FIGURA 17.3: Qual a proporção de homens adultos australianos com menos de 161 cm?

Novamente, as porcentagens dependem apenas de quantos desvios padrão ( ( sigma )) o valor ( (x )) é da média ( ( mu )). O número de desvios padrão que uma observação é da média é chamado de (z ) -score. Um (z ) -score é calculado usando

[z = frac < sigma>. ] A conversão de valores em (z ) -scores é chamada padronizando.

Definição 17.1 ( (z ) -score) UMA (z ) -score mede a quantos desvios padrão um valor está da média. Em símbolos:

[começar z = frac< sigma>, tag <17.1> end] onde (x ) é o valor, ( mu ) é a média da distribuição e ( sigma ) é o desvio padrão da distribuição.

Exemplo 17.3 ( (z ) -scores) No Exemplo 17.1, o (z ) -score para uma altura de 182 cm é

[z = frac < sigma> = frac <182 - 175> <7> = 1, ] um desvio padrão acima O significativo.

No Exemplo 17.2, o (z ) -score para uma altura de 161 cm é

[z = frac < sigma> = frac <161 - 175> <7> = -2, ] dois desvios padrão abaixo de a média (a negativo (z ) -score significa que o valor é abaixo de O significativo).

O (z ) -score é o número de desvios padrão, a observação está longe da média. O (z ) -score também é chamado de valor padronizado ou Pontuação Padrão, e é calculado usando a Equação (17.1). Observe que:

  • As pontuações (z ) são negativas para as observações abaixo de a média, e positivo para observações acima O significativo.
  • As pontuações (z ) são números sem unidades (ou seja, não são em kg ou cm, etc.).

Exemplo 17.4 (A regra 68-95-99,7) Considere o modelo para as alturas de homens adultos australianos: uma distribuição normal, média ( mu = 175 ), desvio padrão ( sigma = 7 ) (Fig. 17.1).


17.4: Análise Quantitativa

Para um estudo clássico do sul americano (Deep South, University of Chicago Press, 1941), Davis e seus colegas coletaram dados sobre quais das 18 mulheres estavam presentes em cada um dos 14 eventos da & quotocial temporada & quot em uma comunidade. Ao examinar os padrões de quais mulheres estão presentes (ou ausentes) em quais eventos, é possível inferir um padrão subjacente de laços sociais, facções e agrupamentos entre as mulheres. Ao mesmo tempo, ao examinar quais mulheres estiveram presentes nos 14 eventos, é possível inferir padrões subjacentes na semelhança dos eventos.

O estudo de Davis é um exemplo do que Ron Breiger (1974) chamou de & quotA dualidade de pessoas e grupos. & Quot Breiger está chamando a atenção para o foco duplo da análise de redes sociais sobre como os indivíduos, por meio de sua agência, criam estruturas sociais ao mesmo tempo Com o tempo, as estruturas sociais desenvolvem uma realidade institucionalizada que restringe e molda o comportamento dos indivíduos nelas embutidos.

Os dados usados ​​para a análise de redes sociais, mais comumente, medem as relações no nível micro e usam técnicas de análise para inferir a presença de estrutura social no nível macro. Por exemplo, examinamos os laços dos indivíduos (micro) em busca de padrões que nos permitem inferir a macroestrutura (ou seja, cliques).

Os dados de Davis são um pouco diferentes. Ele descreve laços entre dois conjuntos de nós em dois níveis diferentes de análise. Os laços que Davis identifica são entre atores (as mulheres) e eventos (as festas da temporada social). Dados como esses envolvem dois níveis de análise (ou dois "modos"). Freqüentemente, esses dados são chamados de dados de & quotafiliação porque descrevem quais atores são afiliados (presentes ou membros) a quais estruturas macro.

Os dados de dois modos oferecem algumas possibilidades analíticas muito interessantes para obter maior compreensão das relações & quotmacro-micro & quot. Nos dados de Davis, por exemplo, podemos ver como as escolhas das mulheres individualmente "fazem" o significado das festas ao escolher comparecer ou não. Também podemos ver como os partidos, já que as macroestruturas podem afetar as escolhas das mulheres individualmente.

Com um pouco de criatividade, você pode começar a ver exemplos desses tipos de estruturas sociais bimodais ou macro-micro em todos os lugares. O mundo social é um de "aninhamento", no qual os indivíduos (e estruturas maiores) estão embutidos em estruturas maiores (e estruturas maiores estão embutidas em estruturas ainda maiores). De fato, a análise da tensão entre & quotestrutura e agência & quot ou & quotmacro e micro & quot é um dos temas centrais na teoria e análise sociológica.

Neste capítulo, daremos uma olhada em algumas das ferramentas que foram aplicadas (e, em alguns casos, desenvolvidas) por analistas de redes sociais para examinar dados de dois modos. Começamos com uma discussão das estruturas de dados, prosseguimos para a visualização e, em seguida, voltamos nossa atenção para as técnicas de identificação de padrões quantitativos e qualitativos em dados de dois modos.

Para a maioria dos exemplos neste capítulo, usaremos um novo conjunto de dados de 2 modos de um problema que estou trabalhando em paralelo com este capítulo. Os dados descrevem as contribuições de um pequeno número de grandes doadores (aqueles que deram um total de pelo menos US $ 1.000.000) para campanhas de apoio e oposição a iniciativas eleitorais na Califórnia durante o período de 2000 a 2004. Incluímos 44 dessas iniciativas. O conjunto de dados tem dois modos: doadores e iniciativas.

Usaremos duas formas diferentes de dados - uma com valor e outra binária. Os dados avaliados descrevem as relações entre doadores e iniciativas usando uma escala ordinal simples. Um ator é codificado como -1 se deram uma contribuição oposta a uma iniciativa particular, 0 se não contribuíram e +1 se contribuíram em apoio à iniciativa. Os dados binários descrevem se um doador contribuiu (+1) ou não (0) na campanha de cada iniciativa.

índice Estruturas de dados bipartite

A maneira mais comum de armazenar dados de 2 modos é uma matriz de dados retangular de atores (linhas) por eventos (colunas). A Figura 17.1 mostra uma parte do conjunto de dados com valor que usaremos aqui ( Data & gtDisplay ).

Figura 17.1. Matriz retangular de dados de doações políticas da Califórnia

A California Teachers Association, por exemplo, fez doações em oposição à 7ª, 9ª e 10ª iniciativa de votação, e uma doação para apoiar a 8ª.

Uma abordagem muito comum e muito útil para dados de dois modos é convertê-los em dois conjuntos de dados de um modo e examinar as relações dentro de cada modo separadamente. Por exemplo, poderíamos criar um conjunto de dados de vínculos ator a ator, medindo a força do vínculo entre cada par de atores pelo número de vezes que eles contribuíram no mesmo lado das iniciativas, somadas em cerca de 40 iniciativas . Também poderíamos criar um conjunto de dados de um modo de vínculos iniciativa por iniciativa, codificando a força da relação como o número de doadores que cada par de iniciativas tinha em comum. O Dados e afiliações A ferramenta pode ser usada para criar conjuntos de dados de um modo a partir de uma matriz de dados retangular de dois modos. A Figura 17.2 exibe uma caixa de diálogo típica.

Figura 17.2. Diálogo de Dados e afiliações para criar relações ator a ator de doadores da Califórnia

Existem várias opções aqui.

Nós selecionamos o fileira modo (atores) para este exemplo. Para criar um conjunto de dados de modo único de iniciativa por iniciativa, teríamos selecionado coluna.

Existem dois métodos alternativos:

O método de produto cruzado pega cada entrada da linha para o ator A e multiplica pela mesma entrada para o ator B e, em seguida, soma o resultado. Normalmente, esse método é usado para dados binários porque o resultado é uma contagem de coocorrência. Com dados binários, cada produto é 1 apenas se ambos os atores estavam "presentes" no evento, e a soma dos eventos produz o número de eventos em comum - uma medida valiosa de força.

Nosso exemplo é um pouco mais complicado porque aplicamos o método de produtos cruzados aos dados avaliados. Aqui, se nenhum dos atores doou para uma iniciativa (0 * 0 = 0), ou se um doou e o outro não (0 * -1 ou 0 * +1 = 0), não há empate. Se ambos doaram na mesma direção (-1 * -1 = 1 ou +1 * +1 = 1), há um empate positivo. Se ambos doaram, mas em direções opostas (+1 * -1 = -1), há um empate negativo. A soma dos produtos cruzados é uma contagem valiosa da preponderância de empates positivos ou negativos.

O método de mínimos examina as entradas para os dois atores em cada evento e seleciona o valor mínimo. Para dados binários, o resultado é o mesmo que o método de produto vetorial (se ambos, ou um dos atores for zero, o mínimo será zero apenas se ambos forem um, é o mínimo um). Para dados avaliados, o método dos mínimos está essencialmente dizendo: o laço entre os dois atores é igual ao mais fraco dos laços dos dois atores ao evento. Essa abordagem é comumente usada quando os dados originais são medidos como avaliados.

A Figura 17.3 mostra o resultado da aplicação do método de produtos cruzados aos nossos dados avaliados.

Figura 17.3. Pontos fortes da ligação ator a ator (Figura 17.2)

A associação de professores participou de 16 campanhas (o produto cruzado da linha com ela conta o número de eventos). A associação tomou a mesma posição sobre as questões que o Partido Democrata (ator 7) mais dez vezes do que tomar posição oposta (ou nenhuma). A associação do restaurante (nó 10) assumiu uma posição oposta ao Sr. Bing (nó 9) com mais frequência do que apoiar (ou nenhuma) posição. Usando esse algoritmo, capturamos muitas, mas não todas as informações nos dados originais. Uma pontuação de -1, por exemplo, pode ser o resultado de dois atores assumindo posições opostas em uma única questão ou, pode significar que os dois atores assumiram posições sobre várias questões - e, em suma, eles discordaram mais uma vez do que eles concordaram.

As matrizes de um modo resultantes de atores por atores e eventos por eventos são agora matrizes avaliadas que indicam a força do empate com base na coocorrência. Qualquer um dos métodos de análise de um modo agora pode ser aplicado a essas matrizes para estudar a microestrutura ou a macroestrutura.

Os dados de dois modos às vezes são armazenados de uma segunda maneira, chamada de matriz & quotbipartida & quot. Uma matriz bipartida é formada adicionando as linhas como colunas adicionais e as colunas como linhas adicionais. Por exemplo, uma matriz bipartida de nossos dados de doadores teria 68 linhas (os 23 atores seguidos pelas 45 iniciativas) por 68 colunas (os 23 atores seguidos pelas 45 iniciativas). Os dois blocos ator por evento da matriz são idênticos à matriz original; os dois novos blocos (atores por atores e eventos por eventos) são geralmente codificados como zeros. O Transformar & gtBipartido ferramenta converte matrizes retangulares de dois modos em matrizes bipartidas de dois modos. A Figura 17.4 mostra uma caixa de diálogo típica.

Figura 17.4 Diálogo de transformação & gtBipartite para dados de doações políticas da Califórnia

O valor para preencher os laços dentro do modo geralmente zero, de modo que os atores são conectados apenas pela copresença em eventos, e os eventos são conectados apenas por terem atores em comum.

Uma vez que os dados foram colocados na forma de uma matriz bipartida quadrada, muitos dos algoritmos discutidos em outro lugar neste texto para dados de um modo podem ser aplicados. É necessário um cuidado considerável na interpretação, porque a rede que está sendo analisada é muito incomum, na qual as relações são laços entre nós em diferentes níveis de análise. Em certo sentido, atores e eventos estão sendo tratados como objetos sociais em um único nível de análise, e propriedades como centralidade e conexão podem ser exploradas. Esse tipo de análise é relativamente raro, mas apresenta algumas possibilidades criativas interessantes.

Mais comumente, procuramos manter os atores e eventos & quotseparados & quot, mas & quotconectados & quot e buscar padrões em como os atores unem os eventos e como os eventos unem os atores. Examinaremos algumas técnicas para essa tarefa a seguir. No entanto, um bom primeiro passo em qualquer análise de rede é visualizar os dados.

Não há novos problemas técnicos no uso de gráficos para visualizar dados de 2 modos. Tanto os atores quanto os eventos são tratados como nós, e as linhas são usadas para mostrar as conexões dos atores aos eventos (não haverá linhas de atores para atores diretamente, ou de eventos para eventos).

No UCINET, a ferramenta NetDraw & gtFile & gtOpen & gtUCINET dataset & gt2-Mode Network produz um gráfico útil para pequenas redes. A Figura 17.5 mostra uma representação dos dados de doadores da Califórnia em sua forma valorizada.

Figura 17.5. Rede de dois modos de doadores e iniciativas da Califórnia

Como o gráfico tem 68 nós (atores mais iniciativas), é um pouco confuso. Excluímos isolados (iniciativas que não têm doadores em comum e doadores que não têm iniciativas em comum), localizamos os pontos no espaço usando Gower MDS, redimensionamos os nós e rótulos de nós e eliminamos as pontas das setas.

Podemos obter alguns insights desse tipo de visualização de uma rede de dois modos (particularmente quando algum tipo de método de escalonamento é usado para localizar os pontos no espaço). Atores que estão próximos (por exemplo, os índios Cahualla e Morongo no canto esquerdo inferior) estão conectados porque têm perfis de eventos semelhantes. Neste caso particular, as duas tribos se envolveram conjuntamente em iniciativas sobre jogos de azar (P70) e meio ambiente (P40). Da mesma forma, algumas das propostas eleitorais são "semelhantes" no sentido de que têm doadores em comum. E, doadores específicos estão localizados nas mesmas partes do espaço que certas iniciativas - definindo quais questões (eventos) tendem a acompanhar quais atores.

É exatamente esse tipo de & quotcorrência & quot ou & quotcorrespondência & quot das localizações de atores e eventos que os métodos numéricos discutidos abaixo pretendem indexar. Ou seja, os métodos numéricos são esforços para capturar o agrupamento de atores reunidos por eventos, eventos reunidos pela copresença de atores e os "agrupamentos" resultantes de atores / eventos.

Quando estamos trabalhando com um grande número de variáveis ​​que descrevem aspectos de algum fenômeno (por exemplo, itens em um teste como múltiplas medidas do traço subjacente de & quotmaterialidade & quot), frequentemente focamos nossa atenção no que essas medidas múltiplas têm & quot em comum. & quot Usando informações sobre a covariação entre as medidas múltiplas, podemos inferir uma dimensão ou fator subjacente, uma vez que tenhamos feito isso, podemos localizar nossas observações ao longo desta dimensão.A abordagem de localizar, ou pontuar, casos individuais em termos de suas pontuações em fatores da variância comum entre vários indicadores é o objetivo da análise de fator e componentes (e algumas outras técnicas de escala menos comuns).

Se pensarmos sobre nosso problema de dois modos, poderíamos aplicar essa lógica de & quotescalonamento & quot a atores ou a eventos. Ou seja, poderíamos & quotscale & quot ou indexar a similaridade dos atores em termos de sua participação nos eventos - mas ponderar os eventos de acordo com a variância comum entre eles. Da mesma forma, poderíamos & cotar & quotar os eventos em termos dos padrões de coparticipação dos atores - mas ponderar os atores de acordo com sua frequência de co-ocorrência. Técnicas como Ferramentas & gtMDS e a análise do fator ou dos componentes principais pode ser usada para "calcular a escala" de atores ou eventos.

Também é possível aplicar esses tipos de lógicas de escalonamento aos dados de ator por evento. UCINET inclui duas técnicas analíticas de fator intimamente relacionadas ( Ferramentas & gt2-Mode Scaling & gtSVD e Ferramentas & análise de fator de escala de modo 2 ) que examinam a variação em comum entre os atores e eventos simultaneamente. UCINET também inclui Ferramentas & gt2-Mode Scaling & gtCorrespondence que aplica a mesma lógica aos dados binários. Uma vez que as dimensões subjacentes da variância conjunta tenham sido identificadas, podemos então & quotmap & quotar os atores e eventos no mesmo & quotspace & quot. Isso nos permite ver quais atores são semelhantes em termos de sua participação em eventos (que foram ponderados para refletir o comum padrões), quais eventos são semelhantes em termos de quais atores participam deles (ponderados para refletir padrões comuns), e quais atores e eventos estão localizados "próximos" uns dos outros.

Às vezes, é possível interpretar os fatores ou dimensões subjacentes para obter insights sobre por que atores e eventos caminham juntos da maneira como o fazem. De forma mais geral, grupos de atores e eventos que estão localizados de forma semelhante podem formar & quottipos & quot ou & quotdomínios & quot significativos de ação social.

A seguir, aplicaremos muito brevemente essas ferramentas aos dados sobre grandes doadores para iniciativas da Califórnia no período de 2000-2004. Nosso objetivo é ilustrar a lógica do escalonamento de 2 modos. A discussão aqui é muito curta sobre os tratamentos técnicos das diferenças (importantes) entre as técnicas.

índice Análise SVD de dois modos

A decomposição de valor singular (SVD) é um método de identificação dos fatores subjacentes aos dados de dois modos (valorados). O método de extração de fatores (valores singulares) difere um pouco da análise convencional de fator e componentes, portanto, é uma boa ideia examinar os resultados de fatoração de 2 modos e SVD.

Para ilustrar o SVD, apresentamos uma matriz de 23 doadores principais (aqueles que deram um total combinado de mais de US $ 1.000.000 para cinco ou mais campanhas) por 44 iniciativas eleitorais da Califórnia. Cada ator é pontuado como -1 se contribuiu em oposição à iniciativa, +1 se contribuiu a favor da iniciativa, ou 0 se não contribuiu. A matriz resultante são dados valiosos que podem ser examinados com SVD e análise fatorial; no entanto, o baixo número de contribuintes para muitas iniciativas e a variância muito restrita da escala não são ideais.

A Figura 17.6 mostra os & valores quotingulares & quot extraídos da matriz retangular doador por iniciativa usando Ferramentas & gt2-Mode Scaling & gtSVD.

Figura 17.6. Escalonamento de dois modos de doadores e iniciativas da Califórnia por decomposição de valor único: valores singulares

Os & quotvalores quotingulares & quots são análogos aos & quotigenvalues ​​& quot nas técnicas mais comuns de escalonamento de fator e componentes. O resultado aqui mostra que o & quotspace & quot conjunto da variação entre doadores e iniciativas não é bem capturado por uma caracterização simples. Se pudéssemos compreender facilmente os padrões com ideias como & quotesquerdo / direito & quot e & quotfinancial / moral & quot como dimensões subjacentes, haveria apenas alguns valores singulares que explicariam porções substanciais da variância conjunta. Esse resultado nos diz que as maneiras como os atores e eventos & quotcam juntos & quot não são claras, simples e fáceis - neste caso.

Com esta importante advertência em mente, podemos examinar como os eventos e os doadores são & cotados & quotados ou localizados nas dimensões subjacentes. Primeiro, as iniciativas de votação. A Figura 17.7 mostra a localização, ou pontuação em escala de cada uma das propostas eleitorais nas primeiras seis dimensões subjacentes desse espaço altamente multidimensional.

Figura 17.7. Doadores e iniciativas SVD da Califórnia: Escalonamento de iniciativas

Acontece que a primeira dimensão tende a localizar iniciativas de apoio ao gasto público com educação e bem-estar social em um pólo e iniciativas de apoio à limitação do poder legislativo em outro - embora interpretações como essa sejam inteiramente subjetivas. A segunda dimensão e superior parecem sugerir que as iniciativas também podem ser vistas como diferentes umas das outras de outras maneiras.

Ao mesmo tempo, os resultados nos permitem localizar ou dimensionar os doadores ao longo das mesmas dimensões subjacentes. Esses carregamentos são mostrados na Figura 17.8.

Figura 17.8. Doadores e iniciativas SVD da Califórnia: Escalonamento de doadores

No lado positivo da dimensão um (que interpretamos anteriormente como favorável ao gasto público), encontramos o partido democrata, os funcionários públicos e os sindicatos de professores no pólo oposto, encontramos os republicanos e alguns grupos empresariais e profissionais.

Muitas vezes é útil visualizar as localizações dos atores e eventos em um gráfico de dispersão definido por pontuações em escala nas várias dimensões. O mapa da Figura 17.9 mostra os resultados para as duas primeiras dimensões deste espaço.

Figura 17.9. Doadores e iniciativas do SVD da Califórnia: mapa bidimensional

Notamos que a primeira dimensão (esquerda-direita na figura) parece ter seus pólos "ancorados" por diferenças entre as iniciativas, a segunda dimensão (topo-base) parece ser definida mais por diferenças entre grupos (com exceção da proposição 56) . O resultado não localiza de forma limpa e clara eventos específicos e atores específicos ao longo de dimensões lineares fortes. No entanto, produz alguns agrupamentos interessantes que mostram grupos de atores junto com as questões que são centrais para seus padrões de participação. Os democratas e os sindicatos se agrupam (canto superior direito) junto com uma série de proposições particulares nas quais eles foram altamente ativos (por exemplo, 46, 63). Grupo corporativo, de construção e capitalista de risco (mais vagamente) no canto inferior direito, junto com as questões centrais que formaram sua agenda principal no processo de iniciativa (por exemplo, proposta 62).

índice Análise de fator de dois modos

A análise fatorial fornece um método alternativo para SVD para os mesmos objetivos: identificar dimensões subjacentes do espaço conjunto de variação ator por evento e localizar ou dimensionar atores e eventos nesse espaço. O método usado pela análise fatorial para identificar as dimensões difere do SVD. A Figura 17.10 mostra os valores próprios (por componentes principais) calculados por Ferramentas & gt2-Mode Scaling & gtFactor Analysis.

Figura 17.10 Valores próprios de fatoração de dois modos de doadores e iniciativas da Califórnia

Esta solução, embora diferente de SVD, também sugere uma complexidade dimensional considerável na variância conjunta de atores e eventos. Ou seja, caracterizações simples das dimensões subjacentes (por exemplo, & quotesquerda / direita & quot) não fornecem previsões muito precisas sobre as localizações de atores ou eventos individuais. O método de análise fatorial produz uma complexidade um pouco menor do que SVD.

Com a ressalva de um ajuste muito insatisfatório de uma solução de baixa dimensão em mente, vamos examinar a escala dos atores nos primeiros três fatores (figura 17.11).

Figura 17.11. Cargas de doadores

O primeiro fator, por este método, produz um padrão semelhante ao SVD. Em um pólo estão os democratas e os sindicatos, no outro estão muitos grupos capitalistas. Existem, no entanto, algumas diferenças notáveis ​​(por exemplo, AFSCME). A Figura 17.12 mostra os carregamentos dos eventos.

Figura 17.12. Carga de eventos

Os padrões aqui também têm alguma semelhança com os resultados SVD, mas diferem consideravelmente nas especificações. Para visualizar os padrões, os carregamentos de atores e eventos nas dimensões podem ser extraídos dos arquivos de dados de saída e representados graficamente usando um gráfico de dispersão.

índice Análise de correspondência de dois modos

Para dados binários, o uso de análise fatorial e SVD não é recomendado. Os métodos de fatoração operam nas matrizes de variância / covariância ou correlação entre atores e eventos. Quando as conexões dos atores aos eventos são medidas no nível binário (o que é muito frequentemente o caso na análise de rede), as correlações podem subestimar seriamente a covariância e tornar os padrões difíceis de discernir.

Como uma alternativa para escalonamento binário ator por evento, o método de análise de correspondência ( Ferramentas & gt2-Mode Scaling & gtCorrespondence) pode ser usado. A análise de correspondência (como a Análise de classe latente) opera em tabulações cruzadas binárias multivariadas e suas suposições de distribuição são mais adequadas para dados binários.

Para ilustrar a aplicação da análise de correspondência, dicotomizamos os dados do doador político e das iniciativas atribuindo um valor de 1 se um ator fez uma doação a favor ou contra uma iniciativa e atribuindo um zero se ele não participou da campanha em uma determinada iniciativa. Se quiséssemos que nossa análise prestasse atenção ao partidarismo, ao invés da simples participação, poderíamos ter criado dois conjuntos de dados - um baseado na oposição ou não, outro baseado no apoio ou não - e feito duas análises de correspondência separadas.

A Figura 17.13 mostra a localização dos eventos (iniciativas) ao longo de três dimensões do espaço conjunto ator-evento identificado pelo método de análise de correspondência.

Figura 17.13. Coordenadas de eventos para coparticipação de doadores em campanhas de iniciativas da Califórnia

Uma vez que esses dados não refletem partidarismo, apenas participação, não esperaríamos que os resultados fossem semelhantes aos discutidos nas seções acima. E eles não fazem. Vemos, no entanto, que esse método também pode ser usado para localizar as iniciativas ao longo de várias dimensões subjacentes que capturam a variação tanto de atores quanto de eventos. A Figura 17.14 mostra a escala dos atores.

Figura 17.14. O ator coordena a co-participação de doadores em campanhas de iniciativa da Califórnia

A primeira dimensão aqui tem alguma semelhança com os pólos democrata / sindicato versus capitalista. Aqui, no entanto, essa diferença significa que os dois agrupamentos tendem a participar de diferentes grupos de iniciativas, ao invés de se confrontarem nas mesmas campanhas.

A visualização costuma ser a melhor abordagem para encontrar padrões significativos (na ausência de uma teoria forte). A Figura 17.15 mostra o enredo dos atores e eventos nas duas primeiras dimensões do espaço de análise de correspondência conjunta.

Figura 17.15. Mapa bidimensional de análise de correspondência

O quadrante inferior direito aqui contém um grupo significativo de atores e eventos e ilustra como os resultados da análise de correspondência podem ser interpretados. No canto inferior direito, temos algumas proposições sobre jogos de azar em cassinos na Índia (68 e 70) e duas proposições sobre questões ecológicas / de conservação (40 e 50). Duas das principais nações indígenas americanas (o bando Cahualla e Morongo de índios Missionários) são mapeadas juntas. O resultado está mostrando que há um grupo de problemas que "ocorrem" com um grupo de doadores - atores que definem eventos e eventos que definem atores.

Freqüentemente, tudo o que sabemos sobre atores e eventos é uma simples copresença. Ou seja, um ator estava ou não estava presente e nossa matriz de incidência é binária. Em casos como esse, os métodos de escalonamento discutidos acima podem ser aplicados, mas deve-se ter muito cuidado com os resultados. Isso ocorre porque os vários métodos dimensionais operam em matrizes de similaridade / distância, e medidas como correlações (como usadas na análise de fator de dois modos) podem ser enganosas com dados binários. Mesmo a análise de correspondência, que é mais amigável para dados binários, pode ser problemática quando os dados são esparsos.

Uma abordagem alternativa é a modelagem de blocos. A modelagem de blocos trabalha diretamente na matriz de incidência binária, tentando permutar linhas e colunas para ajustar, o mais próximo possível, as imagens idealizadas. Essa abordagem não envolve nenhuma das suposições distributivas feitas na análise de escala.

Em princípio, pode-se ajustar qualquer tipo de modelo de bloco aos dados de incidência de ator por evento. Examinaremos dois modelos que fazem perguntas significativas (alternativas) sobre os padrões de ligação entre atores e eventos. Ambos os modelos podem ser calculados diretamente no UCINET. Os modelos de blocos alternativos, é claro, podem ser ajustados aos dados de incidência usando algoritmos de modelagem de blocos mais gerais.

índice Análise de núcleo-periferia de dois modos

A estrutura centro-periferia é um padrão típico ideal que divide as linhas e as colunas em duas classes. Um dos blocos na diagonal principal (o núcleo) é um bloco de alta densidade e o outro bloco na diagonal principal (a periferia) é um bloco de baixa densidade. O modelo centro-periferia é indiferente à densidade dos laços nos blocos fora da diagonal.

Quando aplicamos o modelo núcleo-periferia aos dados de ator por ator (ver Rede & gtCore / Periferia ), o modelo busca identificar um conjunto de atores que possuem alta densidade de laços entre si (o núcleo) por compartilharem muitos eventos em comum, e outro conjunto de atores que possuem baixíssima densidade de laços entre si (a periferia) por possuírem poucos eventos em comum. Os atores centrais são capazes de coordenar suas ações, os da periferia não. Como consequência, os atores do centro têm uma vantagem estrutural nas relações de troca com os atores da periferia.

Quando aplicamos o modelo núcleo-periferia aos dados ator por evento ( Rede & gt2-Mode & gtCategorical Core / Periphery ) estamos buscando a mesma & quotimagem & quot idealizada de um bloco de alta e de baixa densidade ao longo da diagonal principal. Mas agora o significado é bem diferente.

O & quotcore & quot consiste em uma partição de atores que estão intimamente conectados a cada um dos eventos em uma partição de eventos e, simultaneamente, uma partição de eventos que estão intimamente conectados aos atores na partição central. Portanto, o & quotcore & quot é um grupo de atores que ocorrem frequentemente e eventos. A & quotperiferia & quot consiste em uma partição de atores que não são co-incidentes com os mesmos eventos e uma partição de eventos que são disjuntos porque não têm atores em comum.

Rede & gt2-Mode & gtCategorical Core / Periphery utiliza métodos numéricos para buscar a partição de atores e de eventos que mais se aproxime possível da imagem idealizada. A Figura 17.16 mostra uma parte dos resultados da aplicação desse método à participação (não ao partidarismo) nos dados de doadores e iniciativas da Califórnia.

Figura 17.16 Modelo categórico centro-periferia de doadores de US $ 1 milhão da Califórnia e iniciativas eleitorais (truncado)

O método de pesquisa numérica usado por Rede & gt2-Mode & gtCategorical Core / Periphery é um algoritmo genético e a medida da qualidade do ajuste é declarada em termos de uma pontuação de & quotfitness & quot (0 significa ajuste inadequado, 1 significa ajuste excelente). Você também pode julgar a qualidade do resultado examinando a matriz de densidade no final da saída. Se o modelo de bloco foi completamente bem-sucedido, o bloco 1,1 deve ter densidade um e o bloco 2, 2 deve ter densidade zero. Embora longe de ser perfeito, o modelo aqui é bom o suficiente para ser levado a sério.

A matriz bloqueada mostra um & quotcore & quot composto pelo Partido Democrata, vários sindicatos importantes e a associação da indústria da construção civil, que têm grande probabilidade de participar de um número considerável de iniciativas (proposição 23 a 18). O restante dos atores são agrupados na periferia, pois ambos participam com menos frequência e têm poucos problemas em comum. Um número considerável de questões também é agrupado como "periférico", no sentido de que atrai poucos doadores e esses doadores têm pouco em comum. Também vemos (canto superior direito) que os atores centrais participam em algum grau (0,179) em questões periféricas. No canto inferior esquerdo, vemos que os atores periféricos participam um pouco mais fortemente (0,260) nas questões centrais.

índice Análise de facções de dois modos

Um modelo de bloco alternativo é o de "frações". Facções são agrupamentos que têm alta densidade dentro do grupo e baixa densidade de laços entre os grupos. Redes & gtSubgrupos & gtFactions ajusta este modelo de bloco para dados de um modo (para qualquer número de facções especificado pelo usuário). Rede & gt2-Mode & gt2-Mode Factions ajusta o mesmo tipo de modelo para dados de dois modos (mas para apenas duas facções).

Quando aplicamos o modelo de facções aos dados de ator de um modo, estamos tentando identificar dois grupos de atores que estão intimamente ligados entre si participando de todos os mesmos eventos, mas muito vagamente conectados a membros de outras facções e aos eventos que amarrá-los juntos. Se aplicássemos a ideia de facções a eventos em uma análise de um modo, estaríamos procurando identificar eventos intimamente ligados por terem exatamente os mesmos participantes.

Rede & gt2-Mode & gt2-Mode Factions aplica a mesma abordagem à matriz retangular ator por evento. Ao fazer isso, estamos tentando localizar agrupamentos conjuntos de atores e eventos que sejam tão mutuamente exclusivos quanto possível. Em princípio, pode haver mais de duas dessas facções. A Figura 17.17 mostra os resultados do modelo de bloco de facções de dois modos para a participação dos principais doadores em iniciativas políticas.

Figura 17.17. Modelo de duas facções de doadores de US $ 1 milhão da Califórnia e iniciativas de votação (truncado)

Duas medidas de adequação estão disponíveis. Primeiro temos nossa pontuação de & quotfitness & quot, que é a correlação entre as pontuações observadas (0 ou 1) e as pontuações que & quotsdeve & quot estar presentes em cada bloco. As densidades nos blocos também nos informam sobre a qualidade do ajuste. Para uma análise de facções, um padrão ideal seria 1 bloco denso ao longo da diagonal (muitos laços dentro dos grupos) e bloco zero fora da diagonal (laços entre grupos).

O ajuste do modelo das duas facções não é tão impressionante quanto o modelo do centro-periferia. Isso sugere que uma "imagem" da política da Califórnia como um de dois espaços separados e amplamente desconexos de ator-problema não é tão útil quanto uma imagem de um núcleo de alta intensidade de atores e questões acoplado a um conjunto de questões e participantes de outra forma desconexos.

O bloqueio em si também não é muito atraente, colocando a maioria dos atores em uma facção (com densidade modesta de 0,401). A segunda facção é pequena e tem uma densidade (0,299) que não é muito diferente dos blocos fora da diagonal. Como antes, o bloqueio de atores por eventos é o agrupamento de conjuntos de atores e eventos que se definem.

Um dos principais temas contínuos da análise de redes sociais é a maneira pela qual os atores individuais & quotfazem & quotam estruturas sociais maiores por seus padrões de interação, enquanto, ao mesmo tempo, os padrões institucionais moldam as escolhas feitas pelos indivíduos que estão inseridos nas estruturas.

Os dados de dois modos (frequentemente chamados de & quotator por evento & quot ou & quotafiliação & quot na análise de rede social) oferecem algumas possibilidades interessantes para obter insights sobre relações macro-micro ou agente-estrutura. Com dados de dois modos, podemos examinar como as macroestruturas (eventos) padronizam as interações entre os agentes (ou não), também podemos examinar como os atores definem e criam macroestruturas por meio de seus padrões de afiliação com eles. Além disso, podemos tentar descrever padrões de relações entre atores e estruturas simultaneamente.

Neste capítulo, examinamos brevemente algumas das maneiras típicas pelas quais os dados de dois modos surgem na análise de redes sociais e as estruturas de dados que são usadas para registrar e manipular dados de dois modos. Também examinamos brevemente a utilidade dos gráficos de dois modos (gráficos biparitas) na visualização do & espaço quotsocial & quot definido por atores e eventos.

Nossa atenção primária, porém, foi sobre métodos para tentar identificar padrões em dados de dois modos que podem nos ajudar a descrever e entender melhor por que atores e eventos "se encaixam" da maneira que o fazem.

Uma classe de métodos deriva da análise fatorial e abordagens relacionadas. Esses métodos (mais bem aplicados a dados de valor) procuram identificar "dimensões" subjacentes do espaço ator-evento e mapeiam tanto os atores quanto os eventos nesse espaço. Essas abordagens podem ser particularmente úteis na busca da & quot; lógica oculta & quot ou & quot; estrutura latente & quot de dimensões mais abstratas que podem estar subjacentes às interações de muitos atores específicos em muitos eventos específicos. Eles também podem ser úteis para identificar grupos de atores e os eventos que "acontecem juntos" quando vistos através das lentes de dimensões abstratas latentes.

Outra classe de métodos é baseada na modelagem de blocos. O objetivo desses métodos é avaliar o quão bem os padrões observados de afiliações ator-evento se encaixam em algumas noções anteriores da natureza do "espaço conjunto" (ou seja, "periferia central" ou "frações"). Na medida em que as afiliações ator-evento podem ser utilmente pensadas dessas maneiras, os modelos de bloco também nos permitem classificar tipos ou grupos de atores junto com os eventos que são característicos deles.

A análise de dois modos de redes sociais não precisa ser limitada a pessoas individuais e sua participação em atividades voluntárias (como nos casos de nossos exemplos e no estudo de Davis original discutido no início deste capítulo). As ferramentas de análise de dois modos podem ser aplicadas a dados CSS (estrutura social cognitiva) para ver se os observadores podem ser classificados de acordo com a similaridade em suas percepções de redes, simultaneamente com a classificação de imagens de rede em termos da similaridade daqueles que percebem. As unidades em qualquer nível de análise (organizações e indústrias, estados-nação e civilizações, etc.) podem ser vistas como problemas de dois modos.


17.4: Análise Quantitativa

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