معلومة

مقدار الاختلاف بين تسلسل الجينات الكنسي في عينات مختلفة


لنفترض أن هناك تسلسل DNA لـ GeneBank مدرجًا ينتج إنزيمًا معينًا في نوع معين من النباتات. على سبيل المثال تربين سينثيز.

الآن إذا قام شخص ما بتجربة أشجار مختلفة من نفس هل يتوقع المرء الحصول على نفس التسلسل بالضبط في كل مرة؟ أم أن قدرًا معينًا من التباين متوقع من شجرة إلى أخرى؟

الانجراف وراء سؤالي هو: من الواضح أنه ليس كل خصلة شعر من نفس النوع متطابقة تمامًا في النمط الظاهري. إذن ، هل العوامل المسببة تُرى في الاختلافات المتسلسلة للأنزيمات المختلفة وما إلى ذلك؟ أو يمكننا أن نتوقع أن تحتوي العينات المختلفة على تسلسلات متطابقة تمامًا من الأحماض الأمينية / الحمض النووي لجينات / إنزيمات معينة.

على سبيل المثال على سبيل المثال خذ هذا التسلسل المحدد: http://www.uniprot.org/uniprot/E3W202 إذا أخذت عينة من أشجار مختلفة من نفس النوع وقمت بتسلسل هذا الجين المعين ، فما مقدار التباين الذي يجب أن أتوقعه؟ أم أنها ستكون متطابقة بنسبة 100٪ تقريبًا؟


سؤالك غامض إلى حد ما ، لذا لا يمكنني إلا أن أعطيك إجابة غامضة تقول ما أتوقعه في ضوء المعلومات الواردة في سؤالك فقط.

يأتي الغموض بشكل أساسي من الكم الهائل من التسلسلات الوظيفية في الجينوم ، خاصة أيضًا في الجينات المشفرة للإنزيم ، حيث يتم حفظ كل منها بشكل أو بآخر. قول انت

أنا مندهش من عدم وجود معلومات عن مقدار التباين داخل الأنواع الموجودة في تسلسل الإنزيم. أواجه صعوبة في الحصول على هذه المعلومات. جدا.

أود أن أقول إنه لا توجد طريقة مجدية لدراسة هذا السؤال. ستجد قيودًا انتقائية مختلفة على كل إنزيم ، وهذا يعني أن كل موضع يمكن أن يكون هدفًا لضغوط انتقائية مختلفة. وحتى لو عرفت كيف تجيب الذي - التي سؤال شامل عن نوع معين (والذي لن يحدث على الأرجح) ، وتعميمه على كل الأنواع في كل مكان بيئي ، مع كل تاريخ محتمل للسكان وما إلى ذلك هو شبه مستحيل. هذا هو السبب في أن المرء يدرس تسلسل التنوع / الحفظ في الكائنات الحية النموذجية وفي الغالب على أساس الجين.

بشكل عام ، دون معرفة أي خلفية عن أي نوع أو إنزيم ، أتوقع شيئين عند النظر في التباين الجزيئي بين أفراد هذا النوع. هذه تستند فقط إلى المبادئ التطورية العامة وطبيعة الكود الجيني. ضع في اعتبارك أن هذه اتجاهات ، مما يعني أن العديد من الجينات ستطابق هذه التوقعات ولكن بعضها بالتأكيد لن يرجع إلى تطور محدد للنسب.

أولاً ، أتوقع مستويات عالية بشكل عام من الحفاظ على الأحماض الأمينية (ولكن ليس دائمًا الهوية) خاصة في الإنزيمات الوظيفية للمسارات الأساسية. ومع ذلك ، هذا يعتمد على وظيفة منتج الجين. إذا كان الجين هدفًا لموازنة الاختيار ، والذي يحافظ على التباين الجيني داخل مجموعة سكانية ، فيمكن أيضًا أن يكون هناك تباين كبير في الأحماض الأمينية.

ثانيًا ، سيكون هناك عمومًا مستويات أعلى من تباين الحمض النووي بسبب الطفرات ذات تأثير اللياقة الضئيل أو المنعدم (الاختلاف المرادف أو الاختلاف الداخلي الذي يميل إلى انخفاض الضغط الانتقائي).

لربط هذا بسؤالك الأخير: على الرغم من أنني أتوقع دائمًا قدرًا عامًا من التباين ، حتى في تسلسل الأحماض الأمينية للأنزيمات الأساسية ، فمن المحتمل ألا يكون هذا الاختلاف هو السبب الرئيسي وراء رؤية أنماط ظاهرية مختلفة. اللدونة المظهرية - الاستجابة التفاضلية لنمط وراثي معين لبيئة معينة - غالبًا ما تكون أقوى في النباتات منها في الحيوانات لأن النباتات كائنات ثابتة. من المحتمل أن تكون هذه اللدونة هي السبب الرئيسي للاختلافات المظهرية المذهلة بين الأفراد.


GRCh38 & middot COSMIC v94.0

الرسم البياني لعرض الجينات هو عرض بياني للطفرات عبر DNAJC. يتم عرض هذه الطفرات على مستوى الأحماض الأمينية عبر الطول الكامل للجين افتراضيًا. قصر العرض على منطقة من الجين بالسحب عبر المدرج التكراري لإبراز المنطقة محل الاهتمام ، أو باستخدام أشرطة التمرير في لوحة المرشحات على اليسار. أظهر المزيد

تُظهر طريقة عرض الببتيد الافتراضية هذه رسمًا بيانيًا لبدائل قاعدة مفردة ، مشفرة بالألوان بواسطة البقايا وفقًا لنظام الألوان المستخدم في Ensembl. تحت هذا يظهر تسلسل الأحماض الأمينية وتركيبات بروتين Pfam ، متبوعة بالطفرات المعقدة والإدخال والحذف. يمكن تحويل العرض الرسومي إلى إحداثيات cDNA بالاختيار من خيارات "نظام الإحداثيات" في لوحة "المرشحات" على اليسار.

يمكنك استخدام لوحة المرشحات لتحديد أنواع البيانات التي يتم عرضها. بعد ضبط الفلتر ، اضغط على تطبيق المرشحات ، أو اضغط على إعادة تعيين المرشحات للعودة إلى العرض الأصلي غير المرشح.

يمكنك الاطلاع على مزيد من المعلومات على صفحات المساعدة.


خلفية

يعمل التنميط الريبوزومي ، وهو التسلسل على مستوى الجينوم لشظايا الحمض النووي الريبي المحمية بالريبوسوم (Ribo-Seq) ، على زيادة فهمنا لحدث حاسم في جميع الجينومات الحية: ترجمة البروتين [1 ، 2]. تظهر نتائج Ribo-Seq أن هناك مستوى ملحوظًا من الترجمة غير القانونية في حقيقيات النوى. يمكن أن ينشأ هذا من الأكواد غير التابعة لـ AUG ، من النصوص متعددة الأطوار ، ومن إطارات القراءة المفتوحة الصغيرة غير المعلنة بأقل من 100 كودون (smORFs أو sORFs) [3،4،5].

في الوقت نفسه ، تسمح المقارنة بين RNA-Seq و Ribo-Seq لنفس العينات البيولوجية بإجراء دراسة على مستوى الترنسكربيتوم لعملية تنظيمية مهمة ولكنها غالبًا ما تُنسى في وظيفة الجينوم: تنظيم الترجمة. عادةً ما يكون التعبير عن نسخة mRNA مساويًا للترجمة التلقائية لأي ORF أساسي مشفر (لأكثر من 100 كودون). ومع ذلك ، فإن الترجمة ليست تلقائية ، ولكنها منظمة ، وغالبًا ما تكون ذات صلة كبيرة بوظيفة الكائن الحي ، سواء في ظل الظروف العادية أو المتغيرة [6،7،8،9،10]. يعد تنظيم الترجمة أيضًا جانبًا رئيسيًا من جوانب التطور في جميع الحيوانات [11] وقد تمت دراسته على نطاق واسع في ذبابة الفاكهة [12,13,14]. ذبابة الفاكهة التطور الجنيني هو عملية معقدة للغاية ومنسقة تكتمل في فترة زمنية لا تتجاوز 24 ساعة [15]. خلال أول ساعتين بعد وضع البيض (AEL) ، هناك عدم وجود نسخ من جينوم اللاقحة ويتم التحكم في العمليات التنموية الرئيسية ، مثل إنشاء المحاور الأمامية الخلفية الخلفية والظهرية البطنية ، تمامًا من خلال التنظيم الترجمي لـ تم وضع مرنا الأم سابقًا في البويضة [16 ، 17]. بعد هذه الفترة الأولية ، يخضع الجنين لعملية "انتقال من الأم إلى اللاقحة" ، حيث يتولى نسخ وترجمة جينوم اللاقحة منتجات الأم ، وهي عملية توجد أيضًا في الديدان الخيطية ، وشوكيات الجلد ، والفقاريات [13 ، 18 ، 19 ، 20 ]. ومع ذلك ، فإن تأثير التنظيم الانتقالي على نطاق الجينوم على نطاق ذبابة الفاكهة لم يتم الكشف عن التطور الجنيني.

كانت نتائج Ribo-Seq المتعلقة بالترجمة غير القانونية والترجمة المنظمة موضوعًا للنقاش. في حين أصبح من المقبول أن كلا العمليتين قد تحدث على نطاق أوسع مما كان يعتقد سابقًا ، لا يوجد إجماع على الجزء الفعلي من smORFs و ORFs غير المتعارف عليها والتي يتم عرض ترجمتها بواسطة Ribo-Seq [21،22،23،24،25] . يركز جدل Ribo-Seq على عدم التناسق بين هذه الأرقام والأدلة الترجمة الأخرى ، وعلى تفسير نتائج Ribo-Seq نفسها. النظير الأكثر استخدامًا لـ Ribo-Seq هو البروتينات ، لكن عدد البروتينات والببتيدات التي اكتشفتها البروتينات تقل باستمرار عن تلك التي اكتشفها Ribo-Seq ، خاصة فيما يتعلق بالترجمة غير القانونية. على سبيل المثال ، تغطي دراسة البروتينات الأكثر شمولاً حتى الآن الكل ذبابة الفاكهة سوداء البطن اكتشفت دورة الحياة أقل من 40٪ من جميع البروتينات المتعارف عليها [26]. يتم تقليل هذا الرقم إلى 30٪ من بولي ببتيدات smORF المشروحة ، بينما أبلغنا سابقًا أن 80٪ من ORFs الكنسي والصغير تظهر دليلًا واضحًا من Ribo-Seq للترجمة في خط خلية جنينية واحد [23]. ومع ذلك ، يكشف Ribo-Seq عن ارتباط الريبوسوم ، وليس إنتاج الببتيد الفعلي. لا يوجد مقياس Ribo-Seq متفق عليه عالميًا يحدد بشكل لا لبس فيه ترجمة منتجة وذات صلة بيولوجيًا ، على عكس العمليات الأخرى مثل ترجمة الخلفية منخفضة المستوى ، والمسح الريبوزومي ، ومراقبة الانحلال غير المنطقي ، أو الارتباط العشوائي بالريبوسومات. من الناحية المعلوماتية ، من المقبول أن الارتباط الريبوزومي فوق مستوى معين ، وعلى وجه الخصوص ، الارتباط الذي يظهر دورية ثلاثي النوكليوتيدات في الطور مع ثلاثة توائم من الكودون (الأطوار أو التأطير) ، يشير إلى ترجمة ORF [1 ، 2]. يتمثل النهج الكيميائي الحيوي في إدخال تعديلات على تنقية الريبوسوم - الحمض النووي الريبي ، لضمان اختيار الريبوسومات فقط التي تعمل في الترجمة الإنتاجية. على سبيل المثال ، Ribo-Seq من polysomes (RNAs مرتبطة بعدة ريبوسومات) ، بالنظر إلى أن الترجمة المتسلسلة للـ mRNAs متعددة الأدينيلات والمغطاة والدائرية بواسطة عدة ريبوسومات هي ميزة فوق الجزيئية للترجمة الإنتاجية ، وتستبعد الريبوسومات المفردة (التي يمكن أن تشارك في انخفاض مستوى الترجمة ولكن أيضًا في الأنشطة الأخرى) [23 ، 27]. لقد أطلقنا على هذا النهج الأخير Poly-Ribo-Seq [23].

نقدم هنا دراسة Poly-Ribo-Seq في الجسم الحي تغطي دورة زمنية لـ ذبابة الفاكهة سوداء البطن التطور الجنيني. لقد قمنا بتحسين كل من Poly-Ribo-Seq التجريبي وخط أنابيب تحليل البيانات اللاحقة ، للحصول على مستويات غير مسبوقة من كفاءة Ribo-Seq (يقرأ المعين إلى ORFs) والجودة ، بما في ذلك تأطير الكودون باعتباره السمة المميزة للترجمة الإنتاجية وذات المغزى بيولوجيًا. وبالتالي ، يمكننا التأكد من الترجمة وتنظيمها في الجسم الحي وعبر التطوير لكل من ORFs الكنسي وغير الكنسي. نكتشف ترجمة الآلاف من ORFs غير المشروحة ونحدد مئات من mRNAs التي يتم تنظيم ترجمتها بشكل كبير أثناء التطور الجنيني. ومع ذلك ، تكشف نتائجنا أيضًا عن ارتباط الريبوسوم القابل للتكرار الذي لا ينتج عنه ترجمة مثمرة. يبدو أن هذا الارتباط الريبوزومي غير المنتج منتشر بشكل خاص بين ORFs القصيرة المنبع الموجودة في قادة 5 mRNA ، وبين ORFs الكنسي أثناء تنشيط الترجمة zygotic عند انتقال الأم إلى اللاقحة. نقترح أن هذا النوع من الارتباط الريبوزومي قد يكون راجعاً إما إلى نشاط ريبوزومي منظم لرابطة الدول المستقلة ، أو إلى مسح ريبوزومي معيب لـ ORFs خارج فترات الترجمة الإنتاجية.


ما هو RFLP؟

تعد تعدد الأشكال لطول جزء التقييد (RFLPs) علامة جزيئية تُستخدم في البيولوجيا الجزيئية لتحديد الاختلاف الجيني في تسلسل الحمض النووي المتماثل. إنها أول علامة جينية تم تطويرها لبصمات الحمض النووي. تنتج جميع الكائنات ملامح DNA فريدة عندما يتم تقييدها بأنزيمات تقييدية محددة. يعمل RFLP كأداة مهمة في إنتاج ملفات تعريف DNA فريدة للأفراد واكتشاف التباين الجيني بينهم. عندما يتم هضم عينات الحمض النووي باستخدام نوكليازات داخلية مقيدة محددة ، فإنها تنتج ملفات تعريف DNA مختلفة فريدة لكل فرد. لذلك ، فإن مبدأ هذه الطريقة هو اكتشاف الاختلاف الجيني بين الكائنات الحية عن طريق تقييد الحمض النووي المتماثل مع إنزيمات تقييد محددة وتحليل تعدد الأشكال في طول القطعة عن طريق الرحلان الكهربائي للهلام والنشاف. تعد أنماط التنشيف فريدة لكل كائن حي وتميز الأنماط الجينية المحددة.

الخطوات التالية متضمنة في RFLP.

  1. عزل كمية كافية من الحمض النووي من العينات
  2. تجزئة عينات الحمض النووي مع نوكلياز داخلي محدد في تسلسل قصير
  3. فصل الشظايا الناتجة بأطوال مختلفة بواسطة الاغاروز الكهربائي للهلام.
  4. نقل ملف هلام إلى غشاء عن طريق النشاف الجنوبي
  5. تهجين الغشاء مع تحقيقات المسمى وتحليل تعدد الأشكال في طول الجزء في كل ملف شخصي

RFLP له تطبيقات مختلفة مثل تشخيص أمراض الوراثة ، ورسم خرائط الجينوم ، وتحديد الهوية الجنائية في دراسات الطب الشرعي ، واختبار الأبوة ، إلخ.

الشكل 02: التنميط الجيني RFLP


& ltp> يوفر هذا القسم معلومات عن موقع وطوبولوجيا البروتين الناضج في الخلية. & ltp> & lta href = '/ help / subcellular_location_section' target = '_ top'> المزيد. & lt / a> & lt / p> الموقع الخلوي أنا

الشبكة الأندوبلازمية

& # xd & ltp> المعلومات المنسقة يدويًا والتي تم نشرها من بروتين ذي صلة تجريبيًا. & lt / p> & # xd & # xd & ltp> & lta href = "/ manual / Evidences # ECO: 0000250"> المزيد. & lt / a> & lt / p> & # xd التأكيد اليدوي المستنتج من تشابه التسلسل بـ i

مواقع أخرى

التأكيد اليدوي المستنتج من تشابه التسلسل مع i

التأكيد اليدوي المستنتج من تشابه التسلسل مع i

العصارة الخلوية
الشبكة الأندوبلازمية
مواقع أخرى

الكلمات الرئيسية - المكون الخلوي ط


خلفية

التضفير البديل (AS) هو عملية ما بعد النسخ مهمة تمكن جين واحد من إنشاء نسخ مختلفة متعددة ، وتسمى أيضًا الأشكال الإسوية [1 ، 2]. يمكن أن يزيد AS من تنوع البروتينات بالإضافة إلى تعديل استقرار mRNAs عن طريق آليات التحكم في جودة RNA (QC) المصب ، والتي تشمل التحلل غير المعقول (NMD) للنصوص التي تمتلك أكواد إنهاء مبكرة والاحتفاظ النووي والقضاء (NRE ) من النصوص التي تحتوي على إنترونات [3]. في حقيقيات النوى ، تزيل عملية AS الإنترونات من النواة الأولية للرنا المرسال بمساعدة الجسيم الوريدي ، والذي يمكنه التعرف على تسلسلات الإجماع القصيرة المحفوظة داخل الإنترونات وعند حدود إنترون-إكسون. وبشكل أكثر تحديدًا ، يتم التعرف على الديوكليوتيدات المحفوظة الموجودة في الموضعين الأولين والأخيرين من الإنترونات في ما قبل الرنا المرسال بواسطة spliceosome [4].

في حقيقيات النوى الأعلى ، هناك نوعان من معقدات الجسيمات اللاصقة التي تم تحديدها والتي تحفز تضفير ما قبل الرنا المرسال [5]. يتم استئصال غالبية إنترونات ما قبل mRNA (الإنترونات من نوع U2) بواسطة الجسيم لصق الرئيسي المعتمد على U2 والموجود في جميع حقيقيات النوى ، في حين تمت إزالة ما يقرب من 0.35٪ من الإنترونات البشرية (الإنترونات من النوع U12) بواسطة U12 المعتمد ، جسيم لصق صغير موجود في مجموعة فرعية فقط من الكائنات الحية [6 ، 7 ، 8]. تم تحديد ما يقرب من 700 إلى 800 جينة تحتوي على إنترونات من نوع U12 في الجينوم البشري [9]. على عكس الإنترونات من نوع U2 ، تفتقر الإنترونات من نوع U12 إلى مسلك بوليبيريميدين يقع في أعلى موقع (ss) 3-لصق ، ومع ذلك ، فإن الإنترونات من نوع U12 لها تسلسلات محفوظة للغاية تقع في مواقعها الخمسة بالإضافة إلى مواقع الفروع. [6]. لقد وجد أنه ، داخل نفس الجين ، تتزامن الإنترونات من نوع U12 مع الإنترونات من النوع U2 ، لكن الإنترونات من النوع U12 تقسم ببطء ، مما يشير إلى دور التضفير من النوع U12 في خطوة تحديد المعدل. في التعبير الجيني [10]. يتكون spliceosome المعتمد على U12 من U11 و U12 و U4atac و U6atac snRNPs ، وهي متجانسات وظيفية لـ U1 و U2 و U4 و U6 في لصق U2 المعتمد على التوالي. تحتوي كل من الجسيمات الملصقة من النوع U2 والنوع U12 على U5 snRNP [5 ، 8]. على الرغم من أن spliceosomes من النوع U2 و U12 تحتوي على معظم مكونات البروتين الخاصة بها ، إلا أن سبعة مكونات بروتينية فريدة من نوعها ومرتبطة بـ U11 / U12 di-snRNP بحيث يمكن لـ U11 / U12 di-snRNP التعرف على تسلسل نقاط التفرع و 5 ′ مواقع لصق للإنترونات من نوع U12 [8].

يمكن أن تسبب الطفرات في الجسيم الوريدي من النوع U12 ، إما في snRNA معين أو في مكونات البروتين ، أمراضًا ذات عواقب ضيقة جدًا خاصة بالأنسجة [11 ، 12]. يعاني ثلاثة مرضى من نقص حاد في هرمون النمو المعزول (IGHD) ونقص تنسج الغدة النخامية الذي ينشأ من الطفرات biallelic في جين RNPC3 الذي يشفر مكون البروتين 65 كيلو دالتون من نوع لصق U12 [12]. تتسبب الطفرات في مناطق معينة في U4atac snRNA في حدوث تقزم بدائي من النوع الأول (MOPD I) ، يسمى أيضًا متلازمة تايبي ليندر (TALS). من المحتمل أن تؤدي الطفرات إلى تشويه بنية الحلقة الجذعية المحفوظة نسبيًا (SL) التي شكلتها U4atac snRNA. يمنع التشويه الارتباط الطبيعي لمكون بروتين 15.5 كلفن من الجسيم اللصق ببنية SL ، مما يتسبب في سلسلة من العواقب النهائية ، وفي النهاية تتراكم ما قبل mRNAs غير الناضجة التي تحمل إنترونات من نوع U12 غير مقسمة [13].

MicroRNA (miRNA) عبارة عن رنا صغير غير مشفر يعمل كعناصر تنظيمية وراثية في الحيوانات عن طريق إسكات ، وفي حالات نادرة تعزيز ، نسخ الرنا المرسال الأخرى. يبلغ طول هذه الحمض النووي الريبي أحادي الجديلة 22 نيوكليوتيدًا تقريبًا وتشارك في العديد من العمليات في جميع أنحاء الجسم [14 ، 15]. تتم معالجة هذه الجزيئات الصغيرة الناضجة من ما قبل ميرنا أطول. تشكل Pre-miRNA بنية جذعية وحلقة يتم معالجتها بواسطة إنزيمين RNase III: Drosha و Dicer [16]. التنظيم بوساطة أهداف ميرنا الناضجة في السيتوبلازم ، سوف ترتبط ميرنا بـ 3'UTR من الرنا المرسال المستهدف. يمكن أن يساعد هذا الارتباط في تثبيت النسخة المستهدفة ولكن عادةً ما يتبعه التفاعل مع مركب RISC الذي يؤدي إلى تدهور mRNA ، وبهذه العملية ، فإن miRNA قادرة على إسكات ترجمة هدفها بشكل فعال [17]. بالإضافة إلى التحلل ، فإن ميرنا يضعف أيضًا فيزيائيًا ارتباط الرنا المرسال بالريبوسوم [14 ، 15]. تشير التقديرات إلى أن أكثر من 60٪ من جميع جينات ترميز البروتين يتم تنظيمها بواسطة miRNAs بهذه الطرق [18]. على هذا النحو ، فإن ميرنا متورط في العديد من الأمراض المعقدة المختلفة.

تشمل هذه الأمراض العديد من السرطانات والأمراض العصبية وأمراض القلب والأوعية الدموية وأمراض وراثية أخرى. في السرطان ، تم توثيق ملفات تعريف التعبير ميرنا جيدًا مع وجود العديد من الاختلافات في التعبير بين الأنسجة الطبيعية والورم. عادةً ما يظهر هذا من خلال تقليل التنظيم العام لميرنا في أنسجة الورم [19]. إن miRNAs قادرة على العمل إما كجينات مثبطة للورم أو كجينات مسرطنة اعتمادًا على أهداف ميرنا المحددة [20،21،22،23]. يتأثر تطور الخلايا العصبية بشدة بوجود ميرنا [24]. على هذا النحو ، فقد تورط سوء تنظيم الحمض النووي الريبي في مرض باركنسون ومرض الزهايمر ومتلازمة داون والعديد من الأمراض الأخرى [25،26،27،28،29،30،31،32،33]. إن مشاركة الحمض النووي الريبي في أمراض القلب والأوعية الدموية مشابه لتورطها في الأمراض العصبية - يمكن أن تؤدي التغيرات في تعبير الحمض الريبي النووي الريبي إلى عدم انتظام ضربات القلب ، وتشوهات الأوعية الدموية ، ونمو عضلي غير مقيد ، وارتفاع ضغط الدم ، ويمكن أن تؤدي إلى الوفاة إذا تمت إزالتها تمامًا [34،35،36،37 ، 38،39،40،41،42]. تشمل الأمراض الأخرى المرتبطة بـ miRNA متلازمة 5q ومتلازمة ICF ومتلازمة ريت ومرض كرون وحتى الصمم [43،44،45،46،47،48]. مع الآثار المترتبة على ميرنا في العديد من الأمراض المعقدة ، فقد أصبحت مهمة للعلاجات المستهدفة والمؤشرات المحتملة لهذه الأمراض مما يجعلها هدفًا مهمًا لمزيد من الدراسة.

بالنظر إلى أن مثل هذه الأنواع من أحداث التضفير غير المتعارف عليها لمناطق الرنا المرسال القصيرة والإنترون من النوع U12 مهمة عبر الأنظمة والأمراض البيولوجية ، فهناك حاجة ملحة لتطوير منهجيات لتحديد جميع مناطق التضفير القصيرة غير الكنسي الممكنة في السيتوبلازم والبحث أيضًا للأشكال الإسوية المقسمة من نوع U12. تركز معظم الأدوات الحالية للكشف عن أحداث التضفير المستندة إلى التسلسل من الجيل التالي على أحداث الربط العامة.وبالتالي ، فإن أحداث الربط غير الكنسي لمناطق الرنا المرسال القصيرة التي تحدث داخل أحداث العصارة الخلوية و U12 لم يتم التحقيق فيها بدقة باستخدام مناهج المعلوماتية الحيوية بالتزامن مع تقنيات الجيل التالي على مستوى الجينوم.

لقد طورنا طريقة جديدة لخط أنابيب المعلوماتية الحيوية تسمى Read-Split-Walk (RSW) [49] و Read-Split-Run (RSR) [50] لاكتشاف المناطق غير المتعارف عليها والقصيرة والربط باستخدام بيانات RNA-Seq. في هذه الدراسة ، قمنا بتطوير الخوارزمية مع تحسين سرعة التشغيل واستخدام الذاكرة. لقد طبقنا RSF على بيانات ENCODE البشرية لتوصيف U12 splicing ودراسة توقيعات miRNA في تسلسل مقسم.


معلومات الكاتب

العنوان الحالي: معاهد نوفارتيس للأبحاث الطبية الحيوية ، كامبريدج ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية

ساهم هؤلاء المؤلفون بالتساوي: بريتاني سي ميشيل وأندرو آر ديفينو وسيث هـ. كاسيل.

الانتماءات

قسم أورام الأطفال ، معهد دانا فاربر للسرطان وكلية الطب بجامعة هارفارد ، بوسطن ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية

بريتاني سي ميشيل ، أندرو آر ديفينو ، سيث إتش كاسيل ، نزار مشتالير ، زاكاري إم ماكنزي ، ماثيو جيه ماكبرايد ، ألفريدو إم فالنسيا ، جوشوا بان ، هايلي جيه زولو ، نورا فورتول وأمبير سيجال كادوتش

معهد برود لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد ، كامبريدج ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية

بريتاني سي ميشيل ، أندرو آر ديفينو ، سيث إتش كاسيل ، نزار مشتالير ، ماثيو جيه ماكبرايد ، ألفريدو إم فالنسيا ، جوشوا بان ، ديفيد آي ريميلارد ، كاليب إيه لارو ، هايلي جيه زولو وأمبير سيغال كادوش

برنامج العلوم الطبية الحيوية والبيولوجية ، كلية الطب بجامعة هارفارد ، بوسطن ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية

بريتاني سي ميشيل وسيث إتش كاسيل وجوشوا بان وكالب إيه لارو وأمب هايلي جي زولو

برنامج تدريب العلماء الطبيين ، كلية الطب بجامعة هارفارد ، بوسطن ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية

سيث هـ. كاسيل وأمبير هايلي جيه زولو

برنامج البيولوجيا الكيميائية ، كلية الطب بجامعة هارفارد ، بوسطن ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية

ماثيو جيه ماكبرايد ، ألفريدو م. فالنسيا وأمبير ديفيد آي. ريميلارد

Foghorn Therapeutics، Inc. ، كامبريدج ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية

تشيان تشو ، مايكل بوكر ، لويس إم إم.سواريس وأمبير هو مان تشان

قسم بيولوجيا السرطان ، معهد دانا فاربر للسرطان ، بوسطن ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية

قسم طب الأورام ، معهد دانا فاربر للسرطان ، بوسطن ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

مساهمات

B.C.M. ، ARD ، S.H.C. ، و C.K. تصور وتصميم الدراسة. م. صمم وأجرى معظم التجارب ، A.R.D. أجرى جميع تحليلات المعلومات الحيوية والحسابات الإحصائية. S.H.C. صمم وأجرى الكيمياء الحيوية GLTSCR1 / 1L وساهم في تفسير وتحليل تسلسل رقاقة Z.M.M. تم إجراء GLTSCR1 / 1L للكيمياء الحيوية ، وشارك N.M و J.P. في تصميم وتنفيذ التجارب المتعلقة بالكيمياء الحيوية ncBAF و MJM و A.M.V. شارك في تصميم وتنفيذ تجارب الساركوما الزليلية وتجارب التصوير بالرنين المغناطيسي ، وساهم جي بي في تحليل وتفسير بيانات التبعية واسعة النطاق. د. توليف dBRD9 وساعد في التصميم التجريبي باستخدام dBRD9 و H.J.Z. و ن. ساعد في إجراء تجارب الكيمياء الحيوية GLTSCR1 / 1L. صاحب الجلالة ، Q.Z. و M.B. قام بتوجيه تجارب كريسبر للتبليط و إل إم إم إس. أجرى تحليلات المعلومات الحيوية لمجموعات البيانات هذه. ساهمت C.A.L في رؤى مهمة وساعدت في تحليل البيانات وتفسيرها. ن. و J.E.B. أشرف على تطوير الجزيء الصغير dBRD9. B.C.M. ، جمهورية مقدونيا ، S.H.C. و C.K. كتب المخطوطة.

المؤلف المراسل


مقدار الاختلاف بين تسلسل الجينات الكنسي في عينات مختلفة - علم الأحياء

التركيب الوراثي الزمني في تعدد الشعيرات المتجاور: التفاعل بين الوضع التنموي والستوكاستك البيئي

الانتواع وعلم الوراثة التطوري

14 1 12 http://www.biomedcentral.com/1471-2148/14/12

2014 كيس & # 228niemi وآخرون. المرخص له BioMed Central Ltd. هذا مقال مفتوح الوصول يتم توزيعه بموجب شروط ترخيص Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0) ، والذي يسمح بالاستخدام والتوزيع والاستنساخ غير المقيد بأي وسيط ، بشرط الاستشهاد بالعمل الأصلي بشكل صحيح. ينطبق تنازل المشاع الإبداعي عن الملكية العامة (http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/) على البيانات المتاحة في هذه المقالة ، ما لم يُنص على خلاف ذلك. Pygospio elegans Poecilogony علم الوراثة السكانية الوضع التنموي الانجراف الجيني مسابقات اليانصيب الزمنية النجاح الإنجابي الأشقاء الكاملون

يمكن أن يحدث التباين الزمني في التركيب الجيني للسكان بسبب عوامل متعددة ، بما في ذلك الانتقاء الطبيعي ، والتباين البيئي العشوائي ، والهجرة ، أو الانجراف الجيني. في الأنواع البحرية القاعية ، قد يشير النمط التنموي لليرقات إلى إمكانية حدوث تباين وراثي زمني: من المتوقع أن تظهر الأنواع ذات اليرقات العوالق المشتتة على الأرجح تباينًا وراثيًا زمنيًا أكثر من الأنواع ذات اليرقات القاعية أو غير المشتتة ، بسبب الاختلافات في وفيات اليرقات والقدرة على التشتت. قمنا بفحص البنية الجينية الزمنية في مجموعات Pygospio elegans ، وهي عبارة عن تعدد الشعيرات المتشكلة مع تباين داخل الأنواع في الوضع التنموي. اليرقات من النوع P. elegans تنتج إما يرقات بلانكتونية أو قاعية أو وسيطة ، تختلف فيما بين السكان وداخلها ، مما يوفر اختبارًا داخل الأنواع لعمومية العلاقة بين الاختلاف الجيني الزمني ونمط نمو اليرقات.

على عكس توقعاتنا ، كشفت تحليلاتنا للأقمار الصناعية الدقيقة لـ P. elegans عن استقرار وراثي زمني في سكان المملكة المتحدة مع يرقات العوالق ، في حين كان هناك تباينًا يدل على الانجراف في العينات الزمنية للسكان من بحر البلطيق ، والتي كانت في الغالب يرقات قاعية وسيطة. . اكتشفنا أيضًا تباينًا زمنيًا في الارتباط داخل هؤلاء السكان. تم الكشف عن تحول زمني كبير في التركيب الجيني في مجموعة سكانية من هولندا ، لديهم أوضاع تنموية متعددة. يمكن أن يكون هذا التحول ناتجًا عن الإبادة المحلية بسبب الظروف البيئية القاسية و (إعادة) الاستعمار بواسطة يرقات العوالق من السكان المجاورين.

في دراستنا لـ P. elegans ، يبدو أن التباين الجيني الزمني لا يرجع إلى الوضع النمائي اليرقي فحسب ، بل أيضًا إلى البيئة العشوائية للبالغين. قد تكون التحولات الجينية الزمنية الكبيرة أكثر احتمالا في الموائل البحرية المدية (مثل بحر الشمال وبحر وادن) التي تكون أكثر عرضة للعشوائية البيئية من موائل البلطيق تحت المد والجزر. قد تدعم الموائل تحت المد والجزر و / أو قليلة الملوحة (أقل ملوحة) مجموعات صغيرة من P. elegans وقد تكون أكثر عرضة لتأثيرات الانجراف الجيني العشوائي. علاوة على ذلك ، تؤدي الترددات العالية للتكاثر اللاجنسي ونمط نمو اليرقات القاعية في هذه المجموعات إلى زيادة الترابط وتساهم في الانجراف. تشير نتائجنا إلى أنه قد لا توجد علاقة عامة بين الوضع التنموي اليرقي والاختلاف الجيني الزمني.

نظرًا لأن أنماط نمو اليرقات العوالق والقاعية والوسيطة للنوع P. elegans تختلف في عدد اليرقات المنتجة لكل أنثى ، ومدة فترة الحضنة داخل الكبسولات ومدة فترة العوالق ، وكذلك في حجم اليرقات عند الإطلاق من الكبسولات ووجود أو عدم وجود مجموعات السباحة اليرقية ، من المتوقع أن تختلف اليرقات التي تنمو عبر هذه الأنماط المختلفة في إمكانية تشتتها وقابليتها للافتراس. نتيجة لذلك ، قد يؤثر النمط التنموي لليرقات على التركيب الجيني لمجموعات P. elegans مكانيًا وزمانيًا. على الرغم من وجود اتصال جيني أعلى إلى حد ما بين مجموعات P. elegans مع يرقات العوالق ، فقد تم العثور بشكل عام على نمط من التركيب الجيني للسكان المكاني الهام وانخفاض الاتصال بين مجموعات P. elegans الأوروبية 42. علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤثر التكاثر اللاجنسي أو استراتيجيات التكاثر المختلطة على التركيب الوراثي للسكان.

جمع العينات وتحليل الحمض النووي

عدد السنوات التي تم أخذ عينات منها (عدد الأفراد الذين تم توصيفهم وراثيًا)

أوضاع التطور المرصودة *

مواقع أخذ العينات Pygospio elegans (st & # 8201 = & # 8201sub-tidal، it & # 8201 = & # 8201intertidal) ، أكواد السكان ، والسنوات التي تم أخذ عينات منها ، مع عدد الأفراد المصنفين وراثيًا لكل عينة بين قوسين. يتم قياس الملوحة في كل موقع ، ويتم ملاحظة التقديرات النوعية لكثافة الديدان وأنماط نمو اليرقات الملحوظة ، مع وضع النمط التنموي الأكثر شيوعًا أولاً.

* أوضاع نمو اليرقات المرصودة: B & # 8201 = & # 8201benthic، I & # 8201 = & # 8201intermediate، P & # 8201 = & # 8201planktonic.

تم أيضًا أخذ عينات من الرمال البحرية والمسطحات الطينية في بحر وادن (NET) وبحر الشمال (المملكة المتحدة). في كليهما ، تم أخذ عينات الرواسب أثناء المد المنخفض عندما تعرضت أنابيب الرواسب والديدان جزئيًا. في هولندا ، أخذنا عينات من مسطح طيني من جانب البر الرئيسي لجزيرة Schiermonnikoog (الموقع NET) وفي المملكة المتحدة ، تم أخذ عينات من الرمال المسطحة Drum Sands (بالقرب من إدنبرة ، اسكتلندا) (Table & # 160 1). على الرغم من أننا لم نقيس كثافة P. elegans أثناء جمعنا ، إلا أن الفرق بين مواقع المد والجزر البحرية ومواقع بحر البلطيق تحت المد والجزر كان مذهلاً. في المملكة المتحدة و NET ، كانت كثافة الدودة عالية مع أنابيب P. elegans معبأة بكثافة. في المقابل ، كان توزيع الديدان غير مكتمل وكانت كثافة الدودة أقل بشكل ملحوظ في بحر البلطيق. الكثافات من 150 إلى 2800 ind. م 2 لوحظت في شمال بحر البلطيق من قبل (بيرس. أوبس سي بي) ، بينما 11000 إندونيسي. م 2 شائع في موقع المملكة المتحدة 40 41.

تم حفظ الديدان البالغة بشكل فردي في الإيثانول حتى استخلاص الحمض النووي. تم استخراج الحمض النووي باستخدام المواد الكيميائية Qiagen والمعالج المغناطيسي Kingfisher (Thermo Fisher Scientific) ، وبعد ذلك تم التنميط الجيني للعينات باستخدام ثمانية علامات للأقمار الصناعية الدقيقة متعددة الأشكال وفقًا للبروتوكولات الموضحة في 54.

لفحص نسب التباين الجيني الموضح من خلال التباين المكاني والزماني ، تم إجراء تحليل التباين الجزيئي (AMOVA) بمجموعتين مختلفتين من العينات باستخدام Arlequin (20000 تباديل). أولاً ، تم إجراء تحليل لتجميع العينات حسب سنة العينة (4 مجموعات: 2008 ، 2009 ، 2010 و 2011). ثانيًا ، تم تجميع العينات وفقًا للسكان (7 مجموعات: عينات زمنية من نفس السكان مجتمعين). لمزيد من التحقيق في التباين الجيني الزمني داخل المجموعات السكانية المختلفة ، استخدم الزوج Fشارع تم حساب القيم (باستخدام Arlequin و 10000 تباديل) و Jost & # 8217s 59 قيم الوجهة الزوجية (باستخدام حزمة R DEMEtics ، 3000 تباديل 60) بين العينات الزمنية داخل كل مجموعة (F المؤقتةشارع/ الوجهة). مقارنات زوجية من Fشارع تم حسابها أيضًا بين المجموعات السكانية التي تم جمعها في نفس العام (2008 ، 2009 ، 2010). خطي الزوج الحكيم Fشارع تم تحليل القيم باستخدام PCA في GenAlEx v. 6.5 61 لتصور الاختلافات بين العينات والسكان.

يتم تلخيص الاختلاف الجيني في العينات الزمنية في الجدول رقم 160 2. كان التنوع الجيني مرتفعًا نسبيًا في معظم السكان ، وكان أدنى مستوى في فنلندا (FIF، Hه من 0.614 إلى 0.655) والأعلى في المملكة المتحدة (H.ه من 0.797 إلى 0.799). كانت هناك تقلبات في ثراء الأليلات وتغاير الزيجوت بين العينات داخل معظم السكان ، حيث تظهر المملكة المتحدة و DKR و FIF القيم الأكثر اتساقًا بين العينات (الجدول رقم 160 2). التقلبات في التنوع لم تتبع أي نمط معين. على سبيل المثال ، في تنوع DKV (Hه، تنوع الجينات ، ثراء الأليلات) كان أقل في عام 2010 مقارنة بالسنوات السابقة ، ولكن في تنوع DKH كان أعلى في عام 2010 منه في السنوات السابقة. لم تكن معظم التقلبات في التنوع الجيني داخل السكان ذات حجم كبير ، باستثناء DKV ، حيث كان هناك انخفاض في التباين من 2008 إلى 2010 ، وفي NET ، حيث كانت هناك زيادة ملحوظة في التباين في عينة 2011. تتم الإشارة إلى التقلبات بين العينات داخل مجتمع ما بشكل أفضل من خلال عدد الأليلات الخاصة (الأليلات التي تمت ملاحظتها فقط في عينة زمنية واحدة) والتي تم حسابها لكل مجموعة على حدة ، وعلى عكس الثراء الأليلي ، لا يمكن مقارنتها بين السكان ولكن فقط بين العينات الزمنية داخل تعداد السكان. شوهدت معظم الزيادات الشديدة في عدد الأليلات الخاصة في DKH من 2008 إلى 2010 (3.5 إلى 5.3) ، وفي NET من عينات 2009 و 2010 (2.0 و 2.3 ، على التوالي) إلى عينة 2011 (4.4 ، الجدول & # 160 2 ). بشكل عام ، كان ثراء الأليلات هو الأعلى في المملكة المتحدة ، السكان الذين لديهم يرقات عوالق فقط ، بما يتماشى مع النتائج التي توصلنا إليها من دراسة سابقة لمجموعات إضافية من نطاق جغرافي أوسع 42.

التنوع الجيني وأنماط الأخوة في العينات الزمنية

خاصصداخل الموقع

لوحظ (Hا) والمتوقع (Hه) تغاير الزيجوت ، وتنوع الجينات (GD) والثراء الأليلي (أص) استنادًا إلى حجم عينة يبلغ 40 لكل عينة (هنا ، N & # 8201 = & # 8201 عدد الجينات المستخدمة في طريقة خلخلة HP- نادر). ثراء الأليل الخاص (PrivateAص) للعينات الزمنية لكل مجموعة على حدة (هنا ، يختلف N [بخط مائل] بين السكان ، مما يجعل القيم قابلة للمقارنة فقط بين العينات الزمنية داخل مجموعة سكانية). معاملات زواج الأقارب (Fيكون، بقيم معنوية بالخط المائل) لكل عينة زمنية. يتم سرد عدد العائلات الكاملة (FS) المقدرة داخل كل عينة زمنية وضمن مجموعة البيانات المجمعة لكل مجموعة (الكل). العينات المميزة بعلامة * لها عائلات تتكون من أكثر من عضوين (انظر النص). في مجموعات البيانات المجمعة ، تم العثور على عائلات أشقاء كاملة عبر السنة ما لم يُذكر.

الهيكل الجيني الزماني والمكاني

أشارت تحليلات AMOVA (الجدول رقم 160 3) إلى أن الاختلاف بين المجموعات السكانية المختلفة كان كبيرًا (شرح 3.61 ٪ من التباين) ، وأن بنية السكان هذه كانت متشابهة في سنوات مختلفة (أظهرت عينات تجميع AMOVA حسب السنة تباينًا غير مهم بين السنوات) . وبالمثل ، فإن F العالميةشارع لم تكن القيم في السنوات المختلفة مختلفة بشكل كبير (2008: 0.034 ، 2009: 0.046 ، 2010: 0.029 ، P & # 8201 = & # 82010.617). كان التركيب الوراثي بين المجموعات السكانية واضحًا أيضًا في تحليلنا (خلال العام) من السكان الزوجين Fشارع ولكن كان هناك تباين زمني في البنية بين سكان بحر البلطيق (ملف إضافي 1). على سبيل المثال ، في الدنمارك ، كانت معظم المقارنات الزوجية السكانية في غضون عام مهمًا ، ولكن في عام 2010 ، كان DKV و DKH لهما قيمة F زوجية غير مهمة.شارع. في فنلندا ، الزوج الحكيم Fشارع القيم بين FIA و FIF منخفضة كل عام (Fشارع& # 8201 & lt & # 82010.01) ، وهي مهمة في عامي 2008 و 2010 ، ولكن ليس في 2009 (ملف إضافي 1).

نتائج AMOVA للتباين المكاني والزماني في بيغوسبيو ايليجانس

المجموعات الزمنية (العينات مجمعة حسب السنة)

تتكون المجموعات الزمنية من عينات من مجموعات سكانية مختلفة مجمعة حسب سنة أخذ العينات (4 مجموعات: 2008 ، 2009 ، 2010 ، 2011) وتتكون المجموعات المكانية من عينات زمنية مجمعة وفقًا للسكان (7 مجموعات).

بين السكان في غضون سنوات

المجموعات الجغرافية (عينات مجمعة حسب السكان)

بين العينات الزمنية ضمن السكان

زوج الحكمة Fشارعالقيم بين السكان المقارنات في غضون سنوات. تظهر هذه النتائج بنية وراثية مهمة بين السكان: الاستثناءات القليلة هي من بين بعض المجموعات السكانية القريبة جغرافيًا (كما هو موضح في النص).

عندما تم تجميع العينات الزمنية وفقًا للسكان في AMOVA (الجدول رقم 160 3) ، وجدنا ليس فقط تباينًا مهمًا بين التباين السكاني (المكاني) (شرح 2.85 ٪ من التباين) ، ولكن أيضًا تباينًا زمنيًا منخفضًا ولكنه مهم داخل السكان (0.85 ٪) . لتوضيح كيفية اختلاف العينات الزمنية المحددة ، قمنا بفحص العينات من كل مجموعة على حدة في مقارنات زوجية لـ Fشارع و Dest (جدول رقم 160 4). في هذه التحليلات ، تم العثور على فروق ذات دلالة إحصائية بين العينات الزمنية في بعض وليس كل السكان ، و Fشارع وكانت قيم الوجهة منخفضة بشكل عام. لم تكن هناك فروق في العينات الزمنية من المملكة المتحدة و DKH. عندما تمت الإشارة إلى اختلافات كبيرة بين العينات الزمنية ، تم العثور على هذه بين العينات المأخوذة في السنوات اللاحقة (2009 مقابل 2010 في FIF و NET و DKR و DKV) وكذلك بين العينات من فترات زمنية أطول (2008 مقابل 2010 في الاتحاد الدولي للسيارات). تحليل إما Fشارع أو الوجهة يشير إلى نفس أنماط التمايز ، باستثناء DKR (الجدول & # 160 4). شوهدت أكبر الفروق بين العينات الزمنية في مجموعة NET ، حيث تم تمييز عينة 2011 بشكل كبير عن العينتين السابقتين (2009 و 2010) ، والتي لم تختلف عن بعضها البعض (Fشارع و Dest). وبالمثل ، فإن تحليل PCA لـ F الخطيشارع أظهر أنه في معظم الحالات ، تم تجميع العينات الزمنية من نفس المجموعة معًا (ملف إضافي 2). ومع ذلك ، لم يتم تجميع NET2011 مع عينات زمنية أخرى من NET وتم وضعها بين مجموعات من العينات الدنماركية والمملكة المتحدة ، ولم يتم تجميعها بشكل واضح مع أي منهما (ملف إضافي 2).

الوقت الزوجي الحكيم Fشارع/ قيم الوجهة للعينات داخل كل مجموعة

نتائج تحليل PCA على الزوج الخطي Fشارع. يتم تصور الاختلافات بين العينات الزمنية والسكان.

NET2011 F إضافيةشارع/ تحليلات الوجهة

زوج الحكمة Fشارع/ قيم الوجهة التي تقارن عينة NET2011 (بالخط العريض) بالعينات الزمنية السابقة في نفس الموقع ، بالإضافة إلى العينات التي تم جمعها من مجموعتين هولنديتين (NLB2010 & amp NLH2010) واثنين من السكان الفرنسيين (FRC2010 & amp FRS2010) في العام السابق (بيانات من 42 ) وأربع عينات من عام 2010 من هذه الدراسة (DKR2010 DKV2010 DKH2010 UK2010).

نتائج تحليل الهيكل المستخدم لتوضيح علاقة عينة NET2011 (K & # 8201 = & # 82013)

نتائج تحليل الهيكل المستخدم لتوضيح علاقة عينة NET2011 (K & # 8201 = & # 82013). يمثل كل عمود في Barplot نمطًا وراثيًا فرديًا مع تعيين مجموعة يُشار إليها بألوان مختلفة. لاحظ الاختلاف الواضح في التخصيص بين عينة NET2011 والأفراد الذين تم أخذ عينات منهم مسبقًا في نفس الموقع. مجموعات NET2011 جنبًا إلى جنب مع عينات تم جمعها من مجموعتين هولنديين وفرنسيين تم أخذ عينات منها في عام 2010 (بيانات من 42) وهي متميزة عن عينات المملكة المتحدة (هذه الدراسة).

تحليل الأخوة والارتباط

تم العثور على أشقاء كاملين في جميع العينات الزمنية تقريبًا ، ولكن ليس في FIF و UK (الجدول & # 160 2).في معظم العينات ، كان الأشقاء الكاملون أزواجًا من الأفراد ، ولكن تم العثور على عائلات أكبر في مجموعتين دنماركيتين. في عينات DKR2009 و DKV2009 ، تم تحديد عائلات كاملة من خمسة وثلاثة أفراد ، على التوالي. في NET ، شوهدت أزواج كاملة الأشقاء في عام 2009 (زوج واحد) و 2010 (أربعة أزواج) ، ولكن لم تتم ملاحظة أي منها في عينة 2011. عندما تم الجمع بين العينات الزمنية داخل مجموعة سكانية لتحديد الأشقاء الكاملين على مدار العام ، عادةً ما تم تحديد نفس العائلات الكاملة الأشقاء كما هو الحال في تحليلات كل عينة زمنية على حدة ، ولكن أيضًا شوهدت عائلات كاملة إضافية. ومع ذلك ، تم العثور على أشقاء كامل عبر العام (أزواج أو عائلات كاملة تتكون من أفراد من عينات زمنية مختلفة) فقط في ثلاثة من سكان بحر البلطيق (FIA و DKR و DKV). في تحليلات DKR و DKV ، بالإضافة إلى أزواج الأخوة الكاملة ، تم تحديد عائلتين أكبر من الأشقاء بالكامل (DKR: عائلات من خمسة وأربعة أفراد ، DKV: عائلات من ثلاثة وأربعة أفراد). على الرغم من عدم تحديد عائلات كاملة الأشقاء في العينات الزمنية في FIF و UK عندما تم تحليلها بشكل منفصل ، في كل من هذه المجموعات تم تحديد زوج واحد كامل الأشقاء عند دمج العينات الزمنية. في كلتا الحالتين ، كان الأشقاء الكاملون الذين تم تحديدهم أفرادًا ضمن عينة زمنية واحدة (لا يوجد أشقاء كاملون على مدار العام) ، مما يشير إلى تأثير حجم العينة على تحديد الأفراد الذين يحتمل أن يكونوا على صلة وثيقة.

متوسط ​​قيم الارتباط لكل عينة موضحة في الشكل رقم 160 2. في فنلندا والمملكة المتحدة ، كانت القيم مستقرة نسبيًا بين العينات الزمنية ، وشوهدت أكبر التقلبات في موقعين دنماركيين (DKR & amp DKH) وفي هولندا. في DKR ، كان الارتباط أعلى بشكل ملحوظ في عام 2009 مقارنة بعينة 2010 (Mann & # 8211Whitney U test P & # 8201 = & # 82010.031). في NET ، يكون نموذج الارتباط لعام 2011 أقل بكثير مما كان عليه في السنوات السابقة (NET 2010 & amp NET 2011: Mann & # 8211Whitney U -test P & # 8201 = & # 82010.014 NET 2009 & amp NET 2011: P & # 8201 = & # 82010.002) ، بينما كانت قيم 2009 و 2010 متشابهة (Mann & # 8211Whitney U -test P & # 8201 = & # 82010.432). في مواقع أخرى ، لم تكن قيم الارتباط بين العينات الزمنية (الاختبارات الزوجية) مختلفة بشكل كبير.

متوسط ​​ارتباط الأفراد في العينات الزمنية

متوسط ​​ارتباط الأفراد في العينات الزمنية. تم حساب تقديرات الارتباط (بفواصل ثقة 95٪) في ML-Relate مع الأخذ بعين الاعتبار الأليلات الصفرية المحتملة. تم وصف رموز السكان وسنوات أخذ العينات في الجدول رقم 160 1. تُستخدم الرموز لفصل المجموعات السكانية (تُستخدم الرموز نفسها للعينات الزمنية داخل مجموعة سكانية).

الحجم الفعال للسكان

الطرق المختلفة المستخدمة لتقدير N المعاصرةه أنتج نتائج مختلفة إلى حد ما (الجدول # 160 6): تقدير MLNE بافتراض عدم وجود تدفق للجينات أدى إلى أعلى التقديرات ، في حين أن نفس الطريقة تسمح بالهجرة (MLNE)افتح) أعطى أقل التقديرات. بشكل عام ، كانت القيم منخفضة مقارنة بتقديرات أحجام التعداد السكاني بناءً على كثافة P. ايليجانس في مواقع أخذ العينات لدينا. كما أن فترات الثقة 95٪ كانت تقديرات واسعة ومتداخلة للمجموعات السكانية المختلفة. مع MLNE (بدون الهجرة) فإن Nه كانت التقديرات متشابهة في معظم المواقع (تتراوح من 142.1 إلى 355.5) باستثناء المملكة المتحدة ، حيث أعلى Nه تم تقديره (1117.8). باستخدام الطريقة الزمنية القائمة على اللحظات (MBT) ، كان هناك تباين أكبر بين تقديرات سكان بحر البلطيق ، لكن فترات الثقة كانت متداخلة ، وبالتالي فإن الاختلافات في تقدير Nه ليست مهمة. ومع ذلك ، عند مقارنة NET والمملكة المتحدة ، يكون موقع المملكة المتحدة أعلى بكثير من Nه عند تقديرها بواسطة MBT و MNLEافتح أساليب. الاتجاه العام الملحوظ في البيانات هو أن N.ه كانت التقديرات الأعلى في عدد العوالق بدقة ، المملكة المتحدة ، والأدنى في NET.


مقدار الاختلاف بين تسلسل الجينات الكنسي في عينات مختلفة - علم الأحياء

تم تقديم الجنس الفطري Mixia (Protomycetaceae ، Taphrinales ، Ascomycetes) بواسطة Kramer [1] استنادًا إلى نوع واحد ، Taphrina osmundae [2] ، طفيلي على سعف السرخس الملكي الياباني Osmunda japonica في اليابان. بعد ذلك ، تم اقتراح عائلة Mixiaceae (Protomycetales) الجديدة أيضًا بواسطة Kramer [3] لاستيعاب الجنس المفرد Mixia. في تلك الأيام ، اعتقد جميع علماء الفطريات تقريبًا أن Mixia هو عضو في الفطريات الزائدة المرتبطة بأنواع Protomycetales أو Taphrinales. في عام 1995 ، تم الإبلاغ عن أن Mixia osmundae ليس عضوًا في Ascomycota ولكن من Basidiomycota ، استنادًا إلى الجزيئية (تحليل تسلسل الرنا الريباسي 18S) والشكلية (الملاحظات المجهرية الضوئية والميكروسكوبية الإلكترونية المعيارية والإلكترون النافذ على الخلايا البوغية) الشخصيات [4] . وفقًا لتصنيف تجميع شجرة الحياة الفطرية (AFTOL) ، في الوقت الحالي ، تم استيعاب M. osmundae في Mixiales و Mixiomycetes و Pucciniomycotina و Basidiomycota ، [5] وليس لها أقارب [6]. يأخذ مكانة فريدة في نسالة الفطريات القاعدية كفطر غامض. لقد أبلغنا سابقًا عن تجميع جينوم أولي لهذا النوع يتألف من 4408 كونتيج (ما مجموعه 3019501 نانومتر) [7].

في هذه الدراسة ، قمنا بتحسين تجميع الجينوم بتسلسل إضافي ، وجينات الترميز المشروحة ومواقع بدء النسخ (TSS) ، على التوالي ، على أساس RNA-seq [8] وطريقة الحد من القلة [9] باستخدام جهاز التسلسل Illumina GAIIx. بالنسبة للجينوم المشروح ، أنشأنا خريطة مفصلة للنيوكليوزوم من خلال تسلسل أكثر من 60 مليون شظية من الحمض النووي أحادي وثنائي النواة ، ودرسنا التنظيم النووي حول الجينات التي تظهر مستويات مميزة من التعبير.

يتكون النوكليوسوم من ثماني من الهيستونات ، يتم لف حولها الحمض النووي الجيني في 1.65 دورة [10]. كشفت الدراسات في السنوات الأخيرة عن عدد كبير من الأنماط والقواعد الخاصة بالنيوكليوسومات فيما يتعلق بنشاط النسخ. تشمل النتائج الحديثة الحفظ القوي لمواضع الجينات في مناطق محفز الجينات عند مقارنتها بالمناطق الجينومية الأخرى [11-14] ، والحفظ المتميز في موقع الجينوم بين محفز الجينات ومناطق الجسم الجيني [15] ، مما يؤدي إلى مقترحات لاستخدام وضع النوكليوسوم من أجل تصنيف المحفزات الجينية [16 ، 17]. على الرغم من أن الدراسات في المختبر كشفت عن تأثير تسلسل الحمض النووي للهيستونات الأساسية على موقع الجسيم النووي ، فقد أظهرت الدراسات التي أجريت في الجسم الحي أن العوامل العابرة التي تعتمد على ATP تلعب دورًا رئيسيًا في ترتيب النيوكليوزومات في الخلايا الحية [18 - 23]. تشير كل هذه الأنماط والقواعد التي لوحظت في وضع النوكليوسوم على محفزات الجينات النشطة إلى ارتباط وظيفي بالنسخ ، وهناك ارتباط واضح بين وضع الجينات والتعبير الجيني. يبقى أن نحدد ، مع ذلك ، ما إذا كانت التغييرات في تحديد المواقع النووية هي القوة الدافعة الرئيسية في تطور التعبير الجيني [16 ، 24 ، 25] أم لا [26 ، 27].

أجريت الدراسات المقارنة السابقة لمواقع الجسيمات النووية بشكل أساسي باستخدام أنواع Saccharomycotina (الخمائر اللاصقة) [16 ، 24 - 27]. على الرغم من نشر بعض تسلسلات الجينوم لأنواع Basidiomycota [28 - 35] ، لا توجد بيانات رسم خرائط للنيوكليوزوم للقاعدة الفطرية. من المتوقع أن توفر مقارنة تحديد موقع النوكليوسوم بين الفطريات اللاصقة و M. osmundae البعيدة نسبيًا معلومات قيمة حول هذه المشكلة (أي ما إذا كان تحديد موقع النواة هو قوة رئيسية في تطور التعبير الجيني). في هذه الدراسة ، حددنا مواقع أحادية ودينوكليوسوم على جينوم M. osmundae وبحثنا في ميزاتها حول TSSs فيما يتعلق بمستوى نشاط النسخ.

3. النتائج والمناقشة 3.1. مقارنة جينات الترميز بين Mixia osmundae والأنواع الفطرية الأخرى

نتج عن تجميع مجموعات البيانات المتسلسلة حديثًا والسابقة 283 contigs (إجمالي 13393708 nt). تم إيداع 283 تسلسل DNA في قاعدة بيانات DDBJ تحت أرقام الدخول BABT02000001 – BABT02000283. في الجينوم الذي تم تجميعه حديثًا ، تم تحديد 6726 تسلسلًا لترميز البروتين (CDS) باستخدام RNA-seq (انظر الفقرة 5 والمواد التكميلية الإلكترونية ، الجدول S1).

تمت محاذاة تسلسل ترميز البروتين 6726 مع تسلسل البروتين لـ 80 كائنًا فطريًا باستخدام برنامج BLASTP في الجينوم الفطري المركزي في NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/genome/guide/fungi/ الإلكترونية المواد التكميلية ، الجدول S2). أظهر بحث BLASTP أن 5399 (80.3٪) من 6726 CDS كان لها تسلسل أحماض أمينية متشابهة مع E -value & lt 10 5 بين الجينات الفطرية. من بين التسلسلات 5399 ، أظهر 4908 (90.9٪) ، 402 (7.4٪) ، 55 (1.0٪) و 34 (0.6٪) أعلى تشابه مع بروتينات Basidiomycota و Pezizomycotina (Ascomycota) و Saccharomycotina (Ascomycota) و Taphrinomycotina (Ascomycota) ) ، على التوالي (الشكل 1). على مستوى الجنس ، أظهر 1213 (22.5٪) و 753 (13.9٪) و 665 (12.3٪) أعلى تشابه مع بروتينات أجناس Melampsora و Rhodotorula و Puccinia على التوالي (الشكل 1). نظرًا لأن هذه الأجناس الثلاثة تنتمي إلى Pucciniomycotina في Basidiomycota ، فمن المحتمل أن يكون M. osmundae عضوًا في Pucciniomycotina. شكل 1.

مخطط دائري للأجناس حيث أظهر كل CDS من Mixia osmundae أعلى تشابه. تم استخدام برنامج BLASTP في NCBI (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi) للبحث عن تشابه تسلسل البروتين. تم تحليل إجمالي 5399 CDS (E -value & lt 10 5).

3.2 مقارنة توزيع حجم أحادي ودينوكليوسومات ميكسيا أوسمونداي مع الرشاشيات المدخنة والسكاروميسيس سيريفيسياي

حددنا مواضع 3038113 أحادي (المدى 80-230 نانومتر) و 27443027 ثنائي النواة (المدى 200-400 نانومتر) على جينوم M. osmundae عن طريق رسم خرائط لشظايا الحمض النووي أحادية الخلية وعائية النواة المتسلسلة بواسطة Illumina GAIIx. يمكن تنزيل بيانات موقع النواة على http://www.iu.a.u-tokyo.ac.jp/

hnishida / data_Mixia.zip. كان لتوزيع حجم شظايا الحمض النووي أحادي النواة ذروتان عند 132 و 150 نانومتر ، بينما كان لتوزيع شظايا الحمض النووي ثنائي النواة ذروة واحدة فقط عند 300 نانومتر (الشكل 2). الشكل 2.

الرسوم البيانية لأطوال (أ) أحادية النواة و (ب) أطوال جزء الحمض النووي ثنائي النواة من Mixia osmundae. تم تعيين 30386916 شظايا أحادية النواة و 27740353 شظايا DNA ثنائي النواة على الجينوم. أظهر توزيع أطوال جزء الحمض النووي أحادي النواة ذروتين عند 132 و 150 نانومتر ، في حين أظهر أطوال جزء الحمض النووي ثنائي النواة ذروة واحدة فقط عند 300 نانومتر.

كما ذكرنا سابقًا ، لوحظ توزيع الذروة المزدوجة لشظايا الحمض النووي أحادي النواة في دخان الرشاشيات الخيطية غير الفطرية [36]. كان لتوزيع شظايا الحمض النووي أحادي النواة للفطر A. fumigatus ذروتان عند 135 و 150 نانومتر [36]. في المقابل ، كان لدى خميرة الخباز ذروة واحدة فقط عند 163 نانومتر [37]. بالإضافة إلى ذلك ، يتراوح متوسط ​​طول الحمض النووي أحادي النواة لـ 12 نوعًا من السكاروميكوتينا بين 160 و 175 نانومتر [16]. يعتمد توزيع طول جزء الحمض النووي النووي على علاج نوكلياز المكورات الدقيقة (MNase) [38]. بناءً على نمط سلم الحمض النووي على الرحلان الكهربائي للهلام الاغاروز (المادة التكميلية الإلكترونية ، الشكل S1) ، أدركنا أن مستويات هضم MNase متشابهة بين M. osmundae و S. cerevisiae. وهكذا ، على الرغم من أن A. fumigatus أقرب نسبيًا إلى Saccharomycotina من M. osmundae ، فإن شكل توزيع وحجم شظايا الحمض النووي أحادي النواة يشير إلى أن M. osmundae أقرب إلى A. fumigatus من الخمائر المتشابكة (Saccharomycotina). تضيف هذه النتيجة دعمًا إلى الفرضية القائلة بأن وضع النوكليوزوم في الأنواع الفطرية قد تطور بشكل أساسي من خلال الانجراف المحايد [26 ، 27] وبالتالي فإن الفطريات لها ترتيبات نواة خاصة بالأنواع.

نظرًا لأننا لاحظنا فقدان الذروة الأطول عند 150 nt في محفزات الجينات عالية النسخ (50 جينًا من أعلى مستوى من التعبير) من محفزات الجين A. fumigatus [36] ، قمنا بفحص ما إذا كان حجم أحاديات النواة يتغير بين 50 جينًا من أعلى وأدنى مستويات التعبير في مناطق المنبع والمصب من TSSs. ومع ذلك ، في M. osmundae ، ظل توزيع طول الحمض النووي أحادي النواة ثابتًا تقريبًا بين مستويات التعبير المتميزة في كل من مناطق المنبع والمصب من TSS (المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكل S2). أسفر اختبار Mann-Whitney U- عن قيم p تبلغ & gt0.7 و & gt0.11 ، على التوالي ، لمناطق المنبع والمصب من TSSs.

3.3 تشير المقارنة بين الديوكليوسومات إلى وجود منطقة رابط أطول في Mixia osmundae منها في Aspergillus fumigatus

ينتج عن العلاج المطول باستخدام MNase انقسام شبه كامل للكروماتين الكلي إلى أحاديات النوى [39] ، مما يشير إلى أن ثنائي النوكليوزومات المهضومة MNase هي سلائف أحادية النواة [40]. وهكذا ، تتكون شظايا الحمض النووي ثنائي النواة من دنا DNA أحاديات النواة والحمض النووي الرابط الذي يحيط بهما. كان لتوزيع أطوال الحمض النووي ثنائي النواة للـ M. osmundae ذروة واحدة عند 300 nt ، بينما كان لتوزيع A. fumigatus ذروة واحدة فقط عند 285 nt [36]. نظرًا لأن أطوال الحمض النووي أحادية النواة هي نفسها تقريبًا بين الفطرين ، يبدو أن أطوال الحمض النووي للرابط النووي لـ M. osmundae أطول بحوالي 15 nt من تلك الخاصة بـ A. fumigatus.

3.4. تتلاقى أحجام الأحاديات و ثنائية النواة مع أحجامها الأساسية مع زيادة مستوى الأكوام

للتحقيق في الاختلافات المحتملة في أحجام النواة بين النيوكليوسومات الرخوة وذات الموقع الجيد ، درسنا كيف يتغير توزيع الذروة المزدوجة لأطوال أحاديات النواة مع زيادة مستوى الوبر (انظر الفقرة 5). ومن المثير للاهتمام ، أن أحجام كل من مجموعات أحادية النواة قصيرة وطويلة تتقارب مع أحجامها المتوسطة مع زيادة الأكوام (الشكل 3). لوحظ هذا التقارب مع الحجم المتوسط ​​أيضًا في ثنائي النواة عالي الموضع (الشكل 4). قد تكون هذه الأحجام التي تتلاقى فيها أحاديات ودينوكليوسومات عالية الموضع هي أحجامها المتعارف عليها لتحسين الوظائف المتعلقة بالنسخ ، وقد تكون زيادة الجزء المتعارف عليه مطلوبة لتحسين التنظيم النووي للعمليات. الشكل 3.

تقاربت أحجام كل من المجموعات أحادية النواة القصيرة والطويلة مع أحجامها المتوسطة مع زيادة عدد الأكوام. تمت مقارنة التوزيعات الطبيعية لشظايا الحمض النووي أحادية النواة بين مستويات الوبر المتميزة. تم استخدام نفس العدد (27801) لشظايا الحمض النووي أحادي النواة لحساب التوزيع التكراري لكل مجموعة فرعية. أسفر اختبار Mann-Whitney U- عن قيم p تساوي 0.005 أو أقل في جميع مقارنات الحجم الزوجي. خط أحمر ، 10 أكوام خط أصفر ، 5 خط أخضر ، 3 أكوام خط أزرق ، 2 خط أسود كومة ، 1 كومة.

تقاربت أحجام الديوكليوزومات إلى متوسط ​​الحجم مع زيادة مستوى الوبر. تمت مقارنة التوزيعات الطبيعية لشظايا DNA ثنائي النواة بين مستويات الوبر المتميزة. تم استخدام نفس العدد (24798) من شظايا الحمض النووي ثنائي النواة لحساب التوزيع التكراري لكل مجموعة جزئية. أسفر اختبار Mann-Whitney U- عن قيم p تساوي 0.0008 أو أقل في جميع مقارنات الحجم الزوجي. خط أحمر ، 10 أكوام خط أصفر ، 5 خط أخضر ، 3 أكوام خط أزرق ، 2 خط أسود كومة ، 1 كومة.

3.5 يوضح ملف تعريف موضع ثنائي النواة استنفاد النيوكليوسوم ويقترح منطقة DNA رابط أطول في منطقة المنبع لمواقع بدء النسخ

تقابل نقطة المنتصف لجسيم أحادي النواة مركز نواة النواة ، بينما تقع نقطة المنتصف للنيوكليوسوم في منطقة رابط الحمض النووي المحاطة بنوعين من النوكليوزومات. لذلك ، فإن قمم وقيعان ملف تعريف نقطة الوسط للنيوكليوسومات (الشكل 5) تتطابق ، على التوالي ، مع قيعان وقمم ملف تعريف نقطة الوسط للديوكليوزومات (الشكل 6). من ناحية أخرى ، كانت الفترة الفاصلة بين القمم المجاورة في ملف تعريف نقطة المنتصف للدينوكليوزومات (الشكل 6) مماثلة لتلك الموجودة في أحاديات النواة (الشكل 5) ، مما يشير إلى أن شظايا الحمض النووي ثنائية النواة تم إنشاؤها عشوائيًا عن طريق هضم MNase. تدعم هذه النتيجة أن ثنائي النوكليوزومات المهضومة MNase هي سلائف أحادية النواة [40]. الشكل 5.

ملفات تعريف لنقاط المنتصف أحادية النواة عالية الموضع في Mixia osmundae حول مواقع بدء النسخ. تتم مقارنة ملف تعريف الموضع لنقاط المنتصف من أحاديات النوكليوزومات عالية الموقع بالقرب من TSS بين مجموعات الجينات الثلاث التي تظهر مستويات متميزة من التعبير. تم استخدام نقاط المنتصف النواة لخمسة أكوام أو أكثر.

لمحات عن نقاط المنتصف للنوكلوزومات عالية المواقع من Mixia osmundae حول مواقع بدء النسخ. تتم مقارنة ملف تعريف الموضع لنقاط المنتصف للديناوكليوسومات عالية الموقع بالقرب من TSS بين المجموعات الثلاث من الجينات التي تظهر مستويات متميزة من التعبير. تم استخدام نقاط المنتصف النواة لخمسة أكوام أو أكثر.

كان التنظيم النووي للفطر M. osmundae حول TSSs (الشكل 5) مطابقًا تقريبًا لتلك الموجودة في S. cerevisiae [18 ، 23]. تم العثور على أعلى ذروة لنقاط المنتصف أحادية النواة في الموضع +1 على جانب المصب من TSS. ينخفض ​​ارتفاع الذروة مع تحرك الموضع بعيدًا عن TSS على الجانبين العلوي والسفلي. كان ملف تعريف موقع النواة أكثر حدة في منطقة المصب منه في منطقة المنبع من TSS. ومن المثير للاهتمام ، في منطقة المنبع من TSS ، أظهرت الجينات ذات مستويات التعبير المنخفضة نمطًا تدريجيًا أكثر وضوحًا للنيوكليوسومات من الجينات ذات المستويات العالية من التعبير (الشكل 5 انظر الفقرة 5 للمجموعات الثلاث من الجينات التي تظهر مستويات متميزة من التعبير).

لوحظ استنفاد النيوكليوسوم في بداية TSS كخسارة في الديوكليوزومات التي تم تعيينها في المواضع −1 و +1. لاحظ أن درجة فقدان ثنائي النواة المعينة في المواضع −1 و +1 زادت مع زيادة مستوى التعبير الجيني. أسفر اختبار χ 2 لترددات الديوكليوزومات التي تم تعيينها حول الموضع −1 (200 إلى −1 nt من TSS) عن قيم p تبلغ حوالي 0 و & lt10 15 ، على التوالي ، بين مجموعات الجينات لمستويات التعبير المنخفضة والمتوسطة ، و بين مجموعات مستويات التعبير المتوسطة والعالية. يشير فقدان الديوكليوزومات المعينة إلى الموضعين 1 و +1 بقوة إلى أن MNase يهضم الكروماتين بالقرب من المناطق المستنفدة للنيوكليوزوم بسرعة أكبر من المناطق الأخرى. كان مدعومًا بحقيقة أن حجم الفاصل بين قمم الموضعين 1 و +1 في ملف تعريف النقطة الوسطى للنيوكليوزوم (الشكل 5) كان أطول من الآخرين.

3.6 منظمة أحادية ودينوكليوسوم حول مواقع الإنهاء متعدية

منذ أن أبلغت دراسة سابقة عن نمط تدريجي للنيوكليوسومات حول مواقع إنهاء النسخ لمجموعة فرعية من جينات الخميرة [41] ، قمنا بفحص منظمة أحادية وثنائية النواة حول النهايات الثلاثة لـ ORFs لمجموعات الجينات الثلاثة من مستويات التعبير المتميزة. لوحظ بعض التدرج في المناطق الداخلية للجينات في كل من الخرائط الأحادية والدينوسوميات لمجموعة الجينات ذات التعبير العالي (المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكلان S3 و S4). بالإضافة إلى ذلك ، وجدنا طورًا بارزًا للنيوكليوسوم قبل الأخير إلى 3 نهاية ORF ، كما لوحظ سابقًا [41]. والمثير للدهشة أن الديوكليومات قد استنفدت بشكل واضح في المناطق الواقعة أسفل مجرى النهايات الثلاثة لـ ORFs.يدعم هذا الاستنفاد الملحوظ للنيوكليوسومات بالقرب من مواقع الإنهاء متعدية آلية تنظيم النيوكليوسومات الطرفية في إنهاء النسخ [42] ، وقد يكون مرتبطًا بتفكيك بوليميراز الحمض النووي الريبي المنتهي ، وتجميع معقدات ما قبل البدء المضادة للحس و / أو الجين حلقات بوساطة عامل النسخ IIB (TFIIB) [41].

3.7 تسلسل ثنائي النوكليوتيد المخصب والمستنفد في وحول Mixia osmundae mono و dinucleosomes

أفادت الدراسات السابقة أن التسلسلات الغنية بالجوانين (G) والسيتوزين (C) تفضل النوكليوزومات الأساسية ، في حين أن التسلسلات الغنية بالأدينين (A) والثايمين (T) تزعجها ، على الرغم من وجود بعض الاختلافات في التسلسل المفضل بين الأنواع [25]. قمنا بفحص تحيزات جميع متواليات النوكليوتيدات الـ 16 في وحول نقاط المنتصف لمواضع أحادية وثنائية النواة من خلال مقارنة ملفات تعريف المسافات بأقرب ثنائي نيوكليوتيدات (انظر المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكل S5 ، لتعريف أقرب ثنائي نيوكليوتيد). أظهرت ثنائي النوكليوتيدات المخصب والمستنفد في وحول نقاط الوسط أحادي النواة في M. osmundae سمات مشتركة مع تلك الموجودة لدى البشر [22] (أي تميل سلاسل G / C الغنية و A / T الغنية إلى التخصيب ، على التوالي ، في مراكز وحواف كريات الدم البيضاء). لقد فحصنا أيضًا إثراء ثنائي النوكليوتيد في وحول الديوكليوزومات. ومن المثير للاهتمام ، أنه كانت هناك تفضيلات واضحة للنيوكليوتيدات المرتبطة بالديوكليوزومات ، واختلفت الديوكليوتيدات المخصبة أو المستنفدة عند نقاط المنتصف للنيوكليوزومات عن تلك الموجودة في نقاط الوسط وحواليها (الشكلان 7 و 8). نعتقد أن هذا هو التقرير الأول عن تفضيل تسلسل الحمض النووي لمناطق الحمض النووي للرابط النووي ، المستنتج من بيانات تسلسل الحمض النووي المباشر. تختلف توزيعات تسلسل ثنائي النوكليوتيدات اختلافًا كبيرًا بين المنطقة المرتبطة بالنيوكليوزوم ومنطقة الرابط النووي (الشكلان 7 و 8). على سبيل المثال ، يتم إثراء متواليات ثنائي النوكليوتيدات CC و CG و GC و GG في مناطق الرابط النووي (الشكل 8) ، بينما يتم استنفاد AT و TA في مناطق الرابط النووي (الشكل 8). يتم إثراء هذه التسلسلات ثنائية النوكليوتيد ، AT و TA ، في مناطق النواة النواة (الشكل 7) ، بينما يتم إثرائها في المناطق البعيدة عن نقاط المنتصف للديوكليوزومات باتجاه حوافها (الشكل 8 انظر المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكل S6 ، للملف الشخصي في مناطق ممتدة من نقاط المنتصف). الشكل 7.

ثنائي النوكليوتيدات المخصب والمستنفد حول نقاط المنتصف أحاديات النوكليوزومات عالية الموقع من Mixia osmundae. يتم عرض الملامح المركبة للمسافات بين نقاط المنتصف ذات الموقع العالي (خمسة أكوام أو أكثر) أحاديات النوكليوزومات وأقرب ثنائي النوكليوتيدات. يمثل المحوران x و y ، على التوالي ، الموضع المتعلق بـ TSS والترددات الطبيعية للمسافات من نقاط المنتصف النووية إلى أقرب ديوكليوتيدات. تم تطبيع ترددات المسافات إلى متوسط ​​الترددات في جميع مواضع الجينوم وتم تطبيع كل ملف من 16 ملفًا شخصيًا إلى 100.

ثنائي النوكليوتيدات المخصب والمستنفد حول نقاط المنتصف للدينوكليوزومات عالية الموضع في Mixia osmundae. يتم عرض الملامح المركبة للمسافات بين نقاط المنتصف من ثنائي النوكليوزومات عالية الموضع (خمسة أو أكثر) وأقرب ثنائي النوكليوتيدات. يمثل المحوران x و y ، على التوالي ، الموضع المتعلق بـ TSS والترددات الطبيعية للمسافات من نقاط المنتصف للديوكليوزومات إلى أقرب ديوكليوتيدات. تم تطبيع ترددات المسافات إلى متوسط ​​الترددات في جميع مواضع الجينوم وتم تطبيع كل ملف من 16 ملفًا شخصيًا إلى 100.

منذ الدراسات السابقة [43 ، 44] استخدمت ترددات ثنائي النوكليوتيدات حول نقاط المنتصف للنيوكليوزوم لتحديد النوكليوتيدات التي تفضلها أو لا تفضلها النوى النووية ، قمنا أيضًا بفحص ترددات ثنائي النوكليوتيدات حول نقاط الوسط للنيوكليوزوم عالية الموضع (كما هو موضح في المواد التكميلية الإلكترونية ، الأشكال S7 و S8). أظهرت بعض الديوكليوتيدات ملامح مميزة عن تلك الخاصة بالمسافات إلى أقرب ديوكليوتيدات. على سبيل المثال ، لم يُلاحظ إثراء CC و CG و GC و GG الموجود في ملف تعريف المسافات إلى أقرب ثنائي نيوكليوتيدات في ترددات ثنائي النوكليوتيدات حول نقاط المنتصف للنيوكليوسومات ، ونضوب AA و TT في ملف تعريف المسافات إلى أقرب ديوكليوتيدات لم يتم ملاحظته في ترددات ثنائي النوكليوتيدات حول نقاط المنتصف للديوكليوزومات. حدث هذا الاختلاف نظرًا لأنه تم اعتبار ثنائي النوكليوتيد واحد فقط الأقرب إلى نقطة المنتصف للنيوكليوسوم في ملف تعريف المسافات إلى أقرب ثنائي نيوكليوتيدات ، في حين تم حساب جميع الديوكليوتيدات في المناطق المحيطة بنقطة الوسط في حساب ترددات ثنائي النوكليوتيدات. وبالتالي ، يشير هذا الاختلاف بين الملفين الشخصيين إلى أي من أقرب ثنائي نيوكليوتيد إلى الموضع أو التوزيع العام حول الموضع هو المحدد الرئيسي في تحديد موقع النيوكليوزومات. نظرًا لأن العديد من الدراسات السابقة قد أبلغت عن إثراء ثنائي النوكليوتيدات الغنية بـ C / G واستنفاد ثنائي النوكليوتيدات الغنية بـ A / T في النوى النووية ، تشير هذه الملاحظة إلى أن أقرب ثنائي نيوكليوتيد أكثر أهمية من توزيعه الإجمالي في تحديد موقع النواة.

من خلال الاستخدام الفعال لمجموعات البيانات عالية الإنتاجية لشظايا الحمض النووي الأحادي والثنائي النواة ، حددنا خصائص الترتيب النووي ومناطق ربط الحمض النووي في جينوم basidiomycete M. osmundae ، الذي يحتل موقعًا فريدًا للتطور في تطور الأنواع الفطرية. يشبه توزيع الذروة المزدوجة لأطوال الحمض النووي أحادي النواة في M. osmundae تلك الموجودة في A. fumigatus ويختلف بوضوح عن التوزيع أحادي الذروة للخمائر غير المتجانسة. يشير هذا بقوة إلى أن وضع النوكليوزوم قد تطور في المقام الأول من خلال الانجراف المحايد في الأنواع الفطرية. وبالتالي ، فإن الاختلاف في تحديد المواقع النووية لا يرتبط بالتعبير الجيني.

يقدم ملف تعريف نقاط الوسط ثنائية النواة حول TSS رؤية فريدة للمنطقة المستنفدة للنيوكليوزوم ، والتي لوحظت كخسارة للذروة الأولى على الجانب العلوي من TSS. ترتبط درجة فقدان الذروة بوضوح بمستويات التعبير الجيني. إن فقدان الديناوكليوزومات التي تم تعيينها في موضع أعلى TSS ينطوي على حجم موسع من DNA الوصلة في هذه المنطقة ، وبالتالي هضم أسرع للروابط الأطول عند مقارنتها بتلك الموجودة في المناطق الأخرى. كشفت المقارنة بين أنماط التدريج للأحادية والثنائية النواة حول TSS عن انقسام عشوائي لشظايا DNA ثنائي النواة. يوفر هذا دعمًا إضافيًا لملاحظتنا السابقة بأن الديوكليوزومات هي سلائف أحادية النواة قبل هضم MNase.

الأهم من ذلك ، وجدنا تحيزات تسلسلية واضحة في مناطق رابط الحمض النووي التي تم تعيينها بواسطة نقاط المنتصف للديوكليوزومات. من المرجح أن يتم تنظيم ميل الروابط إلى الهضم على الأقل جزئيًا من خلال ترتيب تسلسل الحمض النووي. قد ينطوي هذا الارتباط لتسلسلات الحمض النووي مع الروابط غير المفككة ، بالإضافة إلى الترتيب الفريد للديوكليوزومات بالقرب من TSS ، على بعض الآليات التنظيمية المحددة لروابط النقطة الوسطى للديوكليوزومات.

لقد أثبتنا الفائدة الكبيرة للديوكليوسومات في التحقيق في التنظيم النووي لجينوم M. osmundae. سيكشف توسيع هذا النهج إلى الأنواع الأخرى والدراسات المقارنة عن جوانب مهمة لتطور تنظيم النيوكليوسوم.

5. المواد والطرق 5.1. استزراع ميكسيا أوسمونداي

تم استخدام Mixia osmundae IAM 14324 (أي JCM 22182 ، CBS 9802) في هذه الدراسة (للحصول على بيانات السلالة ، انظر [6]). تمت زراعة السلالة في مرق YM (مستخلص الخميرة ، مستخلص الشعير 3 جم ، 3 جم ببتون ، 5 جم سكر العنب ، 10 جم ماء ، 1 لتر) عند 25 درجة مئوية إلى امتصاص عند 600 نانومتر من 0.7 مل.

تم إجراء تسلسل الجينوم باستخدام جهاز تسلسل الحمض النووي Roche GS FLX Titanium المتوازي بشكل كبير. تم إجراء تجميع القراءات باستخدام برنامج N ewbler (الإصدار 2.3). تم تحديد التسلسلات 5′-end باستخدام طريقة السد الطفيف [9]. تم تسلسل cDNAs من إجمالي الرنا المرسال باستخدام محلل الجينوم Illumina IIx.

تم جمع الخلايا من مزرعة سعة 50 مل وتعليقها في 250 ميكرولتر من محلول NP (1 مولار سوربيتول ، 50 ملي كلوريد الصوديوم ، 10 ملي مولار من حمض الهيدروكلوريك عند درجة الحموضة 7.4 ، 5 ملي مولار كلوريد الصوديوم2، 1 ملي كاكل2 و 0.075٪ Nonidet P40 ، مع إضافة 1 ملي مولار-مركابتويثانول و 500 ميكرومتر من سبيرميدين). تم تجانس المعلقات الخلوية باستخدام تصنيع Covaris S2. تمت تعبئة المتجانسة حتى 2 مل مع محلول NP وتم تقسيمها إلى ستة أجزاء مقدارها 300 ميكرولتر لكل منها ، ثم تمت إضافة MNase بتركيزات 0 ، 0.1 ، 0.5 ، 1 ، 3 و 5 وحدة لكل عينة. تم تحضين تفاعلات الهضم عند 37 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة ، وتم إيقافها عن طريق إضافة كبريتات دوديسيل الصوديوم إلى تركيز نهائي بنسبة 1 في المائة وحمض إيثيلين ديامينيترا أسيتيك إلى تركيز نهائي قدره 10 ملي مولار. تمت إضافة خمسة ميكرولتر من محلول بروتيناز K (20 مجم مل -1) ثم تم تحضين المخاليط عند 56 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة. كانت العينات مستخلصة من الفينول / الكلوروفورم ، وترسبت بالإيثانول وعولجت باستخدام RNase. لعزل شظايا الحمض النووي النووي ، تم إجراء الرحلان الكهربائي على هلام الاغاروز بنسبة 2 في المائة (مادة تكميلية إلكترونية ، الشكل S1). تم استئصال نطاقات الحمض النووي أحادي النواة وثنائي النواة وتنقيتها باستخدام QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN). تم تسلسل طرفي (76 قاعدة) لشظايا الحمض النووي المعالجة بـ 5 U من MNase باستخدام Illumina GAIIx. تمت محاذاة أزواج القراءة القصيرة مع contigs الجينومي M. osmundae باستخدام SOAP2 [45]. تم استخدام أزواج القراءة المعينة بشكل فريد فقط للتحليل.

5.4. وضع عالي أحادي و ثنائي النواة

فالويف وآخرون. حددت خصائص أحاديات النيوكليوسومات في الجينوم البشري ، باستخدام النوكليوسومات عالية الموضع بشكل فعال ، والتي تم تعيينها بشكل متكرر (أو مكدسة) بواسطة بيانات التسلسل عالية الإنتاجية للحمض النووي الجيني البشري المعالج بالـ MNase [22]. لقد أبلغوا عن ملف تعريف للنيوكليوسومات المتوضعة باستمرار ، وعلاقة المخططات المرحلية (الرسوم البيانية لأحجام النواة + الرابط) بمستوى التعبير ، وتفضيلات التسلسل المرتبطة بنوى النواة. باتباع نهجهم ، قمنا بالتحقيق في مواقع الجسيمات النووية التي تم تعيينها بشكل متكرر بواسطة شظايا الحمض النووي أحادي و ثنائي النواة. ما لم يتم تحديد خلاف ذلك ، استخدمنا مجموعات فرعية من نقاط المنتصف من أحاديات ودينوكليوسومات ومواضع الحمض النووي الجزئي التي تم تعيينها بواسطة خمسة أزواج متسلسلة أو أكثر (مجموعات فرعية مكونة من 5 أكوام) في التحليلات (1916208 و 1714131 نقطة منتصف من أحادي وثنائي النواة شظايا الحمض النووي ، على التوالي).

5.5 التنبؤ الجيني القائم على تسلسل الحمض النووي الريبي

باستخدام AUGUSTUS [46] ، وهو برنامج للتنبؤ الجيني يعتمد على محاذاة التسلسلات المعبر عنها مع الجينوم ، حددنا مناطق الترميز (CDS) للجينات المعبر عنها في جينوم M. osmundae. حصلنا على 42706936 قراءة مفردة (76 نانومتر) عن طريق تسلسل عينة RNA إجمالية من M. osmundae باستخدام Illumina GAIIx. يمكن محاذاة القراءة الفردية لـ 34962178 مع الجينوم مما يسمح بخمسة حالات عدم تطابق أو أقل باستخدام BLAT [47]. استنادًا إلى الإحداثيات التي تم تعيينها بواسطة التسلسلات المعبر عنها ، توقع AUGUSTUS ما مجموعه 6569 جينًا (6462 جينًا كاملًا و 107 جينًا جزئيًا). منذ أن أظهر 148 جينًا أشكالًا بديلة من التضفير ، تم اكتشاف ما مجموعه 6726 نسخة من بين 6569 موقعًا جينيًا. استخدمنا نموذج الجين المُدرَّب على Ustilago ، وهو أقرب الفطريات القاعدية إلى M. osmundae من بين تلك المتوفرة في AUGUSTUS. تمت محاذاة إجمالي 13 546 شظية (1 كيلو بايت لكل منها) من contigs جينوم M. osmundae مع جينوم Ustilago maydis 521 بواسطة BLAST [48]. يمكن محاذاة حوالي ثلث (4157) شظايا 1 كيلو بايت من M. osmundae مع جينوم Ustilagao بنسبة 68 ± 6 ٪ فوق 346 ± 230 nt.

5.6 تحديد مستويات التعبير الجيني بناءً على RNA-seq

تم تحديد مستويات التعبير عن الجينات الكاملة البالغ عددها 6462 بناءً على محاذاة قراءات تسلسل الحمض النووي الريبي مع الجينوم. تم حساب مستوى التعبير ، في RPKM (القراءات المعينة لكل كيلو قاعدة من النسخة الناضجة لكل مليون قراءة) [49] ، بحساب عدد القراءات المعينة إلى exons لكل جين. وفقًا لمستويات التعبير التي تم تحديدها على هذا النحو ، قمنا بعمل ثلاث مجموعات جينية منخفضة (المرتبة: 1-1000 0.2 ≦ RPKM ≦ 14.6) ، ومتوسطة (مرتبة: 2732–3731 41.3 ≦ RPKM ≦ 63.9) وعالية (رتبة: 5463-6462 199 ≦ RPKM ≦ 22400) مستوى التعبير من نفس الحجم (1000 جين لكل منهما).

5.7 رسم خرائط مواقع بدء النسخ باستخدام طريقة السد الطفيف

حددنا TSS للجينات المعبر عنها على جينوم M. osmundae من خلال رسم خرائط للنهايات 5 من cDNAs كاملة الطول التي تم الحصول عليها بواسطة طريقة السد الصغير [9]. أنشأنا 1775643 قراءة فردية (36 نقطة أساس لكل منها) للنهايات 5 بواسطة Illumina GAIIx. في المجموع ، يمكن محاذاة 10642239 منهم مع الجينوم بواسطة SOAP2 [45]. يتم عرض الملامح النموذجية لـ TSSs التي تم تعيينها بالقرب من مواقع بدء الترجمة (TRS) التي حددها AUGUSTUS في المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكل S9. لقد بحثنا عن الموضع الذي تم تعيينه بواسطة أكبر عدد من القراءات القصيرة داخل منطقة المنبع التي تبلغ 1 كيلو بايت من TRS لكل جين ، وتم استخدام موضع المنبع الذي تم تعيينه بشكل مكثف بواسطة القراءات 5-end باعتباره TSS للجين. عدد القراءات ذات الحد الأدنى للقليل المعينة داخل منطقة المنبع البالغة 1 كيلو بايت من TRS ترتبط ارتباطًا وثيقًا بقيم RPKM التي يحددها RNA-seq. تم تعيين مناطق المنبع 1 كيلو بايت للمجموعات الجينية الثلاث ذات المستوى المنخفض والمتوسط ​​والعالي من التعبير ، على التوالي ، بواسطة 170،440 و 3500 قراءة ذات توج قليل ، في المتوسط.


مقدار الاختلاف بين تسلسل الجينات الكنسي في عينات مختلفة - علم الأحياء

كاليوجني ، يوريج في كامينغز ، بيتر ت.

The Blum-Høye [J. ستات. فيز. 19 317 (1978)] يتم تمديد محلول التقريب الكروي المتوسط ​​لسائل كروي صلب متعدد المكونات متعدد يوكاوا إلى سائل كروي متعدد الانتشار متعدد يوكاوا. يعتمد امتدادنا على تطبيق طريقة التوسع المتعامد متعدد الحدود لـ Lado [Phys. القس هـ 54 ، 4411 (1996)]. يتم تقديم تعبيرات تحليلية مغلقة الشكل للخصائص الهيكلية والديناميكية الحرارية للنموذج. يتم تقديمها من حيث المعلمات التي تتبع مباشرة من الحل. على سبيل التوضيح ، يتم تطبيق طريقة الحل لوصف الخصائص الديناميكية الحرارية لنسختين يوكاوا الأول والثاني من النموذج.

رشيد ، طبش أحمد ، شبير

تم استخدام Ab initio Hartree-Fock (HF) ونظرية الكثافة الوظيفية (DFT) وطرق Møller-Plesset (MP2) من الدرجة الثانية لإجراء الحسابات التوافقية وغير التوافقية للجزيء الحيوي السيتوزين ومشتقاته المتحللة. تم حساب الأطياف الاهتزازية غير التوافقية باستخدام المجال الاهتزازي المتسق ذاتيًا (VSCF) وطرق المجال الاهتزازي المتسق ذاتيًا المصحح للارتباط (CC-VSCF). تمت مقارنة الترددات غير المتناغمة المحسوبة مع أطياف مصفوفة الأرجون المذكورة في الأدبيات. تم تحليل النتائج مع التركيز على خصائص الاقتران غير المتناسق بين زوج من الأنماط. تم اشتقاق معادلة بسيطة وسهلة الاستخدام لحساب مقادير اقتران الأسلوب-الأسلوب. العنصر الرئيسي في النهج الحالي هو التقريب الذي تم أخذ التفاعلات بين أزواج من الأوضاع العادية فقط في الاعتبار ، في حين تم إهمال تفاعلات ثلاثية أو أكثر. تم تسجيل أطياف FTIR و Raman لسيتوزين الحالة الصلبة في المناطق 400-4000 سم (-1) و 60-4000 سم (-1) ، على التوالي. يعتمد التحليل والتخصيصات الاهتزازية على قيم توزيع الطاقة المحتملة المحسوبة (PED). حقوق النشر 2010 Elsevier B.V. جميع الحقوق محفوظة.

جبرين ، ساني مقسين ، محمد معروف حسين ، محمد شهرل زكريا ، عزمي حسن ، جمعة طالب ، زين العابدين

تمت دراسة تسخين فلاش الكاميرا وانتشار الموجة الحرارية اللاحقة في مادة مركبة صلبة باستخدام تقنية تحويل لابلاس. يتم الحصول على درجة حرارة السطح الخلفي ذات المجال الكامل لمركبات صلبة أحادية الطبقة وطبقتين وثلاث طبقات مباشرة من جداول تحويل تحويل لابلاس بدلاً من عملية الانقلاب المملة بواسطة طريقة التحويل المتكاملة. يتم تحقيق ذلك من خلال التعبير أولاً عن المعادلة الزائدية المتسامية من حيث الأسس السالبة للجذر التربيعي لـ s / α وتوسيعها في سلسلة بواسطة نظرية ذات الحدين. تم استخدام عمليات الترسيب الكهربي (EPD) والطلاء بالغمس لتحضير مركبات صلبة ثلاثية الطبقات تتكون من ZnO / Cu / ZnO والنشا / Al / النشا على التوالي. يعمل حوالي 0.5 مل من الماء منزوع الأيونات داخل حاوية ألومنيوم محكمة الغلق كعينة ثالثة من ثلاث طبقات (AL / ماء / AL). أجريت تجارب الانتشار الحراري على العينات الثلاثة المحضرة. باستخدام خوارزمية Scaled Levenberg-Marquardt ، تم تزويد منحنى درجة الحرارة التقريبي للمركب الصلب ثلاثي الطبقات بالنتيجة التجريبية المقابلة. تم العثور على التوافق بين المنحنى النظري والبيانات التجريبية وكذلك بين قيم الانتشار الحراري التي تم الحصول عليها لأكسيد الزنك والألمنيوم والماء منزوع الأيونات في هذا العمل وتلك الموجودة في الأدب جيدًا جدًا.

هولوتا ، بيتر نسفادبا ، أوتاكار

الهدف من هذا البحث هو مناقشة حل مشكلة قيمة الحدود الجاذبية الخطية عن طريق طريقة التقريبات المتتالية. نبدأ بالعلاقة بين هندسة مجال الحل وهيكل مشغل لابلاس. وبالمثل كما هو الحال في الفروع الأخرى للهندسة والفيزياء الرياضية ، يتم استخدام تحويل الإحداثيات الذي يوفر إمكانية حل بديل بين تعقيد الحدود وتعقيد معاملات المعادلة التفاضلية الجزئية التي تحكم الحل. مشغل لابلاس لديه هيكل بسيط نسبيًا من حيث الإحداثيات الإهليلجية التي تستخدم بشكل متكرر في الجيوديسيا. ومع ذلك ، فإن السطح المادي للأرض يختلف اختلافًا جوهريًا عن الشكل الإهليلجي المفلطح للثورة ، حتى لو تم تركيبه بالشكل الأمثل. لذلك ، يتم مناقشة بديل. يتم استخدام نظام من الإحداثيات العامة المنحنية بحيث يكون السطح المادي للأرض جزءًا لا يتجزأ من عائلة الأسطح الإحداثية. من الواضح أن هيكل مشغل لابلاس أكثر تعقيدًا في هذه الحالة. تم استنتاجه عن طريق حساب التفاضل والتكامل وهو بمعنى ما يمثل تضاريس السطح المادي للأرض. ومع ذلك ، فإن بناء وظيفة Green المعنية يكون أكثر بساطة ، إذا تم تحويل مجال الحل. يتيح ذلك استخدام طريقة وظيفة Green الكلاسيكية جنبًا إلى جنب مع طريقة التقريب المتتالي لحل مشكلة قيمة الحدود الجاذبية الخطية المعبر عنها من حيث الإحداثيات الجديدة. يتم تحليل هيكل خطوات التكرار وحيثما يكون مفيدًا أيضًا يتم تعديله عن طريق التكامل بالأجزاء. تمت مناقشة المقارنة مع الطرق الأخرى.

تمت مراجعة نظرية جمع الأيونات الموجبة بواسطة مسبار مغمور في بلازما منخفضة الضغط وتمديدها بواسطة Allen et al. [بروك. فيز. شركة 70 ، 297 (1957)]. تم تقديم الحسابات العددية للمسبارات الأسطوانية والكروية في منطقة الغمد بواسطة F. نوكل. الطاقة C 7 ، 41 (1965)]. هنا ، في هذه الورقة ، تتم مطابقة حلول الغمد والقضيب المسبق لمسبار أسطواني من خلال إجراء مطابقة رقمية لإنتاج ملف تعريف محتمل "مطابق" أو "حل M". تتم مناقشة الحل القائم على نهج معيار Bohm "الحل B" لهذه المشكلة بالذات. تختلف المقارنة بين خصائص المجس الأسطواني أكثر التي تم الحصول عليها من ملف التعريف المحتمل الصحيح (محلول M) ونهج معيار Bohm التقريبي.يثير هذا تساؤلات حول صحة نظريات المسبار الأسطواني التي تعتمد فقط على نهج معيار Bohm. كما توضح المقارنة بين الخصائص النظرية والتجريبية للتيار الأيوني أنه في بلازما الأرجون تكون حركة الأيونات نحو المسبار شبه قطرية. «أقل

يتم تعميم المعادلة الدقيقة لسطح الأسطح الكروية على الأسطح المستقيمة التي تشمل الأسطح الكروية والأسطوانية كحالات خاصة. لذلك ، يمكن حساب سماكة العدسة بدقة في أي مكان على العدسة حتى في حالات القوى الكروية والاسطوانية الشديدة والأقطار الكبيرة. تختلف سهام الأسطح الحيدية على شكل إطارات وبرميل عن خطوط الطول الرئيسية ، كما هو موضح في المثال العددي. وينطبق الشيء نفسه على الأسطح الحيدية ذات الشكل البكرة والغطاء. يتم إعطاء تعبير عام للسمك عند نقطة عشوائية على العدسة الحيدية. يتم اشتقاق التعبيرات التقريبية وإعادة التعبير عنها من حيث المصفوفات. توفر المصفوفة وسيلة أنيقة لتعميم المعادلات للأسطح الكروية والعدسات على الأسطح المستديرة والعدسات.

سميجا ، سيمون فابيانو ، إدواردو

لقد طورنا منهجية مبسطة للعنقود المقترن (SCC) ، باستخدام الفكرة الأساسية لطرق MP2 الموسعة. تم تطبيق المخطط على معادلات الكتلة المزدوجة المقترنة وتم تنفيذه في ثلاثة متغيرات مختلفة غير متكررة. تم العثور على هذه الطريقة الجديدة (خاصةً متغير SCCD [3] ، الذي يستخدم شكلية حل الدوران) لتكون فعالة للغاية وتعطي تقريبًا دقيقًا لنتائج CCD المرجعية لكل من الطاقات الكلية والتفاعلية للذرات والجزيئات المختلفة. علاوة على ذلك ، نوضح أن المعادلات التي تحدد معاملات القياس لنهج SCCD [3] يمكن أن تولد معاملات تحجيم غير تجريبية لـ SCS-MP2 والتي تتفق جيدًا مع التحقيقات النظرية السابقة.

بوليج ، فيصل بن كروز ، جان فرانسوا كومتات ، كلود فوركاد ، مارجولين محمدي ، بيجان ماريانو جولارت ، دينيس

يقدم هذا البحث صيغة إعادة تشكيل دقيقة ثلاثية الأبعاد ممتدة في مساحة فورييه تؤدي إلى خوارزمية إعادة طرح متكررة (تكرارية FOREPROJ) ، والتي تتيح تقدير بيانات الإسقاط المائل غير المقاسة على أساس المجموعة الكاملة من البيانات المقاسة. في التقدير التقريبي الأول ، تؤدي هذه الصيغة التحليلية أيضًا إلى معادلة فورييه لإعادة التلميع الموسعة والتي تعد أساسًا لخوارزمية إعادة الإسقاط التقريبي (FORE الموسعة). تم تقييم هذه الخوارزميات على بيانات محاكاة رقمية ثلاثية الأبعاد للتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) لحل مشكلة الاقتطاع ، أي تقدير الأجزاء المفقودة في بيانات الإسقاط المائل ، قبل تطبيق الخوارزميات التي تتطلب بيانات إسقاط كاملة مثل مثل بعض طرق rebinning (FOREX) أو خوارزميات إعادة البناء ثلاثية الأبعاد (3DRP أو طرق فورييه المباشرة). من خلال الاستفادة من جميع إحصائيات البيانات ثلاثية الأبعاد ، يوفر إعادة إسقاط FOREPROJ التكراري بديلاً موثوقًا به لطريقة FOREPROJ الكلاسيكية ، والتي تستغل فقط البيانات غير المألوفة ذات الإحصائيات المنخفضة. إنه يحسن بشكل كبير جودة الشرائح الخارجية المعاد بناؤها دون فقدان الدقة المكانية. أما بالنسبة لخوارزمية FORE الموسعة التقريبية ، فمن الواضح أنها تعرض قيودًا بسبب الاستيفاءات المحورية ، ولكنها ستتطلب دراسات سريرية مع بيانات مقاسة أكثر واقعية من أجل تحديد مدى ملاءمتها.

جوبالان ، جيري هرافنكلسون ، بيرجير آالجيرسدوتير ، جوفينا جاروش ، ألكسندر هـ.بالسون ، فينور

يمكن أن تساعد النمذجة الهرمية البايزية في دراسة الديناميكيات الجليدية وخصائص تدفق الجليد. سيسمح هذا النهج لعلماء الجليديات بعمل تنبؤات احتمالية تمامًا لسمك نهر جليدي في إحداثيات مكانية وزمانية غير ملحوظة ، وسيسمح أيضًا باشتقاق توزيعات الاحتمالية الخلفية للمعلمات الفيزيائية الرئيسية مثل لزوجة الجليد والانزلاق القاعدية. الهدف من هذه الورقة هو تطوير دليل على مفهوم لنموذج بايزي الهرمي الذي تم إنشاؤه ، والذي يستخدم حلولًا تحليلية دقيقة لتقريب الجليد الضحل (SIA) الذي قدمه Bueler et al. (2005). تشير مجموعة من عمليات محاكاة الاختبار التي تستخدم هذه الحلول الدقيقة إلى أن هذا النهج قادر على نمذجة الأخطاء العددية بشكل مناسب وإنتاج توزيعات وتنبؤات لاحقة للمعلمات الفيزيائية المفيدة. نتيجة ثانوية لتطوير النموذج الهرمي البايزي هو اشتقاق طريقة الفروق المحدودة الجديدة لحل المعادلة التفاضلية الجزئية (PDE) لـ SIA. حداثة إضافية لهذا العمل هي تصحيح الأخطاء العددية الناتجة عن حل رقمي باستخدام نموذج إحصائي. نماذج عملية تصحيح الأخطاء هذه الأخطاء العددية التي تتراكم للأمام في الزمن والتغير المكاني للأخطاء العددية بين القبة والداخلية وحافة النهر الجليدي.

نويز ، بن إف.موكابيري ، باباك ماندوي ، رام بات ، أليكس هوجين ، رالف ماك بورني ، مايك تشين ، أوين

يعد تقليل خطأ التراكب عبر نظام ردود فعل دقيق من APC أحد التحديات الرئيسية في إنتاج كميات كبيرة من العقد الحالية والمستقبلية في صناعة أشباه الموصلات. يؤثر نظام التغذية المرتدة المتراكب بشكل مباشر على عدد القوالب التي تفي بمواصفات التراكب وعدد الطبقات التي تتطلب أدوات تعريض مخصصة من خلال تدفق التصنيع. تعد زيادة الرقم السابق وتقليل الرقم الأخير مفيدًا للكفاءة الكلية وعائد عملية التصنيع. يتطلب نظام التغذية المرتدة المتراكب تحديدًا دقيقًا لخطأ التراكب ، أو بصمة الإصبع ، على الرقائق المكشوفة من أجل تحديد التصحيحات التي يتم تطبيقها تلقائيًا وديناميكيًا على تعرض الرقاقات المستقبلية. نظرًا لأن العقد الحالية والمستقبلية تتطلب تصحيحًا لكل تعرض (CPE) ، يجب أن تكون دقة بصمة التراكب عالية بما يكفي لاستيعاب CPE في نظام التغذية المرتدة للتراكب ، أو وحدة التحكم في التراكب (OCM). يتطلب تحديد بصمة عالية الدقة من البيانات المقاسة أخذ عينات متراكبة كثيفة للغاية تستغرق وقتًا كبيرًا للقياس. بالنسبة للتصحيحات الثابتة ، يعد هذا مقبولًا ، ولكن في نظام التصحيح الديناميكي الآلي ، تخلق هذه الطريقة اختناقات شديدة في إنتاجية النظام المذكور حيث يتعين على القطع الجديدة الانتظار حتى يتم قياس الدفعة السابقة. يتمثل أحد الحلول في استخدام مخطط أخذ عينات متراكب أقل كثافة واستخدام بيانات تم جمع عينات منها حسابيًا لبصمة إصبع كثيفة. تستخدم هذه الطريقة نموذجًا عالميًا لبصمة الإصبع على كامل الرقاقة التي تم قياسها بأخطاء التراكب المترجمة وبالتالي لا يتم تمثيلها دائمًا في مخرجاتها التي تم أخذ عينات منها. ستناقش هذه الورقة النظام الهجين الموضح في الشكل 1 الذي يجمع بين بصمة الإصبع التي تم أخذ عينات منها حسابيًا مع البيانات المقاسة لالتقاط بصمة الإصبع الفعلية بدقة أكبر ، بما في ذلك أخطاء التراكب المحلية. يظهر مثل هذا النظام الهجين أنه يؤدي إلى تقليل المخلفات النموذجية أثناء تحديد بصمة الإصبع ، وأداء تراكب أفضل على المنتج.

يُشتق حل تحليلي عالي الدقة للمشكلة الكهرومغناطيسية لهوائي سلك عمودي قصير يقع على أرض طبقية. يتكون الاشتقاق من ثلاث خطوات. أولاً ، مسار التكامل للتكاملات التي تصف حقول ثنائي القطب مشوه وملفوف حول تفردات القطب والقطعتين الفرعيتين الرأسيتين للتكاملات الموجودة في النصف العلوي من المستوى المعقد. هذا يسمح بتحليل المجال المشع إلى مساهماته الثلاثة ، وهي الموجة الأرضية فوق السطح ، والموجة الجانبية ، وموجات السطح المحاصرة. بعد ذلك ، يتم استخراج شروط الجذر التربيعي المسؤولة عن التخفيضات الفرعية من تكاملات تكاملات القطع المتفرعة. أخيرًا ، يتم استبدال الجذور التربيعية المستخرجة بتمثيلاتها المنطقية وفقًا لخوارزمية الجذر التربيعي لنيوتن ، ويتم تطبيق نظرية البقايا لإعطاء تعبيرات صريحة ، في شكل سلسلة ، للحقول. يضمن إجراء التكامل الصارم وتقارب خوارزمية الجذر التربيعي أن الصيغ التي تم الحصول عليها تتلاقى مع الحل الدقيق. يتم إجراء عمليات المحاكاة العددية لإظهار صحة وقوة الصيغة المطورة ، بالإضافة إلى مزاياها من حيث تكلفة الوقت على إجراءات التكامل العددي القياسية.

Joh و Hyungmok Lee و Seung-Wook Seong و Mingi Lee و Woo Seok Oh و Soong Ju

يتم تقديم كاشفات درجة حرارة المقاومة القابلة للارتداء (RTDs) القائمة على البلورة النانوية (NC) والمجهزة بكافة الحلول. تم تصميم آليات نقل الشحنة للأغشية الرقيقة Ag NC من خلال معالجات الترابط المختلفة لتصميم RTDs عالية الأداء. يتم تحقيق الأغشية الرقيقة عالية التوصيل Ag NC التي تظهر سلوك النقل المعدني مع معاملات درجة حرارة إيجابية عالية للمقاومة (TCRs) من خلال معالجة ببروميد رباعي بوتيل الأمونيوم. يتم إنشاء أغشية Ag NC الرقيقة التي تظهر النقل التنقل مع TCRs سلبية عالية من خلال معالجة الترابط العضوي. تم تطوير تقنيات الطباعة الليثوغرافية الضوئية القائمة على جميع الحلول ، والتي تدمج اثنين من الأغشية الرقيقة TCR Ag NC ذات العلامات المعاكسة في جهاز واحد فائق النحافة لفصل التأثيرات الميكانيكية مثل الحركة البشرية. يتيح تصميم وإستراتيجية المواد غير التقليدية الحصول على أجهزة RTD عالية الدقة وحساسة وقابلة للارتداء وخالية من الحركة ، والتي تم إثباتها من خلال التجارب على الأجسام المتحركة أو المنحنية مثل جلد الإنسان ، ونتائج المحاكاة بناءً على تحليل نقل الشحنة. توفر هذه الاستراتيجية طريقة منخفضة التكلفة وبسيطة لتصميم أجهزة استشعار متعددة الوظائف يمكن ارتداؤها ذات حساسية عالية والتي يمكن استخدامها في مجالات مختلفة مثل أجهزة الاستشعار المتكاملة بيولوجيًا أو الجلد الإلكتروني. © 2017 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA، Weinheim.

بنر ، بيتر دولجوف ، سيرجي خورومسكايا ، فينيرا خورومسكيج ، بوريس ن.

في هذا البحث ، نقترح وندرس طريقتين لتقريب حل معادلة بيث-سالبيتر (جنون البقر) باستخدام محللات القيمة الذاتية التكرارية. يعتمد كلا النهجين على طريقة الأساس المخفّضة والتصنيفات منخفضة الرتبة لمصفوفات التوليد. نقترح أيضًا تمثيل جزء تفاعل الشاشة الثابتة في مصفوفة مرض جنون البقر بواسطة كتلة فرعية نشطة صغيرة ، مع حجم يوازن التخزين للتمثيلات الهيكلية ذات الرتبة لكتل ​​المصفوفة الأخرى. لقد أوضحنا من خلال العديد من الاختبارات العددية أن الجمع بين التقريب المائل بالإضافة إلى الرتبة المنخفضة بالإضافة إلى التقريب المنخفض للكتلة يُظهر دقة أعلى بتكلفة عددية منخفضة ، مما يوفر أيضًا تقديرًا متميزًا للخطأ على الوجهين لأصغر القيم الذاتية لمشغل Bethe-Salpeter. يتم تقليل التعقيد إلى O (Nb2) في حجم مجموعة أساس المدارات الذرية ، Nb ، بدلاً من تحجيم O (Nb6) المستعصي عمليًا للتقطير المباشر. في الطريقة الثانية ، نطبق تمثيل الموتر الكمي TT (QTT) على كل من المتجهات الذاتية الطويلة ومتجهات العمود في كتل مصفوفة مرض جنون البقر المصنفة بالرتبة ، ودمجها مع التكرار من نوع ALS في شكل كتلة QTT. تمتلك رتبة QTT لكيانات المصفوفة نفس الحجم تقريبًا مثل عدد المدارات المشغولة في الأنظمة الجزيئية ، ولا يتم تقدير أي تقريب بواسطة O (log ⁡ (No) No2). نؤكد عدديًا انخفاضًا كبيرًا في الوقت الحسابي للطرق التكرارية المعروضة المطبقة على مختلف الجزيئات المدمجة والجزيئات من النوع المتسلسل ، مع دعم الدقة الكافية.

لوارودي ، إي بنتيلون ، ر. لاتير ، ج.

الظواهر الزمنية الدورية (TP) التي تحدث ، على سبيل المثال ، في توربينات الرياح ، وطائرات الهليكوبتر ، وأنظمة تحمل العمود متباين الخواص ، وأنظمة القلب والأوعية الدموية / الجهاز التنفسي ، غالبًا ما لا تتم معالجتها عند إجراء قياسات وظيفة استجابة التردد الكلاسيكية (FRF). نظرًا لأن مفهوم FRF التقليدي يعتمد على نظرية النظام الخطي الثابت للوقت (LTI) ، فهو صالح تقريبًا فقط للأنظمة ذات الديناميكيات المتغيرة. وفقًا لذلك ، فإن القياس الكمي لأي انحراف عن إطار عمل LTI المثالي هذا أمر مرحب به. يسمح لنا "مقياس الانحراف" بتعريف فكرة أفضل تقريب LTI (BLTI) ، والذي ينتج أفضل وصف - بالمعنى التربيعي المتوسط ​​- لنظام LTP الخطي الدوري الزمني. من خلال أخذ تأثيرات TP في الاعتبار ، يتضح في هذا البحث أن تباين قياس BLTI يمكن تقليله بشكل كبير مقارنةً بمقدرات FRF الكلاسيكية. من تجربة واحدة ، يمكن أن تتعامل طرق التحديد المقترحة (غير) مع أنظمة زمنية دورية خطية [(N) LTP] في حلقة مفتوحة مع تقدير كمي لـ (1) الضوضاء و / أو تشوهات NL ، (2) تشوهات TP و (3) أخطاء عابرة (تسرب). إلى جانب ذلك ، يتم توفير تفسير هندسي لتقريب BLTI ، مما يؤدي إلى إطار يسمى تحليل متجه FRF. النظرية المقدمة مدعومة بمحاكاة عددية بالإضافة إلى قياسات حقيقية تحاكي مذبذب Mathieu الميكانيكي المعروف.

تروخيو بوينو ، ج. فابياني بنديشو ، ب.

تظهر المخططات التكرارية المستندة إلى Gauss-Seidel (G-S) والتكرار الأمثل المتتالي للتخفيف المفرط (SOR) لتوفير زيادة كبيرة في السرعة التي يمكن بها حل مشاكل نقل الإشعاع غير LTE (RT). تتطابق معدلات التقارب بين طرق RT الجديدة هذه مع تلك الخاصة بتقنيات تقسيم المشغل غير المحلي المثلث العلوي ، لكن وقت الحوسبة لكل تكرار ومتطلبات الذاكرة مماثلة لتلك الخاصة بطريقة تقسيم المشغل المحلي. بالإضافة إلى هذه الخصائص ، تعتبر كلتا الطريقتين مناسبتين بشكل خاص للهندسة متعددة الأبعاد ، حيث لا تتطلبان البناء الفعلي لمشغلين تقريبيين غير محليين ولا تطبيق أي إجراء لعكس المصفوفة. مقارنةً بتقنية جاكوبي المستخدمة حاليًا ، والتي تعتمد على عامل التشغيل التقريبي المحلي الأمثل (انظر Olson ، Auer ، & Buchler 1986) ، فإن طريقة GS المقدمة هنا أسرع بمعامل 2. فهي توفر تجانسًا ممتازًا لخطأ التردد العالي المكونات ، مما يجعلها المخطط التكراري المفضل للنقل الإشعاعي متعدد الشبكات. يمكن أيضًا دمج طريقة G-S هذه بشكل مناسب مع تقنيات التسريع القياسية لتحقيق أداء أعلى. على الرغم من أن معدل التقارب لنظام SOR الأمثل الذي تم تطويره هنا لحل المشكلات غير المرتبطة بـ LTE RT أعلى بكثير من G-S ، إلا أن وقت الحوسبة لكل تكرار ضئيل أيضًا ، أي مطابق تقريبًا لطريقة تقسيم المشغل المحلي. بينما يوفر مخطط المشغل المحلي الأمثل التقليدي الحل المتقارب بعد إجمالي وقت وحدة المعالجة المركزية (يقاس بوحدات عشوائية) يساوي تقريبًا عدد n من النقاط لكل عقد من العمق البصري ، فإن الوقت الذي تحتاجه هذه الطريقة الجديدة استنادًا إلى التكرارات المثلى لـ SOR هو فقط √n / 2√2. هذه الطريقة منافسة لتلك الناتجة عن الجمع بين مخططات Jacobi و G-S المذكورة أعلاه مع أفضل تقنيات التسريع. على عكس ما يحدث مع استراتيجية تقسيم المشغل المحلي المستخدمة حاليًا ، فهذه جديدة

غرينوود ، جيريمي ر.كالكنز ، ديفيد سوليفان ، أرون بي.شيلي ، جون سي.

يعد توليد حالات البروتون المناسبة للجزيئات الشبيهة بالعقاقير في المحلول أمرًا مهمًا للنجاح في كل من الفحص الافتراضي القائم على الترابط والبنية. يتطلب فحص مجموعات الملايين من المركبات طريقة لتحديد المواد المتطايرة وطاقاتها بما يكفي من السرعة والدقة والشمول. لزيادة التخصيب إلى الحد الأقصى ، يجب تحديد صقل الطاقة الأقل من مدخلات غير متجانسة ، دون الإفراط في تعداد الحالات غير المواتية. على الرغم من أن طريقة نظرية الكثافة الوظيفية (DFT) باهظة التكلفة من الناحية الحسابية ، إلا أن طريقة M06-2X / aug-cc-pVTZ (-f) [PB-SCRF] توفر طاقات دقيقة للأنظمة التوتوميرية للنموذج المعدود. يمكن لمنهجية Hammett-Taft التجريبية أن تستنبط بسرعة كبيرة التأثيرات البديلة من الأنظمة النموذجية إلى الجزيئات الشبيهة بالعقاقير عبر العلاقة بين pKT و pKa. يؤدي الجمع بين النهجين التكميليين إلى تحويل مشكلة tautomer من تحدي علمي إلى آخر يتعلق بالتوسع الهندسي ، ويتجنب المشكلات التي تنشأ بسبب العدد المحدود للغاية لقيم pKT المقاسة ، خاصة بالنسبة للدورات غير المتجانسة المعقدة التي غالبًا ما يفضلها الكيميائيون الطبيون بسبب حداثتهم وبراعة. يتم جدولة عدة مئات من طاقات التوتومر المحسوبة مسبقًا وتأثيرات pKa البديلة في قواعد البيانات لاستخدامها في التعديل الهيكلي بواسطة برنامج Epik ، الذي يتعامل مع التوتومرات كمجموعة فرعية من المشكلة الأكبر لحالات البروتونات في المجموعات المائية وعقوبات الطاقة الخاصة بها. يتم تحسين الدقة والتغطية وتوسيعها باستمرار من خلال تحديد معلمات للأنظمة الجديدة ذات الأهمية باستخدام DFT والبيانات التجريبية. يتم تقديم توصيات حول أفضل السبل لدمج المواد الدقيقة في التصميم الجزيئي وسير عمل الفحص الافتراضي.

سيوسلوفسكي ، جيرزي ستراسبيرغر ، كرزيستوف

يتم الحصول على الخصائص الإلكترونية لعدة حالات من ذرات الهارمونيوم المكونة من خمسة وستة إلكترون من حسابات واسعة النطاق تستخدم وظائف أساسية مرتبطة بشكل واضح. إن الدقة العالية للطاقات المحسوبة (بما في ذلك مكوناتها) ، والأجزاء المغزلية الطبيعية ، وأرقام مهنتها تجعلها مناسبة للاختبار والمعايرة والقياس للأشكال التقريبية لكيمياء الكم وفيزياء الحالة الصلبة. في حالة الأنواع الخمسة إلكترونات ، فإن توافر البيانات الجديدة لمجموعة واسعة من قوى الحبس يسمح بتأكيد وتعميم الاستنتاجات التي تم التوصل إليها سابقًا فيما يتعلق بأداء التقريبات المعروفة حاليًا لطاقة تنافر الإلكترون من حيث المصفوفة 1 الموجودة في قلب النظرية الوظيفية لمصفوفة الكثافة (DMFT). من ناحية أخرى ، فإن خصائص الحالات الثلاث المنخفضة لذرة الأرغنوم المكونة من ستة إلكترونات ، المحسوبة عند ω = 500 و ω = 1000 ، تكشف عن أوجه القصور في وظائف المصفوفة 1 التي لم تكشف عنها الدراسات السابقة. بشكل عام ، تم العثور على التقييم المنشور سابقًا للتطبيقات الحالية لـ DMFT ذات الدقة الرديئة. من المرجح أن يؤدي توسيع العمل الحالي إلى الأنظمة المحصورة بشكل متناغم مع المزيد من الإلكترونات إلى نتائج عكسية حيث لا يُتوقع أن تتطابق الزيادة الحادة في التكلفة الحسابية المطلوبة للحفاظ على دقة كافية للخصائص المحسوبة مع فوائد المعلومات الإضافية التي تم جمعها من المعايير الناتجة.

ون ، تشانغ ليو ، كاي تشن ، شياوليان

في هذه الدراسة ، تم فحص التدفق غير الدارسي إلى بئر نفاذ جزئيًا في طبقة المياه الجوفية المحصورة. تم افتراض أن التدفق في الاتجاه الأفقي غير دارسي ، بينما افترض أن التدفق في الاتجاه الرأسي هو دارسيان. تم استخدام معادلة Izbash لوصف التدفق غير الدرسي في الاتجاه الأفقي للخزان الجوفي. استخدمنا إجراء خطي لتقريب المصطلح غير الخطي في المعادلة الحاكمة مما يتيح حل النموذج الرياضي باستخدام مجموعة من تحويلات لابلاس وجيب فورييه. تم الحصول على الحلول التحليلية التقريبية للانسحاب وحللت آثار العوامل المختلفة على التراجع. أشارت النتائج إلى أن مؤشر القوة الأكبر n في معادلة Izbash يؤدي إلى تراجع أكبر في الأوقات المبكرة ، بينما ينتج n الأكبر انخفاضًا أصغر في الأوقات المتأخرة. تكون عمليات السحب على طول الاتجاه العمودي z متماثلة إذا كانت شاشة البئر موجودة في وسط طبقة المياه الجوفية ، ويكون الانخفاض في مركز الخزان الجوفي هو الأكبر على طول الاتجاه الرأسي لهذه الحالة. طول شاشة البئر له تأثير ضئيل على التراجع في الأوقات المبكرة ، بينما يؤدي الطول الأكبر لشاشة البئر إلى انخفاض أصغر في الأوقات المتأخرة.يزداد التراجع مع Kr في الأوقات المبكرة ، بينما يتناقص مع زيادة Kr في الأوقات المتأخرة ، حيث يكون Kr هو الموصلية الهيدروليكية الشعاعية الظاهرة. أشار تحليل الحساسية للمعلمات ، أي التخزين المحدد Ss و w و n و Kr ، إلى أن التراجع ليس حساسًا لها في الأوقات المبكرة ، بينما يكون حساسًا جدًا لهذه المعلمات في الأوقات المتأخرة خاصةً لمؤشر الطاقة n .

إيكيل ، لوك تي أوسين ، أر أموندسن ، لاسي شين ، يونكين

الحلول الخطية الكلاسيكية لمشكلة التوهين المتعدد ، مثل deconvolution التنبئي ، أو ترشيح p-p ، أو تصفية FK ، تكون بشكل عام سريعة ومستقرة وقوية مقارنة بالحلول غير الخطية ، والتي تكون بشكل عام إما متكررة أو في شكل سلسلة مع عدد لا حصر له من المصطلحات. جعلت هذه الصفات الحلول الخطية أكثر جاذبية لممارسي معالجة البيانات الزلزالية. ومع ذلك ، فإن معظم الحلول الخطية ، بما في ذلك deconvolution التنبئي أو تصفية F-K ، تحتوي على افتراضات شديدة حول نموذج تحت السطح وفئة مضاعفات السطح الحر التي يمكن تخفيفها. هذه الافتراضات تحد من فائدتها. في ورقة حديثة ، وصفنا استثناءً لهذا التأكيد لبيانات OBS. لقد أظهرنا في تلك الورقة أنه يمكن إنشاء حل خطي وغير تكراري لمشكلة تخفيف مضاعفات السطح الحر والذي يكون دقيقًا مثل الحلول التكرارية غير الخطية لبيانات OBS. نقدم هنا حلاً خطيًا وغير تكراري مشابهًا للتخفيف من مضاعفات السطح الحر في البيانات المقطوعة. بالنسبة لمعظم الأغراض العملية ، يعد هذا الحل الخطي دقيقًا مثل الحلول غير الخطية.

تعتبر طبقة المياه الجوفية المكونة من منطقة جلدية ومنطقة تكوين طبقة مياه جوفية ذات منطقتين. تتضمن الحلول الحالية لمشكلة ضخ التدفق الثابت (CFP) في طبقة المياه الجوفية المحصورة في منطقتين حسابًا شاقًا. تطور هذه الدراسة حلاً تقريبيًا جديدًا للمشكلة بناءً على نموذج رياضي يتضمن معادلتين لتدفق الحالة المستقرة مع معلمات هيدروليكية مختلفة للجلد ومناطق التكوين. يمكن التعامل مع البئر المخترقة جزئيًا على أنها حالة نيومان مع تدفق معروف على طول الجزء الذي تم فحصه وتدفق صفري على طول الجزء غير المفروض. مجال الخزان الجوفي محدود مع حدود دائرة خارجية تعامل كشرط ديريتشليت. يتم اشتقاق حل التراجع المستقر للنموذج من خلال تحويل فورييه لجيب التمام المحدود. بعد ذلك ، يتم تطوير حل عابر تقريبي عن طريق استبدال نصف قطر الحدود في حل الحالة المستقرة بتعبير تحليلي لنصف قطر تأثير لا أبعاد له يعتمد على الوقت. الحل التقريبي قادر على التنبؤ بتوزيعات التراجع الزمني الجيدة على مدى فترة الضخ بأكملها باستثناء المرحلة المبكرة. يتم أيضًا توفير معيار كمي لصلاحية إهمال مكون التدفق الرأسي بسبب اختراق البئر جزئيًا. تتمتع النماذج التقليدية التي تأخذ في الاعتبار التدفق الشعاعي بدون المكون الرأسي لـ CFP بدقة جيدة إذا استوفت المعيار.

تعتبر طبقة المياه الجوفية المكونة من منطقة جلدية ومنطقة تكوين طبقة مياه جوفية ذات منطقتين. تتضمن الحلول الحالية لمشكلة ضخ التدفق المستمر في طبقة المياه الجوفية المحصورة في منطقتين حسابات شاقة. تطور هذه الدراسة حلاً تقريبيًا جديدًا للمشكلة استنادًا إلى نموذج رياضي يصف الحالة المستقرة للتدفقات الشعاعية والعمودية في طبقة المياه الجوفية ذات المنطقتين. يمكن أن تكون المعلمات الهيدروليكية في هاتين المنطقتين مختلفة ولكن يُفترض أنها متجانسة في كل منطقة. يمكن التعامل مع البئر المخترقة جزئيًا على أنها حالة نيومان مع تدفق معروف على طول الجزء الذي تم فحصه وتدفق صفري على طول الجزء غير المفروض. مجال الخزان الجوفي محدود مع حدود دائرة خارجية تعامل كشرط ديريتشليت. يتم اشتقاق حل التراجع المستقر للنموذج من خلال تحويل فورييه لجيب التمام المحدود. بعد ذلك ، يتم تطوير حل عابر تقريبي عن طريق استبدال نصف قطر مجال الخزان الجوفي في حل الحالة المستقرة بتعبير تحليلي لنصف قطر تأثير لا أبعاد له يعتمد على الوقت. الحل التقريبي قادر على التنبؤ بتوزيعات التراجع الزمني الجيدة على مدى فترة الضخ بأكملها باستثناء المرحلة المبكرة. يتم أيضًا توفير معيار كمي لصلاحية إهمال التدفق الرأسي بسبب اختراق البئر جزئيًا. تتمتع النماذج التقليدية التي تفكر في التدفق الشعاعي بدون المكون الرأسي لضخ التدفق الثابت بدقة جيدة إذا استوفت المعيار.

شنايدر ، أندريه لين ، زونجبينج ستيركمان ، تيبو نجوين ، كريستوف

يمكن أن يؤدي تفكك المجمعات المعدنية في محلول التربة إلى زيادة توافر المعادن لامتصاص الجذور. عندما يتم احتسابها في نماذج التوافر البيولوجي لمعادن التربة ، يزداد عدد المعادلات التفاضلية الجزئية (PDEs) وقد يكون وقت الحساب لحل هذه المعادلات رقميًا مشكلة عند الحاجة إلى عدد كبير من عمليات المحاكاة ، على سبيل المثال لتحليلات الحساسية أو عند النظر في بنية الجذر. يقدم هذا العمل حلولًا تحليلية لمجموعة PDEs التي تصف التوافر البيولوجي لمعادن التربة بما في ذلك حركية التعقيد لثلاثة سيناريوهات حيث كان المركب المعدني في المحلول خاملًا تمامًا أو قابلًا للتغير أو قابل للتغير جزئيًا. الحلول التحليلية صالحة فقط 1) في حالة مستقرة عندما تصبح المعادلات التفاضلية الرقمية معادلات تفاضلية عادية ، ولا يتم تغطية المرحلة العابرة ، 2) عندما يكون الانتشار هو الآلية الرئيسية للنقل ، وبالتالي ، عندما يكون الحمل الحراري ضئيلًا ، 3) عندما يكون هناك لا منافسة بين الجذور. تكون صياغة الحلول التحليلية للهندسة الأسطوانية ولكن الحلول تعتمد على انتشار ملف الاستنفاد حول الجذر ، والذي تم تصميمه بافتراض هندسة مستوية. تم تقييم الحلول التحليلية بالمقارنة مع PDEs المقابلة للكادميوم في حالة التربة الزراعية الفرنسية. بشرط أن يكون الحمل الحراري أقل بكثير من الانتشار (كانت حلول عدد Péclet في اتفاق جيد جدًا مع تلك المحسوبة من وحدات PDE ، حتى في حالة المعقد المتقلب جزئيًا. يمكن استخدام الحلول التحليلية بدلاً من وحدات PDE للتنبؤ بامتصاص الجذر للمعادن تم استخدام الحلول التحليلية أيضًا لبناء مؤشر لمساهمة المركب في امتصاص المعدن بواسطة الجذور ، والذي يمكن أن يكون مفيدًا للتنبؤ بتأثير المادة العضوية القابلة للذوبان على التوافر الحيوي لمعادن التربة. Copyright © 2017 Elsevier BV كل الحقوق محفوظة.

Mazilu، I Mazilu، D A Melkerson، R E Hall-Mejia، E Beck، G J Nshimyumukiza، S da Fonseca، Carlos M

نقدم نتائج دقيقة وتقريبية لفئة من نماذج الامتزاز التعاوني المتسلسل باستخدام نظرية المصفوفة ، ونظرية المجال المتوسط ​​، والمحاكاة الحاسوبية. نحن نتحقق من صحة نماذجنا من خلال تجربتين مخصصتين باستخدام جزيئات نانوية ذاتية التجميع على شرائح زجاجية. نتناول أيضًا قيود نماذجنا ونطاق قابليتها للتطبيق. يمكن تطبيق النتائج الدقيقة التي تم الحصول عليها باستخدام نظرية المصفوفة على مجموعة متنوعة من أنظمة الدولتين ذات التأثيرات التعاونية.

قدم Vidberg و Serene تقنية مفيدة جدًا لحساب وظيفة فجوة درجة الحرارة المنخفضة (T «T c) للموصل الفائق الذي يتجاوز معادلات التكامل المفرد للتردد الحقيقي لـ Eliashberg. أدرك Blashke و Blocksdorf صعوبة في هذه التقنية وحلها ، وبالتالي تمديدها إلى درجات حرارة أعلى. نقدم طريقة أبسط بكثير للقيام بنفس الشيء بشكل أساسي ، وبالنسبة لموصل فائق اقتران قوي عند درجة حرارة قريبة من T c ، قارن بين وظائف الفجوة المحسوبة باستخدام هذه الطرق مع الطريقة الدقيقة المحسوبة مباشرةً من معادلات التردد الحقيقي.

يتم تقديم النتائج من نموذج طرد لاغرانج الخطي لجزء علوي سحابة عاصفة رعدية مفرطة. يقدم النموذج ، الذي يشبه نموذج Adler and Mack (1986) ، حلولاً تحليلية دقيقة للسرعة الرأسية ودرجة الحرارة من خلال تمثيل الاختلاط مع تخميد رايلي بدلاً من التخميد غير الخطي. يتم تقديم نتائج النموذج لمجموعات مختلفة من معدل زوال الستراتوسفير وشدة السحب وقوة الخلط. تمت مقارنة النتائج بنتائج Adler و Mack.

تشنغ ، ويوكي تشوي ، وسويونغ لي ، ودوكجونغ

تم اقتراح نهج جديد يعتمد على طريقة الخصائص (MOC) لحل معادلة نقل النيوترونات. يتم تطبيق تقدير مكاني جديد ثلاثي الأبعاد (3D) لتجنب مشكلة عدم الاستقرار لتكرار التسرب العرضي للنهج التقليدي ثنائي الأبعاد / ثنائي الأبعاد. في هذا النهج الجديد ، يتم تحديد المتغيرات المحورية والشعاعية بطريقتين مختلفتين: يتم تنفيذ التمدد الخطي في الاتجاه المحوري ، ثم يتم تحويل الحل ثلاثي الأبعاد للتدفق الزاوي ليكون الحل المستوي لحظات التمدد الزاوي ثنائية الأبعاد ، والتي يتم حلها بواسطة كنس MOC المستوي. بناءً على شروط استمرارية الحدود والواجهة ، يتم تحويل حل لحظة التمدد ثنائي الأبعاد بشكل مكافئ ليكون حل التدفق الزاوي المتوسط ​​محوريًا. باستخدام التدفق الزاوي المتوسط ​​متعدد المستويات في الأسطح العلوية والسفلية للشبكات ثلاثية الأبعاد ، تقترن المستويات لإعطاء توزيع التدفق الزاوي ثلاثي الأبعاد. تم إنشاء النظام الخطي 3D CMFD من صافي التيار السطحي لكل شبكة دبوس ثلاثية الأبعاد لتسريع تقارب تكرار الطاقة. تم تمديد كود STREAM ليكون قادرًا على التعامل مع المشكلات ثلاثية الأبعاد بناءً على النهج الجديد. يتم اختبار العديد من المعايير القياسية للتحقق من جدواها ودقتها ، بما في ذلك المعايير المتجانسة ثلاثية الأبعاد والمعايير غير المتجانسة. ويناقش حساسية الحسابية. تظهر النتائج دقة جيدة في جميع الاختبارات. مع تسارع CMFD ، يكون التقارب مستقرًا. بالإضافة إلى ذلك ، يتم حساب مشكلة الخلية الدبوسية مع فجوة الفراغ. يوضح هذا الميزة مقارنة بأساليب MOC التقليدية 2D / 1D.

فينيارد ، ديفيد جيه زاكاري ، تشيس إي أنانييف ، جينادي ديسموكس ، جي تشارلز

منذ ثلاثة وأربعين عامًا ، قدم كوك وزملاؤه نموذجًا ظاهريًا يصف فترة الذبذبات الأربعة في غلة O2 أثناء أكسدة الماء الضوئي (WOC) ، والتي تم الإبلاغ عنها لأول مرة بواسطة Joliot وزملاء العمل. تم تمديد نموذج Kok الأصلي المكون من معلمتين لاحقًا في مستوى تعقيده لمحاكاة مجموعات البيانات المتنوعة بشكل أفضل ، بما في ذلك الخلايا السليمة و PSII-WOCs المعزولة ، ولكن على حساب تقديم افتراضات غير واقعية ماديًا ضرورية لتمكين الحلول العددية. حتى الآن ، تم العثور على حلول تحليلية فقط لنماذج Kok المتماثلة (من المحتمل أيضًا عدم الكفاءة لجميع الوسطاء ، المسماة "حالات S"). ومع ذلك ، فمن المقبول على نطاق واسع أن خطوات تفاعل الحالة S ليست متطابقة وأن بعضها غير قابل للعكس (عن طريق القيود الديناميكية الحرارية) مما يؤدي إلى حدوث دورات غير متماثلة. لقد طورنا أساسًا رياضيًا أكثر صرامة يلغي الافتراضات غير المادية المعروف أنها تتعارض مع التجارب وتعتمد قيدًا تجريبيًا جديدًا على الحلول. تتيح هذه الخوارزمية الجديدة التي يطلق عليها STEAMM للقيم الذاتية الانتقالية للحالة S لنماذج ماركوف غير المتماثلة حلولًا للنماذج التي تحتوي على عدد أقل من المعلمات القابلة للتعديل وتستخدم تركيبًا آليًا لمجموعات البيانات التجريبية ، مما ينتج عنه دقة ودقة أعلى من نماذج Kok الكلاسيكية أو نماذج Kok الموسعة. توفر هذه الأداة الجديدة إطارًا رياضيًا عامًا لتحليل التذبذبات المخمدة الناشئة عن أي فترة دورة باستخدام أي نموذج ماركوف مناسب ، بغض النظر عن التناظر. نوضح تطبيقات STEAMM التي تصف بشكل أفضل أوجه القصور الجوهرية لتحويل الفوتون إلى الشحن داخل PSII-WOCs المسؤولة عن تذبذبات الفترة الرابعة والفترة الثانية من عوائد O2 الفلاش عبر الأنواع المتنوعة ، مع استخدام نماذج Markov الأبسط الخالية من افتراضات غير واقعية. حقوق النشر © 2013 Elsevier B.V. جميع الحقوق محفوظة.

نناقش فئة المعادلات ∑i، j = 0mAij (u) <∂iu> / <∂ti> ∂ + ∑k، l = 0nBkl (u) <∂ku> / ∂ = C (u) حيث Aij (u) و Bkl (u) و C (u) هي وظائف u (x ، t) على النحو التالي: (1) Aij و Bkl و C هي متعددة الحدود لـ u أو (ii) يمكن أن تكون Aij و Bkl و C اختزلت إلى كثيرات حدود لـ u عن طريق سلسلة تايلور لقيم صغيرة لـ u. بالنسبة لهاتين الحالتين ، تتكون فئة المعادلات المذكورة أعلاه من PDEs غير الخطية مع اللاخطية متعددة الحدود. نوضح أن الطريقة المعدلة لأبسط المعادلة هي أداة قوية للحصول على حل دقيق لموجة السفر لهذه الفئة من المعادلات. يتم الحصول على معادلات التوازن للفئة الفرعية لحلول الموجة المتنقلة لفئة المعادلات التي تم فحصها. نوضح الطريقة من خلال الحصول على حلول دقيقة لموجة السفر (1) من معادلة Swift-Hohenberg و (2) من معادلة Rayleigh المعممة للحالات التي يتم فيها استخدام معادلة tanh الموسعة أو معادلات Bernoulli و Riccati كأبسط المعادلات .

يعد انتشار الفوتونات في وسط به تشتت شديد الخواص مشكلة لها تاريخ كبير. مثل انتشار الإلكترونات في رقائق معدنية ، يمكن حلها في تقريب تشتت الزاوية الصغيرة باستخدام تقنيات تحويل فورييه. في بعض الحالات المحددة ، يمكن للمرء حتى الحصول على تعبيرات تحليلية. تقدم هذه الورقة بعض هذه النتائج في شكل مستقل عن النموذج وتوضحها أيضًا من خلال استخدام أربعة نماذج مختلفة لوظيفة الطور. وتقدم الحسابات عينة لأغراض المقارنة

ماكسيمنكو ، في في زاجاينوف ، في إيه سيمينا ، بي إن زيلتوفا ، إيه في ماسلنكوفا ، إي في سموليانسكي ، إيه إس.

يُحسب منتشر الفوتون الذي يصف تفاعل الضوء مع طبقة أحادية من الجسيمات المعدنية (فيلم الجزيرة) في تقريب الجهد المتماسك. يتضح أن التحول في ذروة تردد مأكل الطحين ثنائي القطب لجسيم أحادي الطبقة بالنسبة للتردد المماثل لرنين البلازما لجسيم معزول ليس هو المظهر الوحيد لتأثير الجسيمات المجاورة. تنتج الجسيمات المجاورة أيضًا بنية ثنائية النسق في خط الطيف لرنين الطحين. يُتوقع احتمال وجود بنية دقيقة في خطوط طيف الرنين الطيفي.

تسمى معادلات الطبقة الحدودية ثلاثية الأبعاد في الحد حيث يميل الإحداثي العادي إلى اللانهاية بمعادلات أويلر السطحية. يصف البحث الحالي طريقة دقيقة لتوليد شروط الحافة لرموز الطبقة الحدودية ثلاثية الأبعاد باستخدام هذه المعادلات. يتم أولاً إقحام توزيع الضغط غير المرن في شبكة الطبقة الحدودية. يتم بعد ذلك حل معادلات أويلر السطحية باستخدام حقل الضغط هذا ومجموعة محددة من الشروط الأولية والحدودية لإعطاء السرعات على طول اتجاهي إحداثيات السطح. يتم عرض نتائج الهندسة النموذجية للجناح وجسم الطائرة. تم العثور على نعومة ودقة شروط الحافة التي تم الحصول عليها لتكون متفوقة على إجراءات الاستيفاء التقليدية.

ميرونوفا ، ليديا أ.ميرونوف ، سيرجي ل.

تتحكم إشارات Ca المحلية في العديد من الوظائف العصبية ، والتي يتم تحقيقها غالبًا من خلال التوطين المكاني لإشارات Ca. تتشكل هذه المجالات النانوية نتيجة للتأثيرات المشتركة لانتشار Ca2 + والارتباط بالمخازن المؤقتة السيتوبلازمية. في هذه المقالة اشتقنا تعبيرات تحليلية بسيطة لوصف انتشار Ca2 + في وجود مخازن مؤقتة متنقلة وغير متحركة. تم التحايل على الطابع غير الخطي لمشكلة الانتشار والتفاعل عن طريق إدخال تقريب لوغاريتمي لمصطلح التركيز. تقوم الصيغ التي تم الحصول عليها بإعادة إنتاج مستويات Ca2 + المجانية حتى 50 ميكرومتر وتغيراتها في نطاق ملي ثانية. يمكن أن تكون المعادلات المشتقة مفيدة للتنبؤ بالملامح الزمانية المكانية لعابرات السعة الكبيرة [Ca2 +] ، والتي تشارك في العمليات الفسيولوجية المختلفة. PMID: 17872951

في هذا العمل ، تم تحديد معلمات نموذج نثر دقيق لنظام مجموعات من الجسيمات الكروية ، استنادًا إلى تقريب Rayleigh-Gans ، بحيث يمكن حلها في شكل معكوس باستخدام تنظيم Thikhonov للحصول على المعلمات المورفولوجية لـ عناقيد المجموعات. وهذا يعني ، متوسط ​​عدد الجسيمات لكل عنقود ، وحجم الوحدات الكروية الأولية التي تشكل الكتلة ، ووظيفة توزيع المسافة المنفصلة التي يتم من خلالها الحصول على نصف قطر مربع متوسط ​​z للدوران لنظام المجموعات. تم التحقق من صحة المنهجية من خلال سلسلة من الأمثلة المحاكاة والتجريبية للأشعة السينية وتشتت الضوء والتي توضح أن المنهجية المقترحة تعمل بشكل مرضٍ في المواقف غير المثالية مثل: وجود خطأ في القياسات ، ووجود خطأ في النموذج ، وأنواع متعددة من الأشياء غير المثالية الموجودة في الحالات التجريبية.

Jiang و Pengfei Yue و Mufei Cong و Rihong Gao و Wenliang Yang و Tao

يمثل BiMnxFe3-xO6 (x = 1) نوعًا جديدًا من بنية الأكسيد التي تحتوي على Bi3 + والمبادلات المغناطيسية الفائقة المتنافسة. في الأدب ، تم تحقيق حالات مغناطيسية متعددة في درجات حرارة منخفضة في BiMnFe2O6 ، وتوقع أن تكون المركبات الأم الافتراضية (BiMn3O6 ، BiFe3O6) مختلفة في المغناطيسية. هنا ، أجرينا دراسة متأنية على توليفات BiMnxFe3-xO6 عند الضغط المحيط ، وتم تحديد نطاق المحلول الصلب ليكون 0.9 ≤ x 1.3 بواسطة تحسينات Rietveld على بيانات حيود مسحوق الأشعة السينية عالية الجودة. نظرًا للحجم الموجب المتشابه جدًا لـ Mn3 + و Fe3 + ، وربما الصلابة الهيكلية ، لم يكن هناك تغيير كبير في الهيكل في النطاق الكامل للمحلول الصلب. كان السلوك المغناطيسي لـ BiMnxFe3-xO6 (x = 1.2 و 1.22 و 1.26 و 1.28 و 1.3) مشابهًا بشكل عام لـ BiMnFe2O6 ، بينما أدى التركيز الأعلى نسبيًا لـ Mn3 + إلى انخفاض درجة حرارة الترتيب المغناطيسية المضادة.

رواس ، الكسندر سيمونين ، جان بيير ترك ، بيير مويسي ، فيليب

يهدف هذا العمل إلى وصف الخصائص الديناميكية الحرارية لمحاليل ملح الأكتينيد عند التركيز العالي. يتم تقييم القدرة التنبؤية لنظرية التقريب الكروي المتوسط ​​الملزم (BIMSA) لوصف الخصائص الديناميكية الحرارية للكهارل في حالة المحاليل المائية لأملاح اللانثانيد (III) وأملاح الكلوريد. تم حساب المعاملات التناضحية لنترات السيريوم (III) والكلوريد من خصائص أملاح اللانثانيد (III) الأخرى. بالتوازي مع ذلك ، تم تحضير المحاليل الثنائية المركزة من نترات السيريوم من أجل القياس التجريبي لنشاط الماء وكثافته كدالة للتركيز ، عند 25 درجة مئوية. ملح. ثم تمت مقارنة خواص كلوريد السيريوم ومحاليل نترات السيريوم ضمن نموذج BIMSA. تم اقتراح قيم المعامل التناضحي لنترات البروميثيوم وكلوريد البروميثيوم الواردة في هذه النظرية. أخيرًا ، تم إجراء قياسات النشاط المائي لفحص حقيقة أن النظام الثلاثي Ce (NO3) 3 / HNO3 / H2O والنظام الرباعي Ce (NO3) 3 / HNO3 / N2H5NO3 / H2O يمكن اعتبارهما "حلولاً بسيطة" (في بمعنى من Zdanovskii وMikulin).

ساموها ، شموئيل موغنيولي ، إنريكو غروشكو ، بنيامين كولب ، أوتي ماشي ، لويزا

تم تحديد التركيب البلوري لمرحلة Al77Rh15Ru8 الجديدة (وهي تقريبية لأشباه البلورات العشرية) باستخدام الطرق الحديثة المباشرة (MDM) المطبقة على بيانات التصوير المقطعي للحيود الإلكتروني (ADT). الطور Al77Rh15Ru8 E عبارة عن طور معيني (Pbma، a = 23.40 (5)، b = 16.20 (4) و c = 20.00 (5) Å] وله واحدة من أكثر الهياكل المعدنية تعقيدًا التي تم حلها فقط عن طريق طرق حيود الإلكترون. يتكون نموذجها الهيكلي من 78 موقعًا ذريًا فريدًا في خلية الوحدة (19 Rh / Ru و 59 Al).تم استخدام أنماط حيود الإلكترون (PED) وصور المجهر الإلكتروني عالي الدقة (HRTEM) للتحقق من صحة النموذج الذري المقترح. يتم وصف بنية المرحلة E باستخدام التعبئة الهرمية لمتعددات الوجوه ونوع واحد من التبليط في شكل متوازي الأضلاع. بناءً على هذا الوصف ، تتم مقارنة بنية المرحلة E مع بنية المرحلة 6 المتكونة في Al-Rh-Ru بتركيبات قريبة.

جورسوي ، جامزي تيريبوس ، آنا يوفانج كاو جي ليانغ

تلعب العشوائية أدوارًا مهمة في تنظيم شبكات التفاعل الكيميائي الحيوي عندما تكون أعداد نسخ الأنواع الجزيئية صغيرة. أظهرت الدراسات المستندة إلى خوارزمية المحاكاة العشوائية (SSA) أن نظام التفاعل الأساسي يمكنه عرض التركيز العشوائي (SF) عن طريق زيادة حساسية الشبكة نتيجة لضوضاء الإشارة. على الرغم من استخدام SSA على نطاق واسع لدراسة الشبكات العشوائية ، إلا أنه غير فعال في فحص الأحداث النادرة ويصبح هذا مشكلة مهمة عندما تكون ذيول التوزيعات الاحتمالية ذات صلة كما هو الحال في SF. هنا نستخدم طريقة ACME لحل المعادلات الكيميائية الرئيسية المنفصلة ودراسة شبكة حيث تم الإبلاغ عن SF. أظهرنا أن مستوى SF يعتمد على درجة تقلبات جزيء الإشارة. اكتشفنا أن تشويش الإشارة في ظل ظروف معينة في نفس شبكة التفاعل يمكن أن يؤدي إلى انخفاض في حساسيات النظام ، وبالتالي يمكن للشبكة أن تعاني من إلغاء التركيز العشوائي. تسلط هذه النتائج الضوء على الدور الأساسي للعشوائية في شبكات التفاعل البيولوجي والحاجة إلى حساب دقيق لمشهد الاحتمالات للجزيئات في النظام.

يتم تقديم طرق تقريب الحدود مع حلول جزئية لحل مشكلة معقدة في مجال غير محدود ، مع كل من تفرد الكراك وتفرد الركن. كما يتم توفير تحليل للحلول الجزئية بالقرب من النقاط المفردة. هذه الطرق سهلة التطبيق ، ولها خصائص استقرار جيدة ، وتؤدي إلى حلول دقيقة للغاية. ومن ثم ، يوصى باستخدام طرق تقريب الحدود مع حلول جزئية لمعالجة المشاكل الناقصية في المجالات غير المحدودة بشرط إيجاد توسعات الحل متعدد التعريف ، على وجه الخصوص ، الحلول المقاربة بالقرب من التفردات واللانهاية.

ديشانت ، لورانس راي ، جايديب ليفانتزي ، صوفيا.

تم وصف نموذج k-ε المضطرب بأنه ربما "نموذج الاضطراب الكامل الأكثر استخدامًا على نطاق واسع." هذه العائلة من عمليات إغلاق الاضطرابات المضطربة في Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) مدعومة بمجموعة من معلمات النموذج التي تم تقديرها من خلال المطالبة بإرضاء التدفقات الأساسية الراسخة مثل تدفق القص المتجانس ، وسلوك قانون اللوغاريتمات ، وما إلى ذلك. ينتج عن هذا الإجراء مجموعة من ما يسمى بالمعايير الاسمية ، ومن الواضح تمامًا أنها لا توفر نموذج اضطراب مرضي عالميًا وقادر على محاكاة التدفقات المعقدة. العمل الأخير على المعايرة البايزية للنموذج k-باستخدام نفق الرياح ذات التدفق المتقاطع ، وقد أسفرت المزيد من البيانات عن تقديرات معلمات أكثر تنبؤية من قيم المعلمات الاسمية. في هذا البحث ، قمنا بتطوير حل مقارب متشابه ذاتيًا لتفاعلات التدفق المتقاطع المحوري واستنبطنا تقديرات تحليلية للمعلمات التي تم استنتاجها باستخدام معايرة بايزي. تستخدم الطريقة المتشابهة ذاتيًا نهج المجال القريب لتقدير معلمات نموذج الاضطراب مع الاحتفاظ بمقياس المجال البعيد الكلاسيكي لنموذج كميات مجال التدفق. يُنظر إلى قيم المعلمات الخاصة بنا على أنها تنبؤية أكثر بكثير من القيم الاسمية ، كما تم التحقق منها باستخدام محاكاة RANS والقياسات التجريبية. كما أنها أقرب إلى تقديرات بايزي من المعلمات الاسمية. يرتبط نموذج مسار التدفق النفاث التقليدي بشكل صريح بمعلمات نموذج الاضطراب ويظهر أنه يعطي اتفاقًا جيدًا مع القياس عند استخدام معاملات نموذج الاضطراب التحليلي المشتق. أخيرًا ، يتوافق الاتفاق الوثيق بين معاملات نموذج الاضطراب التي تم الحصول عليها عن طريق معايرة بايز والمعاملات المقدرة تحليليًا المشتقة في هذه الورقة مع الزعم بأن نهج المعايرة البايزية متجذر بقوة في الوصف المادي الأساسي. «أقل

شو ، تشون لونغ تشانغ ، مين كانغ

يتم التحقيق في حلول الموجة l التعسفية لمعادلة شرودنجر لإمكانات مانينغ روزن المشوهة بشكل تحليلي باستخدام طريقة نيكيفوروف-يوفاروف ، ويتم التعامل مع مصطلح الطرد المركزي باستخدام مخطط تقريب محسّن لـ Greene و Aldrich. تعتمد الدوال الموجية على معامل التشوه q ، والذي يتم التعبير عنه من خلال Jocobi متعدد الحدود أو دالة hypergeometric. يتم الحصول على طاقة الحالة المقيدة ، ويظهر أن الطيف المنفصل مستقل عن معامل التشوه q.

يتضح أن الحلول التحليلية العكسية ، المقدمة بشكل منفصل بواسطة Fymat و Box-McKellar ، لإعادة بناء توزيعات حجم الجسيمات من قياسات الإرسال الطيفي عن بعد تحت التقريب الشاذ للحيود يمكن اشتقاقها باستخدام جيب التمام والتحويل الجيبي ، على التوالي. تم وضع شروط كافية لصلاحية الصيغتين. تُظهر مقارنتهم أن الحل الأول أفضل من الأخير من حيث أنه يتطلب معلومات أولية أقل (المعرفة بكثافة عدد الجسيمات ليست مطلوبة) وله قابلية تطبيق أوسع. بالنسبة لتوزيعات جاما ، وإما مؤشر انكسار حقيقي أو معقد ، يتم توفير تعبيرات صريحة لاسترداد معلمات التوزيع ، ومن المثير للاهتمام أن هذه التعبيرات تتناسب مع المنطقة الهندسية للتشتت المتعدد.

ديب ، كاليانمو سينها ، أنكور

تتضمن مشكلات التحسين ثنائي المستوى مهمتي تحسين (المستوى العلوي والسفلي) ، حيث يجب أن يتوافق كل حل من المستوى الأعلى الممكن مع الحل الأمثل لمشكلة تحسين المستوى الأدنى. تظهر هذه المشكلات بشكل شائع في العديد من مهام حل المشكلات العملية بما في ذلك التحكم الأمثل ، وتحسين العمليات ، وتطوير إستراتيجية اللعب ، ومشاكل النقل ، وغيرها. ومع ذلك ، يتم تحويلها بشكل عام إلى مشكلة تحسين مستوى واحد باستخدام إجراء حل تقريبي لاستبدال مهمة التحسين ذات المستوى الأدنى. على الرغم من وجود عدد من دراسات التحسين النظرية والرقمية والتطورية التي تنطوي على مشاكل البرمجة ثنائية المستوى أحادية الهدف ، لا تنظر العديد من الدراسات في سياق الأهداف المتضاربة المتعددة في كل مستوى من مشكلة البرمجة ثنائية المستوى. في هذه الورقة ، نتناول بعض المشكلات المعقدة المتعلقة بحل مشكلات البرمجة ثنائية المستوى متعددة الأهداف ، ونقدم مشكلات اختبار صعبة ، ونقترح خوارزمية تطورية هجينة وقابلة للتطبيق على أساس البحث المحلي كمنهجية للحل. يؤدي النهج المختلط أداءً أفضل من عدد من المنهجيات والمقاييس الموجودة جيدًا حتى 40 متغيرًا من مشكلات الاختبار الصعبة المستخدمة في هذه الدراسة. معايير تحديد حجم السكان وإنهائهم أصبحت تكيفًا ذاتيًا ، بحيث لا يحتاج المستخدم إلى توفير معلمات إضافية. تشير الدراسة إلى مكانة واضحة للخوارزميات التطورية في حل مثل هذه المشكلات الصعبة ذات الأهمية العملية مقارنة بحلها المعتاد من خلال إجراء متداخل مكلف حسابيًا. تفتح الدراسة العديد من القضايا المتعلقة بالبرمجة ثنائية المستوى متعددة الأهداف ، ونأمل أن تحفز هذه الدراسة EMO والباحثين الآخرين على إيلاء المزيد من الاهتمام لهذا النشاط المهم والصعب لحل المشكلات.

يمكن العثور على معادلة معدل Michaelis-Menten في معظم كتب الكيمياء الحيوية العامة ، حيث يكون مشتق الوقت من الركيزة دالة زائدية لمعلمتين حركيتين (المعدل المحدد V ، وثابت Michaelis K (M)) وكمية الركيزة . ومع ذلك ، قد يكون من الصعب فهم المفاهيم الأساسية لحركية الإنزيم بشكل كامل ، أو يمكن حتى أن يساء فهمها ، من قبل الطلاب عندما تستند فقط إلى الشكل التفاضلي لمعادلة Michaelis-Menten ، ومجموعة متنوعة من الطرق المتاحة لحساب الثوابت الحركية من المعدل مقابل تركيز الركيزة "بيانات الكتاب المدرسي". وبالتالي ، يمكن أن تكون حركية الإنزيم مربكة إذا لم يتوفر حل تحليلي لمعادلة Michaelis-Menten. لذلك ، يتم تقديم الحل الدقيق المعروف الذي لا يزال نادرًا لمعادلة Michaelis-Menten هنا من خلال المعادلة المغلقة الصريحة من حيث وظيفة Lambert W (x). لسوء الحظ ، نظرًا لأن W (x) غير متاح في برامج الكمبيوتر القياسية المناسبة للمنحنى ، فإن الاستخدام العملي لهذا الحل المباشر محدود لمعظم طلاب علوم الحياة. وبالتالي ، فإن الغرض من هذه المقالة هو توفير تقريب تحليلي لمعادلة نمذجة حركية ميكايليس-مينتين. يمكن أن تزود الطبيعة الأولية والصريحة لهذه التقديرات الطلاب بتقديرات مباشرة وبسيطة للمعلمات الحركية من بيانات الدورة الزمنية التجريبية الأولية. يمكن أن توفر حركيات Michaelis-Menten التي تمت دراستها في السياق الأخير بديلاً مثاليًا للمشاكل التي عمرها 100 عام لتحويل البيانات ، والتصور الرسومي ، وتحليل البيانات للتفاعلات المحفزة بالإنزيم. ومن ثم ، فإن محتوى الدورة المقدمة هنا يمكن أن يصبح تدريجياً مكونًا مهمًا في مناهج الكيمياء الحيوية الحديثة في القرن الحادي والعشرين. حقوق النشر © 2011 Wiley Periodicals، Inc.

ويذربي ، أندرو بوبوف ، إيفان فيتكين ، أليكس

تم تحديد لزوجة محاليل الجلوكوز الغروية العكرة بدقة من قياسات الوضع الطيفي للتصوير المقطعي التوافقي البصري (OCT) ونموذج تشتت الضوء الديناميكي OCT الذي تم تطويره مؤخرًا. تم الإبلاغ عن نتائج لتركيزات الجلوكوز المختلفة وسرعات التدفق وزوايا التدفق. كان "الارتياب القياسي المشترك" uc () على قياسات اللزوجة ± 1٪ لحالة عدم التدفق و ± 5٪ لحالات التدفق ، وهو تحسن كبير في متانة القياس مقارنة بالتقارير المنشورة سابقًا. تختلف بيانات الأدبيات المتاحة عن لزوجة المياه النقية وقياساتنا بنسبة 1٪ (حالة ركود) و 1.5٪ (حالات التدفق) ، مما يدل على دقة جيدة يُنظر إلى اتفاق مماثل عبر نطاق تركيز الجلوكوز المقاس عند مقارنته بقيم الأدبيات المحرف. قد تساهم التقنية المطورة في قياسات الجلوكوز غير الغازية في نهاية المطاف في الطب. (2017) حقوق الطبع والنشر لجمعية مهندسي أجهزة التصوير البصري (SPIE).

أنتجت قياسات انتقال الضوء من خلال تساقط الثلوج نتائج غير قابلة للتفسير من خلال حجج التشتت الفردي. يتم استخدام تقريب ثنائي الدفق للنقل الإشعاعي لاشتقاق تعبير تحليلي يصف تأثيرات الانتثار المتعدد كدالة للعمق البصري للثلج ومعلمة عدم تناسق الثلج. الحل التقريبي بسيط وقد يكون دقيقًا مثل الحل الدقيق لوصف قياسات الإرسال في حدود حالات عدم اليقين التجريبية.

Ekholm ، T. Lanoix ، P. Teerikorpi ، P. Paturel ، G. Fouqué ، P.

عينة من 32 مجرة ​​بمقاييس مسافة دقيقة من علاقة Cepheid PL (Lanoix cite) لدراسة السلوك الديناميكي للعنقود الفائق المحلي (برج العذراء). استخدمنا حلول Tolman-Bondi التحليلية (TB) لزيادة الكثافة المتماثلة كرويًا المضمنة في عالم أينشتاين-ديسيتر (q_0 = 0.5). باستخدام 12 مجرة ​​داخل ثيتا = 30 درجة من المركز وجدنا تقدير كتلة 1.62M_virial لمجموعة العذراء. هذا يتفق مع ما توصل إليه تيريكوربي وآخرون. ( cite) أن تقدير السل قد يكون أكبر من تقدير الكتلة الفيروسية من Tully & Shaya ( cite). لا تعتمد استنتاجاتنا بشكل حاسم على اختيارنا الأساسي لـ H_0 العالمي = 57 km s-1 Mpc <-1> الذي تم إنشاؤه من SNe Ia (Lanoix cite). المجرات المتبقية خارج منطقة العذراء لا تختلف مع هذه القيمة. أخيرًا ، وجدنا أيضًا محلول TB مع الاستشهاد بـ H_0 و q_0 مما أسفر عن كتلة فيروسية واحدة بالضبط لمجموعة العذراء.

يتم النظر في التقريب العددي لحلول المعادلات التفاضلية الوظيفية المتخلفة الخطي باستخدام ما يسمى بطريقة Legendre-tau. تتم إعادة صياغة المعادلة التفاضلية الوظيفية أولاً كمعادلة تفاضلية جزئية مع حالة حد غير محلية تتضمن تمايزًا زمنيًا. ثم يتم تمثيل الحل التقريبي على شكل سلسلة Legendre مبتورة مع معاملات متغيرة بمرور الوقت والتي تلبي نظامًا معينًا من المعادلات التفاضلية العادية. الطريقة سهلة الترميز وتعطي تقديرات تقريبية دقيقة للغاية. تم إنشاء التقارب ، وتم تقديم أمثلة عددية مختلفة ، وتم إجراء مقارنة بين التقريب الأخير والشكل المكعب.

يتم النظر في التقريب العددي لحلول المعادلات التفاضلية الوظيفية الخطية باستخدام ما يسمى بطريقة Legendre tau. يتم إعادة صياغة المعادلة التفاضلية الوظيفية أولاً كمعادلة تفاضلية جزئية مع حالة حدية غير محلية تتضمن تمايزًا زمنيًا. ثم يتم تمثيل الحل التقريبي كسلسلة Legendre مبتورة مع معاملات متغيرة بمرور الوقت والتي تلبي نظامًا معينًا من المعادلات التفاضلية العادية. الطريقة سهلة الترميز وتعطي تقديرات تقريبية دقيقة للغاية. تم إنشاء التقارب ، وتم تقديم أمثلة عددية مختلفة ، وتم إجراء مقارنة بين تقريب الشكل التقريبي والمكعب.

يلعب امتزاز الجزيئات الحيوية والبوليمرات إلى الهياكل النانوية غير العضوية دورًا رئيسيًا في تصميم مواد وعلاجات جديدة. يظل سلوك الجزيئات المرنة على الأسطح الصلبة بمقياس 1-1000 نانومتر صعبًا ومكلفًا للمراقبة باستخدام التقنيات المختبرية الحالية ، مع لعب دور حاسم في تحويل الطاقة والمواد المركبة وكذلك في فهم أصل الأمراض. يتم شرح طرق تنفيذ ميزات السطح الرئيسية ودرجة الحموضة في النماذج الجزيئية للمواد الصلبة ، ويتم وصف الآليات المميزة للتعرف على الببتيد على الهياكل النانوية المعدنية وأسطح السيليكا والأباتيت في المحلول كأمثلة توضيحية. وجد أن تأثير الطاقات السطحية ، وخصائص السطح المحددة وحالات البروتون على بنية الواجهات المائية والامتصاص الجزيئي الحيوي الانتقائي أمر بالغ الأهمية ، ويمكن مقارنته بالتأثير المعروف لحالة الشحن ودرجة الحموضة للبروتينات والمواد الخافضة للتوتر السطحي على توافقها وتجميعها . يتيح تمثيل مثل هذه التفاصيل في النماذج الجزيئية وفقًا للبيانات التجريبية والمعرفة الكيميائية المتاحة محاكاة دقيقة للواجهات المعقدة غير المعروفة في الدقة الذرية بالاتفاق الكمي مع القياسات التجريبية المستقلة. في هذا السياق ، تمت مناقشة فوائد مجال القوة الموحد لجميع فئات المواد وقاعدة بيانات بنية السطح المعدني.

باوشليشر ، تشارلز دبليو ، الابن لانغوف ، ستيفن آر تايلور ، بيتر ر.

يتمثل أحد الأهداف المهمة للحسابات الكيميائية الكمومية في توفير فهم للروابط الكيميائية والهيكل الإلكتروني الجزيئي. كان تحقيق الهدف الثاني ، وهو توقع اختلافات الطاقة في الدقة الكيميائية ، أصعب بكثير. أولاً ، الموارد الحسابية المطلوبة لتحقيق مثل هذه الدقة كبيرة جدًا ، وثانيًا ، ليس من السهل إثبات أن النتيجة الدقيقة ظاهريًا ، من حيث الاتفاق مع التجربة ، لا تنتج عن إلغاء الأخطاء. جعلت التطورات الحديثة في منهجية الهيكل الإلكتروني ، إلى جانب قوة أجهزة الكمبيوتر العملاقة المتجهة ، من الممكن حل عدد من مشاكل البنية الإلكترونية تمامًا باستخدام طريقة تفاعل التكوين الكامل (FCI) داخل فضاء فرعي من مساحة هيلبرت الكاملة. يمكن استخدام هذه النتائج الدقيقة لقياس التقنيات التقريبية التي تنطبق على نطاق أوسع من المشاكل الكيميائية والفيزيائية. تمت مراجعة منهجية كيمياء الكم للعديد من الإلكترونات. يتم النظر في الأساليب بالتفصيل لإجراء حسابات FCI. تمت مناقشة تطبيق طرق FCI على العديد من مشكلات الإلكترون الثلاثة في الفيزياء الجزيئية. تم وصف عدد من التطبيقات المعيارية لوظائف موجة FCI. تتم مناقشة مجموعات الأساس الذري وتطوير طرق محسنة للتعامل مع مجموعات الأساس الكبيرة جدًا: يتم تطبيق هذه بعد ذلك على عدد من المشكلات الكيميائية والطيفية للمعادن الانتقالية والمشاكل التي تنطوي على أسطح الطاقة المحتملة. على الرغم من أن التجارب الموصوفة تعطي أسبابًا كبيرة للتفاؤل بشأن القدرة العامة على إجراء حسابات دقيقة ، إلا أن هناك العديد من المشكلات التي ثبت أنها أقل قابلية للتتبع ، على الأقل مع موارد الكمبيوتر الحالية ، وتتم مناقشة هذه الحلول الممكنة.

فاسكيز-ليل ، هيكتور بن حمودة ، إبراهيم فيلوبيلو-نينو ، أوريل سارمينتو-رييس ، أرتورو خيمينيز-فرنانديز ، فيكتور مانويل جارسيا-جيرفاسيو ، خوسيه لويس هويرتا-تشوا ، خيسوس موراليس-ميندوزا ، لويس خافيير جونزاليس-لي ، ماريو

يقدم هذا العمل إجراءً مباشرًا لتطبيق طريقة Padé لإيجاد حلول تقريبية للمعادلات التفاضلية غير الخطية. علاوة على ذلك ، قدمنا ​​بعض دراسات الحالات التي توضح قوة الطريقة لتوليد حلول تقريبية منطقية عالية الدقة مقارنة بالطرق شبه التحليلية الأخرى. نوع المعادلات غير الخطية المختبرة هي: مشكلة قيمة حدية غير خطية عالية ، مشكلة مذبذب تفاضلي-جبري ، ومسألة مقاربة. تُظهر التقديرات المفيدة عالية الدقة التي تم الحصول عليها عن طريق التطبيق المباشر لطريقة Padé الإمكانات العالية إذا كان المخطط المقترح لتقريب مجموعة متنوعة من المشكلات. علاوة على ذلك ، فإن التطبيق المباشر لوسائل Padé التقريبية تساعد على تجنب التطبيق السابق لطريقة تقريبية مثل طريقة سلسلة تايلور ، وطريقة اضطراب التماثل ، وطريقة تحليل Adomian ، وطريقة تحليل homotopy ، وطريقة التكرار المتغير ، من بين أمور أخرى ، كأدوات للحصول على حلول سلسلة الطاقة للمعالجة اللاحقة بمقياس Padé التقريبي. 34 لتر 30.

لقد أبلغنا عن نتائج سلسلة من حسابات المقاطع العرضية المتكاملة من حالة إلى حالة للتصادم بين O و H2O غير المهتز في الطور الغازي على سطح طاقة كامنة غير تفاعلي. تشمل الطرق الديناميكية المستخدمة حسابات التشتت الميكانيكي الكمي المتقاربة ، وحسابات j (z) التي تحافظ على الطرد المركزي المفاجئ (j (z) -CCS) ، وحسابات المسار شبه الكلاسيكية (QCT). نحن نعتبر ثلاث طاقات إجمالية 0.001 و 0.002 و 0.005 E (h) والحالات التسعة الأولية ذات الزخم الزاوي الدوراني أقل من أو يساوي 2 (h / 2 pi). يعطي تقريب j (z) -CCS نتائج جيدة ، في حين أن طريقة QCT يمكن أن تكون غير موثوقة تمامًا للتحولات إلى مستويات فرعية دورانية محددة. ومع ذلك ، فإن المقاطع العرضية لـ QCT التي تم تلخيصها على المستويات الفرعية النهائية ومتوسطها على المستويات الفرعية الأولية تتوافق بشكل أفضل مع النتائج الكمية.

وي ، جي دبليو كوري ، دي جيه هوفمان ، دي ك.

يُقترح إجراء عام لبناء موجات الأب والأم التي لها توطين ممتاز للتردد الزمني ويمكن استخدامها لتوليد عائلات مويجة كاملة لاستخدامها كتحويلات مويجة. إحدى السمات المثيرة للاهتمام لموجات الأب (وظائف القياس) هي أنها تنتمي إلى فئة من متواليات دلتا المعممة ، والتي نشير إليها على أنها وظائف تقريبية موزعة (DAFs). نشير إلى هذا من خلال التدوين wavelet-DAFs. في المقابل ، تسمى الأمويجات الأم الناتجة من موجات DAF بشكل مناسب.يمكن اعتبار Wavelet-DAFs على أنها توفر طريقة طيفية نقطية (محلية) ، والتي توفر جسرًا بين الطرق العالمية التقليدية والطرق المحلية لحل المعادلات التفاضلية الجزئية. وقد ثبت أنها توفر حلولًا رقمية دقيقة للغاية لعدد من المعادلات التفاضلية الجزئية غير الخطية ، بما في ذلك معادلة Korteweg-de Vries (KdV) ، والتي واجهت طريقة سابقة صعوبات فيها (J. Comput. Phys.132 (1997) 233) .

Hu ، Lianrui Chen ، Kejuan Chen ، Hui

تعد النمذجة الدقيقة للتفاعلات التي تتضمن معادن انتقالية ثلاثية الأبعاد (TMs) صعبة للغاية لكل من نهج ab initio و DFT. لاكتساب المزيد من المعرفة في هذا المجال ، استكشفنا هنا التنشيطات النموذجية للرابطة σ لسندات H-H و C-H و C-Cl و C-C التي يروج لها النيكل (0) ، وهو نظام ثلاثي الأبعاد متأخر منخفض التكافؤ. بالنسبة للمعلمات الرئيسية لطاقة التنشيط (ΔE ‡) وطاقة التفاعل (ΔE R) لهذه التفاعلات ، تم التحقيق بشكل منهجي في مختلف القضايا المتعلقة بالدقة الحسابية. من التدقيق في قضية التقارب مع مجموعة أساس الإلكترون الواحد ، تم العثور على وظائف الأساس المعزز (A) لتكون مهمة ، ومستوى CCSD (T) / CBS مع مجموعة الأساس الكاملة (CBS) يحد من الاستقراء على أساس مضاعفة مضاعفة ζ و يوصى باستخدام الزوج ثلاثي الأساس (ADZ و ATZ) ، الذي ينتج انحرافات أقل من 1 كيلو كالوري / مول من المرجع ، للأنظمة الأكبر. كبديل ، يمكن لطريقة F12 المرتبطة صراحةً تسريع تقارب مجموعة الأساس بشكل أكبر ، خاصة بعد استقراء CBS الخاص بها. وبالتالي ، تم العثور على مستوى CCSD (T) -F12 / CBS (ADZ-ATZ) بتكلفة حسابية مماثلة لمستوى CCSD (T) / CBS (ADZ-ATZ) التقليدي للوصول إلى دقة CCSD (T) التقليدية / مستوى A5Z ، الذي ينتج انحرافات أقل من 0.5 كيلو كالوري / مول عن المرجع ، كما أنه موصى به بشدة. التأثيرات النسبية العددية وترابط التكافؤ الأساسي 3s3p لا يكاد يُهمل لتحقيق دقة كيميائية تبلغ حوالي 1 كيلو كالوري / مول. من التدقيق في مشكلة التقارب مع مجموعة أساس N-electron ، بالمقارنة مع نتيجة CCSDTQ المرجعية ، وجد أن CCSD (T) قادرة على حساب ΔE ‡ بدقة تامة ، وهذا ليس صحيحًا بالنسبة لحسابات ΔE R. باستخدام أعلى مستوى من نتائج CCSD (T) لـ ΔE ‡ في هذا العمل كمراجع ، اختبرنا 18 طريقة DFT ووجدنا أن PBE0 و CAM-B3LYP من بين أفضل الوظائف أداءً ، بغض النظر عن تصحيح التشتت التجريبي لـ DFT. مع تضمين تصحيح التشتت التجريبي ، يُوصى أيضًا بـ B97XD نظرًا لتحسنه

غونيس ، أنطونيوس زانغ ، شياوجوانغ

هذا تعليق على الورقة من قبل أفتاب علم ، وبريان ج.ويلسون ، ود. كثافات. نشير إلى أن المشكلة التي نظر فيها المؤلفون يمكن تجنبها ببساطة عن طريق تنفيذ تكاملات معينة بترتيب معين ، في حين أن طريقتهم لا تعالج المشكلة الحقيقية لـ NFC التي تنشأ عندما تتم محاولة حل معادلة بواسون في إطار متعدد. نظرية التشتت. نشير أيضًا إلى وجود خلل في خطهم المتعلق بالمزيد من "التفكير المنطقي الذي يؤدي إلى التعبير عن الإمكانات داخل المجال المحيط للخلية مما يجعلها غير قابلة للتطبيق على أشكال هندسية معينة".

هذا تعليق على الورقة بقلم عالم وويلسون وجونسون [فيز. Rev. BPRBMDO1098-012110.1103 / PhysRevB.84.205106 84، 205106 (2011)] ، يقترح حل مشكلة تصحيحات المجال القريب (NFCs) لمعادلة بواسون للممتد ، على سبيل المثال ، كثافات شحنة ملء الفراغ. نشير إلى أن المشكلة التي نظر فيها المؤلفون يمكن تجنبها ببساطة عن طريق أداء تكاملات معينة بترتيب معين ، في حين أن طريقتهم لا تعالج المشكلة الحقيقية لـ NFCs التي تنشأ عندما تتم محاولة حل معادلة بواسون في إطار متعدد. - نظرية التشتت. نشير أيضًا إلى وجود خلل في خط تفكيرهم ، مما يؤدي إلى التعبير عن الإمكانات داخل المجال المحيط للخلية مما يجعلها غير قابلة للتطبيق في أشكال هندسية معينة.

برويكهوفن ، كين ديسميت ، غيرت

باستخدام مزيج من التقنيات التحليلية والرقمية ، تم إنشاء تعبيرات تحليلية تقريبية لتوسيع نطاق الحد الزمني العابر والطويل ، والذي ينشأ من وجود طبقة رقيقة جانبية مضطربة في أعمدة الكروماتوغرافيا السائلة ، بما في ذلك الأعمدة المعبأة والمتجانسة وكذلك الأعمدة الدقيقة . يمكن استخدام التعبيرات المحددة لمقارنة أهمية طبقة الجدار الجانبي الرقيقة المضطربة مع أهمية تأثيرات عدم التجانس الشعاعي الأخرى (مثل اختلافات كثافة التعبئة عبر العمود بسبب تخفيف ضغوط التعبئة). التعبيرات مستقلة عن ملف تعريف السرعة الفعلي داخل الطبقة طالما أن الطبقة الجانبية المضطربة تشغل أقل من 2.5٪ من عرض العمود.

فان فلاديرين ، إيلسي فان بيلينجين ، لور آن ماير ، جينيفيف نوتروب ، باربرا بولسن

يوفر التأثير غير المباشر للقطيع من تطعيم الأطفال إمكانية تحسين فعالية الوقاية من الإنفلونزا في السكان غير الملقحين المتبقيين. لا يمكن للنماذج الثابتة المستخدمة في تحليلات الفعالية من حيث التكلفة التقاط تأثيرات القطيع ديناميكيًا. كان الهدف من هذه الدراسة هو تطوير منهجية للسماح بتأثير القطيع المرتبط بتلقيح الأطفال ضد الأنفلونزا الموسمية ليتم دمجه في نماذج ثابتة تقيم فعالية تكلفة التطعيم ضد الأنفلونزا. تمت مقارنة معادلتين خطيتين تم نشرهما سابقًا لتقريب تأثيرات القطيع بشكل عام مع نتائج مراجعة الأدبيات المنظمة التي أجريت باستخدام أبحاث PubMed لتحديد البيانات الخاصة بتأثيرات القطيع الخاصة بالتحصين ضد الإنفلونزا. تم تركيب دالة خطية لتوجيه التقديرات من الأدبيات باستخدام مجموع القيم التربيعية المتبقية. حددت مراجعة الأدبيات 21 منشوراً على 20 دراسة لإدراجها. قدمت ست دراسات بيانات عن العلاقة الرياضية بين التغطية الفعالة للقاح في مجموعات فرعية والحد من عدوى الأنفلونزا في عدد أكبر من السكان غير الملقحين. دعمت هذه العلاقة الخطية عندما كانت تغطية اللقاح الفعالة في مجموعة فرعية من السكان بين 20٪ و 80٪. قدمت ثلاث دراسات لتقييم تأثير القطيع على مستوى المجتمع ، وتحديداً عن طريق تطعيم الأطفال ، تقديرات نقطية لتناسب المعادلات الخطية. كانت المعادلة الخطية الملائمة لحماية القطيع في المجموعة المستهدفة للتحصين (الأطفال) أقل تحفظًا قليلاً من المعادلة المنشورة سابقًا لتأثيرات القطيع بشكل عام. كانت المعادلة الخطية المجهزة لحماية القطيع في السكان غير المستهدفين أقل تحفظًا إلى حد كبير من المعادلة المنشورة سابقًا. تتطلب هذه الطريقة لتقريب تأثير القطيع تعديلات بسيطة على خط الأساس السنوي لخطر الإنفلونزا في النماذج الثابتة: (1) للفئة العمرية المستهدفة بواسطة إستراتيجية التطعيم للأطفال (أي الأطفال) و (2) للفئات العمرية الأخرى غير المستهدفة (هـ).

الخلفية يوفر تأثير القطيع غير المباشر من تطعيم الأطفال إمكانية تحسين فعالية الوقاية من الإنفلونزا في السكان غير الملقحين المتبقيين. لا يمكن للنماذج الثابتة المستخدمة في تحليلات الفعالية من حيث التكلفة التقاط تأثيرات القطيع ديناميكيًا. كان الهدف من هذه الدراسة هو تطوير منهجية للسماح بتأثير القطيع المرتبط بتلقيح الأطفال ضد الأنفلونزا الموسمية ليتم دمجه في نماذج ثابتة تقيم فعالية تكلفة التطعيم ضد الأنفلونزا. الطرق تمت مقارنة معادلتين خطيتين تم نشرهما سابقًا لتقريب تأثيرات القطيع بشكل عام مع نتائج مراجعة الأدبيات المنظمة التي أجريت باستخدام عمليات البحث في PubMed لتحديد البيانات الخاصة بتأثيرات القطيع الخاصة بالتحصين ضد الإنفلونزا. تم تركيب دالة خطية لتوجيه التقديرات من الأدبيات باستخدام مجموع القيم التربيعية المتبقية. النتائج حددت مراجعة الأدبيات 21 منشوراً على 20 دراسة لإدراجها. قدمت ست دراسات بيانات عن العلاقة الرياضية بين التغطية الفعالة للقاح في مجموعات فرعية والحد من عدوى الأنفلونزا في عدد أكبر من السكان غير الملقحين. دعمت هذه العلاقة الخطية عندما كانت تغطية اللقاح الفعالة في مجموعة فرعية من السكان بين 20٪ و 80٪. قدمت ثلاث دراسات لتقييم تأثير القطيع على مستوى المجتمع ، وتحديداً عن طريق تطعيم الأطفال ، تقديرات نقطية لتناسب المعادلات الخطية. كانت المعادلة الخطية الملائمة لحماية القطيع في المجموعة المستهدفة للتحصين (الأطفال) أقل تحفظًا قليلاً من المعادلة المنشورة سابقًا لتأثيرات القطيع بشكل عام. كانت المعادلة الخطية المجهزة لحماية القطيع في السكان غير المستهدفين أقل تحفظًا إلى حد كبير من المعادلة المنشورة سابقًا. الاستنتاجات تتطلب هذه الطريقة لتقريب تأثير القطيع تعديلات بسيطة على خط الأساس السنوي لخطر الإنفلونزا في النماذج الثابتة: (1) للفئة العمرية المستهدفة باستراتيجية التطعيم في مرحلة الطفولة (أي الأطفال) و (2)

محلا ، جليل محلا ، سندس ويبف ، جورج

القياسات المسعرية لحرارة التخفيف: QDC → 0 = - nsφL ، sexp ، من المحاليل المائية لـ NaBPh 4 يتم تحديدها عند 25 درجة مئوية في نطاق التركيز: 0 جاذبية الذائبة بسبب الترطيب المحدد لـ BPh 4- أيون في وجود Na +. من أجل تقديم تحليل فيزيائي-كيميائي أعمق لعملية التخفيف لـ NaBPh 4 ، استخدمنا محاكاة الديناميكيات الجزيئية لمخاليط مختلفة من ns NaBPh 4 (0⩽ ns⩽64) وجزيئات الماء TIP3P (2473⩽ nw⩽4024). يتم حساب φL ، sMD مباشرة من حيث الطاقات المولية الظاهرة أو بشكل غير مباشر من حيث الطاقات المولية الجزئية. تظهر نتائج MD أن علامة المنحدر: d φMDL، s / d C حساسة جدًا لتوزيع الشحنة على BPh 4-ion. من ناحية أخرى ، وفقًا لتحليلنا ، يعتمد هذا المنحدر على مساهمة محددة ΦSpe ، s المحددة بواسطة: m dΦ Spe ، s / dm≈- nh [e hw- (ew) b] ، m هي الجزيئية و nh هي رقم الترطيب. تشير الحالة d Φse ، s / d m≫0 ، إلى أن الطاقة الجزيئية لجزيئات الماء: ehw أكثر سلبية من الطاقة الجزيئية (ew) b لجزيئات الماء في المحلول الكتلي. يتم استيفاء هذا الشرط في حالة التفاعل القوي للمذيب الأيوني أو في حالة الماء الكارهة للماء. تظهر نتائج MD المتعلقة بفصل ehw من حيث طاقات ehiw و ehww ، أن روابط H لجزيئات الماء حول BPh 4- أيونات مكسورة جزئيًا: على عكس Na + ion ، لا يمكن لـ BPh 4-ion توجيه ثنائيات أقطاب الماء تمامًا في اتجاه مجالها المحلي. ومع ذلك ، يبدو أن نموذج TIP3P لا يمكن أن يشرح تمامًا تعزيز روابط H لجزيئات الماء في الغلاف الثاني حول BPh 4- أيون ، مقارنةً بروابط H في المحلول السائب. هذا التحليل مهم من حقيقة أن التفاعل الكارهة للماء تحكمه الإمكانات


شاهد الفيديو: دور التحليل الجيني في الكشف عن الأمراض (كانون الثاني 2022).