Evaluation of Near-Surface Air Temperature from Reanalysis over the United States and Ukraine: Application to Winter Wheat Yield Forecasting

In this work we evaluate the near-surface air temperature datasets from the ERA-Interim, JRA55, MERRA2, NCEP1, and NCEP2 reanalysis projects. Reanalysis data were first compared to observations from weather stations located on wheat areas of the United States and Ukraine, and then evaluated in the context of a winter wheat yield forecast model. Results from the comparison with weather station data showed that all datasets performed well (r2>0.95) and that more modern reanalysis such as ERAI had lower errors (RMSD ~ 0.9) than the older, lower resolution datasets like NCEP1 (RMSD ~ 2.4). We also analyze the impact of using surface air temperature data from different reanalysis products on the estimations made by a winter wheat yield forecast model. The forecast model uses information of the accumulated Growing Degree Day (GDD) during the growing season to estimate the peak NDVI signal. When the temperature data from the different reanalysis projects were used in the yield model to compute the accumulated GDD and forecast the winter wheat yield, the results showed smaller variations between obtained values, with differences in yield forecast error of around 2% in the most extreme case. These results suggest that the impact of temperature discrepancies between datasets in the yield forecast model get diminished as the values are accumulated through the growing season

NOx formation in apokamp-type atmospheric pressure plasma jets in air initiated by a pulse-repetitive discharge

The decomposition products of atmospheric pressure plasma of repetitive pulsed discharge in apokamp and corona modes were determined by optical and chemical methods. It is shown, that the decomposition products contain mainly nitrogen oxides NOx. A brief review of the plasma- and thermochemical reactions in the pulsed discharges was made. The review and experimental data allow us to explain the reactive oxygen species formation mechanisms in a potential discharge channel with apokamp. The possible applications of this plasma source for treatment of seeds of agricultural crops are discussed

Apokamps produced by repetitive discharges in air

New experimental and computational data on apokamps produced by repetitive discharges in air, including a detailed description of the research techniques used, are presented. It has been shown that plasma bullets–streamers in apokamps at low frequencies could start not only from the bright offshoot but also directly from the discharge channel. The experimental and computational data demonstrate that the visual color of apokamp changes from blue to red as the intensity ratio of the second to the first positive nitrogen system decreases with the decreasing pressure

ВИКОРИСТАННЯ КОМБІНОВАНОГО ГЕПАТОПРОТЕКТОРА “ЛЕСФАЛЬ ВІТ” ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ЛІКУВАННЯ ТА ПРОФІЛАКТИКИ ТОКСИЧНОГО ГЕПАТИТУ В ПАЦІЄНТІВ ІЗ ЛІМФОПРОЛІФЕРАТИВНИМИ ЗАХВОРЮВАННЯМИ

За даними сучасних епідеміологічних і статистичних досліджень, останнім часом в Україні відмічено збільшення зростання частоти захворюваності на хронічну патологію печінки. Перебіг супроводжується виснаженням системи антиоксидантного захисту, на тлі чого розвивається хронічна інтоксикація з метаболічними порушеннями, які негативно впливають на функціональний стан печінки. Мета дослідження – вивчити ефективність застосування комбінованого гепатопротектора “Лесфаль Віт” у складі комплексної терапії у хворих на гемобластози. Матеріали і методи. Під нашим спостереженням перебувало 29 пацієнтів із лімфопроліферативними захворюваннями (5 – із гострими лімфобластними лейкеміями, 15 – із хронічними лімфоїдними лейкеміями, 9 – з неходжкінськими лімфомами: 6 – з неходжкінськими лімфомами з малих лімфоцитів, а 3 хворих – з неходжкінськими лімфомами з великих гранулярних клітин). Вік пацієнтів був від 32 до 67 років. Середня тривалість захворювання становила 5–6 років. Усім хворим проводили ультра­звукове дослідження органів черевної порожнини (УЗД ОЧП) та біохімічні показники функції печінки, а саме, аланінамінотрансфарази (АЛТ), аспартатамінотрансферази (АСТ), білірубіну, лужної фосфатази, тимолової та сулемової проб. Результати досліджень та їх обговорення. Окрім скарг основного захворювання (а це загальна слабість, недомагання, тяжкість у нижніх кінцівках, головокружіння), пацієнтів турбували тяжкість та відчуття розпирання у правому підребер’ї, нудота. Інколи шкіра та слизові оболонки набували жовтяничності. При УЗД ОЧП у 22 хворих спостерігали збільшення розмірів печінки. У середньому вона була збільшена як за рахунок правої частки, так і лівої. У 19 пацієнтів спостерігали підвищення АЛТ та АСТ, в 11 хворих також підвищився білірубін через непряму фракцію. Активність процесу переважно відповідала середньому 58,7 % та вираженому 21,3 % ступеням. У процесі отримання як моно-, так і поліхіміотерапії активність вираження токсичного впливу на стан функції гепатоцитів посилювалася, на що вказували печінкові проби. Так, показники АЛТ та АСТ підвищувалися, також було збільшення лужної фосфатази, білірубіну через непряму фракцію. У 5 хворих на гемобластоз спостерігали жовтяничність шкіри та склер. Висновки. На основі комплексного лікування із застосуванням препарату “Лесфаль Віт” відмічали позитивну динаміку клінічного перебігу основного захворювання, що проявлалася поліпшенням самопочуття, загального стану, зникненням тяжкості в правому підребер’ї. Аналіз показників функціональних проб печінки під впливом терапії показав зниження активності запального процесу в гепатоцитах, на що вказували АЛТ, АСТ, білірубін, лужна фосфатаза. У хворих із мінімальною та середньою активністю ці показники повертались до нормальних величин. У пацієнтів із вираженою активністю дані показники зменшувались. Також встановлено позитивний вплив препарату на білковий метаболізм, про що свідчить підвищення загального білка сироватки крові

Development of Cysteine-Free Fluorescent Proteins for the Oxidative Environment

Molecular imaging employing fluorescent proteins has been widely used to highlight specific reactions or processes in various fields of the life sciences. Despite extensive improvements of the fluorescent tag, this technology is still limited in the study of molecular events in the extracellular milieu. This is partly due to the presence of cysteine in the fluorescent proteins. These proteins almost cotranslationally form disulfide bonded oligomers when expressed in the endoplasmic reticulum (ER). Although single molecule photobleaching analysis showed that these oligomers were not fluorescent, the fluorescent monomer form often showed aberrant behavior in folding and motion, particularly when fused to cysteine-containing cargo. Therefore we investigated whether it was possible to eliminate the cysteine without losing the brightness. By site-saturated mutagenesis, we found that the cysteine residues in fluorescent proteins could be replaced with specific alternatives while still retaining their brightness. cf(cysteine-free)SGFP2 showed significantly reduced restriction of free diffusion in the ER and marked improvement of maturation when fused to the prion protein. We further applied this approach to TagRFP family proteins and found a set of mutations that obtains the same level of brightness as the cysteine-containing proteins. The approach used in this study to generate new cysteine-free fluorescent tags should expand the application of molecular imaging to the extracellular milieu and facilitate its usage in medicine and biotechnology

A SOM-based Chan–Vese model for unsupervised image segmentation

Active Contour Models (ACMs) constitute an efficient energy-based image segmentation framework. They usually deal with the segmentation problem as an optimization problem, formulated in terms of a suitable functional, constructed in such a way that its minimum is achieved in correspondence with a contour that is a close approximation of the actual object boundary. However, for existing ACMs, handling images that contain objects characterized by many different intensities still represents a challenge. In this paper, we propose a novel ACM that combines—in a global and unsupervised way—the advantages of the Self-Organizing Map (SOM) within the level set framework of a state-of-the-art unsupervised global ACM, the Chan–Vese (C–V) model. We term our proposed model SOM-based Chan– Vese (SOMCV) active contourmodel. It works by explicitly integrating the global information coming from the weights (prototypes) of the neurons in a trained SOM to help choosing whether to shrink or expand the current contour during the optimization process, which is performed in an iterative way. The proposed model can handle images that contain objects characterized by complex intensity distributions, and is at the same time robust to the additive noise. Experimental results show the high accuracy of the segmentation results obtained by the SOMCV model on several synthetic and real images, when compared to the Chan–Vese model and other image segmentation models