Flexible taxonomic assignment of ambiguous sequencing reads

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>To characterize the diversity of bacterial populations in metagenomic studies, sequencing reads need to be accurately assigned to taxonomic units in a given reference taxonomy. Reads that cannot be reliably assigned to a unique leaf in the taxonomy (<it>ambiguous reads</it>) are typically assigned to the lowest common ancestor of the set of species that match it. This introduces a potentially severe error in the estimation of bacteria present in the sample due to false positives, since all species in the subtree rooted at the ancestor are implicitly assigned to the read even though many of them may not match it.</p> <p>Results</p> <p>We present a method that maps each read to a node in the taxonomy that minimizes a penalty score while balancing the relevance of precision and recall in the assignment through a parameter <it>q</it>. This mapping can be obtained in time linear in the number of matching sequences, because LCA queries to the reference taxonomy take constant time. When applied to six different metagenomic datasets, our algorithm produces different taxonomic distributions depending on whether coverage or precision is maximized. Including information on the quality of the reads reduces the number of unassigned reads but increases the number of ambiguous reads, stressing the relevance of our method. Finally, two measures of performance are described and results with a set of artificially generated datasets are discussed.</p> <p>Conclusions</p> <p>The assignment strategy of sequencing reads introduced in this paper is a versatile and a quick method to study bacterial communities. The bacterial composition of the analyzed samples can vary significantly depending on how ambiguous reads are assigned depending on the value of the <it>q </it>parameter. Validation of our results in an artificial dataset confirm that a combination of values of <it>q </it>produces the most accurate results.</p

ToyLIFE: a computational framework to study the multi-level organisation of the genotype-phenotype map

The genotype-phenotype map is an essential object to understand organismal complexity and adaptability. However, its experimental characterisation is a daunting task. Thus, simple models have been proposed and investigated. They have revealed that genotypes differ in their robustness to mutations; phenotypes are represented by a broadly varying number of genotypes, and simple point mutations suffice to navigate the space of genotypes while maintaining a phenotype. Nonetheless, most current models focus only on one level of the map (folded molecules, gene regulatory networks, or networks of metabolic reactions), so that many relevant questions cannot be addressed. Here we introduce toyLIFE, a multi-level model for the genotype-phenotype map based on simple genomes and interaction rules from which a complex behaviour at upper levels emerges - remarkably plastic gene regulatory networks and metabolism. toyLIFE is a tool that permits the investigation of how different levels are coupled, in particular how and where mutations affect phenotype or how the presence of certain metabolites determines the dynamics of toyLIFE gene regulatory networks. The model can easily incorporate evolution through more complex mutations, recombination, or gene duplication and deletion, thus opening an avenue to explore extended genotype-phenotype maps.This work was supported through projects FIS2011-22449 (CFA, PC and JAC) and FIS2011{27569 (SM) of the Spanish MINECO.Publicad

Taxonomic assignment in metagenomics with TANGO

One of the main computational challenges facing metagenomic analysis is the taxonomic identification of short DNA fragments. The combination of sequence alignment methods with taxonomic assignment based on consensus can provide an accurate estimate of the microbial diversity in a sample. In this note, we show how recent improvements to these consensus methods, as implemented in the latest release of the TANGO tool, can provide an improved estimate of diversity in simulated datasets.Peer ReviewedPostprint (published version

¿Afectan las desigualdades de género a la inseguridad alimentaria en Iberoamérica?

Antecedentes/Objetivos: Pese a que los países Iberoamericanos intentan desarrollar políticas de intervención contra la inseguridad alimentaria, sigue elevada e incontrolada. La influencia de factores como la riqueza del país está demostrada, mucho menos de otros factores como las desigualdades de género. Se pretende analizar la relación entre la inseguridad alimentaria y las desigualdades de género en los países iberoamericanos, con énfasis en Ecuador. Métodos: Estudio transversal ecológico, año 2012, que utiliza el país como unidad de análisis, sobre la relación del indicador compuesto de desigualdad de género (IDG: 0 igualdad y 1 desigualdad) y la seguridad alimentaria: suministro de proteínas promedio (SP), intensidad del déficit alimentario (DA), y prevalencia de subnutrición (SN) en los 19 países Iberoamericanos, controlada por PIB. Fuentes de información: estadísticas de las Naciones Unidas, Comisión Económica para América Latina y el Caribe, Banco Mundial, y FAO. Se realiza modelo de regresión lineal simple y múltiple para analizar la asociación entre el IDG y variables de seguridad alimentaria. Resultados: Controlando por PIB de los países iberoamericanos, se detecta una asociación significativa entre: 1. el suministro de proteína promedio y el IDG R2 = 81,6% (p = 0,02), en el sentido que a mayor desigualdad de género menor suministro de proteínas. 2. la intensidad del déficit alimentario y el IDG R2 = 48,7% (p = 0,05), siendo que a mayor desigualdad de género mayor frecuencia de la intensidad del déficit alimentario. No se detecta asociación entre la prevalencia de subnutrición y el IDG de los países analizados. Pero se asocia con componentes del IDG, como con la mortalidad materna R2 = 56,9% (p = 0,001). También se asocia de forma inversa: con la fertilidad en adolescentes R2 = 41% (p = 0,04), y con el nivel de educación de las mujeres R2 = 55,1% (p = 0,002) y hombres R2 = 43,2% (p = 0,03), pues a mayor nivel de educación menor prevalencia de subnutrición. Conclusiones: Las desigualdades de género explican una parte importante de la variabilidad de la disponibilidad y acceso inadecuado a los alimentos de los países iberoamericanos, pues a mayor desigualdad de género menor suministro de proteínas y mayor frecuencia de la intensidad del déficit alimentario. Además, la mayor prevalencia de subnutrición se asocia a mayor prevalencia de mortalidad materna. Así como la educación se mantiene asociada a la subnutrición como factor protector. Aplicar la perspectiva de género incrementaría la potencialidad del programa del buen vivir de Ecuador como ejemplo para aquellos países Iberoamericanos interesados en mejorar su seguridad alimentaria.Proyecto Prometeo. SENESCYT, Ecuador

Efecto de la democracia en la seguridad y soberanía alimentaria de los países iberoamericanos. Año 2012

Antecedentes/Objetivos: El impacto de la democracia en indicadores de mortalidad infantil, materna y en esperanza de vida ha sido demostrado. Objetivo: explorar la relación entre la democracia y la soberanía y seguridad alimentaria en Iberoamérica, considerando la riqueza de los países en 2012. Métodos: Estudio transversal ecológico, que utiliza el país como unidad de análisis sobre la relación entre el índice de libertad (como proxy de la democracia) y las variables de 1. Soberanía alimentaria: Bajo peso al nacer, desnutrición aguda y crónica infantil, % de población bajo la línea de pobreza; y 2. Seguridad alimentaria: prevalencia de subnutrición, acceso agua potable, suministro de proteínas promedio, y intensidad del déficit alimentario. Fuentes información: Estadísticas de Naciones Unidas, Banco Mundial, FAO, Freedom House. Todos los datos son referidos a 2012. Los países se estratificaron según su nivel de riqueza (Producto interior bruto-PIB) siguiendo la clasificación del Banco Mundial: baja, media, alta. También se clasificó la democracia en 3 categorías según Freedom House: países libres, medianamente libres y dictaduras. Se realizó un modelo de regresión lineal simple, y ajustado para controlar el efecto potencial de la riqueza del país. Resultados: El índice de libertad de los países estudiados, controlado por el PIB, se detecta asociado especialmente a la soberanía alimentaria. En concreto, se asocia a la desnutrición aguda infantil R2 = 49,8% (p = 0,02), desnutrición crónica infantil R2 = 51,4% (p = 0,04), y al % de población bajo la línea de pobreza R2 = 61,6% (p = 0,002). De los indicadores de seguridad alimentaria, solo el acceso al agua potable se detecta asociado R2 = 60,3% (p = 0,01), el consumo de proteínas promedio se asocia al índice de libertad, pero al controlar por el PIB se pierde la asociación. Conclusiones: La economía de los países Iberoamericanos pierde peso en la influencia sobre la seguridad y soberanía alimentaria al considerar su nivel de democracia. Este estudio muestra una fuerte asociación positiva de importantes condiciones como la desnutrición infantil y el acceso al agua potable con los derechos políticos y las libertades civiles, los cuales son políticamente modificables.Proyecto Prometeo. SENESCYT. Ecuador

Gobernanza en Iberoamérica: un reto para su seguridad y soberanía alimentaria

Antecedentes/Objetivos: El discurso político sobre el reto de la desnutrición ha aumentado y llevado a acuerdos nacionales e internacionales. Pero existe un nivel crucial de acción descuidado, centrado en los entornos y procesos que sustentan las políticas y su implementación. Se pretende analizar los factores de la gobernanza que influyen en el impulso de las políticas de nutrición en Iberoamérica, comparándolos con un grupo de países desarrollados, en 2012. Métodos: Estudio transversal ecológico para 2012, que utiliza el país como unidad de análisis (iberoamericanos, Canadá, nórdicos y España) sobre relación entre la gobernanza y 1. Seguridad alimentaria (SeA) y 2. Soberanía alimentaria (SoA). Fuentes información: Estadísticas de Naciones Unidas, Banco Mundial, FAO y UNICEF. Se realizo un modelo de regresión lineal simple, y ajustado por riqueza. Resultados: Controlado por la riqueza del país se detectan asociaciones entre las variables de seguridad alimentaria y soberanía alimentaria con las de gobernanza: La efectividad gubernamental se relaciona con el acceso al agua R2 = 67,4% (p = 0,002), prevalencia de subnutrición R2 = 44,9% (p = 0,02) intensidad déficit alimentario R2 = 51,5% (p = 0,03), desnutrición aguda R2 = 52,1% (p = 0,01). La voz y rendición de cuentas con el acceso al agua R2 = 66,4% (p = 0,003), desnutrición aguda R2 = 49,1% (p = 0,02). El estado de derecho con el acceso al agua R2 = 66,4% (p = 0,003), desnutrición aguda R2 = 51,1% (p = 0,01). El control de la corrupción con el acceso al agua R2 = 71,4% (p = 0,01), desnutrición aguda R2 = 49,8% (p = 0,02). La transparencia con el acceso al agua R2 = 69,5% (p = 0,001), desnutrición aguda R2 = 50,9% (p = 0,01). Y la calidad regulatoria con el acceso al agua R2 = 55,4% (p = 0,05) y desnutrición aguda R2 = 52,9% (p = 0,009). Conclusiones: La efectividad gubernamental es la condición de la gobernanza más ligada a la seguridad y soberanía alimentaria en los países Iberoamericanos. La disponibilidad de agua potable mejorada, se relaciona con todas las categorías de la gobernanza, y la desnutrición aguda con la mayoría. Siendo importante el impulso político para dar respuesta a la población vulnerable necesitada, las intervenciones para fomentar la disponibilidad, utilización y acceso a los alimentos todavía precisan mejorar y evaluar los procesos de toma de decisiones, y los procesos por los que las decisiones son implementadas, o no.Proyecto Prometeo. SENESCYT, Ecuador

Special issue on recent advances in quality control of bridges and structures

[Excerpt] Many European bridge structures are decades old and need to be refurbished, or even to be replaced. However, the high fnancial investment hinders this, making the extension of their service life the only available choice in the short term. Recognizing and assessing current risk, reducing vulnerabilities through appropriate actions and monitoring the behavior of these structures are thus possible immediate routes to solve this problem.- (undefined

The influence of maturation, fitness, and hormonal indices on minutes played in elite youth soccer players: a cross-sectional study

BACKGROUND: The main purpose of this study was to investigate the relationships between minutes played (MP) with maturity status, fitness, and hormonal levels, and to quantify their influence on minutes played. METHODS: Twenty-four elite youth soccer players under-16 years participated in this study, over a full-season period. Anthropometric measures, maturity status, hormonal and physical fitness levels were collected. Participants were monitored during the season. After the end-season, players were assessed in 6 different tests over a four-day period. RESULTS: The maximum oxygen consumption (V̇O(2max)) was strongly correlated with MP (r = 0.75), maturity offset (r = 0.52), and countermovement jump (r = 0.53). Multiple linear regression explained 76% of MP (F (8, 15) = 6.05, p = 0.001), with an R2 of 0.76. Moreover, Growth hormone (GH) and V̇O(2max). were the most influential factors in MP (F (2, 21) = 17.92, p ≤ 0.001), with an R2 of 0.63. CONCLUSION: High levels of GH and V̇O(2max) have a preponderant role in MP by elite youth soccer players, it appears to be more pragmatic to consider other contextual dimensions, as they can impact selection for competition and minutes of participation in a match

Too Many Is Too Bad: Long-Term Net Negative Effects of High Density Ungulate Populations on a Dominant Mediterranean Shrub

Plant–animal interactions imply costs and benefits with net balance depending on interacting species and ecological context. Ungulates, in particular, confer costs (e.g., plant leaf consumption, flower bud predation) and benefits (e.g., plant overcompensation, seed dispersal) to plants. Magnitude of costs and benefits may be altered by habitat management or ecological conditions favoring high density ungulate populations. Little is known however on whether plant costs or benefits predominate over the years, or the long-term outcomes of plant-animal interactions in habitat types sustaining high density ungulate populations. We investigated how high density ungulate populations alter plant costs and benefits by quantifying ungulate long-term effects on the shrub Cistus ladanifer (Cistaceae) individual size, seed weight and number, seed bank, and population density, through a 12-year ungulate exclusion experiment in a Mediterranean scrubland. We monitored plant size and flower buds in plants exposed or protected from ungulates and number of developed capsules and seeds consumed (potential seed dispersal) by ungulates during three reproductive seasons. We found that ungulates negatively affected shrub size and led to a dramatically decline of shrub reproductive structures and seed production, affecting the plant reproductive cycle. Number of buds was 27 times higher and number of developed seed 5 times higher in ungulate-excluded as compared to ungulate-exposed plots. After 9 years of ungulate exclusion, the C. ladanifer seed bank was 2.6 times higher in ungulate-excluded plots. The population density of C. ladanifer was 4 times higher in ungulate-excluded plots. Our long-term experiment showed that high density ungulate populations can alter plant-animal interactions by reducing plant benefits and increasing plant costs.Peer reviewe