Large expert-curated database for benchmarking document similarity detection in biomedical literature search

Document recommendation systems for locating relevant literature have mostly relied on methods developed a decade ago. This is largely due to the lack of a large offline gold-standard benchmark of relevant documents that cover a variety of research fields such that newly developed literature search techniques can be compared, improved and translated into practice. To overcome this bottleneck, we have established the RElevant LIterature SearcH consortium consisting of more than 1500 scientists from 84 countries, who have collectively annotated the relevance of over 180 000 PubMed-listed articles with regard to their respective seed (input) article/s. The majority of annotations were contributed by highly experienced, original authors of the seed articles. The collected data cover 76% of all unique PubMed Medical Subject Headings descriptors. No systematic biases were observed across different experience levels, research fields or time spent on annotations. More importantly, annotations of the same document pairs contributed by different scientists were highly concordant. We further show that the three representative baseline methods used to generate recommended articles for evaluation (Okapi Best Matching 25, Term Frequency-Inverse Document Frequency and PubMed Related Articles) had similar overall performances. Additionally, we found that these methods each tend to produce distinct collections of recommended articles, suggesting that a hybrid method may be required to completely capture all relevant articles. The established database server located at https://relishdb.ict.griffith.edu.au is freely available for the downloading of annotation data and the blind testing of new methods. We expect that this benchmark will be useful for stimulating the development of new powerful techniques for title and title/abstract-based search engines for relevant articles in biomedical research.Peer reviewe

Characterization of 3076Ge enriched Broad Energy Ge detectors for GERDA Phase II

The GERmanium Detector Array (Gerda) is a low background experiment located at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso in Italy, which searches for neutrinoless double-beta decay of 76Ge into 76Se + 2e−. Gerda has been conceived in two phases. Phase II, which started in December 2015, features several novelties including 30 new 76Ge enriched detectors. These were manufactured according to the Broad Energy Germanium (BEGe) detector design that has a better background discrimination capability and energy resolution compared to formerly widely-used types. Prior to their installation, the new BEGe detectors were mounted in vacuum cryostats and characterized in detail in the Hades underground laboratory in Belgium. This paper describes the properties and the overall performance of these detectors during operation in vacuum. The characterization campaign provided not only direct input for GerdaPhase II data collection and analyses, but also allowed to study detector phenomena, detector correlations as well as to test the accuracy of pulse shape simulation codes

Submontane Graslandgesellschaften in den Ost-Karpaten (Ukraine)

We performed a survey of grassland communities in the Ukrainian Carpathians with the aim of: (1) syntaxonomically classifying the meso- and subxerophilous grassland vegetation; (2) analysing the main gradients in their species composition; (3) estimating the effect of selected environmental factors on grassland species composition; (4) assessing the species richness of vascular plants and bryophytes in relation to the measured environmental variables. We collected 46 phytosociological relevés during the growing seasons of 2010 and 2011. Species composition and species richness were studied at two spatial scales (1 m² and 16 m²) in relation to soil parameters (soil depth, pH (KCl), content of P, K, Mg, N and C), management regime (mowing, grazing, ploughing in the past and burning), and other factors (altitude, litter cover, open soil, inclination, solar radiation and animal excrement). Seven grassland types were distinguished belonging to 3 classes and 4 alliances, namely the Nardetea strictae including the Violion caninae (mesic pastures at altitudes of 400–600 m mostly on moderate slopes) and the Nardo strictae-Agrostion tenuis (grasslands on moderate slopes at altitudes of 700–900 m usually managed by mowing and grazing the aftermath); the Molinio-Arrhenatheretea, including the Arrhenatherion elatioris (submontane grasslands originated mostly on former fields after their abandonment in the past) and the Cynosurion cristati (intensive pastures); and the Festuco-Brometea including the Cirsio-Brachypodion pinnati (abandoned grasslands dominated by Brachypodium pinnatum and Inula salicina). Detrended correspondence analysis indicated that the major compositional turnover was related to altitude and soil reaction. A canonical correspondence analysis confirmed that altitude had the strongest effect on species composition in the analysed dataset, followed by management treatments (former ploughing, grazing intensity). For vascular plant species richness, regression tree analysis identified grazing intensity as the most important predictor at the 1 m² scale. At the 16 m² scale, soil humus content was evaluated as the most important predictor of vascular plant species richness, followed by litter cover and grazing intensity. The number of bryophytes was not determined by the studied environmental factors at either of the two spatial scales. Although the number of analysed relevés in this study was limited, our results significantly contribute to the understanding of submontane grasslands in the Ukrainian Carpathians.Einleitung: In den ukrainischen Karpaten existieren noch große Flächen naturnahen Graslands, das größtenteils von Hand gemäht oder beweidet wird. Das Gebiet besitzt eine hohe Biodiversität die sich im Grasland stark konzentriert. Das landwirtschaftliche System in den ukrainischen Karpaten entspricht dem high nature value farming, einem Konzept der EU-Agrarpolitik zum Erhalt einer hohen Biodiversität auf landwirtschaftlichen Flächen (BEAUFOY 2007, NUPPENAU et al. 2011). Bislang war das naturnahe Grasland der ukrainischen Karpaten pflanzensoziologisch kaum untersucht. Daher erstellten wir dort in den Jahren 2010 und 2011 insgesamt 46 Vegetationsaufnahmen um (1) das meso- und subxero-phile naturnahe Grasland syntaxonomisch einzuordnen, (2) die floristischen Hauptgradienten zu analysieren und ökologisch zu interpretieren, und um den Einfluss verschiedener Umweltfaktoren auf (3) die Artenzusammensetzung und (4) den Artenreichtum der Gefäßpflanzen und Moose einzuschätzen. Untersuchungsgebiet: Die Studie wurde in folgenden Regionen der ukrainischen Karpaten durchgeführt: Zakarpatska Oblast-Mizhhirskyi Rayon, Volovetskyi Rayon, Khuststkyi Rayon, Rayon und Tyachivskyi Rakhivskyi Rayon, Ivano-Frankovskaja Oblast-Dolynskyi Rayon und Lvivska oblast Skolivskyi Rayon (Abb. 2). Das Ausgangsgestein in den ukrainischen Karpaten wird von wechselnden Schichten des Flysch-Schiefers und Flysch-Sandsteins gebildet; kleinräumig existiert auch Kalkstein oder Granit. Das Klima ist gemäßigt kontinental. Das Untersuchungsgebiet gehört zu den unteren Karpaten mit moderat-hohen Gipfeln (bis 2061 m ü. NN: Hoverla). Die hier präsentierten Vegetationsaufnahmen wurden in Höhenlagen von 137–927 m ü. NN erstellt. Methoden: Während der Vegetationsperiode 2010 und 2011 wurden 46 Vegetationsaufnahmen nach der Braun-Blanquet-Methode mit allen Gefäßpflanzen- und Moosarten erstellt. Die Vegetation wurde auf 1 m²- und 16 m² (4 × 4 m)-Flächen aufgenommen, wobei die 1 m²-Flächen innerhalb der 16 m²-Flächen lagen. Auf den 1 m²-Flächen wurde die Deckung der Arten in Prozentschritten geschätzt während auf den 16 m²-Flächen die neunstufige Braun-Blanquet-Skala verwendet wurde. Für jede Aufnahmefläche wurden die folgenden Bodenparameter und Standortmerkmale erfasst: Bodentiefe, pH (KCl), Gehalte an P, K, Mg, N und C, aktuelle Landnutzung (Mahd, Beweidung, Abbrennen) sowie frühere Ackernutzung, Meereshöhe, Streudeckung, Deckung offener Boden, Hangneigung, Trockenheit und die Präsenz von Tierexkrementen. Die Vegetationsaufnahmen wurden in JUICE 7.0.98 analysiert (TICHÝ 2002, TICHÝ & HOLT 2006). Die Deckungswerte wurden vor den Analysen quadratwurzel-transformiert und die Vegetationsaufnahmen anschließend mit der Ward-Methode mit relativen euklidischen Distanzen analysiert. Eine mit dem Programm CANOCO 4.5 (TER BRAAK & ŠMILAUER 2002) durchgeführte Gradientenanalyse sollte Unterschiede in der Artenzusammensetzung zwischen den Vegetationseinheiten visualisieren. Beziehungen zwischen dem Artenreichtum der Gefäßpflanzen und Moose und 17 Umweltvariablen wurden mit Hilfe von Regressionsbäumen analysiert (BREIMAN et al. 1984). Ergebnisse: Sieben Vegetationstypen aus drei Klassen und vier Ordnungen wurden unterschieden (Beilage S1): Klasse Nardetea strictae → Ordnung Nardetalia strictae → Verbände Violion caninae (Weiden in Höhenlagen von 400–600 m vorwiegend an sanften Hängen) und Nardo strictae-Agrostion tenuis (in Höhenlagen von 700–900 m an sanften Hängen; in der Regel gemäht und anschließend beweidet). Klasse: Molinio-Arrhenatheretea → Ordnung Arrhenatheretalia → Verbände Arrhenatherion elatioris (submontane Wiesen, vorwiegend auf früheren Ackerflächen) und Cynosurion cristati (Inten-sivweiden); Klasse Festuco-Brometea → Ordnung Brachypodietalia → Verband Cirsio-Brachypodion pinnati (Brachen mit Dominanz von Brachypodium pinnatum und Inula salicina). Korrelationen der DCA-Ordinationsachsen mit Ellenberg-Zeigerwerten, Bodenvariablen und Land-nutzungstypen deuteten auf die Meereshöhe und den pH-Wert des Bodens als wichtigste Umweltfaktoren für die Vegetation hin (Abb. 6). Eine kanonische Korrespondenzanalyse (CCA) deutete ebenfalls auf die Meereshöhe als wichtigste Umweltvariable hin, gefolgt von den Landnutzungsvariablen ehemalige Ackernutzung und Beweidungsintensität sowie pH-Wert des Bodens, Abbrennen sowie Phosphor- und Magnesiumgehalt (Tab. 3). Der Gefäßpflanzenartenreichtum war auf den 1 m²-Flächen am stärksten mit der Beweidungsintensität korreliert (Abb. 8) und auf den 16 m²-Flächen mit dem Bodenhumusgehalt, der Streudeckung und Beweidungsintensität (Abb. 9A). Der Moosartenreichtum konnte auf keiner der beiden Raumskalen durch die untersuchten Umweltfaktoren erklärt werden. Am artenreichsten (im Mittel 61 Gefäßpflanzentaxa pro 16 m²) waren montane, regelmässig gemähte Wiesen, die offenbar niemals als Acker genutzt worden waren oder auch nicht intensiv beweidet wurden. Wiesen auf ehemaligen Ackerstandorten zeigten mit 52 Taxa einen mittleren Gäßpflanzenartenreichtum (Tab. 2) während Weiden des Violion caninae und Nardo-Agrostion am artenärmsten waren (45 bzw. 43 Taxa; Abb. 7). Diskussion: Ein direkter Vergleich unserer phytosoziologischen Einteilung mit bereits aus dem Untersuchungsgebiet publizierten Syntaxa wurde nicht vorgenommen, da die betreffenden ukrainischen Pflanzensoziologen einen anderen Klassifikationsansatz, eine andere Skala bei der Schätzung der De-ckungsgrade sowie grössere Aufnahmeflächen (100 m² bis ≥400 m²) verwendet haben. Mit dieser Methodik wurden in den letzten 10 Jahren die Vegetationstypen einiger Nationalparks und Naturschutzgebiete in den ukrainischen Karpaten pflanzensoziologisch klassifiziert (CHORNEY et al. 2005, KLIMUK et al. 2006, TOKARYUK et al. 2009, DERZHYPILSKY et al. 2011). Die Ergebnisse der Studien entsprechen jedoch nur teilweise unseren Einheiten. Schlussfolgerungen: Naturnahes Grasland bildet einen prägenden Bestandteil der Vegetation der Karpaten. Ihre größte Bedrohung sind Änderungen der traditionellen Landnutzung, vor allem aber die Aufgabe der Landnutzung überhaupt. In einigen Regionen ist Intensivierung (meist Überweidung) ein Problem wodurch die Diversität des Graslands erodiert und die Wiesen degradieren. Trotz dieser negativen Entwicklungen stellen die ukrainischen Karpaten für naturnahes Graslands immer noch eine naturschutzfachlich sehr wertvolle Region dar. Die Erkenntnisse dieser Studie sollen zur besseren Kenntnis und zum besseren Verständnis der unterschiedlichen Graslandtypen der Region beitragen

Probing Majorana neutrinos with double-β decay

A discovery that neutrinos are Majorana fermions would have profound implications for particle physics and cosmology. The Majorana character of neutrinos would make possible the neutrinoless double-β (0νββ) decay, a matter-creating process without the balancing emission of antimatter. The GERDA Collaboration searches for the 0νββ decay of 76Ge by operating bare germanium detectors in an active liquid argon shield. With a total exposure of 82.4 kg⋅year, we observe no signal and derive a lower half-life limit of T1/2 > 0.9 × 1026 years (90% C.L.). Our T1/2 sensitivity, assuming no signal, is 1.1 × 1026 years. Combining the latter with those from other 0νββ decay searches yields a sensitivity to the effective Majorana neutrino mass of 0.07 to 0.16 electron volts

Twisting a β-Carotene, an Adaptive Trick from Nature for Dissipating Energy during Photoprotection.

International audienceCyanobacteria possess a family of one-helix high light-inducible proteins (Hlips) that are homologous to light-harvesting antenna of plants and algae. An Hlip protein, high light-inducible protein D (HliD) purified as a small complex with the Ycf39 protein is evaluated using resonance Raman spectroscopy. We show that the HliD binds two different β-carotenes, each present in two non-equivalent binding pockets with different conformations, having their (0,0) absorption maxima at 489 and 522 nm, respectively. Both populations of β-carotene molecules were in all-trans configuration and the absorption position of the farthest blue-shifted β-carotene was attributed entirely to the polarizability of the environment in its binding pocket. In contrast, the absorption maximum of the red-shifted β-carotene was attributed to two different factors: the polarizability of the environment in its binding pocket and, more importantly, to the conformation of its β-rings. This second β-carotene has highly twisted β-rings adopting a flat conformation, which implies that the effective conjugation length N is extended up to 10.5 modifying the energetic levels. This increase in N will also result in a lower S1 energy state, which may provide a permanent energy dissipation channel. Analysis of the carbonyl stretching region for chlorophyll a excitations indicates that the HliD binds six chlorophyll a molecules in five non-equivalent binding sites, with at least one chlorophyll a presenting a slight distortion to its macrocycle. The binding modes and conformations of HliD-bound pigments are discussed with respect to the known structures of LHCII and CP29

Distribution and ecological growth conditions of Utricularia australis R. Br. in Ukraine

The study shows the biodiversity of Utricularia australis from western to northern regions of Ukraine. The environmental conditions of Ukraine are favourable for the spread and formation of phytocenosis involving U. australis, especially on thermoclimatic, cryothermal and continental scale. A broader range of the species’ relation to humidity has been recorded. The research outcome shows the existence of the species in conditions from shallow, parched reservoirs to deep water habitats which allows the species to withstand temporary drying of reservoirs in summer periods. The resilience of U. australis to some water quality parameters, including nitrogen, phosphorus, iron content, colour, pH and organic contamination was higher than in previous studies and Tsyganov’s ecological scales. Thus, due to its wide range of tolerance to the majority of environmental factors, U. australis tends to spread in contemporary climatic conditions in Ukraine. Considering that the species has category “vulnerable” in the country and is listed in the red data book of Ukraine, its conservation status is likely to be revised further