Maximum-Likelihood Phylogenetic Inference with Selection on Protein Folding Stability.

Despite intense work, incorporating constraints on protein native structures into the mathematical models of molecular evolution remains difficult, because most models and programs assume that protein sites evolve independently, whereas protein stability is maintained by interactions between sites. Here, we address this problem by developing a new meanfield substitution model that generates independent site-specific amino acid distributions with constraints on the stability of the native state against both unfolding and misfolding. The model depends on a background distribution of amino acids and one selection parameter that we fix maximizing the likelihood of the observed protein sequence. The analytic solution of the model shows that the main determinant of the site-specific distributions is the number of native contacts of the site and that themost variable sites are those with an intermediate number of native contacts. The meanfield models obtained, taking into account misfolded conformations, yield larger likelihood than models that only consider the native state, because their average hydrophobicity is more realistic, and they produce on the average stable sequences for most proteins. We evaluated the mean-field model with respect to empirical substitution models on 12 test data sets of different protein families. In all cases, the observed site-specific sequence profiles presented smaller Kullback–Leibler divergence from the mean-field distributions than from the empirical substitution model. Next, we obtained substitution rates combining the mean-field frequencies with an empirical substitution model. The resulting mean-field substitutionmodel assigns larger likelihood than the empiricalmodel to all studied families when we consider sequences with identity larger than 0.35, plausibly a condition that enforces conservation of the native structure across the family. We found that the mean-field model performs better than other structurally constrained models with similar or higher complexity. With respect to the much more complex model recently developed by Bordner and Mittelmann, which takes into account pairwise terms in the amino acid distributions and also optimizes the exchangeability matrix, our model performed worse for data with small sequence divergence but better for data with larger sequence divergence. The mean-field model has been implemented into the computer program Prot_Evol that is freely available at ttp://ub.cbm.uam.es/software/Prot_Evol.phpMinistery of Economy through the grant BFU-40020 to U.B. M.A. was supported by the Spanish Government through the Juan de la Cierva fellowship JCI-2011-10452. Research at the CBMSO is facilitated by the Fundación Ramón ArecesPeer Reviewe

Property income from-whom-to-whom matrices: A dataset based on financial assets–liabilities stocks of financial instrument for Spain

[EN] A common problem in compiling and updating Social Accounting Matrices (SAM) or Input-Output tables is that of incomplete information. In the case of the submatrix ‘Property Income of the Account Allocation of Primary Income’, the information published by the National Bureau of Statistics of Spain (INE) is limited because it is not possible to build the set of from-whom-to-whom sub-matrix on income interest, dividends, securities and rents with only the subtotals presented in the Integrated Economic Accounts (IEA). This because the income distribution received and paid for by each institutional sector required for a financial SAM is not available, i.e. the INE does not break down the data by institutional destination and source. In this sense, our contribution rely on estimating a complete series of from-whom-to-whom matrices of Property Income for the Spanish economy between 1999 and 2016, in which we have devoted special attention to staying in line with the Data Gaps Initiative (DGI-2) recommendation released by the Financial Stability Board (FSB) and the International Monetary Fund (IMF), claiming that more focus is needed on data sets that support the monitoring of risks in the financial sector in response to regulatory and macro-financial emerging policy needs).S

Influence of defects on the irreversible phase transition in the Fe-Pd doped with Co and Mn

The appearance of BCT martensite in Fe-Pd-based ferromagnetic shape memory alloys, which develops at lower temperatures than the thermoelastic martensitic transition, deteriorates the shape memory properties. In a previous work performed in Fe70Pd30, it was shown that a reduction in defects density reduces the non thermoelastic FCT-BCT transformation temperature. In the present work, the influence of quenched-in-defects upon the intensity and temperature of the thermoelastic martensitic (FCC-FCT) and the non thermoelastic (FCT-BCT) transitions in Fe-Pd doped with Co and Mn is studied. Differential scanning calorimetric and mechanical spectroscopy studies demonstrate that a reduction in the dislocation density the stability range of the FCC-FCT reversible transformation in Fe67Pd30Co3 and Fe66.8Pd30.7Mn2.5 ferromagnetic shape memory alloys.Fil: Bonifacich, Federico Guillermo. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas Ingeniería y Agrimensura. Escuela de Ingeniería Eléctrica. Laboratorio de Extensión e Investigación en Materiales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Lambri, Osvaldo Agustin F.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas Ingeniería y Agrimensura. Escuela de Ingeniería Eléctrica. Laboratorio de Extensión e Investigación en Materiales; ArgentinaFil: Gargicevich, Damian. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas Ingeniería y Agrimensura. Escuela de Ingeniería Eléctrica. Laboratorio de Extensión e Investigación en Materiales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Zelada, Griselda Irene. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas Ingeniería y Agrimensura. Escuela de Ingeniería Eléctrica. Laboratorio de Extensión e Investigación en Materiales; ArgentinaFil: Pérez Landazábal, J. I.. Universidad Publica de Navarra; EspañaFil: Recarte, V.. Universidad Publica de Navarra; EspañaFil: Sánchez Alarcos, V.. Universidad Publica de Navarra; Españ

Potential vorticity of the south polar vortex of Venus

©2016. American Geophysical UnionVenus' atmosphere shows highly variable warm vortices over both of the planet's poles. The nature of the mechanism behind their formation and properties is still unknown. Potential vorticity is a conserved quantity when advective processes dominate over friction and diabatic heating and is a quantity frequently used to model balanced flows. As a step toward understanding the vortices' dynamics, we present maps of Ertel's potential vorticity (EPV) at Venus' south polar region. We analyze three configurations of the south polar vortex at the upper cloud level (P ~ 240 mbar; z ~ 58 km), based on our previous analyses of cloud motions and thermal structure from data acquired by the Visual and InfraRed Thermal Imaging Spectrometer instrument on board Venus Express. Additionally, we tentatively estimate EPV at the lower cloud level (P ~ 2200 mbar; z ~ 43 km), based on our previous wind measurements and on static stability data from Pioneer Venus and the Venus International Reference Atmosphere (VIRA) model. Values of EPV are on the order of 10−6 and 10−8 K m2 kg−1 s−1 at the upper and lower cloud levels, respectively, being 3 times larger than the estimated errors. The morphology observed in EPV maps is mainly determined by the structures of the vertical component of the relative vorticity. This is in contrast to the vortex's morphology observed in 3.8 or 5 µm images which are related to the thermal structure of the atmosphere at the cloud top. Some of the EPV maps point to a weak ringed structure in the upper cloud, while a more homogenous EPV field is found in the lower cloud

Algunas aplicaciones de la distribución de probabilidad de los neutrones espalados por protones de alta energía

Un material de número atómico elevado se denomina blanco de espalación, cuando sobre el mismo colisionan protones de alta energía. Los protones deben tener una longitud de onda de de Broglie muy inferior al tamaño del núcleo del blanco; en estas condiciones colisionan directamente con los nucleones del blanco. En cada colisión el protón arranca un nucleón; si el nucleón arrancado es un protón, éste se convierte en un nuevo protón secundario de espalación(1). La reacción es muy semejante al efecto Compton en la corteza electrónica. El resultado de la espalación es doble; de un lado, se calienta el blanco a causa de la deposición de energía de los protones secundarios; del otro, se emiten neutrones(2). En el caso de que incida una corriente de protones, el blanco se convierte en una fuente de neutrones de intensidad proporcional a la corriente. Mediante este proceso se pueden diseñar fuentes de neutrones de muy alta intensidad, varios órdenes de magnitud superiores a las típicas de (,n). Las fuentes de espalación se utilizan para irradiar materiales con neutrones(3). Se utilizarán también en la incineración de residuos nucleares con reactores subcríticos tipo ADS(4). Sin duda, el parámetro clave de diseño de estas fuentes es el número medio de neutrones por protón, que depende del material y la geometría del blanco, así como de la energía del protón incidente. El material suele ser un metal de número atómico alto y punto de fusión elevado; típicamente, Pb, W, Ta, Hg. La geometría, un cilindro de altura del orden del rango de los protones incidentes en el material. La energía del protón incidente, del orden de 1000 MeV; debe ser como mínimo superior a la energía media de enlace de los nucleones en los núcleos del blanco. Se dispone de correlaciones empíricas y códigos de cálculo para estimar el número medio de neutrones por protón(5). En la literatura pueden encontrarse además, medidas de la distribución de probabilidad de la multiplicidad de neutrones(6); esto es, la probabilidad de que un protón produzca N neutrones de espalación. Estas distribuciones son complejas ya que los neutrones pueden resultar de la colisión con el protón incidente o con los protones secundarios. Las distribuciones de probabilidad también tienen utilidad. En este trabajo se desarrollan dos aplicaciones. Una de ellas es el cálculo del factor de Diven(7), que aparece en la estima de las incertidumbres cuando se miden neutrones procedentes de una fuente de espalación. Otra, es el concepto de ‘blanco intermedio’ de espalación. Un blanco de espesor fino produce pocos neutrones, por lo que no es de utilidad; un blanco grueso, es grande y le quita reactividad al ADS, por lo que no siempre es la mejor opción. Entre ambos existe un espesor correspondiente a un blanco intermedio, que se puede precisar con el uso de las distribuciones de probabilidad

Obtención por medio de análisis de ruido del cuarto polo de un sensor capacitivo de presión

Los sensores capacitivos tipo Rosemount utilizados para la medida de la presión y el caudal en las centrales nucleares pueden monitorizarse por medio de la técnica de análisis de ruido. Gracias a esta técnica se puede medir el tiempo de respuesta del sensor, magnitud utilizada para su vigilancia, sin interrumpir la operación de la planta. Hasta ahora el modelo del sensor había empleado una función de transferencia con tres polos, dos complejos conjugados y uno real. No obstante, el trabajo en laboratorio ha demostrado que el sensor posee dos polos reales en vez de uno, y que éstos determinan el valor del tiempo de respuesta. Por tanto, podría aplicarse el análisis de ruido basado en el Dynamic Data System, y sería posible obtenerlos con un ajuste autorregresivo de su PSD empleando cuatro coeficientes. En este trabajo, las señales tomadas de la planta se analizan y se consigue encontrar el segundo polo real, evaluando así su contribución al tiempo de respuesta

The coverage factor in a Flatten-Gaussian distribution

DAccording to the Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, a coverage factor that produces an expanded uncertainty having an approximate level of confidence is recommended in the final expression of the measurement result. The numerical value for the coverage factor depends on the probability density function. When a Type A evaluation following a Gaussian (normal) distribution is combined with a Type B one following a rectangular distribution, the resulting probability density function is neither Gaussian nor rectangular, but similar to both, which we term a Flatten–Gaussian probability density function. The variance of such a function is the combined variance in the usual way, but the coverage factor must be calculated

Aplicación de las transformadas de Hilbert a la dinámica de una pala de aerogenerador

Las oscilaciones de las palas de un aerogenerador son semejantes a las de las vigas empotradas con un extremo fijo. Las palas suelen estar fabricadas con fibra de vidrio y su geometría no es constante. Además son huecas por dentro, de manera que los coeficientes de la ecuación diferencial de la oscilación no son constantes. En este trabajo se miden las frecuencias de vibración del extremo libre de una pala; los resultados se usan para validar los cálculos teóricos. En el análisis de la señal interesa también una estimación del rozamiento amortiguamiento asociado a cada modo de vibración. El rozamiento se puede obtener de la anchura de cada resonancia, ajustándola a una forma funcional de tipo Breit-Wigner. También es posible resolver un problema inverso: a partir de las medidas registradas de oscilación, estimar los coeficientes de una ecuación diferencial que reproduce las oscilaciones. La herramienta para este caso es la transformada de Hilbert. Además, si se aplica la descomposición de modos empíricos de Hilbert Huang a las medidas, se obtienen dos modos empíricos, encontrándose en este trabajo que la duración del modo de mayor frecuencia es indicativa del rozamiento

Varianza de la medida de neutrones con fuente de espalación

Cuando un protón de energía superior a 1000 MeV incide sobre un blanco de masa atómica elevada, típicamente plomo, se produce el fenómeno de la espalación. La longitud de onda de De Broglie del protón es mucho más pequeña que el tamaño del núcleo, de manera que éste no ve al núcleo sino a los nucleones. El protón cede su energía en varios choques arrancando nucleones. Los neutrones emitidos se denominan neutrones de espalación. Aumentando la energía de los protones y la intensidad del haz con un acelerador, se consiguen fuentes muy intensas de neutrones rápidos(1). Las fuentes de espalación son componentes básicos de un ADS(2) para mantener un alto flujo neutrónico en el reactor subcrítico; pero también se pueden emplear en otras muchas aplicaciones, tales como prueba de materiales, medicina, etc. A diferencia con las tradicionales fuentes radiactivas (,n) no siguen la estadística de Poisson(1),(3), La razón fundamental de la diferencia es la multiplicidad de neutrones por cada protón acelerado. Por tanto, en el proceso de medida con contadores de neutrones, no se cumple la famosa relación ‘varianza/media = 1’. Esta relación debe ser corregida para asignar incertidumbres a las medidas. La solución de la ecuación de Fokker-Planck(4) es la función generadora de momentos del proceso aleatorio asociado a la espalación. Calculando la relación entre los momentos de orden 2 y orden 1 en función de la multiplicidad de neutrones, se obtiene la corrección a la relación de Poisson para la varianza. En general, la distribución de probabilidades del número de neutrones emitidos por protón depende del material del blanco, geometría y energía del protón incidente. La ecuación de Fokker-Planck no requiere su conocimiento explícito, aunque si hace falta para estimar el factor de cobertura de la desviación típica. Con ideas básicas de la Física Nuclear se puede demostrar que la distribución de probabilidades es esencialmente asimétrica, por lo que, en rigor, se requiere un intervalo de confianza más bien que un factor de cobertura. Afortunadamente, el teorema de Chebyshev(3) acota el nivel de incertidumbre. Las medidas experimentales(5) confirman los cálculos básicos relativos al número medio de neutrones emitidos por protón. Las medidas de la distribución de probabilidad son, sin embargo, específicas de cada situación; lo que, en este trabajo, se considera en la discusión de resultados. En la práctica, la corrección a la varianza por causa de la multiplicidad es suficiente para estimar la incertidumbre en muchos casos