Modelagem quantitativa de especificidades de ligação do fator de transcrição usando a forma do DNA: acaso? necessidade? design inteligente?

quarta-feira, abril 29, 2015

Quantitative modeling of transcription factor binding specificities using DNA shape

Tianyin Zhoua,1, Ning Shenb,c,1, Lin Yanga, Namiko Abed, John Hortonc,e, Richard S. Mannd,f, Harmen J. Bussemakerf,g, Raluca Gordânc,e,2, and Remo Rohsa,2

Author Affiliations

aMolecular and Computational Biology Program, Departments of Biological Sciences, Chemistry, Physics, and Computer Science, University of Southern California, Los Angeles, CA 90089;

Departments of bPharmacology and Cancer Biology and
eBiostatistics and Bioinformatics and

cCenter for Genomic and Computational Biology, Duke University, Durham, NC 27708;

Departments of dBiochemistry and Molecular Biophysics and

fSystems Biology, Columbia University, New York, NY 10032; and

gDepartment of Biological Sciences, Columbia University, New York, NY 10027

Edited by Steven Henikoff, Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle, WA, and approved February 13, 2015 (received for review November 18, 2014)


Genomes provide an abundance of putative binding sites for each transcription factor (TF). However, only small subsets of these potential targets are functional. TFs of the same protein family bind to target sites that are very similar but not identical. This distinction allows closely related TFs to regulate different genes and thus execute distinct functions. Because the nucleotide sequence of the core motif is often not sufficient for identifying a genomic target, we refined the description of TF binding sites by introducing a combination of DNA sequence and shape features, which consistently improved the modeling of in vitro TF−DNA binding specificities. Although additional factors affect TF binding in vivo, shape-augmented models reveal binding specificity mechanisms that are not apparent from sequence alone.


DNA binding specificities of transcription factors (TFs) are a key component of gene regulatory processes. Underlying mechanisms that explain the highly specific binding of TFs to their genomic target sites are poorly understood. A better understanding of TF−DNA binding requires the ability to quantitatively model TF binding to accessible DNA as its basic step, before additional in vivo components can be considered. Traditionally, these models were built based on nucleotide sequence. Here, we integrated 3D DNA shape information derived with a high-throughput approach into the modeling of TF binding specificities. Using support vector regression, we trained quantitative models of TF binding specificity based on protein binding microarray (PBM) data for 68 mammalian TFs. The evaluation of our models included cross-validation on specific PBM array designs, testing across different PBM array designs, and using PBM-trained models to predict relative binding affinities derived from in vitro selection combined with deep sequencing (SELEX-seq). Our results showed that shape-augmented models compared favorably to sequence-based models. Although both k-mer and DNA shape features can encode interdependencies between nucleotide positions of the binding site, using DNA shape features reduced the dimensionality of the feature space. In addition, analyzing the feature weights of DNA shape-augmented models uncovered TF family-specific structural readout mechanisms that were not revealed by the DNA sequence. As such, this work combines knowledge from structural biology and genomics, and suggests a new path toward understanding TF binding and genome function.

protein−DNA recognition statistical machine learning support vector regression protein binding microarray DNA structure



Explica aí, Darwin - mero acaso, fortuita necessidade ou 100% design inteligente???

DNA - 150 anos de uma descoberta científica maravilhosa

sábado, abril 25, 2015

Centríolos contribuídos paternalmente persistem nos embriões de C. elegans: portadores de informação genética???

sexta-feira, abril 24, 2015

Cell Research advance online publication 24 April 2015; doi: 10.1038/cr.2015.49

Paternally contributed centrioles exhibit exceptional persistence in C. elegans embryos


Fernando R Balestra1, Lukas von Tobel1 and Pierre Gönczy1

1Swiss Institute for Experimental Cancer Research (ISREC), School of Life Sciences, Swiss Federal Institute of Technology (EPFL) Lausanne, Switzerland

Correspondence: Pierre Gönczy, E-mail:

Dear Editor:
The two gametes make different contributions to the zygote at fertilization. Although both gametes contribute genetic material, in most animal species the oocyte donates the bulk of cytoplasmic constituents and cellular organelles, including mitochondria, whereas the sperm donates two centrioles. Centrioles are microtubule-based organelles that serve as templates for the axoneme of cilia and flagella across eukaryotic evolution, and as platforms for centrosome assembly in most animal cells1. How long the two centrioles contributed by the sperm persist in the developing embryo is not known in any system. More generally, although centrioles are reputed to be stable structures, the extent to which their constituents persist over several cell cycles has been scarcely studied. Two instances of centriolar components being stable for one (α/β tubulin in mammalian cells) or two (SAS-4 in C. elegans) cell cycles have been reported2,3,4, but whether these and other centriolar components remain stable for more cell cycles is not known.
We used C. elegans as a model system to assess the persistence of centriolar components in the context of a developing organism. We utilized a marked mating experimental strategy to specifically mark paternally contributed centriolar components and assess their persistence throughout embryonic development (Figure 1Aand Supplementary information, Data S1). In brief, feminized fog-2 (q71) mutant worms lacking sperm were mated with males expressing a given centriolar protein fused to GFP, and the resulting embryos were analyzed using immunofluorescence with antibodies against GFP and the pan-centriolar marker IFA. Five evolutionarily conserved proteins (SPD-2, ZYG-1, SAS-4, SAS-5 and SAS-6) are specifically required for centriole formation in C. elegans1, a process that also requires the centriolar constituents α/β-tubulin5,6. For our analysis, we selected SAS-4, which has been reported to persist for two cell cycles in C. elegans3,4, as well as the β-tubulin protein TBB-2, since centriolar α/β tubulin has been shown to persist for one cell cycle in mammalian cells2. Moreover, we analyzed the behavior of SAS-6, the founding member of a protein family critical for the onset of centriole assembly across eukaryotic evolution7,8.
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Medidas da constante gravitacional de Newton e a duração do dia

quarta-feira, abril 22, 2015

EPL (Europhysics Letters) Volume 110 Number 1

Measurements of Newton's gravitational constant and the length of day

J. D. Anderson1,5, G. Schubert2, V. Trimble3 and M. R. Feldman4

1 Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology - Pasadena, CA 91109, USA 

2 Department of Earth, Planetary and Space Sciences, University of California, Los Angeles Los Angeles, CA 90095, USA 

3 Department of Physics and Astronomy, University of California Irvine - Irvine, CA 92697, USA

4 Private researcher - Los Angeles, CA 90046, USA 

5 Retired. 

J. D. Anderson et al 2015 EPL 110 10002


About a dozen measurements of Newton's gravitational constant, G, since 1962 have yielded values that differ by far more than their reported random plus systematic errors. We find that these values for G are oscillatory in nature, with a period of , an amplitude of , and mean-value crossings in 1994 and 1997. However, we do not suggest that G is actually varying by this much, this quickly, but instead that something in the measurement process varies. Of other recently reported results, to the best of our knowledge, the only measurement with the same period and phase is the Length of Day (LOD —defined as a frequency measurement such that a positive increase in LOD values means slower Earth rotation rates and therefore longer days). The aforementioned period is also about half of a solar activity cycle, but the correlation is far less convincing. The 5.9 year periodic signal in LOD has previously been interpreted as due to fluid core motions and inner-core coupling. We report the G/LOD correlation, whose statistical significance is 0.99764 assuming no difference in phase, without claiming to have any satisfactory explanation for it. Least unlikely, perhaps, are currents in the Earth's fluid core that change both its moment of inertia (affecting LOD) and the circumstances in which the Earth-based experiments measure G. In this case, there might be correlations with terrestrial-magnetic-field measurements.

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A detecção de um espaço super vazio alinhado com o ponto frio da radiação cósmica de fundo

Detection of a supervoid aligned with the cold spot of the cosmic microwave background

István Szapudi1,★, András Kovács2,3,4, Benjamin R. Granett5, Zsolt Frei2,3, Joseph Silk6, Will Burgett1, Shaun Cole7, Peter W. Draper7, Daniel J. Farrow7, Nicholas Kaiser1, Eugene A. Magnier1, Nigel Metcalfe7, Jeffrey S. Morgan1, Paul Price8, John Tonry1 and Richard Wainscoat1

- Author Affiliations

1Institute for Astronomy, University of Hawaii 2680 Woodlawn Drive, Honolulu, HI 96822, USA

2Institute of Physics, Eötvös Loránd University, Pázmány Péter sétány 1/A, 1117 Budapest, Hungary

3MTA-ELTE EIRSA ‘Lendület’ Astrophysics Research Group, Pázmány Péter sétány 1/A, 1117 Budapest, Hungary

4Institut de Física d'Altes Energies, Universitat Autónoma de Barcelona, E-08193 Bellaterra (Barcelona), Spain

5INAF OA Brera, Via E. Bianchi 46, I-23807 Merate, Italy

6Department of Physics and Astronomy, The Johns Hopkins University, Baltimore, MD 21218, USA

7Department of Physics, Durham University, South Road, Durham DH1 3LE, UK

8Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, Princeton, NJ 08544, USA


  • Accepted 2015 March 4.

  • Received 2015 February 24.

  • In original form 2014 May 6.

  • First published online April 19, 2015.

We use the WISE-2MASS infrared galaxy catalogue matched with Pan-STARRS1 (PS1) galaxies to search for a supervoid in the direction of the cosmic microwave background (CMB) cold spot (CS). Our imaging catalogue has median redshift z ≃ 0.14, and we obtain photometric redshifts from PS1 optical colours to create a tomographic map of the galaxy distribution. The radial profile centred on the CS shows a large low-density region, extending over tens of degrees. Motivated by previous CMB results, we test for underdensities within two angular radii, 5°, and 15°. The counts in photometric redshift bins show significantly low densities at high detection significance, ≳5σ and ≳6σ, respectively, for the two fiducial radii. The line-of-sight position of the deepest region of the void is z ≃ 0.15–0.25. Our data, combined with an earlier measurement by Granett, Szapudi & Neyrinck, are consistent with a largeRvoid = (220 ± 50) h−1 Mpc supervoid with δm ≃ −0.14 ± 0.04 centred at z = 0.22 ± 0.03. Such a supervoid, constituting at least a ≃3.3σ fluctuation in a Gaussian distribution of the Λ cold dark matter model, is a plausible cause for the CS.

Key words


Substituto da ciência: o ídolo de um método universal para inferência científica

quinta-feira, abril 09, 2015

Surrogate Science: The Idol of a Universal Method for Scientific Inference

Gerd Gigerenzer
Max Planck Institute for Human Development

Julian N. Marewski
University of Lausanne

Gerd Gigerenzer, Max Planck Institute for Human Development, Center for Adaptive Behavior and Cognition, Lentzeallee 94, 14195 Berlin, Germany. E-mail:


The application of statistics to science is not a neutral act. Statistical tools have shaped and were also shaped by its objects. In the social sciences, statistical methods fundamentally changed research practice, making statistical inference its centerpiece. At the same time, textbook writers in the social sciences have transformed rivaling statistical systems into an apparently monolithic method that could be used mechanically. The idol of a universal method for scientific inference has been worshipped since the “inference revolution” of the 1950s. Because no such method has ever been found, surrogates have been created, most notably the quest for significant p values. This form of surrogate science fosters delusions and borderline cheating and has done much harm, creating, for one, a flood of irreproducible results. Proponents of the “Bayesian revolution” should be wary of chasing yet another chimera: an apparently universal inference procedure. A better path would be to promote both an understanding of the various devices in the “statistical toolbox” and informed judgment to select among these.

research methods regression analysis psychometrics Bayesian methods

FREE PDF GRATIS: Journal of Management

DNA teria se formado espontaneamente

quarta-feira, abril 08, 2015

Abiotic ligation of DNA oligomers templated by their liquid crystal ordering

Tommaso P. Fraccia, Gregory P. Smith, Giuliano Zanchetta, Elvezia Paraboschi, Yougwooo Yi, David M. Walba, Giorgio Dieci, Noel A. Clark & Tommaso Bellini

Affiliations Contributions Corresponding author

Nature Communications 6, Article number: 6424 doi:10.1038/ncomms7424

Received 20 November 2014 Accepted 28 January 2015 Published 10 March 2015

Credit: Noel Clark, University of Colorado


Abstract• Introduction• Results• Discussion• Methods• Additional information• References• Acknowledgements• Author information• Supplementary information

It has been observed that concentrated solutions of short DNA oligomers develop liquid crystal ordering as the result of a hierarchically structured supramolecular self-assembly. In mixtures of oligomers with various degree of complementarity, liquid crystal microdomains are formed via the selective aggregation of those oligomers that have a sufficient degree of duplexing and propensity for physical polymerization. Here we show that such domains act as fluid and permeable microreactors in which the order-stabilized molecular contacts between duplex terminals serve as physical templates for their chemical ligation. In the presence of abiotic condensing agents, liquid crystal ordering markedly enhances ligation efficacy, thereby enhancing its own phase stability. The coupling between order-templated ligation and selectivity provided by supramolecular ordering enables an autocatalytic cycle favouring the growth of DNA chains, up to biologically relevant lengths, from few-base long oligomers. This finding suggests a novel scenario for the abiotic origin of nucleic acids.

Subject terms: Biological sciences Biochemistry Biotechnology Materials science

FREE PDF GRATIS: Nature Communications

“A Fisiologia está detonando os fundamentos da Biologia Evolucionária”: outro artigo com revisão paritária critica o Neodarwinismo

quarta-feira, abril 01, 2015

“A Fisiologia está detonando os fundamentos da Biologia Evolucionária”: outro artigo com revisão paritária critica o Neodarwinismo

Casey Luskin 31 de março de 2015 4:38 AM | Permalink

Um artigo no periódico Experimental Physiology pelo distinto biólogo britânico Denis Noble tem o título provocador – “Physiology is rocking the foundations of evolutionary biology”. Ele argumenta que "a ‘Síntese Moderna’ (Neodarwinismo) é uma visão genecêntrica da evolução, da metade do século 20, baseada em mutações aleatórias se acumulando para produzir mudança gradual através da seleção natural", mas agora nós sabemos que esta visão está errada porque “a mudança genética está longe de ser aleatória e frequentemente não é gradual”. 

Quanto ao ponto de vista neodarwinista, Noble não mediu palavras:

“Não é somente os pontos de vista padrões da genética molecular do século 20 que estão em questão. A teoria evolucionária mesma está em um estado de fluxo (Jablonka & Lamb, 2005; Noble, 2006, 2011; Beurton et al. 2008; Pigliucci & Muller, 2010; Gissis & Jablonka, 2011; Shapiro, 2011). Neste artigo, eu demonstrarei que todas as premissas centrais da Síntese Moderna (frequentemente também chamada de neodarwinismo) foram refutadas”.

Então Noble relata essas premissas: (1) que “a mudança genética é aleatória”, (2) que “a mudança genética é gradual”, (3) que “após a mudança genética, a seleção natural resulta em variantes particulares de genes (alelos) aumentando em frequência dentro da população”, e (4) que “a herança de características adquiridas é impossível”. Então ele cita exemplos que refutam cada uma dessas premissas, focalizando especificamente em novos exemplos descobertos de herança de características adquiridas. Sobre esta última premissa, ele destaca:

  • Um complexo de interruptor endócrino pode “induzir estados de doenças transgeracionais ou anormalidades que são herdadas em pelo menos quatro gerações em ratos”. O mecanismo é provavelmente “a marcação do genoma ou a transmissão do RNA” na linhagem germinativa.
  • “Uma pesquisa feita na Escandinávia claramente mostra o efeito transgeracional da disponibilidade de alimentação nos avós influenciando a longevidade dos netos”.
  • Mudanças epigenéticas herdadas, induzidas pelo comportamento, tais como “em ninhadas de ratos, onde o comportamento de acariciar e lamber seus filhotes resulta em marcação epigenética de genes relevantes no hipocampo que predispõe os filhotes a demonstrar o mesmo comportamento quando se tornarem adultos”.
  • Em C. elegans, uma infecção induziu a formação de um silenciador de RNA que “é robusto por mais de gerações”.
  • Paramutações que são “a interação entre dois alelos em um só locus” podem “induzir mudanças epigenéticas permanentes em organismos desde o milho até ratos”.
Após rever esses e outros exemplos, Noble concluiu:

“O fluxo de artigos durante os últimos 5 anos mostrando a herença não mendeliana está, contudo, se tornando agora uma enxurrada de evidências. ... Esses exemplos de robusta herança de características adquiridas revelam uma vasta gama de mecanismos pelos quais tal herança pode ser atingida. A natureza parece trabalhar através das rachaduras, como se fosse, da visão genecêntrica. Essas rachaduras foram agora descobertas como sendo grandes fissuras, através das quais ocorrem mudanças hereditárias funcionalmente significantes. Tais mecanismos não podiam ter sido previstos por ocasião em que a Síntese Moderna fora formulada, ou até uma década atrás. Para o comentário de Maynard Smith ('é difícil conceber um mecanismo pelo qual isso pudesse ocorrer'), a resposta deve ser que alguns desses mecanismos foram agora encontrados e eles são robustos.

Depois ele propõe um novo modelo radical de biologia chamado de “Síntese Integrativa”, onde os genes não comandam o show e todas as partes de um organismo – o genoma, a célula, o plano corporal, tudo – é integrado. Ele explica:

“Uma característica central da Síntese Integrativa é a revisão radical do conceito de causalidade em biologia. A priori não há um nível privilegiado de causação. Este é o princípio que eu tenho chamado de teoria da relatividade biológica. Como bem disse Werner, ‘todos os níveis têm um valor igual de contribuição’. Portanto, o controle é distribuído, parte dele é herdado independentemente das sequências de DNA. A revisão do conceito também irá reconhecer as formas diferentes de causalidade. As sequências de DNA são melhor vistas como causas passivas, porque elas são usadas somente quando as sequências relevantes são ativadas. O DNA em si mesmo não faz nada. As causas ativas estão dentro das redes de controle das células, tecidos e órgãos do corpo”.

Isso, é claro, é uma abordagem de biologia de sistemas. E embora Noble provavelmente não defenda esta conclusão, isso é muito mais consistente com o design inteligente do que com um modelo baseado estritamente em mecanismos evolucionários não guiados.

Imagem: © sparky / Dollar Photo Club.



A Nomenklatura científica e a Galera dos meninos e meninas de Darwin sempre afirmaram: a teoria da evolução é a teoria científica mais corroborada de todas as teorias científicas, tão cientificamente comprovada como a lei da gravidade, foi a maior ideia que toda a humanidade já teve, e não há crise na teoria da evolução, e quem a critica faz apenas por razões de suas subjetividades religiosas, nunca por razões científicas, y otras cositas mais.

Desde 1998 este blogger vem expondo junto às editorias de ciência e com alguns jornalistas científicos de renome, sobre a fragorosa falência epistêmica da teoria da evolução de Darwin através da seleção natural e n mecanismos evolucionários (de A a Z. vai que um falhe...), e isso verificado no contexto de justificação teórica. A Nomenklatura científica silenciou completamente após a reunião dos 16 de Altenberg. A Galera dos meninos e meninas de Darwin ficou sem pai nem mãe teóricos, pois vem aí uma nova teoria geral da evolução, a SÍNTESE EVOLUTIVA AMPLIADA/ESTENDIDA, que não será selecionista, e deverá incorporar esses aspectos teóricos neolamarckistas. Ela somente será anunciada em 2020...

Pergunta causticante: A ciência não abomina o vácuo teórico assim como os aviões abominam o vácuo? Então como está sendo biologia evolucionária? Abracadabra? Entranhas de animais? Horóscopo? Cartas de Tarô? Mágica??? E isso continua sendo ensinado em nossas salas de aula de ciência como se nada tivesse ocorrido em detrimento à robustez epistemológica da teoria da evolução de Darwin? O nome disso, senhores é DESONESTIDADE ACADÊMICA! 171 EPISTÊMICO!!!

Fui, nem sei por que, mais uma vez vindicado por um cientista evolucionista HONESTO!!!