Polimorfismos de um nucleotídeo (SNPs) podem alterar, além de códons de leitura da tradução de genes, posições genômicas importantes do processo de regulação gênica, como sítios de iniciação de transcrição, de splicing e, mais especificamente, sítios alvos de microRNAs (miRNAs). Em parti- cular, a identificação de SNPs alterando sítios alvos de miRNAs é um problema em aberto, embora venha ganhando um importante destaque nos últimos anos decorrente dos avanços descobertos sobre a capacidade dos miRNAs como elementos reguladores do genoma, associados inclusive a muitas doenças como o câncer e vários transtornos psiquiátricos. Os recursos computacionais atualmente disponíveis para esta finalidade (alguns bancos de dados e uma ferramenta) estão restritos à análise de SNPs na região 3UTR (UnTranslated Regions) de RNAs mensageiros, onde miRNAs geralmente se ligam para reprimir sua tradução. No entanto, essa é uma simplificação do problema, dado que já se conhece a regulação por miRNAs ativando ou reprimindo a transcrição gênica quando ligados à sua região promotora, aumentando a efetividade da regulação negativa da tradução quando ligados à região codificante do gene ou ainda miRNAs se ligando a RNAs não codificantes. Esses recursos se limitam também à identificação de SNPs na região seed dos sítios de miRNAs, e portanto só identificam criação ou ruptura de sítios. Porém, SNPs localizados fora dessa região não só podem colaborar na criação e ruptura de sítios como também interferir na estabilidade de ligação de miRNAs e, por- tanto, na efetividade da regulação. Além disso, considerando toda a extensão do sítio, não somente a seed , é possível ocorrer mais de um SNP e, sendo assim, a combinação desses SNPs pode ter uma influência ainda maior na ligação com o miRNA. Os recursos atuais também não informam quais alelos dos SNPs, muito menos quais combinações deles, estão causando qual efeito. Por fim, tais recursos estão restritos a Homo sapiens e Mus musculus. Assim, este trabalho apresenta a ferramenta computacional SIMTar (SNPs Interfering in MicroRNA Targets), desenvolvida para identificar SNPs que alteram sítios alvos de miRNAs e que preenche as lacunas mencionadas. Além disso, é descrita uma aplicação de SIMTar na análise de 114 SNPs associados à esquizofrenia, na qual todos foram preditos interferindo em sítios alvos de miRNAs. / Single nucleotide polymorphisms (SNPs) can be involved in alteration of not only open reading frame but also important genomic positions of gene regulation process such as transcription initiation sites, splicing sites and microRNA target sites. In particular, the identification of SNPs interfering on microRNA target sites is still an open problem, despite its increasing prominence in recent years due to the discoveries about the microRNA abilities as regulatory elements in the genome and association with severals diseases such as cancer and psychiatric disorders. The computational resources currently available for this purpose (four databases and one tool) are restricted to the analysis of SNPs in the 3UTR (UnTranslated Regions) of mRNAs, where the microRNAs typically bind in order to repress their translation. However, this is a simplification of the problem, since it is already known the gene transcription activation by microRNAs bound to its promoter region, increasing of the effectiveness of negative regulation of translation when microRNAs are bound to the coding region of the gene or binding of microRNA into non-coding RNAs. These resources are also limited to the identification of SNPs in the seed region of miRNAs, and therefore they can only identify sites creation or disruption. However, SNPs located outside this region can not only create and disrupt target sites but also interfere on the stability of miRNAs binding and therefore on the regulation effectiveness. Moreover, considering the target site length, more than one SNP can occur inside of a site and thus, the combination of these SNPs can have an even greater influence on the microRNA binding. Also, current resources do not display which alleles of SNPs or what combinations of them are causing which effect. Finally, these features are restricted to the Homo sapiens and Mus musculus species. This work presents the computational tool SIMTar (SNPs Interfering on MicroRNA Targets), developed to identify SNPs that alter miRNA target sites and fills the mentioned gaps. Finally, it is described an application of SIMTar on the analysis of 114 SNPs associated with schizophrenia, all of them being predicted interfering with miRNA target sites.

Polimorfismos de um nucleotídeo (SNPs) podem alterar, além de códons de leitura da tradução de genes, posições genômicas importantes do processo de regulação gênica, como sítios de iniciação de transcrição, de splicing e, mais especificamente, sítios alvos de microRNAs (miRNAs). Em parti- cular, a identificação de SNPs alterando sítios alvos de miRNAs é um problema em aberto, embora venha ganhando um importante destaque nos últimos anos decorrente dos avanços descobertos sobre a capacidade dos miRNAs como elementos reguladores do genoma, associados inclusive a muitas doenças como o câncer e vários transtornos psiquiátricos. Os recursos computacionais atualmente disponíveis para esta finalidade (alguns bancos de dados e uma ferramenta) estão restritos à análise de SNPs na região 3UTR (UnTranslated Regions) de RNAs mensageiros, onde miRNAs geralmente se ligam para reprimir sua tradução. No entanto, essa é uma simplificação do problema, dado que já se conhece a regulação por miRNAs ativando ou reprimindo a transcrição gênica quando ligados à sua região promotora, aumentando a efetividade da regulação negativa da tradução quando ligados à região codificante do gene ou ainda miRNAs se ligando a RNAs não codificantes. Esses recursos se limitam também à identificação de SNPs na região seed dos sítios de miRNAs, e portanto só identificam criação ou ruptura de sítios. Porém, SNPs localizados fora dessa região não só podem colaborar na criação e ruptura de sítios como também interferir na estabilidade de ligação de miRNAs e, por- tanto, na efetividade da regulação. Além disso, considerando toda a extensão do sítio, não somente a seed , é possível ocorrer mais de um SNP e, sendo assim, a combinação desses SNPs pode ter uma influência ainda maior na ligação com o miRNA. Os recursos atuais também não informam quais alelos dos SNPs, muito menos quais combinações deles, estão causando qual efeito. Por fim, tais recursos estão restritos a Homo sapiens e Mus musculus. Assim, este trabalho apresenta a ferramenta computacional SIMTar (SNPs Interfering in MicroRNA Targets), desenvolvida para identificar SNPs que alteram sítios alvos de miRNAs e que preenche as lacunas mencionadas. Além disso, é descrita uma aplicação de SIMTar na análise de 114 SNPs associados à esquizofrenia, na qual todos foram preditos interferindo em sítios alvos de miRNAs. / Single nucleotide polymorphisms (SNPs) can be involved in alteration of not only open reading frame but also important genomic positions of gene regulation process such as transcription initiation sites, splicing sites and microRNA target sites. In particular, the identification of SNPs interfering on microRNA target sites is still an open problem, despite its increasing prominence in recent years due to the discoveries about the microRNA abilities as regulatory elements in the genome and association with severals diseases such as cancer and psychiatric disorders. The computational resources currently available for this purpose (four databases and one tool) are restricted to the analysis of SNPs in the 3UTR (UnTranslated Regions) of mRNAs, where the microRNAs typically bind in order to repress their translation. However, this is a simplification of the problem, since it is already known the gene transcription activation by microRNAs bound to its promoter region, increasing of the effectiveness of negative regulation of translation when microRNAs are bound to the coding region of the gene or binding of microRNA into non-coding RNAs. These resources are also limited to the identification of SNPs in the seed region of miRNAs, and therefore they can only identify sites creation or disruption. However, SNPs located outside this region can not only create and disrupt target sites but also interfere on the stability of miRNAs binding and therefore on the regulation effectiveness. Moreover, considering the target site length, more than one SNP can occur inside of a site and thus, the combination of these SNPs can have an even greater influence on the microRNA binding. Also, current resources do not display which alleles of SNPs or what combinations of them are causing which effect. Finally, these features are restricted to the Homo sapiens and Mus musculus species. This work presents the computational tool SIMTar (SNPs Interfering on MicroRNA Targets), developed to identify SNPs that alter miRNA target sites and fills the mentioned gaps. Finally, it is described an application of SIMTar on the analysis of 114 SNPs associated with schizophrenia, all of them being predicted interfering with miRNA target sites.

A &#946;-ionona (BI) é um isoprenóide que apresenta atividade quimiopreventiva durante a fase de promoção da hepatocarcinogênese. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a expressão de genes modulados pela BI envolvidos na quimioprevenção durante a fase de promoção da hepatocarcinogênese induzida pelo modelo do \"Hepatócito Resistente\" (RH). Ratos Wistar machos foram submetidos ao modelo do RH e tratados durante 4 semanas consecutivas com BI (16 mg/100 g de p.c.) ou óleo de milho (OM) (0,25 ml/100 g de p.c.; grupo controle). O perfil da expressão de 1.176 genes foi analisado por macroarray no fígado dos grupos BI, OM e de ratos considerados normais (grupo N). A expressão gênica foi considerada aumentada, quando a razão de expressão foi &#8805; 1,5 ou diminuída, quando &#8804; 0,5. Aplicou-se análise hierárquica de clustering e classificação ontológica dos genes diferencialmente expressos. A expressão gênica foi validada por RT-PCR do tipo \"duplex\", utilizando-se tecido hepático microdissecado de: lesões pré-neoplásicas persistentes (pLPN) ou em remodelação (rLPN) e de regiões ao redor das LPN (surrounding). Um total de 133 e 32 genes foi considerado diferencialmente expresso entre os grupos OM (em relação ao N) e BI (em relação ao OM), respectivamente. Trinta e sete por cento dos genes diferencialmente expressos no grupo BI vs OM referiam-se a receptores celulares. Destes, 4 genes codificantes para receptores nucleares foram identificados como possíveis alvos da BI na quimioprevenção da hepatocarcinogênese: RXR&#945; (receptor X de retinóide &#945;), RAR&#946; (receptor de ácido retinóico &#946;), COUP-TFI (chicken ovalbumin upstream promoter-transcription factor I) e Nur77 (nuclear receptor 77). Em comparação ao grupo OM, a expressão de RXR&#945; e RAR&#946; foi maior (p<0,05) especificamente em pLPN e rLPN do grupo &#946;I, respectivamente. Em comparação ao grupo N, Nur77 apresentou maior (p<0,05) expressão no surrounding e nas rLPN do grupo OM. Por outro lado, a expressão de Nur77 em rLPN foi menor (p<0,05) no grupo BI do que no OM. Comparada ao grupo N, a expressão de COUP-TFI foi maior (p<0,05) no grupo OM, tanto no surrounding das LPN como nas pLPN e rLPN. Em comparação ao grupo OM, a expressão de COUP-TFI foi menor (p<0,05) no grupo BI, especificamente nas pLPN e nas rLPN. Os resultados sugerem que os receptores nucleares RXR&#945;, RAR&#946;, Nur77 e COUP-TFI representam alvos moleculares da BI relevantes para a quimioprevenção da hepatocarcinogênese em ratos. / &#946;-ionone (BI) is an isoprenoid which has chemopreventive activity during the promotion phase of hepatocarcinogenesis. This study aimed to evaluate the expression of genes modulated by BI involved in chemoprevention during the promotion phase of hepatocarcinogenesis induced model of \"Resistant Hepatocyte (RH). Male Wistar rats were submitted to the RH model and treated for 4 consecutive weeks with BI (16 mg/100 g bw) or corn oil (CO) (0.25 ml/100 g bw, control group). The expression profile of 1,176 genes was analyzed by macroarray in the liver of groups BI, CO and normal rats (group N). Gene expression was considered increased when the expression ratio was 1.5 or decreased when 0.5. Hierarchical clustering analysis and ontological classification of differentially expressed genes were applied. Gene expression was validated by RT-PCR \"duplex\", using microdissected hepatic tissue from: persistent pre-neoplastic lesions (pPNL) or remodeling pre-neoplastic lesions (rPNL) and regions around the PNL (surrounding). A total of 133 genes and 32 were considered differentially expressed between the two groups (CO to N) and BI (relative to CO), respectively. 37% of differentially expressed genes in group BI vs CO were related to cell receptors. Of these, four genes encoding for nuclear receptors have been identified as possible targets of BI in the chemoprevention of hepatocarcinogenesis: RXR (retinoid X receptor &#945;), RAR&#946; (retinoic acid receptor &#946;), COUP-TFI (chicken ovalbumin upstream promoter-transcription factor I) and Nur77 (nuclear receptor 77). Compared to CO group, the expression of RXR&#945; and RAR&#946; was higher (p <0.05) specifically in pPNL and rPNL of BI group, respectively. Compared to the group N, Nur77 showed higher (p <0.05) expression in the surrounding and rPNL of CO group. The expression of Nur77 in rPNL was lower (p <0.05) in BI than the CO group. Compared to N group, the expression of COUP-TFI was higher (p <0.05) in CO group (surrounding, pPNL and rPNL). Compared to CO group, the expression of COUP-TFI was lower (p <0.05) in BI group, specifically in the pPNL and rPNL. The results suggest that the nuclear receptors RXR&#945;, RAR&#946;, Nur77 and COUP-TFI represent relevant molecular targets of BI in the chemoprevention of hepatocarcinogenesis in rats.

Apresentam-se nessa tese dois filtros de partículas aperfeiçoados para rastreamento automático de alvos balísticos a partir de medidas de radar convencional. O primeiro rastreador proposto é um filtro SIR que usa uma função de importância localmente otimizada e re-amostragem residual para combater o efeito de degeneração de partículas, e também incorpora um passo adicional de movimento MCMC para prevenir o empobrecimento de partículas. O segundo algoritmo proposto é um filtro de partículas auxiliar. Avaliou-se o desempenho dos algoritmos assumindo modelo de movimento com coeficiente balístico conhecido e modelo com coeficiente balístico aleatório. Os resultados das simulações mostram que, utilizando um número de partículas significativamente menor do que foi mencionado anteriormente na literatura, os erros quadráticos médios do filtro SIR otimizado e do filtro de partículas auxiliar aproximam-se da raiz quadrada do limite inferior ideal de Cramér-Rao. Nas mesmas condições de simulação, o filtro de partículas bootstrap convencional previamente proposto na literatura foi incapaz de seguir alvo na fase final do vôo balístico quando o alvo penetra nas camadas mais densas da atmosfera.

Este trabalho apresenta um estudo de assinaturas de sinais de radar de alvos de geometrias simples e complexas, na faixa de freqüências de 8 - 12 GHz (banda X). Os alvos de geometrias simples estudados são: esfera, placa plana, disco, cilindro, cone e refletores de canto (diedros e triedro). Como alvo de geometria complexa caracterizado tem-se o modelo em escala da aeronave ERJ-145. Os diagramas de refletividade são obtidos em câmara anecóica, na condição quase-monoestática. A calibração do sistema de medidas, na banda X, é realizada pelo uso de uma lente de Luneberg e uma placa plana. Apresenta-se um amplo e detalhado arquivo de diagramas de RCS (Radar Cross Section), dos alvos de geometrias simples, cujas informações apóiam a caracterização do alvo de geometria complexa. A redução de RCS é também avaliada considerando-se os parâmetros geometria do alvo e a aplicação de Material Absorvedor de Radiação Eletromagnética (MARE). Entre os resultados coletados pode-se mencionar que o diedro de 50 apresenta uma redução de RCS, no ângulo de 0o, de 94% em relação ao diedro de 90, devido à contribuição da geometria. É também observado que a aplicação de MARE no diedro de 90 promove uma redução da sua RCS de 99%, em 10 GHz. A caracterização do modelo da aeronave ERJ-145 mostra a complexidade da análise de diagramas de RCS de alvos complexos.

As contramedidas eletrônicas são de suma importância para a proteção das aeronaves numa missão, sendo o chaff a mais antiga e ainda hoje uma das mais utilizadas das contramedidas. Radares equipados com MTI podem reduzir significativamente a efetividade do chaff. Uma simulação foi realizada para observar quais parâmetros, dentre alguns selecionados, teriam uma influência maior no sinal eco do chaff, de forma que estes poderiam ser manipulados para produzirem um retorno mais eficiente ou menos eficiente contra radares que utilizem MTI. Isto significa que alterando estes parâmetros ée possível fazer com que o sinal eco do chaff seja menos atenuado pelo MTI, uma característica importante sob o ponto de vista da contramedida, ou mesmo que sofra uma maior atenuação, que seria interesse do operador do radar.

O filtro de Kalman ée uma ferramenta que tem sido o assunto de várias pesquisas e aplicações, particularmente na área de navegação. Isto se deve basicamente a relativa simplicidade e robustez natural do filtro. Será apresentada neste trabalho análise da aplicação do filtro de Kalman à detecção e rastreamento de alvos móveis. O cenário do trabalho ée composto pelo controle de tráfego aéreo que recebe informações em solo de diferentes tipos de aeronaves via datalink. Será estudada a detecção de duas aeronaves no momento do seu cruzamento. Inicialmente será apresentado o estudo da modelagem de uma aeronave, a simulação da dinâmica látero direcional e as equações da trajetória para um e dois alvos. Em seguinda, será utilizado o filtro de Kalman para rastreio e detecção dos alvos, que é, basicamente, um conjunto de equações matemáticas que implementam um algoritmo corretor/preditor. Foi observado como o erro entre a trajetória real e a estimada ée influenciado pela variação de diversos parâmetros. ÉE feita a análise de sensibilidade em relação aos seguintes parâmetros: covariância do processo, covariância do ruído da medida, taxa de atualização do filtro, velocidade das aeronaves, tempo de perda dos sensores e mudança na manobra. Desde que sejam respeitados os limites de operação dos parâmetros citados anteriormente, os bons resultados qualificam o filtro de Kalman como uma potencial ferramenta para rastreamento e detecção de duas aeronaves no momento de cruzamento.

This essay presents the construction of a two-steps approach using Weapon-Targeting Assignment (WTA) problem mathematical modeling and Analytical Hierarchy Process (AHP) addressing two phases of the the targeting cycle, concerning both targeting and weaponeering activities on the context of a small Joint Force Air Component, in order to support timely, feasible, and conflict-consistent decision-making on weapon-target assignments. It starts clarifying the motivation for this work, related to personal operational activities. It is assumed that this past experience allowed the perception of staff difficulties which are presented as effects whose causes led to scoping this essay into constructing a suitable approach for using WTA models and AHP for supporting Command and Control processes. The relevant concepts of Command and Control are introduced, and it follows with nsiderations about WTA and targeting on related work, as well as about AHP being suitable to support the addressed problem. At this point the asset-target evaluation and tradeoff assessment are assumed as risks and benefits of the possible alternatives. The WTA formulation is made to include doctrinal and restrain criteria to approximate the provided solutions to the needs of the decision-makers, pointing out to the advantage of defining few alternatives from the large combinatorial realm, which simplifies the use of AHP. This work also describes a case for the proposed approach which clarifies the concepts presenting their practical usage. The discussion of this case leads finally to the conclusions of the approach suitability and to suggested ideas for field evaluation.

O problema de rastreio de aviões ágeis, sob altas acelerações, utilizando-se de filtros recursivos de estimação, necessita de modelos suficientemente sofisticados para a determinação de trajetórias com precisão desejável. Como conseqüência, surge a complexidade do algoritmo de estimação, que suscita métodos mais elaborados e com maior demanda de recursos computacionais, tanto para o tratamento de não linearidades do modelo quanto para a manipulação de um número maior de variáveis de estado que o caracterizam. Os modelos bidimensionais considerados para o rastreio de aviões civis em sistemas de controle de tráfego aéreo mostram-se insuficientes para o tratamento de manobras tridimensionais com consideráveis variações de altitude. Os modelos tridimensionais de curva constante, de curva plana variável e de curva coordenada possuem degradação de desempenho para alvos que perfazem curvas não planas e com razão de curva variável. O modelo de dinâmica de vôo de corpo rígido, para três dimensões, é relativamente complexo para constituir a base de um filtro de estimação prático e requer a observação da atitude do alvo, de forma colaborativa ou por imageamento, além de algum conhecimento a priori de parâmetros aerodinâmicos. O presente trabalho resolve as limitações dos modelos constantes da literatura utilizando um modelo de dinâmica de vôo de um ponto de massa que leva em conta características aerodinâmicas típicas para o movimento longitudinal. Este tratamento fornece um modelo dinâmico com um nível de detalhamento capaz de representar bem as manobras arrojadas, sem torná-lo complexo o suficiente para inviabilizar a realização do filtro. Este modelo é utilizado para o desenvolvimento de um filtro de estimação não linear, baseado no filtro de Kalman-Bucy estendido (EKBF). O filtro leva em conta a equação de estado em tempo contínuo e a equação de medida em tempo discreto, uma vez que a dinâmica de alvos ágeis é muito bem descrita em tempo contínuo, enquanto que a trajetória observada pelo sensor é essencialmente digital. Duas extensões deste filtro são estudadas: (i) o uso de termos de segunda ordem na aproximação do modelo conforme a teoria de Daum; e (ii) o emprego de uma rede neural acoplada ao filtro, treinada iterativamente, para a compensação de erros de modelagem e de cálculos das estimativas (NEKBF). As avaliações de desempenho qualitativa e quantitativa do modelo proposto, bem como das duas variações, é feita por meio de métodos sistemáticos de aferição de não linearidades, efeitos de bias, precisão e robustez. Conclui-se que o filtro proposto é suficientemente preciso para ser aplicado em sistemas de defesa e, com as extensões propostas, apresenta a robustez adequada para o rastreio de alvos em combate.

Em um cenário de guerra, informações concretas de localização do alvo e de identificação, de fácil entendimento e precisão são peças chaves na tomada de decisões. Informações de vários sensores vindas de locais, fontes e formatos diferentes são geradas e devem ser apresentadas de forma clara e objetiva a um operador, que irá de acordo com a análise destas informações, coordenar uma ação que resulte em uma operação com maior chance de sucesso. Neste caso, a localização de possíveis alvos e o rastreio dos mesmos é de crucial importância na tentativa de identificar uma possível ameaça ou um acompanhamento dos movimentos do inimigo. Utilizando dois tipos de sensores, radar e sensores passivos, é possível obter um rastreio mais preciso de certo alvo e a eliminar alvos falsos. Isto melhora a qualidade e confiabilidade das informações apresentadas ao operador, o que torna a tomada de decisão mais segura e a ação mais certeira. Este trabalho apresenta uma técnica de rastreio passivo de alvos utilizando dois sensores passivos que medem o azimute e a elevação da onda eletromagnética emitida por um alvo. Utilizando um modelo dinâmico que descreve as variáveis de estado de um alvo aéreo manobrável e um modelo não linear de medidas, que relaciona o estado do alvo, em coordenadas cartesianas, com as medidas angulares dos sensores, mostra-se como um filtro estendido de Kalman pode ser utilizado para a estimativa da trajetória do alvo quando se usa equações de triangulação para a determinação da localização. Os resultados das simulações são analisados em termos de do erro de predição da trajetória para alvos com diferentes manobrabilidades e da precisão de medidas angulares dos sensores passivos.