Functions of biogenic magnetic nanoparticles in organisms
The functions of the biogenic magnetic nanoparticles both in bacteria and multicellular organisms arc studied in this paper using methods of bioinformatics and the modeling experiments in the field of magnetochemistry. Thus it was revealed that biogenic magnetic nanoparticles arc necessary not only...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Functional Materials |
|---|---|
| Datum: | 2012 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
НТК «Інститут монокристалів» НАН України
2012
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/134036 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Functions of biogenic magnetic nanoparticles in organisms / S.V. Gorobets, O.Yu. Gorobets // Functional Materials. — 2012. — Т. 19, № 1. — С. 18-26. — Бібліогр.: 90 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860120251713191936 |
|---|---|
| author | Gorobets, S.V. Gorobets, O.Yu. |
| author_facet | Gorobets, S.V. Gorobets, O.Yu. |
| citation_txt | Functions of biogenic magnetic nanoparticles in organisms / S.V. Gorobets, O.Yu. Gorobets // Functional Materials. — 2012. — Т. 19, № 1. — С. 18-26. — Бібліогр.: 90 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Functional Materials |
| description | The functions of the biogenic magnetic nanoparticles both in bacteria and multicellular organisms arc studied in this paper using methods of bioinformatics and the modeling experiments in the field of magnetochemistry. Thus it was revealed that biogenic magnetic nanoparticles arc necessary not only for the navigation in a magnetic field of the Earth but for accumulation of paramagnetic species such as Fe ions and oxygen and for regulation of transport processes in a cell by changing concentration gradients of different species according to their magnetic susceptibility. The similarity between the genes of magnetosome island of magnetotactic bacteria and human genes have been studied by means of bioinformatics methods for prediction of functions and physiological origin of biogenic magnetic nanoparticles in multicellular organisms. As a result, it was revealed that human proteins (which arc the homologues with the proteins of magnetosome island) have been implicated in pathogenesis of a number of diseases, characterized by the elevated level of biogenic magnetic nanoparticles.
З застосуванням методів біоінформатики і модельних експериментів в області магнітохімії вивчено функції біогенних магнітних наночастинок як в бактеріях, так і в багатоклітинних організмах . Виявлено, що біогенні магнітні наночастинки служать не тільки для навігації у геомагнітному полі, але й для накопичення парамагнітних компонент, таких як іони заліза і кисень, а також для регуляції транспортних процесів у клітині шляхом зміни градієнтів концентрації різноманітних компонент в залежності від їх магнітної сприйнятливості. Подібність між генами магнітосомного островця магнітотаксисних бактерій і генами людини вивчено методами біоінформатики для передбачення функцій та фізіологічного походження біогенних магнітних наночастинок у багатоклітинних організмах. В результаті виявлено, що білки людини (які є гомологами білків магнітосомного островця) задіяні у патогенезі низки захворювань, що характеризуються підвищеною кількістю біогенних магнітних наночастинок.
В работе с помощью методов биоинформатики и модельных экспериментов в области магнитохимии изучены функции биогенных магнитных наночастиц как в бактериях, так и в многоклеточных организмах. Показано, что биогенные магнитные наночастицы служат не только для навигации в геомагнитном поле, но и для накопления парамаг¬нитных компонент, таких как ионы железа и кислород, а также для регуляции транс¬портных процессов в клетке путем изменения градиентов концентрации различных компонент в зависимости от их магнитной восприимчивости. Методами биоинформати¬ки изучено сходство между генами магнитосомного островка магнитотаксисных бакте-рий и генами человека для предсказания функций и физиологического происхождения биогенных магнитных наночастиц в многоклеточных организмах. Обнаружено, что белки человека (которые являются гомологами белков магнитосомного островка) вовле¬чены в патогенез ряда заболеваний, характеризующихся повышенным количеством биогенных магнитных наночастиц.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:38:56Z |
| format | Article |
| fulltext |
)XQFWLRQV�RI�ELRJHQLF�PDJQHWLF�QDQRSDUWLFOHVLQ�RUJDQLVPV
6�9�*RUREHWV��2�<X�*RUREHWV
1DWLRQDO�7HFKQLFDO�8QLYHUVLW\�RI�8NUDLQH��.3,������3URVSHFW�3HUHPRJ\�
������.\LY��8NUDLQH
5HFHLYHG�1RYHPEHU��������
7KH�IXQFWLRQV�RI�WKH�ELRJHQLF�PDJQHWLF�QDQRSDUWLFOHV�ERWK�LQ�EDFWHULD�DQG�PXOWLFHOOXODU
RUJDQLVPV� DUH� VWXGLHG� LQ� WKLV� SDSHU� XVLQJ� PHWKRGV� RI� ELRLQIRUPDWLFV� DQG� WKH� PRGHOLQJ
H[SHULPHQWV�LQ�WKH�ILHOG�RI�PDJQHWRFKHPLVWU\��7KXV�LW�ZDV�UHYHDOHG�WKDW�ELRJHQLF�PDJQHWLF
QDQRSDUWLFOHV� DUH�QHFHVVDU\�QRW�RQO\� IRU� WKH�QDYLJDWLRQ� LQ�D�PDJQHWLF� ILHOG� RI� WKH�(DUWK
EXW�IRU�DFFXPXODWLRQ�RI�SDUDPDJQHWLF�VSHFLHV�VXFK�DV�)H�LRQV�DQG�R[\JHQ�DQG�IRU�UHJXOD�
WLRQ� RI� WUDQVSRUW� SURFHVVHV� LQ� D� FHOO� E\� FKDQJLQJ� FRQFHQWUDWLRQ� JUDGLHQWV� RI� GLIIHUHQW
VSHFLHV� DFFRUGLQJ� WR� WKHLU� PDJQHWLF� VXVFHSWLELOLW\�� 7KH� VLPLODULW\� EHWZHHQ� WKH� JHQHV� RI
PDJQHWRVRPH� LVODQG� RI� PDJQHWRWDFWLF� EDFWHULD� DQG� KXPDQ� JHQHV� KDYH� EHHQ� VWXGLHG� E\
PHDQV� RI� ELRLQIRUPDWLFV�PHWKRGV� IRU� SUHGLFWLRQ� RI� IXQFWLRQV� DQG� SK\VLRORJLFDO� RULJLQ� RI
ELRJHQLF�PDJQHWLF� QDQRSDUWLFOHV� LQ�PXOWLFHOOXODU� RUJDQLVPV��$V� D� UHVXOW�� LW�ZDV� UHYHDOHG
WKDW�KXPDQ�SURWHLQV��ZKLFK�DUH�WKH�KRPRORJXHV�ZLWK�WKH�SURWHLQV�RI�PDJQHWRVRPH�LVODQG�
KDYH� EHHQ� LPSOLFDWHG� LQ� SDWKRJHQHVLV� RI� D� QXPEHU� RI� GLVHDVHV�� FKDUDFWHUL]HG� E\� WKH
HOHYDWHG�OHYHO�RI�ELRJHQLF�PDJQHWLF�QDQRSDUWLFOHV�
{�¯Èº�Ë�°�¹ºäº�
�äË�º�ºm�ÒºÒÓÁº¯äÈ�Ò}Ò�Ò�äº�Ëã Ó©²�ª}°¹Ë¯ÒäËÓ�ºm�m�ºãȰ�Ò
äÈ�ÓÒ�º²ÒäÒÒ� ÒÏ��ËÓ©�Á�Ó}�ÒÒ� Òº�ËÓÓ©²�äÈ�ÓÒ�Ó©²�ÓÈÓº�Ȱ�Ò�� }È}� m� È}�˯ҫ²�
�È}�Ò�m�äÓº�º}ãË�º�Ó©²�º¯�ÈÓÒÏäȲ���º}ÈÏÈÓº����º�Òº�ËÓÓ©Ë�äÈ�ÓÒ�Ó©Ë�ÓÈÓº�Ȱ�Ò�©
°ã�ÎÈ��ÓË��ºã }º��ã«�ÓÈmÒ�È�ÒÒ�m��˺äÈ�ÓÒ�Óºä�¹ºãË��Óº�Ò��ã«�ÓÈ}º¹ãËÓÒ«�¹È¯ÈäÈ��
ÓÒ�Ó©²�}ºä¹ºÓËÓ����È}Ò²�}È}�ÒºÓ©�ÎËãËÏÈ�Ò�}Ұ㺯º���È��È}ÎË��ã«�¯Ë��ã«�ÒÒ��¯ÈÓ°�
¹º¯�Ó©²� ¹¯º�˰°ºm� m� }ãË�}Ë� ¹��Ëä� ÒÏäËÓËÓÒ«� �¯È�ÒËÓ�ºm� }ºÓ�ËÓ�¯È�ÒÒ� ¯ÈÏãÒ�Ó©²
}ºä¹ºÓËÓ��m�ÏÈmÒ°Ò亰�Ò�º��Ò²�äÈ�ÓÒ�Óº®�mº°¹¯ÒÒä�Òmº°�Ò��lË�º�ÈäÒ�ÒºÒÓÁº¯äÈ�Ò�
}Ò�ÒÏ��ËÓº�°²º�°�mº�äËÎ����ËÓÈäÒ�äÈ�ÓÒ�º°ºäÓº�º�º°�¯ºm}È�äÈ�ÓÒ�º�È}°Ò°Ó©²�È}�Ë�
¯Ò®�Ò��ËÓÈäÒ��ËãºmË}È��ã«�¹¯Ë�°}ÈÏÈÓÒ«�Á�Ó}�Ò®�Ò�ÁÒÏÒºãº�Ò�˰}º�º�¹¯ºÒ°²ºÎ�ËÓÒ«
Òº�ËÓÓ©²� äÈ�ÓÒ�Ó©²� ÓÈÓº�Ȱ�Ò�� m� äÓº�º}ãË�º�Ó©²� º¯�ÈÓÒÏäȲ�� |Óȯ�ÎËÓº�� ��º
Ëã}Ò��ËãºmË}È��}º�º¯©Ë�«mã«
�°«��ºäºãº�ÈäÒ�Ëã}ºm�äÈ�ÓÒ�º°ºäÓº�º�º°�¯ºm}È��mºmãË�
�ËÓ©� m� ¹È�º�ËÓËÏ� ¯«�È� ÏȺãËmÈÓÒ®�� ²È¯È}�˯ÒÏ�
�Ò²°«� ¹ºm©�ËÓÓ©ä� }ºãÒ�˰�mºä
Òº�ËÓÓ©²�äÈ�ÓÒ�Ó©²�ÓÈÓº�Ȱ�Ò����
��,QWURGXFWLRQ
7KH� SXUSRVH� RI� WKLV� ZRUN� LV� WR� SUHGLFW
IXQFWLRQV� RI� ELRJHQLF� PDJQHWLF� QDQRSDUWL�
FOHV� ERWK� LQ� EDFWHULD� DQG� PXOWLFHOOXODU� RU�
JDQLVPV� LQFOXGLQJ� KXPDQ�� 7KH� IROORZLQJ
SUREOHPV� DUH� VROYHG� IRU� UHDFKLQJ� WKH� SXU�
SRVH� RI� WKLV� ZRUN�� 7KH� KRPRORJXHV� RI� WKH
SURWHLQV� RI� PDJQHWRVRPH� LVODQG� RI� PDJQH�
WRWDFWLF� EDFWHULD� KDYH� EHHQ� UHYHDOHG� LQ
KXPDQ�E\�PHDQV�RI�ELRLQIRUPDWLFV�PHWKRGV
IRU� SUHGLFWLRQ� RI� IXQFWLRQV� DQG� SK\VLRORJL�
FDO� RULJLQ� RI� ELRJHQLF� PDJQHWLF� QDQRSDUWL�
FOHV� LQ� PXOWLFHOOXODU� RUJDQLVPV�� 7KH� GLV�
HDVHV� DUH� VWXGLHG� LQ� SDWKRJHQHVLV� RI�ZKLFK
WKH� KXPDQ� SURWHLQV� �ZKLFK� DUH� WKH� KRPR�
ORJXHV�ZLWK�WKH�SURWHLQV�RI�PDJQHWRVRPH�LV�
ODQG�� DUH� LPSOLFDWHG�� 7KH� IRUFH� DFWLQJ� RQ
SDUDPDJQHWLF� LRQV� LQ� DTXHRXV� VROXWLRQ� RI
HOHFWURO\WH� LQ� WKH�YLFLQLW\�RI�IHUURPDJQHWLF
SDUWLFOHV� LQ� PRGHOLQJ� H[SHULPHQWV� LV� FRP�
SDUHG�ZLWK�WKH�IRUFH�DFWLQJ�RQ�SDUDPDJQHWLF
LRQV� LQ� WKH� YLFLQLW\� RI� WKH� ELRJHQLF� IHUULWH
QDQRSDUWLFOHV�LQ�D�FHOO�
)XQFWLRQDO�0DWHULDOV�����1R��������� ��������67&��,QVWLWXWH�IRU�6LQJOH�&U\VWDOV�
�� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV�������������
���5HVXOWV�DQG�GLVFXVVLRQ
�����%LRJHQLF�PDJQHWLF
QDQRSDUWLFOHV�LQ�EDFWHULD
,W� LV� NQRZQ� WKDW� OLYLQJ� RUJDQLVPV�� LQ�
FOXGLQJ� PLFURRUJDQLVPV� �EDFWHULD�� \HDVW�
IXQJL�DQG�HWF����FRQWDLQ�FRPSRXQGV�WKDW�EH�
ORQJ�WR�GLIIHUHQW�FODVVHV�RI�PDJQHWLF�PDWHUL�
DOV��GLD���SDUD���IHUUR���DQWLIHUUR��DQG�IHUUL�
PDJQHWV� �IHUULWHV��� 0RUHRYHU�� IHUUR��� DQWLI�
HUUR�� DQG� IHUULPDJQHWV� DUH� PDJQHWLFDOO\
RUGHUHG� VXEVWDQFHV�� 3HUFHQWDJH� RI� VXE�
VWDQFHV� DQG� HOHPHQWV� ZLWK� GLIIHUHQW� PDJ�
QHWLF� SURSHUWLHV� GHWHUPLQHV� WKH� GHJUHH� RI
UHVSRQVH� RI� ELRORJLFDO� REMHFWV� RQ� WKH� H[WHU�
QDO�PDJQHWLF�ILHOG��7KHUHIRUH��SDUDPDJQHWLF
DQG� GLDPDJQHWLF� W\SHV� RI� PLFURRUJDQLVPV
DUH� GLVWLQJXLVKHG� >����@�� 0DJQHWLF� SURSHU�
WLHV� RI� PLFURRUJDQLVPV� DOVR� GHSHQG� RQ� WKH
UDWH�DQG�GLUHFWLRQ�RI�D�QXPEHU�RI�PHWDEROLF
UHDFWLRQV�>�@��7KXV��GHDG�FHOOV�DUH�PRUH�GLD�
PDJQHWLF� WKDQ� WKH� OLYLQJ� >�@�� DQG�PDJQHWLF
VXVFHSWLELOLW\�RI�PLFURRUJDQLVPV�GHSHQGV�RQ
WKHLU� DJH� DQG� H[WHUQDO� IDFWRUV� >����@�� $OVR�
ELRV\VWHPV� KDYH� WKH� JUHDWHVW�PDJQHWLF� VXV�
FHSWLELOLW\�ZKHQ�DFFXPXODWH�LQ�WKH�VWUXFWXUH
PDJQHWLFDOO\� RUGHUHG� FRPSRXQGV�� LQFOXGLQJ
PDJQHWLWH��)H�2���>���@�7KXV�� LQ� ����� LQWUDFHOOXODU� PDJQHWLWH
FU\VWDOV� �FDOOHG� PDJQHWRVRPHV�� ZHUH� IRXQG
LQ� D� QXPEHU� RI� SURFDU\RWHV� >����@�� 0DJQH�
WRVRPHV�DUH�VHOI�DVVHPEOHG�D�FKDLQ�RI�GR]HQV
RI� LQGLYLGXDO� IHUULWH� QDQRSDUWLFOHV�� (DFK
PDJQHWLF�QDQRSDUWLFOH�LV�FRDWHG�ZLWK�D�PHP�
EUDLQH� �VR� FDOOHG� PDJQHWRVRPH� YHVLFOH��
1XPEHU� RI� PDJQHWLF� QDQRSDUWLFOHV� LQ� WKH
FKDLQ� DQG� WKHLU� VL]HV� YDU\� LQ� WKH� UDQJH� RI
IURP� ��� WR� ��� QP� >���@�� DFFRUGLQJ� WR
RWKHU�GDWD��IURP����WR�����QP�>�@��FRUUH�
VSRQGLQJ� WR� FHUWDLQ� W\SHV� RI� EDFWHULD�� $OVR
LW� ZDV� GLVFRYHUHG� WKDW� WKHVH� PDJQHWLF
QDQRSDUWLFOHV� DUH� ORFDWHG� DORQJ� WKH� ORQJ
D[LV� RI� WKH� EDFWHULD��XVXDOO\� RQ� WKH� VLGH� RI
WKH� IODJHOOXP� RU� EXQGOH� RI� IODJHOOXP�� L�H�
QHDU� WKH�PRYHPHQW� RUJDQ� RI� FHOOV�� $FFRUG�
LQJ�WR�H[LVWLQJ�K\SRWKHVLV�WKHVH�EDFWHULD�DUH
DEOH�WR�QDYLJDWH�LQ�WKH�(DUWK�V�JHRPDJQHWLF
ILHOG� GXH� WR� H[LVWHQFH� RI�PDJQHWRVRPHV�� LQ
RWKHU�ZRUGV�Û�EDFWHULD� KDYH�PDJQHWLF� WUR�
SLVP�ZKLFK� LV� FDOOHG�PDJQHWRWD[LV� RU�PDJ�
QHWRWURSLVP�� DOVR� WKH� WHUP��PDJQHWLF�� EDF�
WHULD�LV�XVHG��'LVFRYHU\�RI�PDJQHWLWH�LQ�EDF�
WHULD� KDV� VHW� WKH� TXHVWLRQ� DERXW
SK\VLRORJLFDO�IXQFWLRQ�RI�WKLV�IHUURPDJQHWLF
PDWHULDO�>�@��,V�PDJQHWRWD[LV�WKH�RQO\�IXQF�
WLRQ�RI�PDJQHWRVRPHV"�7KLV�TXHVWLRQ�LV�VWLOO
RSHQ��$V� IRU� WKH� ELRPLQHUDOL]DWLRQ� RI�PDJ�
QHWLF� QDQRSDUWLFOHV� LQVLGH� RI� PDJQHWRVRPH
YHVLFOHV��LW�LV�UHJXODWHG�DW�JHQHWLF�OHYHO�DV�LW
ZDV� UHFHQWO\� SURYHG� >��@�� 6SHFLILF� JHQHV
�PDP�Û�PDJQHWRVRPH�PHPEUDQH� DQG�PPV
Û� PDJQHWLF� SDUWLFOH� PHPEUDQH� VSHFLILF
JHQHV�� DQG�SURWHLQV� �VR� FDOOHG�PDJQHWRVRPH
PHPEUDQH�SURWHLQV��DUH�UHVSRQVLEOH�IRU�V\Q�
WKHVLV�RI�PDJQHWRVRPHV�>��@���7KHVH�VSHFLILF
JHQHV�DUH�LQYROYHG�LQ�PDJQHWLWH�ELRPLQHUDOL�
]DWLRQ� LQ� PDJQHWRWDFWLF� EDFWHULD� DQG� WKH\
EHORQJ� WR� JHQRPLF� PDJQHWRVRPH� LVODQG�� ,Q
SDUWLFXODU�� WKH� SURWHLQV� 0DP%�� 0DP(�
0DP2�� 0DP0�� 0DP1� EHORQJ� WR� WKH
JHQRPLF�PDJQHWRVRPH�LVODQG�>��@��
7KH� H[SUHVVLRQ� RI� WKH� PDP� DQG� PPV
JHQHV� LV� GRZQ�UHJXODWHG� LQ� QRQPDJQHWLF
FHOOV� XQGHU� LURQ� OLPLWDWLRQ� DQG�� WR� D� OHVVHU
H[WHQW�� GXULQJ� DHURELF� JURZWK� FRPSDUHG� WR
WKDW� LQ� PDJQHWLWH�IRUPLQJ� FHOOV� JURZQ� PL�
FURDHURELFDOO\� XQGHU� LURQ�VXIILFLHQW� FRQGL�
WLRQV�>��@��7KH�TXDQWLW\�RI�PDJQHWLF�QDQRSDU�
WLFOHV� GHFUHDVH� VLJQLILFDQWO\� RU� WKHLU� SURGXF�
WLRQ� VWRSV� DW� DOO� XQGHU� GRZQ�UHJXODWHG
FRQGLWLRQ�IRU�WKH�PDP�DQG�PPV�JHQHV�>��@���
�����%LRJHQLF�PDJQHWLF
QDQRSDUWLFOHV�LQ�WLVVXHV�RI
PXOWLFHOOXODU�RUJDQLVPV�DQG
KXPDQ
/DWHU� UHVHDUFK� VKRZHG� WKDW� PDQ\� PXO�
WLFHOOXODU� RUJDQLVPV� ELRFKHPLFDOO\� V\QWKH�
VL]H� ELRJHQLF� PDJQHWLWH� DQG� RWKHU� IHUULWH
FRPSRXQGV� OLNH� PDJKHPLWH� �JÜ)H�2��� >��Ü��@� DQG� JUHLJLWH� �)H�6����ZKLFK� KDV� D�PDJ�QHWLF�PRPHQW�WKUHH�WLPHV�OHVV�WKDQ�PDJQHW�
LWH� >������@�� %LRPLQHUDOL]HG� PDJQHWLWH� ZDV
IRXQG� LQ� WKH� IRVVLO� UHPDLQV� RI� RUJDQLVPV
WKDW�DUH�GDWHG� IURP�WKH�HUD�3UHNDPEL\VNR\
>��@�� PROOXVFV� >��@�� DUWKURSRGV� >��@�� ILVKHV
>��@�� DQLPDOV� >��������@�� LQ� EUDLQ� WLVVXHV
>����@� DQG� RWKHU� KXPDQ� RUJDQV� >��@�� ,Q
SDUWLFXODU�� ELRJHQLF� PDJQHWLWH� KDV� EHHQ
IRXQG� LQ� WLVVXHV� DQG� RUJDQV� RI� VKDUNV�
VNDWHV�� GROSKLQV�� PDQ\� PLJUDWRU\� ELUGV�
VQDLOV��KRUQHWV��EHHV��DQG�VR� RQ� >���������@�
7KXV��LQ� >��@�LW�ZDV�VKRZQ�XVLQJ�XOWUD�VHQ�
VLWLYH� PDJQHWRPHWHU� RI� VXSHUFRQGXFWLYLW\
WKDW� IHUULWH� QDQRSDUWLFOHV� DIILOLDWH� WR� QX�
PHURXV� WLVVXHV� RI� KXPDQ� EUDLQ� �FRUWH[�
FHUHEHOOXP�� DQG� PHQLQJHV� � PHPEUDQHV
VXUURXQGLQJ�WKH�EUDLQ��LQ�DPRXQW�IURP���WR
����PLOOLRQ� QDQRVFDOH� FU\VWDOV� SHU� JUDP� RI
SLD�DQG�GXUD��7KH�GLVWULEXWLRQ�RI�WKHVH�SDU�
WLFOHV� VL]H� KDV� WZR�PD[LPD�� LQ� WKH� YLFLQLW\
RI� VPDOO� SDUWLFOHV� ZLWK� DQ� DYHUDJH� VL]H� RI
����r����� QP�� DQG� LQ� WKH� YLFLQLW\� RI� ODUJH
VL]H� LQ� WKH� UDQJH� IURP� ��� QP� WR� ���� QP�
7KH� WUDQVLWLRQ� IURP� WKH� VXSHUSDUDPDJQHWLF
WR�VLQJOH�GRPDLQ�VWDWH�RFFXUV�IRU�PDJQHWLWH
6�9�*RUREHWV��2�<X�*RUREHWV���)XQFWLRQV�RI�ELRJHQLF����
)XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ��
QDQRSDUWLFOHV� VL]H� IURP� ��� QP� WR� ��� QP
>��@�� VR� WKHUH� DUH� ERWK� VXSHUSDUDPDJQHWLF
DQG�VLQJOH�GRPDLQ�FRPSRQHQW�LQ�WKH�KXPDQ
EUDLQ��7KHVH�PDJQHWLWH�QDQRSDUWLFOHV�DUH�RU�
JDQL]HG�LQWR�OLQHDU��PHPEUDQH�ERXQG�FKDLQV
D� IHZ� PLFURPHWHUV� LQ� OHQJWK�� ZLWK� XS� WR
���FU\VWDOV�SHU�FKDLQ�>��@��'HVSLWH�LQWHQVLYH
VWXG\� RI� WKH� SURSHUWLHV� RI� ELRJHQLF� IHUULWH
QDQRSDUWLFOHV��WKHLU�RULJLQ�DQG�SK\VLRORJLFDO
IXQFWLRQ�LQ�PXOWLFHOOXODU�RUJDQLVPV�UHPDLQV
RSHQ�TXHVWLRQ�IRU�WRGD\�
�����+XPDQ�GLVHDVHV
DFFRPSDQLHG�E\�LQFUHDVH�RI
DPRXQW�RI�ELRJHQLF�PDJQHWLF
QDQRSDUWLFOHV
,Q� ZRUNV� >����@�� WKH� GLVHDVHV� DUH� UH�
YHDOHG�ZKLFK�DUH�DFFRPSDQLHG�E\�WKH�FKDQJH
RI� TXDQWLW\� RI� ELRJHQLF� IHUULWH� QDQRSDUWL�
FOHV��7KH�UROH�RI�WKH�VWURQJO\�IHUULPDJQHWLF
ELRJHQLF� PDJQHWLWH� LQ� QHXURORJLFDO� DQG
QHXURGHJHQHUDWLYH� GLVHDVHV� VXFK� DV� $O]KH�
LPHU�V�� 3DUNLQVRQ�V�� +XQWLQJWRQ�V� GLVHDVHV
DQG�HSLOHSV\�ZDV�VWXGLHG�LQ�WKH�SDSHUV�>��Ü
��@�� 2QH� RI� WKH� FKDUDFWHULVWLFV� RI� PDQ\
QHXURGHJHQHUDWLYH�GLVHDVHV�LV�WKH�GLVUXSWLRQ
RI� QRUPDO� LURQ� KRPHRVWDVLV� LQ� WKH� EUDLQ
>��@�� (OHYDWHG� LURQ� OHYHOV� DUH� DVVRFLDWHG
ZLWK� PDQ\� W\SHV� RI� QHXURGHJHQHUDWLYH� GLV�
HDVH�� VXFK� DV�$O]KHLPHU�V�� 3DUNLQVRQ�V� DQG
+XQWLQJWRQ�V� GLVHDVHV�� +RZHYHU�� LW� LV� QRW
REOLJDWRU\� WKDW� WKHVH� HOHYDWHG� LURQ� OHYHOV
FRUUHODWH� ZLWK� HOHYDWHG� OHYHOV� RI� WKH� LURQ
VWRUDJH� LQ� WUDQVSRUW� SURWHLQV�� IHUULWLQ� DQG
WUDQVIHUULQ��$V�VXFK��D�OLWWOH�LV�NQRZQ�DERXW
WKH� IRUP� RI� WKLV� H[FHVV� LURQ�� ,W� KDV� EHHQ
UHFHQWO\� SURSRVHG� WKDW� VRPH� RI� WKH� H[FHVV
LURQ� LQ� QHXURGHJHQHUDWLYH� WLVVXH�PD\� EH� LQ
WKH� IRUP� RI� WKH� PDJQHWLF� LURQ� R[LGH� PDJ�
QHWLWH�� )RU� WKH� ILUVW� WLPH� LW� ZDV� GHPRQ�
VWUDWHG�WKDW�WKH�FRQFHQWUDWLRQV�RI�PDJQHWLWH
DUH�IRXQG�WR�EH�VLJQLILFDQWO\�KLJKHU�LQ�WKUHH
VDPSOHV� RI� $O]KHLPHU�V� GLVHDVH� WLVVXH� WKDQ
LQ�WKUHH�DJH��DQG�VH[�PDWFKHG�FRQWUROV�>��@�
5HFHQW� H[SHULPHQWDO� ZRUNV� LQGLFDWH� DOVR
WKDW� QDQRVFDOH� PDJQHWLF� ELRPLQHUDOV� �SUL�
PDULO\� PDJQHWLWH� DQG� PDJKHPLWH�� PD\� EH
DVVRFLDWHG�ZLWK� VHQLOH� SODTXHV� DQG� WDX� ILOD�
PHQWV� IRXQG� LQ� EUDLQ� WLVVXH� DIIHFWHG� E\
WKHVH� GLVHDVHV�� %RG\� LURQ� VWRUHV� WKDW� LQ�
FUHDVH� ZLWK� DJH� FRXOG� EH� SLYRWDO� WR� $O]KH�
LPHU�V�GLVHDVH�SDWKRJHQHVLV�DQG�SURJUHVVLRQ
>��@�� 7KH� FRQFHQWUDWLRQ� RI� VXSHUSDUDPDJ�
QHWLF� ELRJHQLF�PDJQHWLWH� DQG�RU�PDJKHPLWH
LV�VLJQLILFDQW�DQG�DSSHDUV�WR�EH�SURSRUWLRQDO
WR� WKH�FRQFHQWUDWLRQ�RI� IHUULWLQ��ZKLFK�YDU�
LHV�ZLWK�SURJUHVVLRQ�RI�WKH�GLVHDVH�Û�QHXUR�
IHUULWLQRSDWK\�>��@�
7KH� ILUVW� GHWHFWLRQ� RI� ELRJHQLF�PDJQHWLF
QDQRSDUWLFOHV� LQ� YDULRXV� KXPDQ� WXPRU� WLV�
VXHV��PHODQRPD��EUHDVW��RYDU\��WHVWLFOH��VDU�
FRPD�� PHQLQJLRPD�� JOLREODVWRPD�� DVWURF\�
WRPD�� JOLRPD�� PHWDVWDVLV�� XVLQJ� 648,'
PDJQHWRPHWU\�ZDV�FDUULHG�RXW� LQ�WKH�SDSHU
>��@��+RZHYHU��D�VSHFLDO�FRYDULDQFH�EHWZHHQ
IHUULWLQ�H[SUHVVLRQ�DQG�TXDQWLW\�RI�ELRJHQLF
PDJQHWLWH� QDQRSDUWLFOHV� ZDV� XQDEOH� WR� EH
GHPRQVWUDWHG� LQ� WKH� VWXG\� >��@�� 7KH� PDJ�
QHWLF� PHWKRGV� GHVFULEHG� LQ� WKH� ZRUN� >��@
VKRZHG� WKDW� KXPDQ� PHQLQJLRPDO� EUDLQ
WXPRU�WLVVXHV�FRQWDLQHG�DQ�RUGHU�RI�PDJQL�
WXGH� KLJKHU� FRQFHQWUDWLRQ� RI� IHUULPDJQHWLF
SDUWLFOHV�WKDQ�QRQ�WXPRU�KLSSRFDPSXV�>��@�
7KH�UDWH�RI�IRUPDWLRQ�RI�ELRJHQLF�QDQRSDUWL�
FOHV� RI� PDJQHWLWH� �DQG�RU� PDJKHPLWH�� ZDV
KLJKHU� LQ� WXPRU� WLVVXH�� VLQFH� WKH� VL]H� RI
QDQRSDUWLFOHV� LQ� WKH� KHDOWK\� KLSSRFDPSDO
WLVVXH� LV� OHVV� WKDQ� LQ� WKH� WXPRU� WLVVXH�
ZKHUH�FRQGLWLRQV�DUH�PRUH�IDYRUDEOH�IRU�WKH
JURZWK�RI�ODUJHU�SDUWLFOHV�>��@��,Q�DGGLWLRQ�
WKH� DXWKRUV� RI� >��@� REVHUYHG� WKDW� WKH
DPRXQW� RI� EORRG� LQ� WKH� WXPRU� WLVVXH� LV� RQ
WKH�DYHUDJH�KLJKHU�WKDQ�LQ�WKH�KHDOWK\�KLS�
SRFDPSDO� WLVVXH�� %XW� WKH� FRUUHODWLRQ� EH�
WZHHQ�WKH�VXSSO\�RI�EORRG�WR�WLVVXH�DQG�IRU�
PDWLRQ�RI�PDJQHWLWH�DQG�RU�PDJKHPLWH�ZDV
QRW� IRXQG�� 7KHUH� LV� QR� HYLGHQFH� DOVR� DERXW
FKDQJHV� RI� TXDQWLW\� RI� ELRJHQLF� PDJQHWLF
QDQRSDUWLFOHV�ZLWK� DJLQJ� WKDW�GRHV�QRW� FRU�
UHODWH� ZLWK� WKH� GDWD� RQ� WKH� H[SUHVVLRQ� RI
IHUULWLQ�ZLWK�DJLQJ�>������@�
�����,URQ�FRQWDLQLQJ�SURWHLQV�DV
SUHFXUVRUV�RI�V\QWKHVLV�RI�IHUULWH
QDQRSDUWLFOHV"
,W� LV� NQRZQ� WKDW� IHUULWLQ� LV� RQH� RI� WKH
LQWUDFHOOXODU�LURQ�SURWHLQV�FRQWDLQHG�LQ�HDFK
FHOO�� DQG� LV� RQH� RI� WKH�NH\�SURWHLQV� LQ� LURQ
PHWDEROLVP� >��@�� ,W� FRQVLVWV� RI� D� VSKHULFDO
SURWHLQ�VKHOO�ZLWK�D�GLDPHWHU�RI����QP��DQG
WKH� QXFOHXV� RI� WKH� DQWLIHUURPDJQHWLF� IHUUL�
K\GULWH� ��)H�2���+�2�� ZLWK� D� GLDPHWHU��QP�>������@��'HVSLWH�QXPHURXV�VWXGLHV�WKH
H[DFW� VWUXFWXUH� DQG�PRUSKRORJ\� RI� WKH� QX�
FOHXV� LW� LV� VWLOO� FRQWUDGLFWRU\� >��@�� $FFRUG�
LQJ� WR� WKH�PRVW� FXUUHQW� UHVHDUFK� >��@� LW� LV
FRQVLGHUHG�WKDW�WKH�FRUH�RI�IHUULWLQ�FRQVLVWV
RI� D� PD[LPXP� RI� HLJKW� VXEXQLWV� WKDW� DUH
FRPSDWLEOH� ZLWK� HLJKW� FKDQQHOV� LQ� D� PHP�
EUDQH� SURWHLQ� WKDW� SURYLGH� LURQ� LQ� WKH� FHQ�
WUDO� FDYLW\�� 6PDOO� VXEXQLWV� RI� IHUULK\GULWH
�DERXW� �� QP�� LQVLGH� WKH� QXFOHXV� DUH� FRQ�
QHFWHG� LQ� VXFK�D�ZD\�WKDW�UHPDLQV�WKH�FHQ�
WUDO� UHJLRQ�ZLWK� ORZ�GHQVLW\� DQG� ODUJH�VXU�
IDFH� DUHD� WR� HQVXUH� UDSLG� WXUQRYHU� RI� LURQ
LQ� ELRORJLFDO� V\VWHPV� >��@��$OVR� DQDO\VLV� RI
LQGLYLGXDO� QXFOHL� XVLQJ� WUDQVPLVVLRQ� HOHF�
6�9�*RUREHWV��2�<X�*RUREHWV���)XQFWLRQV�RI�ELRJHQLF����
�� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV�������������
WURQ� PLFURVFRS\� DQG� HOHFWURQ� QDQRGLIIUDF�
WLRQ� KDV� VKRZQ� WKDW� VRPH� QXFOHL� DUH� FRP�
SRVHG� RI� RQH� RI� WKH� VHYHUDO� SRVVLEOH� LQRU�
JDQLF�SKDVHV��DQWLIHUURPDJQHWLF�IHUULK\GULWH
�LQ�PRVW�QXFOHL�RU�PDJQHWLWH� >����@��$V
PDJQHWLWH� LQFOXGHV� ERWK� W\SHV� RI� LURQ� LRQV
)H��� DQG� )H���� XQGHU� FHUWDLQ� FRQGLWLRQV�
R[LGDWLRQ�UHGXFWLRQ� F\FOH� FDQ� RFFXU� HYHQ
ZLWKLQ� IHUULWLQ� >��@�� +RZHYHU�� WKHVH� VWDWH�
PHQWV�DUH�QRW�FRPSOHWHO\�UHOLDEOH�EHFDXVH�LW�LV
VXJJHVWHG� WKDW� LQ� FDVH� RI� IHUULK\GULWH� H[SR�
VXUH�WR�HOHFWURQ�EHDP�LQ�WKH�SURFHVV�RI�PHDV�
XUHPHQW�PD\�SURYRNH� LWV�FRQYHUVLRQ�WR�PDJ�
QHWLWH�>��@��
,Q� RXU� RSLQLRQ�� PDJQHWLF� IRUFH� PLFURV�
FRS\�FRXOG�EH�DQ�DOWHUQDWLYH�PHWKRG�WR�YHU�
LI\� WKH� UHVXOWV� RI�ZRUNV� >����@� EHFDXVH� LW
DOORZV� WR� GLVWLQJXLVK� DQWLIHUURPDJQHWLF
SKDVH�RI�IHUULK\GULWH�IURP�PDJQHWLWH��ZLWK�
RXW� FKDQJLQJ� WKH� SK\VLFDO� DQG� FKHPLFDO
SURSHUWLHV� RI� VDPSOHV�� ,Q� >������@� WKH� DV�
VXPSWLRQ� ZDV� PDGH� WKDW� WKH� SK\VLRORJLFDO
DQG�SDWKRORJLFDO�IHUULWLQ�LQ�WKH�KXPDQ�EUDLQ
PD\� EH� D� SUHFXUVRU� IRU� PDJQHWLWH
�PDJKHPLWH�� QDQRSDUWLFOHV� ZLWK� VL]HV� ODUJH
HQRXJK�WR�KDYH�D�UHVLGXDO�PDJQHWL]DWLRQ�DW
URRP�WHPSHUDWXUH��)XUWKHUPRUH��LQ�>��@�WKH
K\SRWKHVLV� ZDV� IRUPXODWHG� LQ� WKH� FRQWLQX�
DWLRQ� RI� WKLV� LGHD� WKDW� ELRJHQLF� JURZWK� RI
IHUULWH�QDQRSDUWLFOHV�VWDUWV�ZLWK�QDQRPHWHU�
VL]H�DQG�GLIIHUHQW�VWDJHV�RI�JURZWK�GHWHFWHG
LQ� DOO� WLVVXH� VDPSOHV� WKDW� LV� FRQILUPHG� E\
WKH� GHWHFWLRQ� RI� EURDG� GLVWULEXWLRQ� LQ� VL]H
IHUULWH�QDQRSDUWLFOHV�LQ�KXPDQ�EUDLQ�WLVVXH�
&RUUHODWLRQ�EHWZHHQ�DQ�H[SUHVVLRQ�RI�IHU�
ULWLQ�DQG�FRQFHQWUDWLRQ�RI�ELRJHQLF�PDJQHWLF
QDQRSDUWLFOHV�ZDV� DOVR� LQYHVWLJDWHG� LQ� >��@�
,Q� >������@� LW� ZDV� VKRZQ� WKDW� IHUULWLQ� H[�
SUHVVLRQ� LQFUHDVHV�ZLWK� DJLQJ��+RZHYHU��QR
FRUUHODWLRQ� RI�PDJQHWLWH� DQG�RU�PDJKHPLWH
FRQWHQW�ZLWK�DJH�ZDV�IRXQG�LQ�HLWKHU�W\SH�RI
WLVVXH� >��@�� $OVR� DEQRUPDOLWLHV� LQ� WKH� H[�
SUHVVLRQ�RI�IHUULWLQ�REVHUYHG�IRU�PDQ\�W\SHV
RI� FDQFHUV� WKDW� ZDV� DQDO\]HG� LQ� GHWDLO� LQ
>��@�� %XW� DFFRUGLQJ� WR� WKH� UHVXOWV� RI� >��@
GLVWULEXWLRQ� RI� IHUULWLQ� LV� QRW� FRUUHODWHG
ZLWK� WKH� GLVWULEXWLRQ� RI� PDJQHWLWH� LQ� WKH
KXPDQ� EUDLQ�� WKLV� LPSOLHV� WKDW� PDJQHWLWH
GRHV� QRW� IRUP� VSRQWDQHRXVO\� IURP� IHUULWLQ
>��@�� 7KHUHIRUH� LQ� FRQWUDVW� WR� EDFWHULD� WKH
SK\VLRORJLFDO� RULJLQ� RI� ELRJHQLF� PDJQHWLF
QDQRSDUWLFOHV� LQ� PXOWLFHOOXODU� RUJDQLVPV� LV
VWLOO�RSHQ��$QG�WKH�IROORZLQJ�TXHVWLRQV�DULVH
FRQVHTXHQWO\�� :KDW� DUH� WKH� IXQFWLRQV� RI
ELRJHQLF�PDJQHWLF�QDQRSDUWLFOHV�LQ�PXOWLFHO�
OXODU� RUJDQLVPV"� $UH� WKHUH� FRPPRQ� IXQF�
WLRQV� RI� ELRJHQLF�PDJQHWLF� QDQRSDUWLFOHV� LQ
EDFWHULD� DQG� LQ� PXOWLFHOOXODU� RUJDQLVPV"
:KDW�LV�WKH�SK\VLRORJLFDO�RULJLQ�RI�ELRJHQLF
PDJQHWLF� QDQRSDUWLFOHV� LQ� PXOWLFHOOXODU� RU�
JDQLVPV"�,V�WKHUH�UHJXODWLRQ�RI�ELRPLQHUDOL�
]DWLRQ�RI�ELRJHQLF�PDJQHWLF�QDQRSDUWLFOHV�LQ
ERWK�EDFWHULD�DQG�PXOWLFHOOXODU�RUJDQLVPV�DW
JHQHWLF�OHYHO"�,Q�WKH�FDVH�LI�WKH�ELRPLQHUDOL�
]DWLRQ�RI�ELRJHQLF�PDJQHWLF�QDQRSDUWLFOHV�LQ
PXOWLFHOOXODU�RUJDQLVPV� LV�JHQHWLFDOO\� UHJX�
ODWHG�LW�LV�LPSRUWDQW�WR�UHYHDO�LI�WKLV�LV�WKH
UHVXOW� RI� KRPRORJ\� �FRPPRQ� DQFHVWU\�� RU
FRQYHUJHQW� HYROXWLRQ� �FRPPRQ� VHOHFWLYH
SUHVVXUH�"
0HWKRGV� RI� ELRLQIRUPDWLFV� DUH� LQYHQWHG
IRU�FRPSDULVRQ�RI�QXFOHRWLGH�DQG�SURWHLQ�VH�
TXHQFHV� RI� RUJDQLVP� ZLWK� WKH� SXUSRVH� RI
REWDLQLQJ� QHZ� NQRZOHGJH�� 6XFK� FRPSDULVRQ
FDQ� EH� FDUULHG� RXW�� IRU� H[DPSOH�� E\�PHDQV
RI� WKH� IUHH� VRIWZDUH�� VXSSOLHG� E\� WKH� 1D�
WLRQDO�&HQWHU�IRU�%LRWHFKQRORJ\�,QIRUPDWLRQ
�86$�� KWWS���ZZZ�QFEL�QOP�QLK�JRY��� $V
ZHOO� DV� WKH� JHQHV� �DQG� H[SUHVVHG� SURWHLQV�
RI�PDJQHWRWDFWLF� EDFWHULD� DUH� NQRZQ�ZKLFK
DUH�UHVSRQVLEOH� IRU� WKH�ELRPLQHUDOL]DWLRQ�RI
PDJQHWLWH� EXW� WKH� KXPDQ� JHQHV� �DQG� SUR�
WHLQV��� LQYROYHG� LQ� SURFHVV� RI� IRUPDWLRQ� RI
WKH� ELRJHQLF� PDJQHWLWH� DUH� QRW� NQRZQ� IRU
WRGD\�� 7KDW� LV� ZK\� WKH� SXUSRVH� RI� DSSOLFD�
WLRQ�RI�ELRLQIRUPDWLFV�PHWKRGV�LQ�WKLV�ZRUN
LV�UHYHDOLQJ�KXPDQ�SURWHLQV�ZKLFK�DUH�VLPL�
ODU�WR�WKH�SURWHLQV�RI�PDJQHWRVRPH�LVODQG�RI
PDJQHWRWDFWLF� EDFWHULD�� (VWLPDWLRQ� RI� WKH
VWDWLVWLFDO�VLJQLILFDQFH�RI�WKH�UHYHDOHG�VLPL�
ODULW\� EHWZHHQ� WKH�SURWHLQ� VHTXHQFHV� DOORZV
FRQILUP� FRQVHUYDWLRQ� RI� WKH� IXQFWLRQ� RI
ELRPLQHUDOL]DWLRQ� RI� PDJQHWLWH� IRU� WKH
KXPDQ� KRPRORJXHV� RI� WKH� SURWHLQV� RI�PDJ�
QHWRVRPH�LVODQG�
�����6LPLODULW\�EHWZHHQ�WKH�JHQHV
RI�PDJQHWRVRPH�LVODQG�DQG
KXPDQ�JHQHV
7KH�VLPLODULW\�EHWZHHQ�WKH�JHQHV�RI�PDJ�
QHWRVRPH�LVODQG�DQG�KXPDQ�JHQHV�KDYH�EHHQ
VWXGLHG� LQ� WKLV� SDSHU� E\�PHDQV�RI�ELRLQIRU�
PDWLFV�PHWKRGV�IRU�FODULI\LQJ�WKH�TXHVWLRQV�
PHQWLRQHG� DERYH�� 7KH�PDWFKHV� EHWZHHQ� WKH
JHQHV� RI� PDJQHWRVRPH� LVODQG� RI� EDFWHULXP
0DJQHWRVSLULOOXP�JU\SKLVZDOGHQVH�DQG�KXPDQ
JHQHV� KDYH� EHHQ� DQDO\]HG�� 7KH� VLJQLILFDQW
PDWFKHV�KDYH�EHHQ�IRXQG�E\�PHDQV�RI�WKH�IUHH
VRIWZDUH�� GHVLJQHG� IRU� FRPSDUDWLYH� DQDO\VLV
RI� SURWHLQ� VHTXHQFHV�� � %/$67
�KWWS���EODVW�QFEL�QOP�QLK�JRY�%ODVW�FJL�� EH�
WZHHQ�
0DP(� DQG� �VHULQH� SURWHDVH�� UHJLRQ� RI
KXPDQ� JHQHV� +75$��� +75$��� +75$��
+75$�� WKDW� HQFRGH� WKH� PHPEHUV� RI� WKH
WU\SVLQ� IDPLO\� RI� VHULQH� SURWHDVHV� �+WU$
IDPLO\�SURWHLQV���
6�9�*RUREHWV��2�<X�*RUREHWV���)XQFWLRQV�RI�ELRJHQLF����
)XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ��
x�+75$��KDV�DOVR�EHHQ�VXJJHVWHG�WR�EH�D
UHJXODWRU� RI� FHOO� JURZWK�� 9DULDWLRQV� LQ� WKH
SURPRWHU� UHJLRQ� RI� WKLV� JHQH� DUH� WKH� FDXVH
RI� VXVFHSWLELOLW\� WR� DJH�UHODWHG�PDFXODU� GH�
JHQHUDWLRQ��$0'��W\SH���>��@��5HFHQW�VWXG�
LHV�RQ�WKH�PROHFXODU�SDWKRORJ\�RI�$0'�VXJ�
JHVW� LPSRUWDQW� UROHV� IRU� R[LGDWLYH� VWUHVV�
LQGXFWLRQ�RI�K\SR[LD��JHQHUDWLRQ�RI�UHDFWLYH
R[\JHQ�VSHFLHV��526��>��@��7KH�KLJK�R[\JHQ
WHQVLRQ�LQ�WKH�UHWLQD�FRXSOHG�ZLWK�OLJKW�SUR�
YLGHV�D�SHUPLVVLYH�HQYLURQPHQW�IRU�WKH�JHQ�
HUDWLRQ�RI�R[LGDWLYH�SRVW�WUDQVODWLRQDO�PRGL�
ILFDWLRQV�� 2[LGDWLYH� SURWHLQ� PRGLILFDWLRQV
DFFXPXODWH�LQ�WKH�H\H�ZLWK�DJH�DQG�SRVVLEO\
FRQWULEXWH� WR�$0'�SDWKRJHQHVLV��:K\�RFX�
ODU� WLVVXHV� LQ� $0'� SDWLHQWV� DUH� PRUH� VXV�
FHSWLEOH� WR� R[LGDWLYH� GDPDJH� WKDQ� QRUPDO
H\H� WLVVXH� UHPDLQV� WR� EH� GHWHUPLQHG� >��@�
7KH�H[SHFWDWLRQ�YDOXH�LV�HTXDO�WR�������
x� +75$�� HQFRGHV� WKH� SURWHLQ� ZKLFK� LV
DOVR� ORFDOL]HG� LQ� PLWRFKRQGULD� ZLWK� UHOHDVH
WR�F\WRVRO�IROORZLQJ�DSRSWRWLF�VWLPXOXV��7KH
SURWHLQ�LV�FRQVLGHUHG�WR�LQGXFH�DSRSWRVLV�E\
ELQGLQJ� WKH� DSRSWRVLV� LQKLELWRU\� SURWHLQ
EDFXORYLUDO� ,$3� UHSHDW�FRQWDLQLQJ� ��� 1X�
FOHDU� ORFDOL]DWLRQ� RI� WKLV� SURWHLQ� KDV� DOVR
EHHQ� REVHUYHG� >��@�� 7KH� VHULQH�SURWHDVH
+75$�� UHTXLUHG� IRU� VHYHUDO� FHOOXODU� SURF�
HVVHV� LQFOXGLQJ� PLWRFKRQGULDO� IXQFWLRQ�
DXWRSKDJ\�� FKDSHURQH� DFWLYLW\�� DQG� DSRS�
WRVLV��KDV�EHHQ�LPSOLFDWHG�LQ�WKH�SDWKRJHQH�
VLV� RI� ERWK� $O]KHLPHU�V� GLVHDVH� �$'�� DQG
3DUNLQVRQ�V� GLVHDVH� �3'��� /RVV� RI� +WU$�
IXQFWLRQ� OHDGHG� WR� QHUYH� FHOO� ORVV� LQ�PRXVH
PRGHOV� DQG� KDV� EHHQ� OLQNHG� WR� QHXURGHJHQ�
HUDWLRQ� LQ� 3'� DQG� +XQWLQJWRQ�V� GLVHDVH
�+'���8QGHU�SK\VLRORJLFDO�FRQGLWLRQV�+WU$�
LV� WKRXJKW� WR� EH� LQYROYHG� LQ� SURWHFWLRQ
DJDLQVW� FHOOXODU� VWUHVV�� EXW� WKH� F\WRORJLFDO
DQG� PROHFXODU� PHFKDQLVPV� RI� WKH� SURFHVVHV
DUH�QRW�FOHDU��+WU$��GHILFLHQF\�FDXVHG�DQ�DF�
FXPXODWLRQ�RI�UHDFWLYH�R[\JHQ�VSHFLHV�DQG�UH�
GXFHG�PLWRFKRQGULDO�PHPEUDQH�SRWHQWLDO�>��@�
7KH�H[SHFWDWLRQ�YDOXH�LV�HTXDO�WR��������
x�+75$��LV�UHJXODWHG�E\�R[\JHQ�WHQVLRQ�
ORZ� R[\JHQ� HQKDQFHG�� ZKLOH� WKH� WUDQVLWLRQ
IURP� ORZ� WR� KLJK� R[\JHQ� GHFUHDVHG� +WU$�
SURWHLQ� SURGXFWLRQ� LQ� V\QF\WLRWURSKREODVW
>��@�� 7KH� +WU$� IDPLO\� SURWHLQV� DUH� VHULQH
SURWHDVHV� WKDW� DUH� LQYROYHG� LQ� LPSRUWDQW
SK\VLRORJLFDO� SURFHVVHV�� LQFOXGLQJ� PDLQWH�
QDQFH� RI� PLWRFKRQGULDO� KRPHRVWDVLV�� DSRS�
WRVLV� DQG� FHOO� VLJQDOLQJ�� 7KH\� DUH� LQYROYHG
LQ� WKH�GHYHORSPHQW� DQG� SURJUHVVLRQ� RI� VHY�
HUDO� SDWKRORJLFDO� SURFHVVHV� VXFK� DV� FDQFHU�
QHXURGHJHQHUDWLYH� GLVRUGHUV� DQG� DUWKULWLF
GLVHDVHV�>��@��7KH�H[SHFWDWLRQ�YDOXH�LV�HTXDO
WR� �������� +75$�� HQFRGHV� SURWHLQ� ZKLFK
FRQWDLQV�D�SXWDWLYH�VLJQDO�SHSWLGH��DQ� LQVX�
OLQ� JURZWK� IDFWRU� ELQGLQJ� GRPDLQ�� D� .D]DO
SURWHDVH�LQKLELWRU�GRPDLQ��D�FRQVHUYHG�WU\S�
VLQ� GRPDLQ� DQG� D� 3'=� GRPDLQ�� %DVHG� RQ
VWXGLHV� RQ� RWKHU� UHODWHG� IDPLO\� PHPEHUV�
WKLV�HQ]\PH�PD\�IXQFWLRQ�DV�D�VHFUHWHG�ROL�
JRPHULF�FKDSHURQH�SURWHDVH�WR�GHJUDGH�PLV�
IROGHG� VHFUHWRU\� SURWHLQV�� 2WKHU� KXPDQ
+WU$� SURWHLQV� KDYH� EHHQ� LPSOLFDWHG� LQ� DU�
WKULWLV�� WXPRU� VXSSUHVVLRQ�� XQIROGHG� VWUHVV
UHVSRQVH��DSRSWRVLV��DQG�DJLQJ�>��@��7KH�H[�
SHFWDWLRQ�YDOXH�LV�HTXDO�WR��������
0DP2� DQG� �VHULQH� SURWHDVH�� UHJLRQ� RI
KXPDQ�JHQHV�+75$���WKH�H[SHFWDWLRQ�YDOXH
LV� HTXDO� WR� ������ +75$�� �WKH� H[SHFWDWLRQ
YDOXH�LV�HTXDO�WR������WKDW�HQFRGH�WKH�PHP�
EHUV� RI� WKH� WU\SVLQ� IDPLO\� RI� VHULQH� SUR�
WHDVHV��+WU$�IDPLO\�SURWHLQV���
0DP%� DQG� �&DWLRQBHIIOX[�� UHJLRQ� RI
KXPDQ� JHQHV� 6/&��$��� 6/&��$�� WKDW� HQ�
FRGH�]LQF�WUDQVSRUWHU���DQG�]LQF�WUDQVSRUWHU
���&DWLRQ�HIIOX[�IDPLO\��
x� 6/&��$�� HQFRGHV� WKH�SURWHLQ�ZKLFK� LV
H[SUHVVHG�LQ�KXPDQ�HPEU\RQLF�OXQJ��=17��
LV�KXPDQ�HPEU\RQLF�OXQJ�SURWHLQ��LW�EHORQJV
WR� VROXWH� FDUULHU� IDPLO\� ���PHPEHU� �� >��@�
,QWHUUXSWLRQ�RI�EORRG� IORZ�DIWHU�FDUGLDF�DU�
UHVW� OLPLWV� WKH� GHOLYHU\� RI� R[\JHQ� DQG� JOX�
FRVH� WR� QHXURQV� FDXVLQJ� $73� UHGXFWLRQ
ZKLFK�KDV�QXPHURXV�FRQVHTXHQFHV�LQFOXGLQJ
QHXURWR[LFLW\��'1$�GDPDJH��DQG�SURGXFWLRQ
RI�IUHH� UDGLFDOV� >��@�� ,Q�PRGHO� >��@�RQO\���
VLJQLILFDQWO\� GLIIHUHQWLDOO\� H[SUHVVHG� WUDQ�
VFULSWV� LQ� WRWDO� DIWHU� JOREDO� LVFKHPLD� ZHUH
IRXQG�� $PRQJ� WKH�PRGHUDWHO\� XS�UHJXODWHG
JHQHV�� LW� LV� QRWHZRUWK\� WKDW� �� WUDQVFULSWV
DIIHFWHG� E\� LVFKHPLD� EHORQJHG� WR� LRQ� WUDQV�
SRUW� DQG� LQFOXGHG� �� ]LQF� WUDQVSRUWHUV�
6/&��$�� �=17��� DQG� 6/&��$��� �=17����
7KH� 6/&��� SURWHLQV� DUH� &')� �FDWLRQ� GLIIX�
VLRQ� IDFLOLWDWRU�� SURWHLQV� DQG� SODVPD� PHP�
EUDQH� HIIOX[� WUDQVSRUWHUV� >��@�� 7KH�PHFKD�
QLVP� RI� WUDQVSRUW� IRU� PDQ\� &')� SURWHLQV
DSSHDUV�WR�EH�YLD�]LQF�+���RU�.���DQWLSRUWV�
7KHUHIRUH��GHVSLWH�WKHLU�QDPH��&')�SURWHLQV
GR� QRW� VHUYH� DV� GLIIXVLRQ� IDFLOLWDWRUV� EXW
UDWKHU� DV� VHFRQGDU\� DFWLYH� WUDQVSRUWHUV�
XVLQJ�WKH�JUDGLHQW�RI�RWKHU�LRQV�WR�GULYH�WKH
WUDQVSRUW� RI� ]LQF� >��@�� 7KH� H[SHFWDWLRQ
YDOXH�LV�HTXDO�WR��������
x�6/&��$���RU�=17���EHORQJV�WR�WKH�=17
IDPLO\� RI� ]LQF� WUDQVSRUWHUV�� =17V� DUH� LQ�
YROYHG�LQ�WUDQVSRUWLQJ�]LQF�RXW�RI�WKH�F\WR�
SODVP� DQG�KDYH� VLPLODU� VWUXFWXUHV�� FRQVLVW�
LQJ�RI���WUDQVPHPEUDQH�GRPDLQV�DQG�D�KLV�
WLGLQH�ULFK� F\WRSODVPLF� ORRS� >��@��$OWHUDWLRQV
LQ� =Q� WUDQVSRUW� SURWHLQV� =17���� =17��� DQG
=17���PD\� FRQWULEXWH� WR� WKH� SDWKRORJ\�RE�
VHUYHG� LQ� SUHFOLQLFDO� $'� VXEMHFWV� EHIRUH
6�9�*RUREHWV��2�<X�*RUREHWV���)XQFWLRQV�RI�ELRJHQLF����
�� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV�������������
RQVHW�RI�FOLQLFDO�V\PSWRPV� >��@��7KH�H[SHF�
WDWLRQ�YDOXH�LV�HTXDO�WR�������
0DP0� DQG� �007��� UHJLRQ� RI� KXPDQ
JHQH� 6/&��$�� �WKH� H[SHFWDWLRQ� YDOXH� LV
HTXDO� WR� ����� DQG� �&DWLRQBHIIOX[�� UHJLRQ
RI� KXPDQ� JHQH� 6/&��$�� �WKH� H[SHFWDWLRQ
YDOXH� LV� HTXDO� WR� ������� WKDW� HQFRGH� ]LQF
WUDQVSRUWHU���DQG�]LQF�WUDQVSRUWHU����&DWLRQ
HIIOX[�IDPLO\��
0DP1� DQG� �3BSHUPHDVH�� UHJLRQ� RI
KXPDQ� JHQH� 2&$��� 7KLV� JHQH� HQFRGHV� WKH
KXPDQ�KRPRORJXH�RI�WKH�PRXVH�S��SLQN�H\HG
GLOXWLRQ�� JHQH�� 7KH� HQFRGHG� SURWHLQ� LV� EH�
OLHYHG� WR� EH� DQ� LQWHJUDO� PHPEUDQH� SURWHLQ
LQYROYHG� LQ� VPDOO� PROHFXOH� WUDQVSRUW�� VSH�
FLILFDOO\�W\URVLQH�Û�D�SUHFXUVRU�RI�PHODQLQ�
0XWDWLRQV�LQ�WKLV�JHQH�UHVXOW�LQ�W\SH���RFX�
ORFXWDQHRXV� DOELQLVP�� $OWKRXJK� WKH� SUHFLVH
IXQFWLRQ�RI� WKH�3� SURWHLQ� LV� XQNQRZQ� >��@�
7KH�H[SHFWDWLRQ�YDOXH�LV�HTXDO�WR��������
�����0HFKDQLVPV�RI�LQIOXHQFH�RI�D
FRQVWDQW�PDJQHWLF�ILHOG�RQ
ELRV\VWHPV
$� ORW� RI� H[SHULPHQWDO� PDWHULDO� LV� DFFX�
PXODWHG� LQ� WKH� GLUHFWLRQ� RI� VWXG\LQJ� WKH
LQIOXHQFH� RI�PDJQHWLF� ILHOGV� RQ� ELRV\VWHPV�
$OPRVW� WKHUH� LV� QR� ELRV\VWHPV�� LQ� ZKLFK
PDJQHWLF�ILHOGV�KDYH�QR�LQIOXHQFH��DOWKRXJK
DOO�DVSHFWV�RI�WKH�PHFKDQLVPV�RI�WKLV�LQIOX�
HQFH�KDYH�QRW�\HW�EHHQ�HOXFLGDWHG��5HVHDUFK
RI� SURFHVVHV� DQG� PHFKDQLVPV� RI� DFWLRQ� RI
PDJQHWLF� ILHOG� RQ� WKH� VWUXFWXUH� DQG� IXQF�
WLRQ� RI� OLYLQJ� RUJDQLVPV� DW� GLIIHUHQW� OHYHOV
RI�FRPSOH[LW\�SOD\V�WKH�PRVW�LPSRUWDQW�UROH
IRU� VWXG\LQJ� WKLV� SUREOHP�� 7KLV� LV� RQH� RI
WKH�PRVW�LPSRUWDQW�SUREOHPV�RI�PRGHUQ�ELR�
SK\VLFV��HVSHFLDOO\�DV�WKH�HPHUJHQFH�RI�PDJ�
QHWRELRORJLFDO� HIIHFWV� LQ� ELRORJLFDO� V\VWHPV
VKRXOG� EH� FRQVLGHUHG� DV� FRQVWDQWO\� SUHVHQW
DQ� HQYLURQPHQWDO� IDFWRU� WKDW� KDV� WKH� VDPH
PHDQLQJ�LQ�WKH�OLIH�RI�OLYLQJ�RUJDQLVPV��OLNH
WHPSHUDWXUH�� KXPLGLW\�� SUHVVXUH� DQG� RWKHU
QDWXUDO�IDFWRUV��6LQFH�QR�GRXEW�WKDW�(DUWK�V
QDWXUDO�PDJQHWLF� ILHOG� LV� HVVHQWLDO� IRU� QRU�
PDO�IXQFWLRQLQJ�RI�ELRV\VWHPV��,QIOXHQFH�RI
PDJQHWLF�ILHOGV�RQ�ELRV\VWHPV�SURPRWHG�WKH
HPHUJHQFH�DQG�GHYHORSPHQW�RI�VXFK�VFLHQFHV
DV� PDJQHWRELRORJ\�� PDJQHWRFKHPLVWU\�� ELR�
SK\VLFV�HWF��7KXV��WKH�YDOXH�RI�WKH�PDJQHWLF
ILHOGV� LQ� ODERUDWRU\� H[SHULPHQWV�� FRPPRQO\
XVHG�� DUH� ZHDN� DQG� VKRXOG� QRW� OHDG� WR� QR�
WLFHDEOH� HIIHFWV� IURP� D� WKHRUHWLFDO� SRLQW� RI
YLHZ�� 7KH� VLWXDWLRQ� LV� FRPSOLFDWHG� E\� WKH
IDFW� WKDW� PRVW� RI� WKH� H[SHULPHQWV� DUH� FDU�
ULHG�RXW�SURFHVVLQJ�WKH�RUJDQLVP�DV�D�ZKROH
�LQFOXGLQJ� EDFWHULD��� ,W� LV� LPSRUWDQW� WR
VWXG\� WKH� TXDQWLWDWLYH� HIIHFWV� RI� PDJQHWLF
ILHOGV� >����@� IRU� VRPH� VWUXFWXUH� DQG� ELR�
ORJLFDO� IXQFWLRQV� RI� RUJDQLVPV� RU� PLFURRU�
JDQLVPV�IRU�LGHQWLILFDWLRQ�RI�WKH�PHFKDQLVP
RI� LQIOXHQFH� RI� PDJQHWLF� ILHOGV� IRU� ELRV\V�
WHPV��$W�WKLV�WLPH��DERXW�D�GR]HQ�RI�PRGHOV
RI� PDJQHWLF� ILHOG� LQIOXHQFH� RQ� ELRV\VWHPV
DUH�GHVLJQHG�ZKLFK�DUH�V\VWHPDWL]HG�LQ�>��@�
0RVW� RI� WKHP� DUH� FRQFHUQHG� RI�ZHDN� DOWHU�
QDWLQJ� PDJQHWLF� ILHOGV�� $V� IRU� FRQVWDQW
PDJQHWLF�ILHOGV��WKH�PHFKDQLVPV�RI�WKHLU�LQ�
IOXHQFH�RQ�PHFKDQLFDO�SDUWLFOHV�LQ�JUDQXODU�
OLTXLG�DQG�JDVHRXV�HQYLURQPHQWV�ZHUH�VWXG�
LHG�GHHSO\�HQRXJK��7KH�WKHRU\�WKDW�H[SODLQV
WKH� PRYHPHQW�� VHSDUDWLRQ� DQG� �FDSWXUH�
GLD���SDUD���IHUUL����DQWLIHUUR��DQG�IHUURPDJ�
QHWLF� SDUWLFOHV� XQGHU� WKH� LQIOXHQFH� RI� VSD�
WLDOO\� LQKRPRJHQHRXV� �L�H�� JUDGLHQW�� DQG
FRQVWDQW� LQ� WLPH� PDJQHWLF� ILHOG� ZDV� HVWDE�
OLVKHG� DQG� H[SHULPHQWDOO\� YHULILHG� >����@�
,Q� WKLV� FRQQHFWLRQ� LW� VKRXOG� EH� QRWHG� WKDW
WKH� LQIOXHQFH� RI� PDJQHWLF� ILHOGV� RQ� SDUD�
DQG�GLDPDJQHWLF�VXEVWDQFHV�LV����RUGHUV�RI
PDJQLWXGH�OHVV�WKDQ�RQ�WKH�PDJQHWLFDOO\�RU�
GHUHG� VXEVWDQFHV� VXFK� DV� IHUURPDJQHWV� DQG
IHUULWHV��+RZHYHU�� WKH�SUREOHP�RI�VDIHW\�RI
VWURQJ�PDJQHWLF� ILHOGV� �PRUH� WKDQ� �� 7�� EH�
FDPH� DFWXDO� DIWHU� WKH� GHWHFWLRQ� RI� ELRJHQLF
IHUULWH� SDUWLFOHV� LQ� WKH� KXPDQ� ERG\� DQG� LQ
FRQQHFWLRQ� ZLWK� D� VSUHDG� RI� ZLGH� XVH� LQ
PHGLFLQH� 105� PHWKRG� >��@�� %XW� WKH
DXWKRUV�RI�>��@�HVWLPDWHG�WKDW�WKH�PDJQHWLF
ILHOGV� RI� ���� 7� LV� XQOLNHO\� HYHQ� WR� GLVUXSW
WKH� QRUPDO� IXQFWLRQLQJ� RI� FHOOV� WKURXJK
VWLPXODWLRQ� ELRJHQLF� PDJQHWLWH� QDQRSDUWL�
FOHV�� 7KH� IHDWXUH� RI� WKH� DSSURDFK� RI� WKHVH
ZRUNV� >����@� LV� DFFRXQW� RI� WKH� SRVVLELOLW\
RI�WKH�PHFKDQLFDO�GDPDJH�RI�FHOOV�GXH�WR�WKH
PRYHPHQW� RI� PDJQHWLWH� QDQRSDUWLFOHV� LQ
XQLIRUP� FRQVWDQW� H[WHUQDO� PDJQHWLF� ILHOG�
%XW� DFFRUGLQJ� WR� WKH� DXWKRUV� RI� WKH� ZRUN
>��@�DQ�H[LVWHQFH�RI�KLJK�JUDGLHQW�PDJQHWLF
ILHOG�� FUHDWHG� E\� WKH� ELRJHQLF� IHUULWH
QDQRSDUWLFOHV��LV�QRW�WDNHQ�LQWR�DFFRXQW��
7KH� H[LVWHQFH� RI� RZQ� PDJQHWLF� ILHOG� RI
PDJQHWLF� QDQRSDUWLFOHV� OHDGV� WR� FKDQJH� RI
WKH�W\SH�RI�PDVV�WUDQVIHU�IURP�GLIIXVLRQ�WR
FRQYHFWLRQ� LQ� WKHLU� YLFLQLW\�� WR� WKH� FKDQJH
RI� WKH� UDWH� RI� HOHFWURFKHPLFDO� UHDFWLRQV�� WR
VHOI�RUJDQL]HG�IRUPDWLRQ�RI�SKDVHV�ZLWK�GLI�
IHUHQW� PDJQHWLF� VXVFHSWLELOLWLHV�� WR� WKH
HPHUJHQFH� RI� HOHFWULF� SRWHQWLDO� GLIIHUHQFH
EHWZHHQ� VXUIDFH� UHJLRQV� RI� PDJQHWLF� SDUWL�
FOHV� GXULQJ� WKH� HOHFWURFKHPLFDO� UHDFWLRQV
XQGHU�FHUWDLQ�FRQGLWLRQV�>����@��,QGHHG��LW
LV� HDV\� WR� FRPSDUH� WKH� IRUFH� DFWLQJ� RQ
SDUDPDJQHWLF� LRQV� LQ� DTXHRXV� VROXWLRQ� RI
HOHFWURO\WH� LQ� WKH� YLFLQLW\� RI� IHUURPDJQHWLF
SDUWLFOHV�LQ�>����@�ZLWK�WKH�IRUFH�DFWLQJ�RQ
SDUDPDJQHWLF� LRQV� LQ� WKH�YLFLQLW\�RI� IHUULWH
6�9�*RUREHWV��2�<X�*RUREHWV���)XQFWLRQV�RI�ELRJHQLF����
)XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ��
QDQRSDUWLFOHV�LQ�WKH�FHOO�LQ�DQ�H[WHUQDO�PDJ�
QHWLF�ILHOG�
)� ���F�+��
ZKHUH�F�LV�PDJQHWLF�VXVFHSWLELOLW\�RI�SDUDP�
DJQHWLF�VSHFLHV��IRU�H[DPSOH��RI� LRQV���+�Û
VXSHUSRVLWLRQ� RI� DQ� H[WHUQDO�PDJQHWLF� ILHOG
DQG� PDJQHWLF� ILHOG�� FUHDWHG� E\� PDJQHWL]HG
SDUWLFOH���
7KH� RSHUDWRU� JUDG� FDQ� EH� UHSODFHG� IRU
HVWLPDWLRQV� E\� ��D�� ZKHUH� D� LV� WKH� W\SLFDO
VL]H� RI� SDUWLFOHV�� ZKLFK� FUHDWH� D� JUDGLHQW
PDJQHWLF� ILHOG�� +� ������ (�� D�|����y
�����PP�LQ�H[SHULPHQWDO�UHVHDUFK�>����@�
7KHQ� LW� LV� SRVVLEOH� WR� HVWLPDWH�
+��D�|���������D�YDU\�LQ�WKH�LQWHUYDO�IURP
����WR�����2H��FP�
&HOO� FRQWDLQV� PDJQHWLWH� QDQRSDUWLFOHV
ZKLFK�FDQ�FUHDWH�LWV�RZQ�PDJQHWLF�ILHOG�RI
DERXW������2H�EHFDXVH�WKHVH�ELRJHQLF�PDJ�
QHWLF� QDQRSDUWLFOHV� DUH� PDJQHWL]HG� LQ� WKH
PDJQHWLF� ILHOG� RI� WKH� (DUWK� LI� WKHLU� VL]HV
H[FHHG� WKH� WKUHVKROG� VL]H� RI� WUDQVLWLRQ� WR
WKH� VXSHUSDUDPDJQHWLF� VWDWH�� 7KH� VL]H� RI
WKHVH�PDJQHWLF�QDQRSDUWLFOHV�LQ�WKH�FHOO��DV
PHQWLRQHG�DERYH��DUH�ZLWKLQ�WKH�UDQJH�IURP
���WR�����QP��IURP�����y�����FP��>���@�
6R�� +��D�|������y������2H��FP� DURXQG
WKH� PDJQHWLF� QDQRSDUWLFOHV� LQ� WKH� FHOO�
ZKLFK�LV�VHYHUDO�RUGHUV�RI�PDJQLWXGH�ELJJHU
WKDQ�JUDGLHQWV�WKDW�DUH�DFKLHYHG�LQ�H[SHUL�
PHQWDO�VWXGLHV��FRQGXFWHG�LQ�>����@��7KXV�
WKH�JUDGLHQW�PDJQHWLF�ILHOG�RI�ELRJHQLF�PDJ�
QHWLF� QDQRSDUWLFOHV� DQG� UHODWHG� PDJQHWR�
FKHPLFDO�HIIHFWV�FDQ�EH�DGGLWLRQDO�QRQ�PH�
FKDQLFDO� IDFWRU� LQIOXHQFLQJ� RQ� WUDQVSRUW
SURFHVVHV��GLIIXVLRQ�DQG�HOHFWULFDO�SRWHQWLDOV
LQ�WKH�FHOO��
%\� WKH�ZD\� WKH�SRVVLEOH�PHFKDQLVPV�RI
LQIOXHQFH� RI�PDJQHWL]HG�SDUWLFOH� RQ� WUDQV�
SRUW� SURFHVVHV� DQG� FKHPLFDO� UHDFWLRQV� LQ
FHOOV� FDQ� EH� VXPPDUL]HG� DV� IROORZV�� 7KH
PDJQHWL]HG� SDUWLFOH� FUHDWHV� JUDGLHQW�PDJ�
QHWLF�ILHOG�DQG�WKH�JUDGLHQW�PDJQHWLF�IRUFH
JLYHV�ULVH� WR� WKH�IROORZLQJ�HIIHFWV�� VHSDUD�
WLRQ�RI�UHDFWDQWV�DQG�UHDFWLRQ�SURGXFW��LRQV
DQG�RWKHU�VSHFLHV��ZLWK�GLIIHUHQW�PDJQHWLF
VXVFHSWLELOLW\��DQLVRWURS\�RI�FKHPLFDO�UHDF�
WLRQ�UDWH��IRUPDWLRQ�RI�KHWHURJHQHRXV�VWDWH
RI�LQLWLDOO\�KRPRJHQRXV�PHGLXP��FKDQJH�RI
FKHPLFDO�UHDFWLRQ�UDWH��FKDQJH�RI�GLIIXVLRQ
PDVV�WUDQVSRUW�PHFKDQLVP�LQWR�PDJQHWRK\�
GURG\QDPLF�FRQYHFWLRQ��FUHDWLRQ�RI�HOHFWULF
FHOO�YROWDJH�GXH�WR�FRQFHQWUDWLRQ�QRQXQLIRU�
PLW\�DW�WKH�VXUIDFH�RI�WKH�PDJQHWL]HG�SDUWL�
FOH�>����@���
���&RQFOXVLRQV
6LJQLILFDQW� PDWFKHV� H[LVW� EHWZHHQ� WKH
JHQHV� RI� PDJQHWRVRPH� LVODQG� �0$0� JHQHV�
DQG�FHUWDLQ�UHJLRQV�RI�KXPDQ�JHQHV�� LQ�WKH
�WZLOLJKW� ]RQH�� ZLWK� H[SHFWDWLRQ� YDOXH
UDQJH� �������(������ DQG� PRUH� VLPLODU
DOLJQPHQW�SDLUV�ZLWK�(���������,Q�SDUWLFX�
ODU�� WKH� KXPDQ� JHQHV� ZLWK�0$0�PDWFKLQJ
UHJLRQV� HQFRGH� WKH�PHPEHUV� RI� WKH� WU\SVLQ
IDPLO\� RI� VHULQH� SURWHDVHV� �KXPDQ� +WU$
SURWHLQV�� DQG� FDWLRQ� HIIOX[� IDPLO\� �]LQF
WUDQVSRUWHUV��=Q7���
0$0�JHQHV�DUH�LQYROYHG�LQ�PDJQHWRVRPH
IRUPDWLRQ� FRQWDLQLQJ� ELRJHQLF� PDJQHWLF
QDQRSDUWLFOHV� DV� ZHOO� DV� SURGXFWV� RI� 0$0
PDWFKLQJ�KXPDQ�JHQHV�KDYH�EHHQ�LPSOLFDWHG
LQ� SDWKRJHQHVLV� RI� D� QXPEHU� RI� GLVHDVHV�
FKDUDFWHUL]HG� E\� WKH� HOHYDWHG� OHYHO� RI� ELR�
JHQLF�PDJQHWLF�QDQRSDUWLFOHV�
0$0�JHQHV�DUH�R[\JHQ�UHJXODWHG�DV�ZHOO
DV� WKHUH� DUH� GDWD� DERXW� FRUUHODWLRQ� RI� WKH
H[SUHVVLRQ� RI�0$0�PDWFKLQJ� KXPDQ�JHQHV
DQG�R[LGDWLYH�VWUHVV�DQG�WKHLU�R[\JHQ�UHJX�
ODWLRQ��
7KHUH� LV� QR� VLJQLILFDQW�PDWFKHV� EHWZHHQ
WKH� JHQHV� RI� PDJQHWRVRPH� LVODQG� �0$0
JHQHV�� DQG� WKH� LURQ� VWRUDJH� RU� WUDQVSRUW
SURWHLQV�� IHUULWLQ� DQG� WUDQVIHUULQ� FRQILUP�
LQJ� WKH� DEVHQFH� RI� FRUUHODWLRQ� LQ� GLVWULEX�
WLRQ�RI� IHUULWLQ�DQG� WKH�GLVWULEXWLRQ�RI�ELR�
JHQLF�PDJQHWLWH�LQ�WKH�KXPDQ�EUDLQ�
0DJQHWLF�IRUFH�PLFURVFRS\�LV�DQ�HIIHFWLYH
PHWKRG�IRU�GHWHFWLRQ�RI�VSDWLDO�GLVWULEXWLRQ
RI� WKH� ELRJHQLF� PDJQHWLF� QDQRSDUWLFOHV�� ,W
ZDV�VKRZQ�E\�PHDQV�RI�0)0�WKDW�GXUDWLRQ
RI� FXOWLYDWLRQ�RI�(KUOLFK�FDUFLQRPD� FHOOV� LQ
WKH� H[WHUQDO� PDJQHWLF� ILHOG� ���� P7� LQIOX�
HQFHV� RQ� WKH� TXDQWLW\� RI� WKH� ELRJHQLF�PDJ�
QHWLF� QDQRSDUWLFOHV� DQG� WKHLU� VHOI�RUJDQL]D�
WLRQ�LQ�D�FRPSOH[�VXSHUVWUXFWXUHV�>��@��
$V�ZHOO�DV�WKH�IXQFWLRQ�DQG�SK\VLRORJLFDO
RULJLQ� RI� ELRJHQLF� PDJQHWLF� QDQRSDUWLFOHV
DUH�VWLOO�RSHQ�LQ�PXOWLFHOOXODU�RUJDQLVPV��,W
LV� SRVVLEOH� WR� IRUPXODWH� D� K\SRWKHVLV� WKDW
WKH�ELRJHQLF�PDJQHWLF�QDQRSDUWLFOHV�ERWK�LQ
EDFWHULD� DQG� PXOWLFHOOXODU� RUJDQLVPV� DUH
QHFHVVDU\� QRW� RQO\� IRU� WKH� QDYLJDWLRQ� LQ� D
PDJQHWLF� ILHOG� RI� WKH� (DUWK� EXW� IRU�� DFFX�
PXODWLRQ�RI�SDUDPDJQHWLF�VSHFLHV�VXFK�DV�)H
LRQV� DQG� R[\JHQ�� UHJXODWLRQ� RI� WUDQVSRUW
SURFHVVHV� LQ� D� FHOO� E\� FKDQJLQJ� FRQFHQWUD�
WLRQ�JUDGLHQWV�RI�GLIIHUHQW�VSHFLHV�DFFRUGLQJ
WR� WKHLU� PDJQHWLF� VXVFHSWLELOLW\�� IRU� H[DP�
SOH��WKH�ELRJHQLF�PDJQHWLF�QDQRSDUWLFOHV�FDQ
UHQGHU� DQ� LQIOXHQFH� RQ� WUDQVSRUW� SURWHLQ
XVLQJ�WKH�JUDGLHQW�RI�RWKHU�LRQV�WR�GULYH�WKH
WUDQVSRUW�RI�FHUWDLQ�LRQ��
7KH�K\SRWKHVLV�ZDV�SURSRVHG�IRU�WKH�ILUVW
WLPH�LQ�>��@��7KH�K\SRWKHVLV�LV�FRQILUPHG�E\
6�9�*RUREHWV��2�<X�*RUREHWV���)XQFWLRQV�RI�ELRJHQLF����
�� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV�������������
WKH�PRGHOLQJ�H[SHULPHQWV�IURP�ZRUNV�>��Û
��@� DQG� HVWLPDWLRQ� FRPSDULQJ� WKH� JUDGLHQW
PDJQHWLF�IRUFH�LQ�WKH�YLFLQLW\�RI�DQ�ELRJHQLF
PDJQHWLF�SDUWLFOH�LQ�D�FHOO�DQG�LQ�WKH�PRGHO�
LQJ�PDJQHWRFKHPLFDO� H[SHULPHQWV� >����@�
7KH� PHWKRGV� RI� ELRLQIRUPDWLFV� DUH� GH�
VFULEHG��IRU�H[DPSOH��LQ�WKH�>��@�
5HIHUHQFHV
� ���6�$�3DYORYLFK�� 0DJQHWRVHQVLWLYLW\� DQG� 0DJ�
QHWRVXVFHSWLELOLW\�RI�WKH�0LFURRUJDQLVPV��%H�
ODUXV��0LQVN��������>LQ�5XVVLDQ@�
� ���9�0�&KHUYLQHWV��<X�1�1RYLWVNL��6�$�3DYORYLFK�
-��+\JLHQH�� (SLGHPRO���0LNURELRO��,PPXQRO��� ���
�����������
� ���1�9�9HUKRYFHYD�� ,�1�*OHERYD�� %LRIL]LND�� ���
������������
� ���$�1�:DO\JLQ�� 6�%�1RULQD�� (�1�.RQGRUVNLL�
%LRIL]LND������������������
� ���9�1�*RONHYLFK�� '�,�9RONRY�� 6�$�3U\GQLFRY�
'RNO��$1�6665��1R���������������
� ���<X�,�1RYLWVNL�� 7KH� 0DJQHWLF� )LHOG� LQ� 0HGL�
FLQH��1DXND��0RVFRZ��������>LQ�5XVVLDQ@�
� ���5�3�%ODNHPRUH��6FLHQFH��"""""�������������
� ���1�9�9HUKRYFHYD��8VS��0LNURELRO������������������
� ���'�%D]\OLQVNL��&KHP��*HRORJ\�(OVHYLHU���������
�������
����0�%�9DLQZWHLQ��1�(�6\]LQD��(�%�6RURNLQ���0LNUR�
ELRO������������������
����+�1LVKLR�� 7�7DNDKDVKL�� -��3K\V��� ��� ���
�������
����'�6FKXOHU�� (�%DHXHUOHLQ�� -��3K\V��� ��� ���
�������
����1�9�9HUKRYFHYD���0LNURELRO������������������
����5�%�)UDQNHO�� 5�3�%ODNHPRUH��5�6�:ROIH��6FL�
HQFH�����������������
����6�6FKXEEH�� &K�:XUGHPDQQ�� -�3HSOLHV� HW� DO��
$SSO��(QY��0LFURE������������������
����5�%�)UDQNHO�� 5�3�%ODNHPRUH��5�6�:ROIH��6FL�
HQFH�������������������
����)�)�7RUUHV�GH�$UDXMR��0�$�3LUHV��5�%�)UDQNHO�
%LRSK\V��-������������������
����0�%�9DLQVKWHLQ��1�(�6X]LQD��9�6RURNLQ��6\VW�
$SSO��0LFURELRO������������������
����-�/�*RXOG��-�/�.LUVFKYLQN��.�6�'HIIH\HV��6FL�
HQFH�������������������
����&�:DOFRWW�� -�/�*RXOG�� -�/�.LUVFKYLQN�� 6FL�
HQFH������������������
����6�1�0DQQ�� +�&�6SDUNV�� 0�0�:DONHU�� -��([S�
%LRO������������������
����'�5�+H\ZRRG��'�$�%D]\OLQVNL��$�*DUUDWWUHHG�
1DWXUZLVVHQVFKDIWHQ�������������������
����&�)DEHU��6WUDQJH�+RUL]RQV�����������������
����6�5�&KDQJ�� -�/�.LUVFKYLQN�� $QQX� 5HY��(DUWK
3ODQHW��6FL������������������
����-�/�.LUVFKYLQN�� $�.RED\DVKL�.LUVFKYLQN�
%�-�:RRGIRUG�� 3URF��1DW��$FDG��6FL��86$�� ���
������������
����-�5�'XQQ�� 0�)XOOHU�� -�=RHJHU�� -�3�� HW� DO��
%UDLQ�5HV��%XOO������������������
����-�3�'REVRQ�� 0�)XOOHU�� 6�0RVHU� HW� DO��� (O�
VHYLHU����������������
����-�3�'REVRQ�� 3�*UDVVL�� %UDLQ� 5HV��%XOO��� ���
�����������
����3�3�6FKXOWKHLVV�*UDVVL�� )�+HOOHU�� -�'REVRQ�
%LR0HWDOV�����������������
����)�+HUODK�� 7KH� 6WURQJ� DQG� 6XSHUVWURQJ� 0DJ�
QHWLF� )LHOGV� DQG� WKHLU� $SSOLFDWLRQ�� $� WH[W
ERRN��0LU��0RVFRZ��������>LQ�5XVVLDQ@�
����0�3�0RUDOHV��6�9HLQWHPLOODV�9HUGDJXHU��0�,�0RQ�
WHUR�HW�DO���&KHP��0DW�������������������
����-�/�.LUVFKYLQN�� $�.RED\DVKL�.LUVFKYLQN�
%�-�:RRGIRUG�� 3URF��1DW��$FDG��6FL��86$�� ���
������������
����-�'REVRQ��)(%6�/HWW������������������
����%�(�'Z\HU��/�5�=DFKDUVNL��'�-�%DOHVWUD�HW�DO��
0HG��+\SRWKHVHV�����������������
����'�+DXWRW��4�$�3DQNKXUVW��&K�0�0RUULV�HW�DO��
%LRFKHP��%LRSK\V��$FWD������������������
����&�4XLQWDQD�� 6�%HOOHITLK�� -�<�/DYDO� HW� DO��� -�
6WUXFW��%LRO������������������
����0�)XOOHU�� -�'REVRQ�� +�*�:LHVHU�� %UDLQ� 5HV�
%XOO������������������
����3�3�6FKXOWKHLVV�*UDVVL�� -�'REVRQ�� %LRPHWDOV�
��������������
����'�+DXWRW�� 4�$�3DQNKXUVW�� 1�.KDQ� HW� DO��
3URF��5��6RF��%�����������������
����$�.RED\DVKL�� 1�<DPDPRWR�� -�.LUVFKYLQN�� -�
-DS��6RF��3RZGHU�DQG�3RZGHU�0HWDOOXUJ\�����
����������
����)�%UHP��$�0�+LUW��0�:LQNOKRIHU�HW�DO���-��5�
6RF��,QWHUIDFH����������������
����*�%DUW]RNLV�� 7�$�7LVKOHU�� ,�6�6KLQ� HW� DO��
$FDG��6FL��������������������
����3�$URVLR��6�/HYL��%LRO�0HG������������������
����1�'�&KDVWHHQ�� 3�0�-��6WUXFW��%LRO��� ����� ���
�������
����3�0�+DUULVRQ��3�$URVLR��%LRSK\V��$FWD� %LRHQ�
HUJ��������������������
����<�3DQD��.�6DGHUD��-�-�3RZHOO�HW�DO���-��6WUXFW�
%LRO������������������
����-�0�&RZOH\��'�(�-DQQH\��5�&�*HUNLQ�HW�DO���-�
6WUXFW��%LRO�������������������
����&�4XLQWDQD�� -�0�&RZOH\��&�0DUKLF��-��6WUXFW�
%LRO�������������������
����&�4XLQWDQD�� 0�/DQFLQ�� &�0DUKLF� HW� DO��� &HOO�
0RO��%LRO������������������
����-�5�%XUGR�� -�5�&RQQRU�� %LRPHWDOV�� ���� ��
�������
����9�)�&KHNKXQ�� 6�,�6KSLOHYVND\D�� 4XHVWLRQV� RI
2QFRORJ\�����������������
����'�+DXWRW�� 4�$�3DQNKXUVW�� &K�0�0RUULV�� %LR�
FKHP��%LRSK\V��$FWD�����������������
����;�'LQJ�� 0�3DWHO�� &�&�&KDQ�� 3URJ��5HWLQ� (\H
5HV����������������
����-�7�*X��*�-�3DXHU��;�<XH�HW�DO���&OLQ��*HQRP�
3URWHRPLF������������������
����1�.LHSHU�� .�0�+ROPVWU�P�� '�&LFHUL� HW� DO��
([S��&HOO�5HV������������������
����/L�<�3ODFHQWDO��-��&OLQ��(QGRFULQRO��0HWDE������
�����������
����&�0DUWLMQ��/�:LNOXQG��%0&�0HG��*HQRPLFV��
�������������
����0�6HYH�� )�&KLPLHQWL�� 6�'HYHUJQDV�� %0&
*HQRPLFV����������������
6�9�*RUREHWV��2�<X�*RUREHWV���)XQFWLRQV�RI�ELRJHQLF����
)XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ��
����$�$�*XIIDQWL�� <�:HL�� 6�9�5RRG� HW� DO���0RO�
0LFURELRO������������������
����/�+XDQJ�� -�*LWVFKLHU�� 1DW��*HQHW��� ���� ���
�������
����*�/\XEDUWVHYD�� -�/�6PLWK�� :�5�0DUNHVEHU\
HW�DO���%UDLQ�3DWKRO������������������
����$�9�0DNDUHYLFK��%LRIL]LND�����������������
����*�6�/LWYLQRY��9�3�3ROLFK\N��$�/�%RLNR��%LRSR�
O\PHUV�DQG�&HOO�����������������
����$�/�%RLNR��$�'�:YHG��<X�$�*ULJRUMDQ��9LVQ�
$1�8565���������������
����1�1HPHF�� '�+RUDFRYD�� 3�6YD]LO�� )ROLD� )DF�
6FL��1DW��8QLY��3XFN�%UXQ�����������������
����*�0DUH��.�'UDQVIHOG��7KH�6WURQJ�DQG�6XSHU�
VWURQJ�0DJQHWLF�)LHOGV�DQG�WKHLU�$SSOLFDWLRQV�
0LU��0RVFRZ��������>LQ�5XVVLDQ@�
����9�1�%LQJL��$�9�6DYLQ��8)1������������������
����5�5�2GHU�� ,(((� 7UDQV�� 0DJQ�� ���� ���
�������
����)�-�)ULHGODHQGHU�� 5�*HUEHU�� :�.XU]�� ,(((
7UDQV��0DJQ������������������
����6�9�*RUREHWV�� 3URF��'RQHWVN� 6WDWH� 7HFKQ�
8QLY��� VHU�� �*RUQRHOHNWURPHKDQLFKHVND\D��� ��
����������
����-�'REVRQ�� 5�%RZWHOO�� $�*DUFLD�3ULHWR�� 3/R6
21(�����������������
����-�/�.LUVFKYLQN��3K\V�5HY�$�������������������
����-�'REVRQ��1DWXUH�1DQRWHFKQ�����������������
����-�'REVRQ�� 6W�3LHUUH�� %LRFKHP��%LRSK\V��5HV�
&RPPXQ�������������������
����6�+�&DUWPHOO��-�'REVRQ��6�9HUVFKXHUHQ�HW�DO��
,(((�7UDQV��1DQR%LRVFL����������������
����-�'REVRQ�� 6�+�&DUWPHOO�� $�.HUDPDQH� HW� DO��
,(((�7UDQV�1DQR%LRVFL�����������������
����5�$�7DFNHQ�� /�-�-DQVVHQ�� -��$SSO��(OHFWUR�
FKHP������������������
����7�=�)DKLG\�� -��$SSO��(OHFWURFKHP��� ���� ���
�������
����0�:DVNDDV�� <�,�.KDUNDWV�� -��3K\V�� &KHP��
�����������������
����5�$RJDNL�� 0DJQHWRK\GURG\QDPLFV�� ���� ���
�������
����-�0�&RH\�� *�+LQGV�� 0�(�/\RQV�� (XURSK\V�
/HWW������������������
����2�<�*RUREHWV��'�2�'HUHFKD��0DWHU��6FL��3RODQG�
����������������
����0�<X�,OFKHQNR��2�<X�*RUREHWV�� ,�$�%RQGDU�HW
DO���-��0DJQ��0DJQ��0DWHU��������������������
����6�9�*RUREHWV�� 0�,�'RQFKHQNR�� 2�<X�*RUREHWV
HW�DO���=K��)L]��.KLP������������������
����6�9�*RUREHWV�� 2�<X�*RUREHWV�� 2�0�%UXNYD�
$SSO��6XUI��6FL������������������
����9�*�%DU�\DNKWDU�� <X�,�*RUREHWV�
2�<X�*RUREHWV�� -��0DJQ��0DJQ��0DWHU��� ����
������������
����<X�,�*RUREHWV�� 6�9�*RUREHWV�� 0DJQHWRK\GUR�
G\QDPLFV����������������
����9�)�&KHNKXQ�� 6�9�*RUREHWV�� 2�<X�*RUREHWV�
,�9�'HP\DQHQNR��1DQRVWUXFW��0DWHU�� 6FL��� ��
�����������
����<X�,�*RUREHWV�� 6�9�*RUREHWV�� 9HVWQLN� +*78�
1R���������������
����6�,JQDVLPXWX�� )XQGDPHQWDOV� RI� %LRLQIRUPDW�
LFV�� ,]KHYVN�� 1,7&� 5HJXODU� DQG� &KDRWLF� '\�
QDPLFV�� ,QVWLWXWH� RI� &RPSXWHU� 5HVHDUFK�
0RVFRZ��������>LQ�5XVVLDQ@�
n�Ó}�L��Lº�ËÓÓÒ²�äÈ�ÓL�ÓÒ²�ÓÈÓº�Ȱ�ÒÓº}m�º¯�ÈÓLÏäȲ
&�{��º¯ºË� ��|����º¯ºË�
~�ÏȰ�º°�mÈÓÓ«ä�äË�º�Lm�LºLÓÁº¯äÈ�Ò}Ò�L�äº�Ëã ÓÒ²�Ë}°¹Ë¯ÒäËÓ�Lm�m�ºãȰ�L�äÈ�ÓL�
�º²LäL�� mÒm�ËÓº� Á�Ó}�L�� Lº�ËÓÓÒ²� äÈ�ÓL�ÓÒ²� ÓÈÓº�Ȱ�ÒÓº}� «}� m� È}�˯L«²�� �È}� L� m
È�È�º}ãL�ÒÓÓÒ²�º¯�ÈÓLÏäȲ���{Ò«mãËÓº���º�Lº�ËÓÓL�äÈ�ÓL�ÓL�ÓÈÓº�Ȱ�ÒÓ}Ò�°ã�ÎÈ� �ÓË
�Lã }Ò� �ã«� ÓÈmL�È�L�� �� �˺äÈ�ÓL�Óºä�� ¹ºãL�� ÈãË� ®� �ã«� ÓÈ}º¹Ò�ËÓÓ«� ¹È¯ÈäÈ�ÓL�ÓÒ²
}ºä¹ºÓËÓ��� �È}Ò²� «}� LºÓÒ� ÏÈãLÏÈ� L� }Ò°ËÓ �� È� �È}ºÎ� �ã«� ¯Ë��ã«�L�� �¯ÈÓ°¹º¯�ÓÒ²� ¹¯º�
�˰Lm� �� }ãL�ÒÓL� �㫲ºä� ÏäLÓÒ� �¯È�L¼Ó�Lm� }ºÓ�ËÓ�¯È�L�� ¯LÏÓºäÈÓL�ÓÒ²� }ºä¹ºÓËÓ�� m
ÏÈãËÎÓº°�L� mL�� �²� äÈ�ÓL�Óº�� °¹¯Ò®Ó«�ãÒmº°�L�� �º�LÓL°� � äLÎ� �ËÓÈäÒ� äÈ�ÓL�º°ºäÓº�º
º°�¯ºm�«�äÈ�ÓL�º�È}°Ò°ÓÒ²�È}�˯L®�L��ËÓÈäÒ�ã
�ÒÓÒ�mÒm�ËÓº�äË�º�ÈäÒ�LºLÓÁº¯äÈ�Ò�
}Ò��ã«�¹Ë¯Ë�È�ËÓÓ«�Á�Ó}�L®��È�ÁLÏLºãº�L�Óº�º�¹º²º�ÎËÓÓ«�Lº�ËÓÓÒ²�äÈ�ÓL�ÓÒ²�ÓÈÓº�
�Ȱ�ÒÓº}���È�È�º}ãL�ÒÓÓÒ²�º¯�ÈÓLÏäȲ��{�¯ËÏ�ã �È�L�mÒ«mãËÓº���º�Lã}Ò�ã
�ÒÓÒ��«}L
¼��ºäºãº�ÈäÒ�Lã}Lm�äÈ�ÓL�º°ºäÓº�º�º°�¯ºm�«��ÏÈ�L«ÓL���¹È�º�ËÓËÏL�ÓÒÏ}Ò�ÏȲmº¯
mÈÓ �
�º�²È¯È}�˯ÒÏ�
� °«�¹L�mÒ�ËÓº
�}Lã }L°�
�Lº�ËÓÓÒ²�äÈ�ÓL�ÓÒ²�ÓÈÓº�Ȱ�ÒÓº}�
6�9�*RUREHWV��2�<X�*RUREHWV���)XQFWLRQV�RI�ELRJHQLF����
�� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV�������������
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-134036 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1027-5495 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-07T17:38:56Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | НТК «Інститут монокристалів» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Gorobets, S.V. Gorobets, O.Yu. 2018-06-11T16:39:35Z 2018-06-11T16:39:35Z 2012 Functions of biogenic magnetic nanoparticles in organisms / S.V. Gorobets, O.Yu. Gorobets // Functional Materials. — 2012. — Т. 19, № 1. — С. 18-26. — Бібліогр.: 90 назв. — англ. 1027-5495 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/134036 The functions of the biogenic magnetic nanoparticles both in bacteria and multicellular organisms arc studied in this paper using methods of bioinformatics and the modeling experiments in the field of magnetochemistry. Thus it was revealed that biogenic magnetic nanoparticles arc necessary not only for the navigation in a magnetic field of the Earth but for accumulation of paramagnetic species such as Fe ions and oxygen and for regulation of transport processes in a cell by changing concentration gradients of different species according to their magnetic susceptibility. The similarity between the genes of magnetosome island of magnetotactic bacteria and human genes have been studied by means of bioinformatics methods for prediction of functions and physiological origin of biogenic magnetic nanoparticles in multicellular organisms. As a result, it was revealed that human proteins (which arc the homologues with the proteins of magnetosome island) have been implicated in pathogenesis of a number of diseases, characterized by the elevated level of biogenic magnetic nanoparticles. З застосуванням методів біоінформатики і модельних експериментів в області магнітохімії вивчено функції біогенних магнітних наночастинок як в бактеріях, так і в багатоклітинних організмах . Виявлено, що біогенні магнітні наночастинки служать не тільки для навігації у геомагнітному полі, але й для накопичення парамагнітних компонент, таких як іони заліза і кисень, а також для регуляції транспортних процесів у клітині шляхом зміни градієнтів концентрації різноманітних компонент в залежності від їх магнітної сприйнятливості. Подібність між генами магнітосомного островця магнітотаксисних бактерій і генами людини вивчено методами біоінформатики для передбачення функцій та фізіологічного походження біогенних магнітних наночастинок у багатоклітинних організмах. В результаті виявлено, що білки людини (які є гомологами білків магнітосомного островця) задіяні у патогенезі низки захворювань, що характеризуються підвищеною кількістю біогенних магнітних наночастинок. В работе с помощью методов биоинформатики и модельных экспериментов в области магнитохимии изучены функции биогенных магнитных наночастиц как в бактериях, так и в многоклеточных организмах. Показано, что биогенные магнитные наночастицы служат не только для навигации в геомагнитном поле, но и для накопления парамаг¬нитных компонент, таких как ионы железа и кислород, а также для регуляции транс¬портных процессов в клетке путем изменения градиентов концентрации различных компонент в зависимости от их магнитной восприимчивости. Методами биоинформати¬ки изучено сходство между генами магнитосомного островка магнитотаксисных бакте-рий и генами человека для предсказания функций и физиологического происхождения биогенных магнитных наночастиц в многоклеточных организмах. Обнаружено, что белки человека (которые являются гомологами белков магнитосомного островка) вовле¬чены в патогенез ряда заболеваний, характеризующихся повышенным количеством биогенных магнитных наночастиц. en НТК «Інститут монокристалів» НАН України Functional Materials Characterization and properties Functions of biogenic magnetic nanoparticles in organisms Функції біогенних магнітних наночастинок в організмах Article published earlier |
| spellingShingle | Functions of biogenic magnetic nanoparticles in organisms Gorobets, S.V. Gorobets, O.Yu. Characterization and properties |
| title | Functions of biogenic magnetic nanoparticles in organisms |
| title_alt | Функції біогенних магнітних наночастинок в організмах |
| title_full | Functions of biogenic magnetic nanoparticles in organisms |
| title_fullStr | Functions of biogenic magnetic nanoparticles in organisms |
| title_full_unstemmed | Functions of biogenic magnetic nanoparticles in organisms |
| title_short | Functions of biogenic magnetic nanoparticles in organisms |
| title_sort | functions of biogenic magnetic nanoparticles in organisms |
| topic | Characterization and properties |
| topic_facet | Characterization and properties |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/134036 |
| work_keys_str_mv | AT gorobetssv functionsofbiogenicmagneticnanoparticlesinorganisms AT gorobetsoyu functionsofbiogenicmagneticnanoparticlesinorganisms AT gorobetssv funkcííbíogennihmagnítnihnanočastinokvorganízmah AT gorobetsoyu funkcííbíogennihmagnítnihnanočastinokvorganízmah |