Toward a widely usable finite-state morphology workbench for less studied languages, 1: Desiderata

Most of the world’s languages lack electronic word form dictionaries. The linguists who gather such dictionaries could be helped with an efficient morphology workbench that adapts to different environments and uses. A widely usable workbench could be characterized, ideally, as generally applicable, extensible, and freely available (GEA). It seems that such a solution could be implemented in the framework of finite-state methods. The current work defines the GEA desiderata and starts a series of articles concerning these desiderata in finite- state morphology. Subsequent parts will review the state of the art and present an action plan toward creating a widely usable finite-state morphology workbench.

Real-Time PCR : A Molecular Approach to Investigate the Role of Intestinal Microbiota in the Pathophysiology of Irritable Bowel Syndrome

Irritable bowel syndrome (IBS) is a common multifactorial functional intestinal disorder, the pathogenesis of which is not completely understood. Increasing scientific evidence suggests that microbes are involved in the onset and maintenance of IBS symptoms. The microbiota of the human gastrointestinal (GI) tract constitutes a massive and complex ecosystem consisting mainly of obligate anaerobic microorganisms making the use of culture-based methods demanding and prone to misinterpretation. To overcome these drawbacks, an extensive panel of species- and group-specific assays for an accurate quantification of bacteria from fecal samples with real-time PCR was developed, optimized, and validated. As a result, the target bacteria were detectable at a minimum concentration range of approximately 10 000 bacterial genomes per gram of fecal sample, which corresponds to the sensitivity to detect 0.000001% subpopulations of the total fecal microbiota. The real-time PCR panel covering both commensal and pathogenic microorganisms was assessed to compare the intestinal microbiota of patients suffering from IBS with a healthy control group devoid of GI symptoms. Both the IBS and control groups showed considerable individual variation in gut microbiota composition. Sorting of the IBS patients according to the symptom subtypes (diarrhea, constipation, and alternating predominant type) revealed that lower amounts of Lactobacillus spp. were present in the samples of diarrhea predominant IBS patients, whereas constipation predominant IBS patients carried increased amounts of Veillonella spp. In the screening of intestinal pathogens, 17% of IBS samples tested positive for Staphylococcus aureus, whereas no positive cases were discovered among healthy controls. Furthermore, the methodology was applied to monitor the effects of a multispecies probiotic supplementation on GI microbiota of IBS sufferers. In the placebo-controlled double-blind probiotic intervention trial of IBS patients, each supplemented probiotic strain was detected in fecal samples. Intestinal microbiota remained stable during the trial, except for Bifidobacterium spp., which increased in the placebo group and decreased in the probiotic group. The combination of assays developed and applied in this thesis has an overall coverage of 300-400 known bacterial species, along with the number of yet unknown phylotypes. Hence, it provides good means for studying the intestinal microbiota, irrespective of the intestinal condition and health status. In particular, it allows screening and identification of microbes putatively associated with IBS. The alterations in the gut microbiota discovered here support the hypothesis that microbes are likely to contribute to the pathophysiology of IBS. The central question is whether the microbiota changes described represent the cause for, rather than the effect of, disturbed gut physiology. Therefore, more studies are needed to determine the role and importance of individual microbial species or groups in IBS. In addition, it is essential that the microbial alterations observed in this study will be confirmed using a larger set of IBS samples of different subtypes, preferably from various geographical locations.

Root system traits of Norway spruce, Scots pine, and silver birch in mixed boreal forests: an analysis of root architecture, morphology, and anatomy

The aim of this thesis was to unravel the functional-structural characteristics of root systems of Betula pendula Roth., Picea abies (L.) Karst., and Pinus sylvestris L. in mixed boreal forest stands differing in their developmental stage and site fertility. The root systems of these species had similar structural regularities: horizontally-oriented shallow roots defined the horizontal area of influence, and within this area, each species placed fine roots in the uppermost soil layers, while sinker roots defined the maximum rooting depth. Large radial spread and high ramification of coarse roots, and the high specific root length (SRL) and root length density (RLD) of fine roots indicated the high belowground competitiveness and root plasticity of B. pendula. Smaller radial root spread and sparser branching of coarse roots, and low SRL and RLD of fine roots of the conifers could indicate their more conservative resource use and high association with and dependence on ectomycorrhiza-forming fungi. The vertical fine root distributions of the species were mostly overlapping, implying the possibility for intense belowground competition for nutrients. In each species, conduits tapered and their frequency increased from distal roots to the stem, from the stem to the branches, and to leaf petioles in B. pendula. Conduit tapering was organ-specific in each species violating the assumptions of the general vascular scaling model (WBE). This reflects the hierarchical organization of a tree and differences between organs in the relative importance of transport, safety, and mechanical demands. The applied root model was capable of depicting the mass, length and spread of coarse roots of B. pendula and P. abies, and to the lesser extent in P. sylvestris. The roots did not follow self-similar fractal branching, because the parameter values varied within the root systems. Model parameters indicate differences in rooting behavior, and therefore different ecophysiological adaptations between species.

Determination of intestinal permeability in healthy horses using the contrast medium iohexol

Tämä lisensiaatin tutkielma koostuu kolmesta osasta; kirjallisuuskatsauksesta, kokeellisesta osasta ja liitteistä. Iohexol on ionisoitumaton, trijodattu ja vesiliukoinen röntgenvarjoaine. Iohexolia on hyödynnetty lääketieteessä useita vuosia. Iohexolia on käytetty muun muassa angio- ja myelografiassa, lisäksi iohexolia on hyödynnetty arvioitaessa munuaiskerästen suodattumisnopeutta sekä suoliston läpäisevyyden muutoksia. Hevosen tulehduksellisessa suolistosairaudessa (Inflammatory bowel disease, IBD) suoliston rakenne ja sen läpäisevyys muuttuu; tyypillistä on tulehdussolujen kertyminen suoliston seinämään ja myös sidekudosmuodostusta saattaa esiintyä. Suolisto muutoksia saatetaan havaita sekä ohut- että paksusuolessa. IBD aiheuttaa hevoselle laihtumista, johtuen ravintoaineiden puutteellisesta imeytymisestä ja proteiinien menetyksestä suoleen suoliston häiriötilan yhteydessä. Tällä hetkellä IBD:n diagnostiikka perustuu tyypillisiin oireisiin, kliiniseen tutkimukseen, verinäytteisiin, glukoosin imeytymistestiin ja peräsuolesta otettuun koepalaan. IBD:n diagnostiikka on kuitenkin erittäin haastavaa ja tutkimusmenetelmiin liittyy lukuisia ongelmia, jotka vähentävät niiden luotettavuutta IBD:n diagnostiikassa. Tutkimuksemme tarkoituksena on kehittää hevosen IBD:n diagnostiikkaa entistä helpompaan, luotettavampaan ja turvallisempaan suuntaan. Tämän alustavan tutkimuksen tavoitteet olivat: (1) tutkia voidaanko iohexol havaita hevosen seerumissa oraalisen annostelun jälkeen ja (2) muodostaa iohexolin pitoisuuskuvaaja ajan funktiona terveillä hevosilla. Materiaalimme koostui kymmenestä terveestä hevosesta, joilla ei ollut havaittu laihtumista tai ripulia. Ennen iohexolin annostelua hevosille suoritettiin kliininen tutkimus ja verinäytteet otettiin maha-suolikanavan sairauden poissulkemiseksi. Hevosille suoritettiin myös mahalaukun tähystys. 16 tunnin paaston jälkeen 1 ml/kg Iohexolia annosteltiin 10 % -liuoksena nenämahaletkulla suoraan mahaan ja verinäytteet otettiin 0, 30, 60, 120, 180, 240, 300 ja 360 minuuttia annostelun jälkeen. Iohexolin pitoisuus määritettiin käyttämällä korkean erotuskyvyn nestekromatografiaa. Iohexolin pitoisuuksista tietyillä ajanhetkillä muodostettiin kuvaaja. Hevosilla ei havaittu maha-suolikanavan sairauksia. Kaikki hevoset olivat hyvässä kuntoluokassa ja mahalaukun tähystyksessä ei havaittu merkittäviä muutoksia. Verinäytteiden tulokset olivat viiterajoissa. Kaikki hevoset sietivät iohexolia hyvin ja haittavaikutuksia ei havaittu. Iohexol oli havaittavissa seerumissa 60 minuutin kuluttua annostelusta. Kuvaajassa voitiin havaita kaksi huippua. Statistiset menetelmät tukivat löydöksiä. Iohexol testi oli yksinkertainen suorittaa ja siihen ei liittynyt haittavaikutuksia. Annos 1ml/kg oli havaittavissa seerumissa. Iohexolin pitoisuuskuvaaja muodosti kaksi huippua, ja tämänkaltainen ilmiö on kuvattu kirjallisuudessa aikaisemmin useiden lääkkeiden tapauksessa. Hevosella ilmiö liittyy todennäköisesti maha-suolikanavan rakenteellisiin ja fysiologisiin eroavaisuuksiin ja lisätutkimuksia ilmiön varmistamiseksi tarvitaan. Iohexol näyttää olevan potentiaalinen merkkiaine suoliston läpäisevyyden arviointiin ja lisätutkimuksia IBD:tä sairastavien hevosten seerumin iohexolin pitoisuuksista verrattuna terveiden hevosten seerumin iohexolin pitoisuuksiin on suunnitteilla.