The Role of Abduction in Self-Similarity

Based on the Aristotelian criterion referred to as 'abductio', Peirce suggests a method of hypothetical inference, which operates in a different way than the deductive and inductive methods. “Abduction is nothing but guessing” (Peirce, 7.219). This principle is of extreme value for the study of our understanding of mathematical self-similarity in both of its typical presentations: relative or absolute. For the first case, abduction incarnates the quantitative/qualitative relationships of a self-similar object or process; for the second case, abduction makes understandable the statistical treatment of self-similarity, 'guessing' the continuity of geometric features to the infinity through the use of a systematic stereotype (for instance, the assumption that the general shape of the Sierpiński triangle continuates identically into its particular shapes). The metaphor coined by Peirce, of an exact map containig itself the same exact map (a map of itself), is not only the most important precedent of Mandelbrot’s problem of measuring the boundaries of a continuous irregular surface with a logarithmic ruler, but also still being a useful abstraction for the conceptualisation of relative and absolute self-similarity, and its mechanisms of implementation. It is useful, also, for explaining some of the most basic geometric ontologies as mental constructions: in the notion of infinite convergence of points in the corners of a triangle, or the intuition for defining two parallel straight lines as two lines in a plane that 'never' intersect.

Mitochondrial Malfunction in Tumor Formation and Neuromuscular Diseases : Consequences of defects in fumarate hydratase and in the respiratory chain

The mitochondrion is an organelle of outmost importance, and the mitochondrial network performs an array of functions that go well beyond ATP synthesis. Defects in mitochondrial performance lead to diseases, often affecting nervous system and muscle. Although many of these mitochondrial diseases have been linked to defects in specific genes, the molecular mechanisms underlying the pathologies remain unclear. The work in this thesis aims to determine how defects in mitochondria are communicated within - and interpreted by - the cells, and how this contributes to disease phenotypes. Fumarate hydratase (FH) is an enzyme of the citrate cycle. Recessive defects in FH lead to infantile mitochondrial encephalopathies, while dominant mutations predispose to tumor formation. Defects in succinate dehydrogenase (SDH), the enzyme that precedes FH in the citrate cycle, have also been described. Mutations in SDH subunits SDHB, SDHC and SDHD are associated with tumor predisposition, while mutations in SDHA lead to a characteristic mitochondrial encephalopathy of childhood. Thus, the citrate cycle, via FH and SDH, seems to have essential roles in mitochondrial function, as well as in the regulation of processes such as cell proliferation, differentiation or death. Tumor predisposition is not a typical feature of mitochondrial energy deficiency diseases. However, defects in citrate cycle enzymes also affect mitochondrial energy metabolism. It is therefore necessary to distinguish what is specific for defects in citrate cycle, and thus possibly associated with the tumor phenotype, from the generic consequences of defects in mitochondrial aerobic metabolism. We used primary fibroblasts from patients with recessive FH defects to study the cellular consequences of FH-deficiency (FH-). Similarly to the tumors observed in FH- patients, these fibroblasts have very low FH activity. The use of primary cells has the advantage that they are diploid, in contrast with the aneuploid tumor cells, thereby enabling the study of the early consequences of FH- in diploid background, before tumorigenesis and aneuploidy. To distinguish the specific consequences of FH- from typical consequences of defects in mitochondrial aerobic metabolism, we used primary fibroblasts from patients with MELAS (mitochondrial encephalopathy with lactic acidosis and stroke-like episodes) and from patients with NARP (neuropathy, ataxia and retinitis pigmentosa). These diseases also affect mitochondrial aerobic metabolism but are not known to predispose to tumor formation. To study in vivo the systemic consequences of defects in mitochondrial aerobic metabolism, we used a transgenic mouse model of late-onset mitochondrial myopathy. The mouse contains a transgene with an in-frame duplication of a segment of Twinkle, the mitochondrial replicative helicase, whose defects underlie the human disease progressive external ophthalmoplegia. This mouse model replicates the phenotype in the patients, particularly neuronal degeneration, mitochondrial myopathy, and subtle decrease of respiratory chain activity associated with mtDNA deletions. Due to the accumulation of mtDNA deletions, the mouse was named deletor. We first studied the consequences of FH- and of respiratory chain defects for energy metabolism in primary fibroblasts. To further characterize the effects of FH- and respiratory chain malfunction in primary fibroblasts at transcriptional level, we used expression microarrays. In order to understand the in vivo consequences of respiratory chain defects in vivo, we also studied the transcriptional consequences of Twinkle defects in deletor mice skeletal muscle, cerebellum and hippocampus. Fumarate accumulated in the FH- homozygous cells, but not in the compound heterozygous lines. However, virtually all FH- lines lacked cytoplasmic FH. Induction of glycolysis was common to FH-, MELAS and NARP fibroblasts. In deletor muscle glycolysis seemed to be upregulated. This was in contrast with deletor cerebellum and hippocampus, where mitochondrial biogenesis was in progress. Despite sharing a glycolytic pattern in energy metabolism, FH- and respiratory chain defects led to opposite consequences in redox environment. FH- was associated with reduced redox environment, while MELAS and NARP displayed evidences of oxidative stress. The deletor cerebellum had transcriptional induction of antioxidant defenses, suggesting increased production of reactive oxygen species. Since the fibroblasts do not represent the tissues where the tumors appear in FH- patients, we compared the fibroblast array data with the data from FH- leiomyomas and normal myometrium. This allowed the determination of the pathways and networks affected by FH-deficiency in primary cells that are also relevant for myoma formation. A key pathway regulating smooth muscle differentiation, SRF (serum response factor)-FOS-JUNB, was found to be downregulated in FH- cells and in myomas. While in the deletor mouse many pathways were affected in a tissue-specific basis, like FGF21 induction in the deletor muscle, others were systemic, such as the downregulation of ALAS2-linked heme synthesis in all deletor tissues analyzed. However, interestingly, even a tissue-specific response of FGF21 excretion could elicit a global starvation response. The work presented in this thesis has contributed to a better understanding of mitochondrial stress signalling and of pathways interpreting and transducing it to human pathology.

Poverty and the Environment : Investment Poverty and the Role of Assets in Generating Welfare for Farmer Households in the Province of Herrera, Panama

Köyhiä maanviljelijöitä on usein syytetty kehitysmaiden ympäristöongelmista. On väitetty, että eloonjäämistaistelu pakottaa heidät käyttämään maata ja muita luonnonvaroja lyhytnäköisesti. Harva asiaa koskeva tutkimus on kuitenkaan tukenut tätä väitettä; perheiden köyhyyden astetta ja heidän aiheuttamaansa ympäristövaikutusta ei ole kyetty kytkemään toisiinsa. Selkeyttääkseen köyhyys-ympäristö –keskustelua, Thomas Reardon ja Steven Vosti kehittivät investointiköyhyyden käsitteen. Se tunnistaa sen kenties suuren joukon maanviljelijäperheitä, jotka eivät ole köyhiä perinteisten köyhyysmittareiden mukaan, mutta joiden hyvinvointi ei ole riittävästi köyhyysrajojen yläpuolella salliakseen perheen investoida kestävämpään maankäyttöön. Reardon ja Vosti korostivat myös omaisuuden vaikutusta perheiden hyvinvointiin, ja uskoivat sen vaikuttavan tuotanto- ja investointipäätöksiin. Tässä tutkimuksessa pyritään vastaamaan kahteen kysymykseen: Miten investointiköyhyyttä voidaan ymmärtää ja mitata? Ja, mikä on viljelijäperheiden omaisuuden hyvinvointia lisäävä vaikutus? Tätä tutkimusta varten haastateltiin 402 maanviljelijäperhettä Väli-Amerikassa, Panaman tasavallan Herreran läänissä. Näiden perheiden hyvinvointia mitattiin heidän kulutuksensa mukaan, ja paikalliset köyhyysrajat laskettiin paikallisen ruoan hinnan mukaan. Herrerassa ihminen tarvitsee keskimäärin 494 dollaria vuodessa saadakseen riittävän ravinnon, tai 876 dollaria vuodessa voidakseen ravinnon lisäksi kattaa muitakin välttämättömiä menoja. Ruoka- eli äärimmäisen köyhyyden rajan alle jäi 15,4% tutkituista perheistä, ja 33,6% oli jokseenkin köyhiä, eli saavutti kyllä riittävän ravitsemuksen, muttei kyennyt kustantamaan muita perustarpeitaan. Molempien köyhyysrajojen yläpuolelle ylsi siis 51% tutkituista perheistä. Näiden köyhyysryhmien välillä on merkittäviä eroavaisuuksia ei vain perheiden varallisuuden, tulojen ja investointistrategioiden välillä, mutta myös perheiden rakenteessa, elinympäristössä ja mahdollisuuksissa saada palveluja. Investointiköyhyyden mittaaminen osoittautui haastavaksi. Herrerassa viljelijät eivät tee investointeja puhtaasti ympäristönsuojeluun, eikä maankäytön kestävyyttä muutenkaan pystytty yhdistämään perheiden hyvinvoinnin tasoon. Siksi investointiköyhyyttä etsittiin sellaisena hyvinvoinnin tasona, jonka alapuolella elävien perheiden parissa tuottavat maanparannusinvestoinnit eivät enää ole suorassa suhteessa hyvinvointiin. Tällaisia investointeja ovat mm. istutetut aidat, lannoitus ja paranneltujen laiduntyyppien viljely. Havaittiin, että jos perheen hyvinvointi putoaa alle 1000 dollarin/henkilö/vuosi, tällaiset tuottavat maanparannusinvestoinnit muuttuvat erittäin harvinaisiksi. Investointiköyhyyden raja on siis noin kaksi kertaa riittävän ravitsemuksen hinta, ja sen ylitti 42,3% tutkituista perheistä. Heille on tyypillistä, että molemmat puolisot käyvät työssä, ovat korkeasti koulutettuja ja yhteisössään aktiivisia, maatila tuottaa paremmin, tilalla kasvatetaan vaativampia kasveja, ja että he ovat kerryttäneet enemmän omaisuutta kuin investointi-köyhyyden rajan alla elävät perheet. Tässä tutkimuksessa kyseenalaistettiin yleinen oletus, että omaisuudesta olisi poikkeuksetta hyötyä viljelijäperheelle. Niinpä omaisuuden vaikutusta perheiden hyvinvointiin tutkittiin selvittämällä, mitä reittejä pitkin perheiden omistama maa, karja, koulutus ja työikäiset perheenjäsenet voisivat lisätä perheen hyvinvointia. Näiden hyvinvointi-mekanismien ajateltiin myös riippuvan monista väliin tulevista tekijöistä. Esimerkiksi koulutus voisi lisätä hyvinvointia, jos sen avulla saataisiin paremmin palkattuja töitä tai perustettaisiin yritys; mutta näihin mekanismeihin saattaa vaikuttaa vaikkapa etäisyys kaupungeista tai se, omistaako perhe ajoneuvon. Köyhimpien perheiden parissa nimenomaan koulutus olikin ainoa tutkittu omaisuuden muoto, joka edisti perheen hyvinvointia, kun taas maasta, karjasta tai työvoimasta ei ollut apua köyhyydestä nousemiseen. Varakkaampien perheiden parissa sen sijaan korkeampaa hyvinvointia tuottivat koulutuksen lisäksi myös maa ja työvoima, joskin monesta väliin tulevasta muuttujasta, kuten tuotantopanoksista riippuen. Ei siis ole automaatiota, jolla omaisuus parantaisi perheiden hyvinvointia. Vaikka rikkailla onkin yleensä enemmän karjaa kuin köyhemmillä, ei tässä aineistossa löydetty yhtään mekanismia, jota kautta karjan määrä tuottaisi korkeampaa hyvinvointia viljelijäperheille. Omaisuuden keräämisen ja hyödyntämisen strategiat myös muuttuvat hyvinvoinnin kasvaessa ja niihin vaikuttavat monet ulkoiset tekijät. Ympäristön ja köyhyyden suhde on siis edelleen epäselvä. Köyhyyden voittaminen vaatii pitkällä tähtäimellä sitä, että viljelijäperheet nousisivat investointiköyhyyden rajan yläpuolelle. Näin heillä olisi varaa alkaa kartuttaa omaisuutta ja investoida kestävämpään maankäyttöön. Tällä hetkellä kuitenkin isolle osalle herreralaisia perheitä tuo raja on kaukana tavoittamattomissa. Miten päästä yli tuhannen dollarin kulutukseen perheenjäsentä kohden, mikäli elintaso ei yllä edes riittävään ravitsemukseen? Ja sittenkin, vaikka hyvinvointi kohenisi, ei ympäristön kannalta parannuksia ole välttämättä odotettavissa, mikäli karjalaumat kasvavat ja eroosioalttiit laitumet leviävät.

Composition operators, Aleksandrov measures and value distribution of analytic maps in the unit disc

A composition operator is a linear operator that precomposes any given function with another function, which is held fixed and called the symbol of the composition operator. This dissertation studies such operators and questions related to their theory in the case when the functions to be composed are analytic in the unit disc of the complex plane. Thus the subject of the dissertation lies at the intersection of analytic function theory and operator theory. The work contains three research articles. The first article is concerned with the value distribution of analytic functions. In the literature there are two different conditions which characterize when a composition operator is compact on the Hardy spaces of the unit disc. One condition is in terms of the classical Nevanlinna counting function, defined inside the disc, and the other condition involves a family of certain measures called the Aleksandrov (or Clark) measures and supported on the boundary of the disc. The article explains the connection between these two approaches from a function-theoretic point of view. It is shown that the Aleksandrov measures can be interpreted as kinds of boundary limits of the Nevanlinna counting function as one approaches the boundary from within the disc. The other two articles investigate the compactness properties of the difference of two composition operators, which is beneficial for understanding the structure of the set of all composition operators. The second article considers this question on the Hardy and related spaces of the disc, and employs Aleksandrov measures as its main tool. The results obtained generalize those existing for the case of a single composition operator. However, there are some peculiarities which do not occur in the theory of a single operator. The third article studies the compactness of the difference operator on the Bloch and Lipschitz spaces, improving and extending results given in the previous literature. Moreover, in this connection one obtains a general result which characterizes the compactness and weak compactness of the difference of two weighted composition operators on certain weighted Hardy-type spaces.

Holistic Spirituality in the Thinking of Ellen White

Spiritualiteetti viittaa syvälliseen, inhimilliseen ulottuvuuteen ja ominaisuuteen, jonka tarkka määritteleminen on haasteellista, ellei mahdotonta. Sitä vastaa yhtäältä uskonnollisuuden kautta toteutuva, elämän tarkoitukseen ja syvemmän olemuksen etsintään liittyvä hengellisyys, mutta toisaalta myös kaikkea muuta hengen viljelyä ja mielekkään olemisen tavoittelua tarkoittava henkisyys. John Swintonin mukaan hengen ulottuvuus on se inhimilliseen olemukseen kuuluva, dynaaminen elinvoima, joka virkistää ja elävöittää ihmistä ja motivoi häntä etsimään Jumalaa, arvoja, merkitystä, tarkoitusta ja toivoa. Tämä tutkimus nostaa tarkastelun kohteeksi kokonaisvaltaisen hengellisyyden, jolloin huomio kiinnitetään niihin sidoksiin, joiden kautta hengen ulottuvuus liittyy muihin inhimillisen elämän olennaisiin toimintoihin ja näkökulmiin. Tällaisia ovat 1) ajattelu 2) teot ja käytännön toiminta 3) suhteet ja vuorovaikutusverkostot 4) tunteet ja kanssakäymistä ohjaavat asenteet 5) olemassaolon ja olemisen ulottuvuudet. Kokemusten merkitys, arvo ja mielekkyys hahmottuvat juuri hengen alueella, toisin sanoen sisäisesti, hengellisenä ja henkisenä asiana. Tutkimusmateriaalina tässä tutkimuksessa on amerikkalaisen vuosina 1827 1915 eläneen Ellen Whiten kuusi myöhäiskauden teosta vuosilta 1892 1905 ja tutkimusmenetelmänä on käytetty systemaattista analyysiä. Olennaista Whiten tavassa käsitellä uskonnon harjoitukseen liittyviä aiheita on hänen käytännöllinen ja elämän arkeen kiinteästi niveltyvä otteensa. Tutkimus paljastaa, että Martti Lutherin käsitykset ovat merkittävästi vaikuttaneet Whiten ajatteluun. Lähteistä paljastuu samankaltaisuutta hänen näkemystensä ja uusimman suomalaisen Luther-tutkimuksen Martti Lutherin tuotannosta esiin nostaman ajattelutavan välillä. Vaikka teologisen oppineisuuden kannalta White ja Luther ovat eri tasoilla, kummankin käsitys ihmisen ja Jumalan välisen suhteen perusolemuksesta on samankaltainen: Lähtökohtana sille on Jumalan rakkaus ja hänen armostaan lähtenyt toiminta. Toiseksi, ihmisen ja Kristuksen välinen, olemuksellinen yhteys, unio , on perustana sille, että Jumala hyväksyy ihmisen ja huolehtii hänestä nyt ja ikuisesti. Kolmanneksi, tämä ihmisen ja Kristuksen liittoutuminen ja yhdistyminen ilmenee yhteistoimintana ja kumppanuutena yhteisten tavoitteiden saavuttamiseksi maailmassa. White korostaa ihmisen ja Kristuksen välisen hengellisen suhteen vuorovaikutteista ja toiminnallista luonnetta, joka tulee ilmi epäitsekkyytenä, toisten ihmisten ja heidän tarpeittensa huomioimisena sekä myötätuntona ja kykynä asettua toisen asemaan. Terveellistä elämäntapaa ja kasvatusta koskevat ajatuksensa White liittää siihen laaja-alaiseen näkemykseen hengellisyydestä, jonka tavoitteena on ihmisen kokonaisvaltainen hyvinvointi. Hän ei näe spiritualiteettia elämän arjesta irrallisena tai erillisenä saarekkeena, vaan ihmistä kaikessa ohjaavana, voimaannuttavana ja mielekkyyttä tuottavana, ensisijaisena ulottuvuutena. Tutkimuksen kuluessa myös Whiten usein käyttämät Jumalalle antautumisen ja luonteen käsitteet nousevat tarkastelun kohteiksi. Hänen mukaansa ihminen ei tahdonponnistuksillaan yksin pysty tavoittamaan Jumalaa vaan hänen on lakattava Jumalan rakastavan kutsun edessä itse tahtomasta ja suostuttava liittymään Jumalan tahtoon ja tarkoitukseen. Tämä liittyy siihen sisäiseen muutokseen, jota White kuvaa luonteen käsitteen avulla. Jumalan armon vaikuttama tahdon uudelleen suuntaaminen muuttaa ihmisen olemusta, arvoja, asennoitumisen tapaa ja myötätuntoisen vuorovaikutuksen kykyä niin ettei ihminen ole enää aivan sama kuin ennen. Kysymys on toisaalta yhtäkkisestä ja kertakaikkisesta olemuksellisesta muuttumisesta, mutta samalla myös hiljaisesta, elämänmittaisesta kasvusta ja kypsymisestä. Juuri luonteen käsitteen avulla White kuvaa hengellisyyttä ja siihen kuuluvaa sisästä matkaa. Tässä tutkimuksessa spiritualiteettia lähestytään yleisinhimillisenä piirteenä ja ominaisuutena, jolloin huomio ei ole ensisijaisesti yksittäisissä opillisissa käsityksissä tai uskonnollisuuden harjoittamisen muodoissa. Tarkoituksena on luoda kokoava rakenne, jonka puitteissa holistinen spiritualiteetti voidaan selkeämmin hahmottaa ja yksilöidymmin ymmärtää.

Search for single top quark production in pp̅ collisions at √s=1.96 TeV in the missing transverse energy plus jets topology

We report a search for single top quark production with the CDF II detector using 2.1 fb-1 of integrated luminosity of pbar p collisions at sqrt{s}=1.96 TeV. The data selected consist of events characterized by large energy imbalance in the transverse plane and hadronic jets, and no identified electrons and muons, so the sample is enriched in W -> tau nu decays. In order to suppress backgrounds, additional kinematic and topological requirements are imposed through a neural network, and at least one of the jets must be identified as a b-quark jet. We measure an excess of signal-like events in agreement with the standard model prediction, but inconsistent with a model without single top quark production by 2.1 standard deviations (sigma), with a median expected sensitivity of 1.4 sigma. Assuming a top quark mass of 175 GeV/c2 and ascribing the excess to single top quark production, the cross section is measured to be 4.9+2.5-2.2(stat+syst)pb, consistent with measurements performed in independent datasets and with the standard model prediction.

DNA damage recognition in the normal epithelium of human prostate and seminal vesicles

Prostate cancer is one of the most prevalent cancer types in men. The development of prostate tumors is known to require androgen exposure, and several pathways governing cell growth are deregulated in prostate tumorigenesis. Recent genetic studies have revealed that complex gene fusions and copy - number alterations are frequent in prostate cancer, a unique feature among solid tumors. These chromosomal aberrations are though to arise as a consequence of faulty repair of DNA double strand breaks (DSB). Most repair mechanisms have been studied in detail in cancer cell lines, but how DNA damage is detected and repaired in normal differentiated human cells has not been widely addressed. The events leading to the gene fusions in prostate cancer are under rigorous studies, as they not only shed light on the basic pathobiologic mechanisms but may also produce molecular targets for prostate cancer treatment and prevention. Prostate and seminal vesicles are part of the male reproductive system. They share similar structure and function but differ dramatically in their cancer incidence. Approximately fifty primary seminal vesicle carcinomas have been reported worldwide. Surprisingly, only little is known on why seminal vesicles are resistant to neoplastic changes. As both tissues are androgen dependent, it is a mystery that androgen signaling would only lead to tumors in prostate tissue. In this work, we set up novel ex vivo human tissue culture models of prostate and seminal vesicles, and used them to study how DNA damage is recognized in normal epithelium. One of the major DNA - damage inducible pathways, mediated by the ATM kinase, was robustly activated in all main cell types of both tissues. Interestingly, we discovered that secretory epithelial cells had less histone variant H2A.X and after DNA damage lower levels of H2AX were phosphorylated on serine 139 (γH2AX) than in basal or stromal cells. γH2AX has been considered essential for efficient DSB repair, but as there were no significant differences in the γH2AX levels between the two tissues, it seems more likely that the role of γH2AX is less important in postmitotic cells. We also gained insight into the regulation of p53, an important transcription factor that protects genomic integrity via multiple mechanisms, in human tissues. DSBs did not lead to a pronounced activation of p53, but treatments causing transcriptional stress, on the other hand, were able to launch a notable p53 response in both tissue types. In general, ex vivo culturing of human tissues provided unique means to study differentiated cells in their relevant tissue context, and is suited for testing novel therapeutic drugs before clinical trials. In order to study how prostate and seminal vesicle epithelial cells are able to activate DNA damage induced cell cycle checkpoints, we used primary cultures of prostate and seminal vesicle epithelial cells. To our knowledge, we are the first to report isolation of human primary seminal vesicle cells. Surprisingly, human prostate epithelial cells did not activate cell cycle checkpoints after DSBs in part due to low levels of Wee1A, a kinase regulating CDK activity, while primary seminal vesicle epithelial cells possessed proficient cell cycle checkpoints and expressed high levels of Wee1A. Similarly, seminal vesicle cells showed a distinct activation of the p53 - pathway after DSBs that did not occur in prostate epithelial cells. This indicates that p53 protein function is under different control mechanisms in the two cell types, which together with proficient cell cycle checkpoints may be crucial in protecting seminal vesicles from endogenous and exogenous DNA damaging factors and, as a consequence, from carcinogenesis. These data indicate that two very similar organs of male reproductive system do not respond to DNA damage similarly. The differentiated, non - replicating cells of both tissues were able to recognize DSBs, but under proliferation human prostate epithelial cells had deficient activation of the DNA damage response. This suggests that prostate epithelium is most vulnerable to accumulating genomic aberrations under conditions where it needs to proliferate, for example after inflammatory cellular damage.