Inference in credal networks using multilinear programming

A credal network is a graphical tool for representation and manipulation of uncertainty, where probability values may be imprecise or indeterminate. A credal network associates a directed acyclic graph with a collection of sets of probability measures; in this context, inference is the computation of tight lower and upper bounds for conditional probabilities. In this paper we present new algorithms for inference in credal networks based on multilinear programming techniques. Experiments indicate that these new algorithms have better performance than existing ones, in the sense that they can produce more accurate results in larger networks.

A population study of binocular function

As part of a genome-wide association study (GWAS) of perceptual traits in healthy adults, we measured stereo acuity, the duration of alternative percepts in binocular rivalry and the extent of dichoptic masking in 1060 participants. We present the distributions of the measures, the correlations between measures, and their relationships to other psychophysical traits. We report sex differences, and correlations with age, interpupillary distance, eye dominance, phorias, visual acuity and personality. The GWAS, using data from 988 participants, yielded one genetic association that passed a permutation test for significance: The variant rs1022907 in the gene VTI1A was associated with self-reported ability to see autostereograms. We list a number of other suggestive genetic associations (p<10^-5).

STEREOSELECTIVE ROUTE TO HIGHLY FUNCTIONALIZED AMINO-ALCOHOLS

Acyclic amino alcohols can be obtained in high stereoisomeric purity by Stevens [2,3] rearrangement of tetrahydropyridine salts followed by reduction of the ketones and ring opening of the disubstituted pyrrolidine.

Determining adsorbate configuration on alumina surfaces with 13C nuclear magnetic resonance relaxation time analysis

Relative strengths of surface interaction for individual carbon atoms in acyclic and cyclic hydrocarbons adsorbed on alumina surfaces are determined using chemically resolved 13C nuclear magnetic resonance (NMR) T1 relaxation times. The ratio of relaxation times for the adsorbed atoms T1,ads to the bulk liquid relaxation time T1,bulk provides an indication of the mobility of the atom. Hence a low T1,ads/T1,bulk ratio indicates a stronger surface interaction. The carbon atoms associated with unsaturated bonds in the molecules are seen to exhibit a larger reduction in T1 on adsorption relative to the aliphatic carbons, consistent with adsorption occurring through the carbon-carbon multiple bonds. The relaxation data are interpreted in terms of proximity of individual carbon atoms to the alumina surface and adsorption conformations are inferred. Furthermore, variations of interaction strength and molecular configuration have been explored as a function of adsorbate coverage, temperature, surface pre-treatment, and in the presence of co-adsorbates. This relaxation time analysis is appropriate for studying the behaviour of hydrocarbons adsorbed on a wide range of catalyst support and supported-metal catalyst surfaces, and offers the potential to explore such systems under realistic operating conditions when multiple chemical components are present at the surface.

The BRUTUS Automatic Cryptanalytic Framework: Testing CAESAR Authenticated Encryption Candidates for Weaknesses

This report summarizes our results from security analysis covering all 57 competitions for authenticated encryption: security, applicability, and robustness (CAESAR) first-round candidates and over 210 implementations. We have manually identified security issues with three candidates, two of which are more serious, and these ciphers have been withdrawn from the competition. We have developed a testing framework, BRUTUS, to facilitate automatic detection of simple security lapses and susceptible statistical structures across all ciphers. From this testing, we have security usage notes on four submissions and statistical notes on a further four. We highlight that some of the CAESAR algorithms pose an elevated risk if employed in real-life protocols due to a class of adaptive-chosen-plaintext attacks. Although authenticated encryption with associated data are often defined (and are best used) as discrete primitives that authenticate and transmit only complete messages, in practice, these algorithms are easily implemented in a fashion that outputs observable ciphertext data when the algorithm has not received all of the (attacker-controlled) plaintext. For an implementor, this strategy appears to offer seemingly harmless and compliant storage and latency advantages. If the algorithm uses the same state for secret keying information, encryption, and integrity protection, and the internal mixing permutation is not cryptographically strong, an attacker can exploit the ciphertext–plaintext feedback loop to reveal secret state information or even keying material. We conclude that the main advantages of exhaustive, automated cryptanalysis are that it acts as a very necessary sanity check for implementations and gives the cryptanalyst insights that can be used to focus more specific attack methods on given candidates.

Inference in Polytrees with Sets of Probabilities

Inferences in directed acyclic graphs associated with probability intervals and sets of probabilities are NP-hard, even for polytrees. We propose: 1) an improvement on Tessem’s A/R algorithm for inferences on polytrees associated with probability intervals; 2) a new algorithm for approximate inferences based on local search; 3) branch-and-bound algorithms that combine the previous techniques. The first two algorithms produce complementary approximate solutions, while branch-and-bound procedures can generate either exact or approximate solutions. We report improvements on existing techniques for inference with probability sets and intervals, in some cases reducing computational effort by several orders of magnitude.

Enzyme-catalysed oxidation of 1,2-disulfides to yield chiral thiosulfinate, sulfoxide and cis-dihydrodiol metabolites

Enantioenriched and enantiopure thiosulfinates were obtained by asymmetric sulfoxidation of cyclic 1,2-disulfides, using chemical and enzymatic (peroxidase, monooxygenase, dioxygenase) oxidation methods and chiral stationary phase HPLC resolution of racemic thiosulfinates. Enantiomeric excess values, absolute configurations and configurational stabilities of chiral thiosulfinates were determined. Methyl phenyl sulfoxide, benzo[c]thiophene cis-4,5-dihydrodiol and 1,3-dihydrobenzo[c]thiophene derivatives were among unexpected types of metabolites isolated, when acyclic and cyclic 1,2-disulfide were used as substrates for Pseudomonas putida strains. Possible biosynthetic pathways are presented for the production of metabolites from 1,4-dihydrobenzo-2,3-dithiane, including a novel cis-dihydrodiol metabolite that was also derived from benzo[c]thiophene and 1,3-dihydrobenzo[c]thiophene.

ANRIL Variants and Aggressive Periodontitis in European and African Populations

Introduction: The chromosome 9p21 locus has been identified as a marker of coronary artery disease. In this locus studies have focused on variations in the ANRIL gene that has also been identified as a strong candidate for association with aggressive periodontitis (AgP).
Objective: To investigate possible associations between gene variants of ANRIL and AgP in European and African populations.
Methods: European AgP cases (n= 213) and age-matched periodontally healthy controls (n= 81) were recruited from centres in the United Kingdom (Belfast, Glasgow, Newcastle and London). African AgP cases (n= 95) and controls (n= 105) were recruited in Khartoum, Sudan. Five single nucleotide polymorphisms (SNPs) in ANRIL were genotyped using Sequenom and analysed using Haploview with permutation testing to correct for multiple candidates. Odds ratios (OR) and 95% confidence intervals (95%CI) were calculated.
Results: In the European subjects there was a significant association between rs518394 (p=0.0013; OR = 1.81, 95%CI 1.26-2.61) and rs1333049 (p=0.0028; OR = 1.75, 95%CI 1.21-2.52) and AgP. These associations remained significant after permutation testing. In addition there was an association between rs 1360590 (p=0.035) and AgP in females. In the African subjects there was a significant association between only one SNP rs1537415 and AgP (p=0.036; OR = 1.59, 95%CI 1.04-2.43), however, this was not significant following permutation testing. There were no significant associations with rs3217992 in either population.
Conclusions: SNP variants in the ANRIL locus were shown to be significantly associated with AgP in a European population and for the first time in an African population confirming this as the best replicated locus for aggressive periodontitis.

Politopo de Birkhoff acíclico

Neste trabalho estabelece-se uma interpreta c~ao geom etrica, em termos da teoria dos grafos, para v ertices, arestas e faces de uma qualquer dimens~ao do politopo de Birkho ac clico, Tn = n(T), onde T e uma arvore com n v ertices. Generaliza-se o resultado obtido por G. Dahl, [18], para o c alculo do di^ametro do grafo G( t n), onde t n e o politopo das matrizes tridiagonais duplamente estoc asticas. Adicionalmente, para q = 0; 1; 2; 3 s~ao obtidas f ormulas expl citas para a contagem do n umero de q faces do politopo de Birkho tridiagonal, t n, e e feito o estudo da natureza geom etrica dessas mesmas faces. S~ao, tamb em, apresentados algoritmos para efectuar contagens do n umero de faces de dimens~ao inferior a de uma dada face do politopo de Birkho ac clico.

Receptores de aniões baseados em azacalix[4]arenos e isoftalamidas

Nesta tese, desenvolvida no âmbito do Programa Doutoral em Química da Universidade de Aveiro, foram desenvolvidos novos receptores sintéticos construídos a partir da plataforma macrocíclica tetraazacalix[2]areno[2]triazina ou do fragmento de isoftalamida. Ambas as unidades estruturais foram decora-das com grupos de reconhecimento molecular baseados em grupos amida e/ou ureia com o objectivo de actuarem como receptores selectivos de aniões com importância biológica ou farmacológica, incluindo acetato, oxalato, malo-nato, succinato, glutarato, diglicolato, L- e D-NHBoc-alanina, (S)- e (R)-fenilpro-panoato, (S,S)- e (R,R)-tartarato, fumarato, maleato, Cl-, HCO3-, H2PO4-, HSO4- e SO42-. No Capítulo 1 é efectuada uma revisão bibliográfica dos desenvolvimentos recentes na síntese, caracterização estrutural e aplicações de receptores fun-cionais relacionados com os desenvolvidos no âmbito desta tese, com especial incidência para aqueles que foram estudados como receptores de aniões. Neste domínio, enquanto que receptores derivados da isoftalamida têm sido bastante estudados ao longo das últimas décadas, o desenvolvimento de receptores de aniões inspirados em heteracalix[2]areno[2]triazinas ainda se encontra a dar os primeiros passos. No Capítulo 2 é apresentada a síntese de quatro novos macrociclos derivados de tetraazacalix[2]areno[2]triazina incorporando um ou dois braços de L-alanina (A1, A2) ou de L-leucina (L1, L2) nos anéis benzénicos, e derivados com grupos amida como unidades de reconhecimento. Adicionalmente, são também apresentados dois novos azacalix[2]areno[2]triazinas contendo um (U1) ou dois (U2) braços com grupos ureia substituídos com um grupo (S)-metilbenzílico. Foram ainda preparados os macrociclos A2Me4 e U2Me4 por metilação dos átomos de azoto em ponte de A2 e U2, os quais foram posterior-mente utilizados em estudos de associação. Os compostos sintetizados foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas, complementadas por difracção de raios X de cristal único no caso de U2Me4. O Capítulo 3 contempla os estudos de reconhecimento molecular entre os macrociclos A2Me4 e U2Me4 e os aniões derivados de ácidos mono- e dicarbo-xílicos alifáticos, ácidos carboxílicos isoméricos (enantiómeros e isómeros geométricos), aminoácidos e polioxaniões acima referidos, excepto HCO3-. Os estudos de associação foram realizados através de técnicas de titulação por RMN 1H com determinação das respectivas constantes de afinidade. Todas as associações estudadas apresentaram uma estequiometria receptor-substrato 1:1 com excepção das associações formadas entre A2Me4 e U2Me4 com H2PO4- (1:2). Os complexos A2Me4∙SO42- e U2Me4∙(H2PO4-)2 são os mais estáveis com constantes de associação de 7,4 × 104 M-1 e superior a 105 M-2, respectivamente. O reconhecimento dos dicarboxilatos ocorreu através dos dois braços do macrociclo, com os aniões com grupos carboxilato separados por cadeias alifáticas mais compridas (glutarato e diglicolato) apresentando um melhor ajuste aos braços de A2Me4 e U2Me4. Não foi observado reconheci-mento enantiosselectivo de aniões. Em contraste, as constantes de afinidade para as associações com os aniões dos isómeros cis (maleato) e trans (fumarato) do ácido but-2-enodióico, de 89 e 4920 M-1 para A2Me4 e 481 e 4007 M-1 para U2Me4, respectivamente, sugerem selectividade de ambos os receptores para o fumarato. No Capítulo 4 é descrita a síntese de nove receptores acíclicos incorporando a unidade de isoftalamida (Iso-1 a Iso-9) e braços laterais com grupos de reconhecimento de aniões. Enquanto que o receptor Iso-1 possui como unida-des de reconhecimento apenas grupos amida, os receptores Iso-2, Iso-3, Iso-5, Iso-6, Iso-7 e Iso-9 possuem grupos amida e ureia, e os derivados Iso-4 e Iso-8 grupos amida e sulfonilureia. Em cada um destes compostos, os grupos de reconhecimento estão separados por uma cadeia etilénica cuja flexibilidade confere um melhor ajuste com os aniões. Os derivados de isoftalamida preparados foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas. No Capítulo 5 são apresentados os estudos de associação realizados por técnicas de titulação por RMN 1H entre Iso-1, Iso-2, Iso-4, Iso-6 e Iso-8 com os aniões H2PO4-, HCO3-, Cl- e oxalato. Os receptores Iso-1, Iso-2 e Iso-6 apresentaram maior afinidade para o dianião, com valores de Kass de 6100, 7800 e 9800 M-1 respectivamente, e menor para Cl- (17 < Kass < 19 M-1). Foram sempre formadas associações mais estáveis com H2PO4- (294 < Kass < 427 M-1) comparativamente a HCO3-, sendo que a associação mais forte com este últi-mo foi determinada com Iso-2 (Kass = 95 M-1). As moléculas de Iso-4 e Iso-8 sofreram desprotonação dos grupos sulfonilureia na presença de todos os aniões excepto de Cl-. No Capítulo 6 apresentam-se as conclusões gerais e no Capítulo 7 descrevem-se os procedimentos experimentais e também os dados espectroscópicos dos produtos obtidos.

Síntese de receptores para o reconhecimento e transporte de aniões

Nesta tese, realizada no âmbito do Programa Doutoral em Química da Universidade de Aveiro, foram desenvolvidas duas famílias de receptores sintéticos: macrocíclicos baseados na plataforma tetraazacalix[2]areno[2]triazina; e acíclicos construídos a partir de diaminas simples. A plataforma macrocíclica foi decorada nos átomos de azoto em ponte com unidades de reconhecimento molecular contendo fragmentos com grupos amida para o reconhecimento de aniões ou com grupos ácidos carboxílicos para a coordenação de metais de transição. Os receptores acíclicos foram obtidos por acoplamento de diaminas (etilenodiamina, orto-fenilenodiamina ou 2-aminobenzilamina) com uma unidade lipofílica incorporando um anel heterocíclico (derivados de oxadiazole ou furano) e com um derivado isocianato. Estas moléculas assimétricas com um grupo amida e um grupo ureia como unidades de reconhecimento molecular foram avaliadas como receptores e transportadores transmembranares de aniões biologicamente relevantes (Cl- e HCO3-). Os resultados experimentais obtidos serão descritos ao longo de três capítulos, após um primeiro capítulo bibliográfico. No Capítulo 1 começa-se por fazer uma revisão bibliográfica sucinta sobre o desenvolvimento recente de receptores funcionais baseados em azacalixarenos bem como das suas aplicações, designadamente no reconhecimento molecular. Numa segunda parte apresenta-se uma revisão sucinta de receptores derivados de (tio)ureias, relacionados com os receptores sintetizados no âmbito desta tese e com propriedades de reconhecimento e transporte transmembranar de aniões. No Capítulo 2 reporta-se uma série de macrociclos novos com os átomos de azoto em ponte de tetraazacalix[2]areno[2]triazina funcionalizados com bromoacetato de metilo. Foram preparados três novos macrociclos com quatro grupos éster, como braços pendentes, a partir de percursores tetraazacalix[2]areno[2]triazina com os anéis de triazina substituídos com cloro, metilamina ou hexilamina. Os grupos acetato foram hidrolisados em condições básicas, tendo cada um dos derivados dialquilamina originado um composto com quatro grupo carboxílicos, enquanto o análogo diclorado originou uma mistura de compostos com dois grupos carboxílico e com os átomos de cloro substituídos por grupos hidroxilo. Subsequentemente, as propriedades de coordenação dos derivados alquilamina para cobre(II) foram avaliadas por espectroscopia de UV-Vis, tendo-se obtido constantes de estabilidades semelhantes (logk ≈ 6,7). No Capítulo 3 descrevem-se três macrociclos obtidos através da funcionalização dos átomos de azoto em ponte de tetraazacalix[2]areno[2]triazina com grupos amida derivados de N-Boc-etilenodiamina, benzilamina e (S)-metilbenzilamina. A afinidade destes receptores para a série de aniões carboxilato (oxalato, malonato, succinato, glutarato, diglicolato, pimelato, suberato, fumarato, maleato, ftalato e isoftalato) e inorgânicos (Cl-, H2PO4- e SO42-) por titulação de RMN de 1H, foi avaliada. Estes macrociclos conjuntamente com os descritos no Capítulo 2 são os primeiros exemplos reportados na literatura de receptores sintéticos baseados na plataforma de tetraazacalix[2]areno[2]triazina com grupos funcionais nos azotos em ponte. O receptor derivado de N-Boc-etilenodiamina, com oito grupos N-H, entre os três receptores, é o que apresenta maior afinidade para os aniões estudados. No Capítulo 4 é descrita a síntese 59 compostos acíclicos (vide supra) obtidos em três passos de síntese com bons rendimentos. No design desta biblioteca de moléculas a afinidade para aniões dos grupos ureia foi modelada pela inserção de diferentes substituintes arilo ou alquilo, com propriedades electrónicas distintas. A introdução destes grupos em conjugação com um anel de oxadiazole ou furano permitiu também modelar a lipofília destes compostos. A afinidade destes receptores para aniões cloreto e bicarbonato, e em alguns casos para fumarato e maleato, foi investigada por titulação de RMN de 1H. Estes compostos apresentaram constantes de associações compatíveis com o transporte transmembranar de cloreto. Por outro lado estes receptores apresentaram afinidades elevadas para fumarato e maleato, com seletividade para este último. São também discutidos os resultados dos ensaios de transporte de cloreto por estes receptores através de vesículas de em POPC. No Capítulo 5 encontram-se as conclusões gerais desta tese de Doutoramento. No Capitulo 6 encontram-se os dados espectroscópicos e os restantes detalhes experimentais para todos os compostos sintetizados.

Higher order derivatives and norms of certain matrix functions

Tese de doutoramento, Matemática (Álgebra Lógica e Fundamentos), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Gallium compounds forthe design of (nano)radiophamarceuticals

Tese de doutoramento, Química (Química Inorgânica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Recueil sur les Monnaies.

Contient : « C'est l'avaluation des monnoyes d'or et d'argent estrangères, selon les poix et essay qui en ont esté faictz par nous, Jean L'HUILLIER, seigneur de Boulancourt, président en la Chambre des Comptes, et Jean GROLLIER, seigneur d'Aguisy, trésorier de France, appelez avecques nous maistres Alexandre DE LA TORRETTE, président en la Court des Monnoies, Guillaume MARILLAC, maistre ordinaire en la Chambre desdictz Comptes, Charles PREVOST, auditeur en icelle Chambre, Claude MARCEL, essayeur général desdictes monnoies, et Guillaume LE GRAS, marchant, bourgeois à Paris, suivant les lettres closes du roy » François II ; « faict et arresté à Paris, le XIIIe jour d'avril, l'an 1559, avant Pasques » [1560] ; orig. signé (f. 28) de « Luillier », « Grolier », « de La Tourrete », « Marillac », « Le Prevost », « Marcel » et « Legras » ; Traité sur les monnaies, copie du XVIIe siècle : « Les monoyes ont esté establies non seulement pour éviter les incomoditez de la permutation... »

Generator Matrix Based Search for Extremal Self-Dual Binary Error-Correcting Codes

Self-dual doubly even linear binary error-correcting codes, often referred to as Type II codes, are codes closely related to many combinatorial structures such as 5-designs. Extremal codes are codes that have the largest possible minimum distance for a given length and dimension. The existence of an extremal (72,36,16) Type II code is still open. Previous results show that the automorphism group of a putative code C with the aforementioned properties has order 5 or dividing 24. In this work, we present a method and the results of an exhaustive search showing that such a code C cannot admit an automorphism group Z6. In addition, we present so far unpublished construction of the extended Golay code by P. Becker. We generalize the notion and provide example of another Type II code that can be obtained in this fashion. Consequently, we relate Becker's construction to the construction of binary Type II codes from codes over GF(2^r) via the Gray map.