Simcluster: clustering enumeration gene expression data on the simplex space

Abstract Background Transcript enumeration methods such as SAGE, MPSS, and sequencing-by-synthesis EST "digital northern", are important high-throughput techniques for digital gene expression measurement. As other counting or voting processes, these measurements constitute compositional data exhibiting properties particular to the simplex space where the summation of the components is constrained. These properties are not present on regular Euclidean spaces, on which hybridization-based microarray data is often modeled. Therefore, pattern recognition methods commonly used for microarray data analysis may be non-informative for the data generated by transcript enumeration techniques since they ignore certain fundamental properties of this space. Results Here we present a software tool, Simcluster, designed to perform clustering analysis for data on the simplex space. We present Simcluster as a stand-alone command-line C package and as a user-friendly on-line tool. Both versions are available at: http://xerad.systemsbiology.net/simcluster. Conclusion Simcluster is designed in accordance with a well-established mathematical framework for compositional data analysis, which provides principled procedures for dealing with the simplex space, and is thus applicable in a number of contexts, including enumeration-based gene expression data.

An evolutive approach for smile recognition in video sequences

Facial expression recognition is one of the most challenging research areas in the image recognition ¯eld and has been actively studied since the 70's. For instance, smile recognition has been studied due to the fact that it is considered an important facial expression in human communication, it is therefore likely useful for human–machine interaction. Moreover, if a smile can be detected and also its intensity estimated, it will raise the possibility of new applications in the future

Imaging and modeling of pore scale processes in porous media using X-ray computed tomography and lattice Boltzmann solver

In der Erdöl– und Gasindustrie sind bildgebende Verfahren und Simulationen auf der Porenskala im Begriff Routineanwendungen zu werden. Ihr weiteres Potential lässt sich im Umweltbereich anwenden, wie z.B. für den Transport und Verbleib von Schadstoffen im Untergrund, die Speicherung von Kohlendioxid und dem natürlichen Abbau von Schadstoffen in Böden. Mit der Röntgen-Computertomografie (XCT) steht ein zerstörungsfreies 3D bildgebendes Verfahren zur Verfügung, das auch häufig für die Untersuchung der internen Struktur geologischer Proben herangezogen wird. Das erste Ziel dieser Dissertation war die Implementierung einer Bildverarbeitungstechnik, die die Strahlenaufhärtung der Röntgen-Computertomografie beseitigt und den Segmentierungsprozess dessen Daten vereinfacht. Das zweite Ziel dieser Arbeit untersuchte die kombinierten Effekte von Porenraumcharakteristika, Porentortuosität, sowie die Strömungssimulation und Transportmodellierung in Porenräumen mit der Gitter-Boltzmann-Methode. In einer zylindrischen geologischen Probe war die Position jeder Phase auf Grundlage der Beobachtung durch das Vorhandensein der Strahlenaufhärtung in den rekonstruierten Bildern, das eine radiale Funktion vom Probenrand zum Zentrum darstellt, extrahierbar und die unterschiedlichen Phasen ließen sich automatisch segmentieren. Weiterhin wurden Strahlungsaufhärtungeffekte von beliebig geformten Objekten durch einen Oberflächenanpassungsalgorithmus korrigiert. Die Methode der „least square support vector machine” (LSSVM) ist durch einen modularen Aufbau charakterisiert und ist sehr gut für die Erkennung und Klassifizierung von Mustern geeignet. Aus diesem Grund wurde die Methode der LSSVM als pixelbasierte Klassifikationsmethode implementiert. Dieser Algorithmus ist in der Lage komplexe geologische Proben korrekt zu klassifizieren, benötigt für den Fall aber längere Rechenzeiten, so dass mehrdimensionale Trainingsdatensätze verwendet werden müssen. Die Dynamik von den unmischbaren Phasen Luft und Wasser wird durch eine Kombination von Porenmorphologie und Gitter Boltzmann Methode für Drainage und Imbibition Prozessen in 3D Datensätzen von Böden, die durch synchrotron-basierte XCT gewonnen wurden, untersucht. Obwohl die Porenmorphologie eine einfache Methode ist Kugeln in den verfügbaren Porenraum einzupassen, kann sie dennoch die komplexe kapillare Hysterese als eine Funktion der Wassersättigung erklären. Eine Hysterese ist für den Kapillardruck und die hydraulische Leitfähigkeit beobachtet worden, welche durch die hauptsächlich verbundenen Porennetzwerke und der verfügbaren Porenraumgrößenverteilung verursacht sind. Die hydraulische Konduktivität ist eine Funktion des Wassersättigungslevels und wird mit einer makroskopischen Berechnung empirischer Modelle verglichen. Die Daten stimmen vor allem für hohe Wassersättigungen gut überein. Um die Gegenwart von Krankheitserregern im Grundwasser und Abwässern vorhersagen zu können, wurde in einem Bodenaggregat der Einfluss von Korngröße, Porengeometrie und Fluidflussgeschwindigkeit z.B. mit dem Mikroorganismus Escherichia coli studiert. Die asymmetrischen und langschweifigen Durchbruchskurven, besonders bei höheren Wassersättigungen, wurden durch dispersiven Transport aufgrund des verbundenen Porennetzwerks und durch die Heterogenität des Strömungsfeldes verursacht. Es wurde beobachtet, dass die biokolloidale Verweilzeit eine Funktion des Druckgradienten als auch der Kolloidgröße ist. Unsere Modellierungsergebnisse stimmen sehr gut mit den bereits veröffentlichten Daten überein.

Pathogen recognition by the long pentraxin PTX3

Innate immunity represents the first line of defence against pathogens and plays key roles in activation and orientation of the adaptive immune response. The innate immune system comprises both a cellular and a humoral arm. Components of the humoral arm include soluble pattern recognition molecules (PRMs) that recognise pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) and initiate the immune response in coordination with the cellular arm, therefore acting as functional ancestors of antibodies. The long pentraxin PTX3 is a prototypic soluble PRM that is produced at sites of infection and inflammation by both somatic and immune cells. Gene targeting of this evolutionarily conserved protein has revealed a nonredundant role in resistance to selected pathogens. Moreover, PTX3 exerts important functions at the cross-road between innate immunity, inflammation, and female fertility. Here, we review the studies on PTX3, with emphasis on pathogen recognition and cross-talk with other components of the innate immune system.