Two component systems: physiological effect of a third component

Signal transduction systems mediate the response and adaptation of organisms to environmental changes. In prokaryotes, this signal transduction is often done through Two Component Systems (TCS). These TCS are phosphotransfer protein cascades, and in their prototypical form they are composed by a kinase that senses the environmental signals (SK) and by a response regulator (RR) that regulates the cellular response. This basic motif can be modified by the addition of a third protein that interacts either with the SK or the RR in a way that could change the dynamic response of the TCS module. In this work we aim at understanding the effect of such an additional protein (which we call ‘‘third component’’) on the functional properties of a prototypical TCS. To do so we build mathematical models of TCS with alternative designs for their interaction with that third component. These mathematical models are analyzed in order to identify the differences in dynamic behavior inherent to each design, with respect to functionally relevant properties such as sensitivity to changes in either the parameter values or the molecular concentrations, temporal responsiveness, possibility of multiple steady states, or stochastic fluctuations in the system. The differences are then correlated to the physiological requirements that impinge on the functioning of the TCS. This analysis sheds light on both, the dynamic behavior of synthetically designed TCS, and the conditions under which natural selection might favor each of the designs. We find that a third component that modulates SK activity increases the parameter space where a bistable response of the TCS module to signals is possible, if SK is monofunctional, but decreases it when the SK is bifunctional. The presence of a third component that modulates RR activity decreases the parameter space where a bistable response of the TCS module to signals is possible.

Soil carbon and nitrogen mineralization under different tillage systems and Permanent Groundcover cultivation between Orange trees

The objective of this work was to evaluate the alterations in carbon and nitrogen mineralization due to different soil tillage systems and groundcover species for intercropped orange trees. The experiment was established in an Ultisol soil (Typic Paleudults) originated from Caiuá sandstone in northwestern of the state of Paraná, Brazil, in an area previously cultivated with pasture (Brachiaria humidicola). Two soil tillage systems were evaluated: conventional tillage (CT) in the entire area and strip tillage (ST) with a 2-m width, each with different groundcover vegetation management systems. The citrus cultivar utilized was the 'Pera' orange (Citrus sinensis) grafted onto a 'Rangpur' lime rootstock. The soil samples were collected at a 0-15-cm depth after five years of experiment development. Samples were collected from under the tree canopy and from the inter-row space after the following treatments: (1) CT and annual cover crop with the leguminous Calopogonium mucunoides; (2) CT and perennial cover crop with the leguminous peanut Arachis pintoi; (3) CT and evergreen cover crop with Bahiagrass Paspalum notatum; (4) CT and cover crop with spontaneous B. humidicola grass vegetation; and (5) ST and maintenance of the remaining grass (pasture) of B. humidicola. The soil tillage systems and different groundcover vegetation influenced the C and N mineralization, both under the tree canopy and in the inter-row space. The cultivation of B. humidicola under strip tillage provided higher potential mineralization than the other treatments in the inter-row space. Strip tillage increased the C and N mineralization compared to conventional tillage. The grass cultivation increased the C and N mineralization when compared to the others treatments cultivated in the inter-row space.

IP Telephony in Third Generation Mobile Systems: Transport Layer Dimensioning

Tämä diplomityö käsittelee kolmannen sukupolven matkaviestinjärjestelmien kuljetuskerroksen mitoitusta. Nykyisten matkapuhelinverkkojen korvaajiksi suunnitellut kolmannen sukupolven matkaviestinjärjestelmät tulevat yhdistämään perinteisen puhelinviestinnän ja uudenlaiset datapalvelut. Uudet verkot tulevat perustumaan pakettivälitteiseen tiedonsiirtoon joka mahdollistaa molempien liikennetyyppien, puheen sekä datan, siirtämisen samassa verkossa. Tämän ratkaisun uskotaan tarjoavan paremmat mahdollisuudet uusien palvelujen luomiseen ja parantavan tiedonsiirtokapasiteettia. Siirtyminen pakettivälitteiseen tiedonsiirtoon aiheuttaa kuitenkin suuria muutoksia verkkoarkkitehtuurissa. Tässä diplomityössä tarkastellaan tulevien runkoverkkojen mitoitukseen liittyviä näkökohtia sekä muodostetaan alustavia kuljetuskerroksen mitoitusohjeita. Diplomityö on tehty osaksi diplomi-insinöörin tutkintoa Lappeenrannan teknillisessä korkeakoulussa. Työ on tehty Nokia Networksin palveluksessa Helsingissä, vuoden 2000 toisella puoliskolla.

Interfacing Health Care Information Systems Design and Implementation

Terveydenhuollossa käytetään nykyisin informaatioteknologian (IT) mahdollisuuksia parantamaan hoidon laatua, vähentämään hoitoon liittyviä kuluja sekä yksinkertaistamaan ja selkeyttämään laakareiden työnkulkua. Tietojärjestelmät, jotka edustavat jokaisen IT-ratkaisun ydintä, täytyy kehittää täyttämään lukuisia vaatimuksia, ja yksi niistä on kyky integroitua saumattomasti toisten tietojärjestelmien kanssa. Järjestelmäintegraatio on kuitenkin yhä haastava tehtävä, vaikka sita varten on kehitetty useita standardeja. Tässä työssä kuvataan vastakehitetyn lääketieteellisen tietojärjestelmän liittymäratkaisu. Työssä pohditaan vaatimuksia, jotka tällaiselle sovellukselle asetetaan, ja myös tapa, jolla vaatimukset toteutuvat on esitetty. Liittymaratkaisu on jaettu kahteen osaan, tietojärjestelmaliittymään ja "liittymakoneeseen" (interfacing engine). Edellinen on käsittää perustoiminnallisuuden, jota tarvitaan vastaanottamaan ja lähettämään tietoa toisiin järjestelmiin, kun taas jälkimmäinen tarjoaa tuen tuotantoympäristössa käytettäville standardeille. Molempien osien suunnitelu on esitelty perusteellisesti tässä työssä. Ongelma ratkaistiin modulaarisen ja geneerisen suunnittelun avulla. Tämä lähestymistapa osoitetaan työssä kestäväksi ja joustavaksi ratkaisuksi, jota voidaan käyttää tarkastelemaan laajaa valikoimaa liittymäratkaisulle asetettuja vaatimuksia. Lisaksi osoitetaan kuinka tehty ratkaisu voidaan joustavuutensa ansiosta helposti mukauttaa vaatimuksiin, joita ei ole etukäteen tunnistettu, ja siten saavutetaan perusta myös tulevaisuuden tarpeille

Angiogenic activity of breast cancer patients' monocytes reverted by combined use of systems modeling and experimental approaches.

Angiogenesis plays a key role in tumor growth and cancer progression. TIE-2-expressing monocytes (TEM) have been reported to critically account for tumor vascularization and growth in mouse tumor experimental models, but the molecular basis of their pro-angiogenic activity are largely unknown. Moreover, differences in the pro-angiogenic activity between blood circulating and tumor infiltrated TEM in human patients has not been established to date, hindering the identification of specific targets for therapeutic intervention. In this work, we investigated these differences and the phenotypic reversal of breast tumor pro-angiogenic TEM to a weak pro-angiogenic phenotype by combining Boolean modelling and experimental approaches. Firstly, we show that in breast cancer patients the pro-angiogenic activity of TEM increased drastically from blood to tumor, suggesting that the tumor microenvironment shapes the highly pro-angiogenic phenotype of TEM. Secondly, we predicted in silico all minimal perturbations transitioning the highly pro-angiogenic phenotype of tumor TEM to the weak pro-angiogenic phenotype of blood TEM and vice versa. In silico predicted perturbations were validated experimentally using patient TEM. In addition, gene expression profiling of TEM transitioned to a weak pro-angiogenic phenotype confirmed that TEM are plastic cells and can be reverted to immunological potent monocytes. Finally, the relapse-free survival analysis showed a statistically significant difference between patients with tumors with high and low expression values for genes encoding transitioning proteins detected in silico and validated on patient TEM. In conclusion, the inferred TEM regulatory network accurately captured experimental TEM behavior and highlighted crosstalk between specific angiogenic and inflammatory signaling pathways of outstanding importance to control their pro-angiogenic activity. Results showed the successful in vitro reversion of such an activity by perturbation of in silico predicted target genes in tumor derived TEM, and indicated that targeting tumor TEM plasticity may constitute a novel valid therapeutic strategy in breast cancer.

Spectral Analysis of Buffers in Communication Systems

Muokatun matriisi-geometrian tekniikan kehitys yleimmäksi jonoksi on esitelty tässä työssä. Jonotus systeemi koostuu useista jonoista joilla on rajatut kapasiteetit. Tässä työssä on myös tutkittu PH-tyypin jakautumista kun ne jaetaan. Rakenne joka vastaa lopullista Markovin ketjua jossa on itsenäisiä matriiseja joilla on QBD rakenne. Myös eräitä rajallisia olotiloja on käsitelty tässä työssä. Sen esitteleminen matriisi-geometrisessä muodossa, muokkaamalla matriisi-geometristä ratkaisua on tämän opinnäytetyön tulos.

Methods of Design and Testing of Real Time Systems

Teollusuussovelluksissa vaaditaan nykyisin yhä useammin reaaliaikaista tiedon käsittelyä. Luotettavuus on yksi tärkeimmistä reaaliaikaiseen tiedonkäsittelyyn kykenevän järjestelmän ominaisuuksista. Sen saavuttamiseksi on sekä laitteisto, että ohjelmisto testattava. Tämän työn päätavoitteena on laitteiston testaaminen ja laitteiston testattavuus, koska luotettava laitteistoalusta on perusta tulevaisuuden reaaliaikajärjestelmille. Diplomityössä esitetään digitaaliseen signaalinkäsittelyyn soveltuvan prosessorikortin suunnittelu. Prosessorikortti on tarkoitettu sähkökoneiden ennakoivaa kunnonvalvontaa varten. Uusimmat DFT (Desing for Testability) menetelmät esitellään ja niitä sovelletaan prosessorikortin sunnittelussa yhdessä vanhempien menetelmien kanssa. Kokemukset ja huomiot menetelmien soveltuvuudesta raportoidaan työn lopussa. Työn tavoitteena on kehittää osakomponentti web -pohjaiseen valvontajärjestelmään, jota on kehitetty Sähkötekniikan osastolla Lappeenrannan teknillisellä korkeakoululla.

Development of support and drive systems for defiberization drum

Diplomityön tarkoituksena oli kuidutusrumpulaitteiston käytön- ja kannatuksen kehittä-minen. Työ rajattiin laajuutensa vuoksi koskemaan tuotesarjan viittä pienintä kokoa. Työn alkuosassa käsitellään kuidutuksen teoriaa ja siihen soveltuvia laitteistoja. Käytön suunnittelun kannalta olennaista käynnistystehon tarvetta on tarkasteltu lähtökohdaisesti fysiikan avulla. Perustietoja teorialle on haettu aiemmista tutkimuksista sekä kirjallisuu-desta. Tarkastelun tuloksena teoriaa on kehitty ja se on saatu vastaamaan todellisuutta aiempaa paremmin. Kannatuksen ja käytön toteuttamisvaihtoja etsittäessä on käytetty systemaattisen koneen-suunnittelun keinoja. Saatuja ideoita on arvioitu teknillis-taloudellisin perustein ja näistä on valittu parhaat vaihtoehdot jatkokehitykseen. Jatkokehitysvaiheessa ratkaisuvaihto-ehtoja on tarkasteltu komponenttitasolla ja näistä on tehty yksityiskohtaiset kustannus-laskelmat. Työn tuloksena on esitetty kannatuksen ja käytön toteutusvaihtoehto, jonka avulla voidaan saavuttaa merkittäviä kustannussäästöjä. Korkea, 30 prosentin kustannussäästö-tavoite saavutettiin.

Kehittämistarpeet investointihyödykkeitä valmistavassa kansainvälisessä konsernissa. Case: GWS Systems Oy

Tutkielman aiheena on case-yrityksen kansainvälisen liiketoiminnan kehittäminen. Tutkielmassa selvitetään, minkälaisiin toimenpiteisiin case-yrityksen olisi liiketoiminnallisin perustein lähitulevaisuudessa ryhdyttävä sen ulkomaisten myyntiyhtiöiden suhteen vientitoimintaa kehitettäessä. Tarkastelunäkökulma on strategialähtöinen. Johdon päätöksenteon tarpeisiin tähtäävä käsittely painottuu strategian ja laskentatoimen välisen ajankohtaisen vuorovaikutuksen käsittelyyn. Tutkimus on kvalitatiivinen tapaustutkimus. Tutkimusmenetelmä on käytetty osallistuvaa havainnointia sekä haastatteluja. Tutkimuksen tulosten mukaan case-yrityksen tulisi muuttaa vientitoimintamalliaan nykyisestä tytäryhtiömuotoisesta toimintamallista hallinnollisesti ja kustannusrakenteellisesti kevyempään suuntaan. Kannattavuuden parantamiseksi suositellaan lisäksi strategisen johdon laskentatoimen menetelmistä asiakaskannattavuusanalyysin käyttöönottoa myyntiyhtiöiden kannattavimpien asiakkuuksien tunnistamiseksi, jotta niukat resurssit voitaisiin kohdistaa niihin asiakkaisiin, jotka synnyttävät enemmän myyntiä ja parempia tuottoja.

Chaos in human behavior: the case of work motivation

This study considers the complex dynamics of work motivation. Forty-eight employees completed a work-motivation diary several times per day over a period of four weeks. The obtained time series were analysed using different methodologies derived from chaos theory (i.e. recurrence plots, Lyapunov exponents, correlation dimension and surrogate data). Results showed chaotic dynamics in 75% of cases. The findings confirm the universality of chaotic behavior within human behavior, challenge some of the underlying assumptions on which work motivation theories are based, and suggest that chaos theory may offer useful and relevant information on how this process is managed within organizations.

Dustiness and deagglomeration testing: interlaboratory comparison of systems for nanoparticle powders

Different types of aerosolization and deagglomeration testing systems exist for studying the properties of nanomaterial powders and their aerosols. However, results are dependent on the specific methods used. In order to have well-characterized aerosols, we require a better understanding of how system parameters and testing conditions influence the properties of the aerosols generated. In the present study, four experimental setups delivering different aerosolization energies were used to test the resultant aerosols of two distinct nanomaterials (hydrophobic and hydrophilic TiO2). The reproducibility of results within each system was good. However, the number concentrations and size distributions of the aerosols created varied across the four systems; for number concentrations, e.g., from 10(3) to 10(6) #/cm(3). Moreover, distinct differences were also observed between the two materials with different surface coatings. The article discusses how system characteristics and other pertinent conditions modify the test results. We propose using air velocity as a suitable proxy for estimating energy input levels in aerosolization systems. The information derived from this work will be especially useful for establishing standard operating procedures for testing nanopowders, as well as for estimating their release rates under different energy input conditions, which is relevant for occupational exposure.

Combining Generic Programming and Service-Oriented Architectures for the Effective and Timely Development of Complex e-Learning Systems

Peer-reviewed

Characterization of Microparticle Retention Systems with Retention Process Analyzer

In the literature survey retention mechanisms, factors effecting retention and microparticles were studied. Also commercial microparticle retention systems and means to measure retention were studied. Optical retention measurement with RPA and Lasentec FBRM was studied. The experimental part contains study of different cationic polyacrylamides, anionic silica, bentonite and new generation micropolymer. In these studies the dosage, dosing order and dosing history were changing factors. The experimental work was done with RPA-apparatus with which, the retention process can be followed in real time. In testing was found that silica yielded better retention, when dosed nontraditionally before the polymer. Also silica was very dependant on the polymer dosage. With bentonite good colloidal retention was achieved with relatively low doses. Unlike silica bentonite was not dependant on polymer dosage. The relation of bentonite and polymer dosage is more defining when high retention is wanted. With 3-component systems using bentonite very high retention was achieved. With silica no improvement in retention was found in 3-component systems compared to dual component systems.

Factors Affecting Consumer’s Illicit Purchase of Copyrighted Digital Work

Peer-to-Peer (P2P) technology has revolutionized file exchange activities besides enhancing processing power distribution. As such, this technology which is nowadays made freely available to all internet users also imposes a threat as it enables the illegal distribution of copyrighted digital work. P2P technology continuously evolves in a greater pace than copyright legislation, leading to compatibility gaps between the applicability of copyright law and the illicit file sharing and downloading. Such issues give high incentives to consumers to practise piracy using P2P systems with a low perception of risk towards prosecution, leading to substantial losses for copyright owners. This study focuses on developing insights for content owners on consumer behaviour towards piracy in Finland, where quantitative analyses are assessed using a data set based on a survey conducted by the Helsinki Institute for IT. The research approach investigates the significance of three fundamental areas in relation to evaluate consumer behaviour as: environmental-related factors, innovation-related factors and consumer-related. each of these are integrates concepts derived in previous theoretical models such as the technology acceptance model, theory of reasoned action, theory of planned behaviour, the issue-risk-judgement model and the Hunt & Vitell’s model.

Influence of the temperature and type of salt on the phase equilibrium of peg 1500 + potassium phosphate and peg 1500 + sodium citrate aqueous two-phase systems

The present work analyzed the effect of the temperature and type of salt on the phase equilibrium of aqueous two-phase systems (ATPS) formed by poly (ethylene glycol) (PEG) 1500 + potassium phosphate, from (278.15 to 318.15) K, and PEG 1500 + sodium citrate, from (278.15 to 298.15) K. The rise of the temperature normally increased the slope of the tie line (STL). With respect to the influence of the type of salt, sodium citrate showed better capability to induce phase separation, when compared to potassium phosphate.