Distribution of events of positive selection and population differentiation in a metabolic pathway: the case of asparagine N-glycosylation

Asparagine N-Glycosylation is one of the most important forms of protein post-translational modification in eukaryotes. This metabolic pathway can be subdivided into two parts: an upstream sub-pathway required for achieving proper folding for most of the proteins synthesized in the secretory pathway, and a downstream sub-pathway required to give variability to trans-membrane proteins, and involved in adaptation to the environment and innate immunity. Here we analyze the nucleotide variability of the genes of this pathway in human populations, identifying which genes show greater population differentiation and which genes show signatures of recent positive selection. We also compare how these signals are distributed between the upstream and the downstream parts of the pathway, with the aim of exploring how forces of population differentiation and positive selection vary among genes involved in the same metabolic pathway but subject to different functional constraints. Our results show that genes in the downstream part of the pathway are more likely to show a signature of population differentiation, while events of positive selection are equally distributed among the two parts of the pathway. Moreover, events of positive selection are frequent on genes that are known to be at bifurcation points, and that are identified as being in key position by a network-level analysis such as MGAT3 and GCS1. These findings indicate that the upstream part of the Asparagine N-Glycosylation pathway has lower diversity among populations, while the downstream part is freer to tolerate diversity among populations. Moreover, the distribution of signatures of population differentiation and positive selection can change between parts of a pathway, especially between parts that are exposed to different functional constraints. Our results support the hypothesis that genes involved in constitutive processes can be expected to show lower population differentiation, while genes involved in traits related to the environment should show higher variability. Taken together, this work broadens our knowledge on how events of population differentiation and of positive selection are distributed among different parts of a metabolic pathway.

Block structured dynamics and neuronal coding

When certain control parameters of nervous cell models are varied, complex bifurcation structures develop in which the dynamical behaviors available appear classified in blocks, according to criteria of dynamical likelihood. This block structured dynamics may be a clue to understand how activated neurons encode information by firing spike trains of their action potentials.

Yrityksen sähköistysprojektoinnin tiedonhallinnan tehostaminen

Diplomityössä on käsitelty kolmea kokonaisuutta. Työssä on tutkittu RFID- teknologian hyödyntämistä kattilalaitostyömaan asennusvalvonnassa, prosessisähköistyksen osa-alueiden automatisoimista sekä edellä mainittujen asiakokonaisuuksien yhdistämistä. Prosessisähköistyksen osa-alueista työssä on käsitelty sähköpääkaavioita, sähköasennustyyppejä, toimitusrajakaavioita sekä potentiaalintasausta. Tutkittavienasiakokonaisuuksien yhdistävänä tekijänä on projektitietokanta, joka yrityksellä on käytössä. RFID- teknologiaa tutkitaan MOVER- hankkeen yhteydessä. Työssä yritetään selvittää mahdollisia tulevaisuuden hyötyjä, jos asennusraportointi suoritettaisiin mobiililla ratkaisulla. Prosessisähköistyksen osa-alueista sähköpääkaavioiden laatimista on pyritty automatisoimaan. Sähkö- asennustyyppien ja potentiaalintasauksen kohdalla tarkoituksena oli tuottaa esimerkkiratkaisuja, joita voitaisiin jatkokehittää tulevaisuudessa. Toimitusrajakaavioiden korvaajaksi kehitettiin uutta menetelmää, joka tulisi sisältämään automatiikkaa toimiakseen.

Extension of Murray's law using a non-Newtonian model of blood flow.

BACKGROUND: So far, none of the existing methods on Murray's law deal with the non-Newtonian behavior of blood flow although the non-Newtonian approach for blood flow modelling looks more accurate. MODELING: In the present paper, Murray's law which is applicable to an arterial bifurcation, is generalized to a non-Newtonian blood flow model (power-law model). When the vessel size reaches the capillary limitation, blood can be modeled using a non-Newtonian constitutive equation. It is assumed two different constraints in addition to the pumping power: the volume constraint or the surface constraint (related to the internal surface of the vessel). For a seek of generality, the relationships are given for an arbitrary number of daughter vessels. It is shown that for a cost function including the volume constraint, classical Murray's law remains valid (i.e. SigmaR(c) = cste with c = 3 is verified and is independent of n, the dimensionless index in the viscosity equation; R being the radius of the vessel). On the contrary, for a cost function including the surface constraint, different values of c may be calculated depending on the value of n. RESULTS: We find that c varies for blood from 2.42 to 3 depending on the constraint and the fluid properties. For the Newtonian model, the surface constraint leads to c = 2.5. The cost function (based on the surface constraint) can be related to entropy generation, by dividing it by the temperature. CONCLUSION: It is demonstrated that the entropy generated in all the daughter vessels is greater than the entropy generated in the parent vessel. Furthermore, it is shown that the difference of entropy generation between the parent and daughter vessels is smaller for a non-Newtonian fluid than for a Newtonian fluid.

Kuvausmenetelmänvalinta ja käyttöönotto ohjelmistotuoteorganisaatiossa

Useiden pitkän kehityskaaren ohjelmistojen ylläpitäminen ja kehittäminen on vaikeaa, sillä niiden dokumentaatio on vajaata tai vanhentunutta. Tässä diplomityössä etsitään ratkaisua tällaisen ohjelmiston ja sen taustalla olevan järjestelmän kuvaukseen. Tavoitteina on tukea nykyisen ohjelmiston ylläpitoa ja uuden työvoiman perehdyttämistä. Tavoitteena on myös pohjustaa uuden korvaavan ohjelmiston suunnittelua kuvaamalla nykyiseen järjestelmään sitoutunutta sovellusalueosaamista. Työssä kehitetään kuvausmenetelmä järjestelmän kuvaamiseen hierarkkisesti laitteistotason yleiskuvauksesta ohjelmiston luokkarakenteeseen sekä toiminnallisuuteen asti. Laite- ja luokkarakennekuvaukset ovat rakenteellisia kuvauksia, joiden tehtävänä on selittää järjestelmän ja sen osien kokoonpano. Toiminnallisuudesta kertovat kuvaukset on toteutettu käyttötapauskuvauksina. Työssä keskityttiin erityisesti kohdejärjestelmän keskeisen ohjelmiston ja tietokannan kuvaamiseen. Ohjelmistosta valittiin tärkeimmät ja eniten sovellusalueen tietotaitoa sisältävät osat, joista työssä luotiin esimerkkikuvaukset. Kuvauksia on kehitettyä menetelmää hyödyntäen helppo laajentaa tarpeiden mukaan paitsi ohjelmiston muihin osiin, myös laitteiston ja järjestelmän kuvaamiseen kokonaisuudessaan syvemmin.

Paperikoneen vesi- ja energiatehokkuuden parantaminen

Työn tavoitteena oli laatia reaaliaikaiset vesi- ja energiatasenäytöt Stora Enso PublicationPaper Veitsiluodon tehtaalle, paperikone 5:lle. Tavoitteena oli myös simuloida kyseisen paperikonelinjan vesitase. Aluksi työssä piirrettiin lohkokaaviot taseita varten paperikoneen kaikista vettä tai energiaa sisältävistä jakeista. Näitä yksinkertaistettuja lohkokaavioita hyväksi käyttäen laadittiin taseidenlaskentakaavat, jotka testattiin tarkastuslaskelmien avulla. Vesi- ja energiataseista tehtiin myös suunnitelmat prosessinohjausjärjestelmän tasenäytöiksi. FlowMac-simulointiohjelmalla rakennetun paperikone 5 vesitaseen simulointimallin tulosten oikeellisuutta arvioitiin herkkyysanalyysin avulla. Tehdyn herkkyysanalyysin tuloksien perusteella voidaan olettaa, että simulointimalli toimii luotettavasti. Tämän vesitaseen simulointimallin avulla tarkasteltiin kiekkosuotimien uudistamisen vaikutuksia paperikonelinjan vesitaseeseen. Tarkastelussa huomattiin, että vaihtamalla kiekkosuotimien syöttöventtiilit kolmea jaetta tuottaviksi, voitaisiin flotaatioallas ja suihkuveden kaarisihti poistaa käytöstä. Tulevaisuudessa simulointimallia voidaan käyttää myös monilla muilla eri tavoin hyödyksi kyseisellä paperikoneella. Työssä laaditut vesi- ja energiataseet saatiin niin tarkoiksi kuin se nykyisiä mittauksia hyödyntäen on mahdollista. Jostaseita haluttaisiin tarkentaa, olisi paperikonelinjalle syytä lisätä joitakin mittauksia. Myös työssä tehty vesitaseen simulointi FlowMac:lla onnistui hyvin mutta kyseisessä ohjelmassa havaittiin silti joitakin kehittämistarpeita. Työn tuloksien perusteella vettä ja energiaa voitaisiin mahdollisesti säästää paperikone 5:llä esimerkiksi laimennussäätöisen perälaatikon avulla, kiekkosuotimien uusimisella sekä kenkäpuristimen käyttöönotolla. Jatkotutkimuskohteita voisivat olla esimerkiksi paperikone 5:n lämpötase, kemiallisesti puhdistetun veden tulolämpötilan nostaminen, hiomon suodosveden ylimääräisen lämmön hyödyntäminen paperikone 5 kirkassuodoksen lämmittämisen jälkeen, lämmön talteenotossa lämmitysvesikennon ja prosessivesikennon järjestyksen vaihtaminen sekä vastaavien vesi- ja energiataseiden laatiminen paperikone 1:lle ja hiomolle.

Kunnallisten sähköisten palveluiden mallintaminen

Tämän diplomityön tarkoituksena on kuvata tiettyjen kunnallisten palvelujen rakenne ja prosessikuvaukset. Rakenne kuvataan OWL-mallinnuskielellä ja palvelun käyttäjien suorittamat toiminnot BPML-mallinnuskielen avulla. Työssä on tarkoituksena esittää, kuinka sekä rakenne että toiminnot pystytään kuvaamaan XML-pohjaisen esitystavan avulla, joita nämä OWL- ja BPML-mallinnuskielet ovat. Ensin esitellään työssä käytetyt mallinnuskielet ja ne ominaisuudet, jotka liittyvät tähän tutkimukseen. Tämän jälkeen esitellään työtä varten tehdyt työnkulkukaaviot ja rakennekaaviot,sekä näiden jalostus lopulliseen OWL-muotoon ja BPMN-muotoon . Työ jakautuu kahteen eri osavaiheeseen, joissa ensimmäisessä kerrotaan kuinka kunnallisen palvelun käsitemalli esitetään UML -luokkakaavioiden avulla ja kuinka tämä jalostetaan lopulliseen OWL-muotoon. Toinen osa työstä keskittyy palvelun prosessien mallintamiseen UML-työnkulkukaavioilla ja näiden kaavioiden muokkaamiseen BPMN-muotoon eli liiketoimintaprosessidiagrammeiksi. Kunnallisista palveluista valittiin tähän diplomityöhän tilanvaraus, jonka toimintaa on tarkasteltu haastattelemalla kuntien toimijoita, jotka ovat työssään tekemisissä tilanvaraustoimintojen kanssa. Tilanvarauksen osalta haastattelutiedot olivat valmiiksi saatavilla projektin avulla Päijät-Hämeen osalta, tosin tietojatäydennettiin haastattelemalla Kouvolan tilanvarauksesta huolehtivia henkilöitä.

Autoecología de los hayedos catalanes

Este estudio está basado en el muestreo de campo y posterior análisis de 24 parcelas de hayedo seleccionadas mediante una estratificación de su área de distribución basada en la clasificación CLATERES de la Ecorregión Catalano-Aragonesa. En cada parcela se han evaluado 3 parámetros fisiográficos, 15 climáticos y 18 edáficos, a partir de los cuales se han establecido sus valores paramétricos centrales y marginales que permiten definir los hábitats fisiográfico, climático y edáfico de las masas de Fagus sylvatica L. en Cataluña. Los hayedos catalanes se presentan sobre substratos litológicos muy diversos (plutonitas, vulcanitas, metamorfitas y sedimentitas, tanto ácidas como básicas), con texturas predominantes francas, franco-arenosas o franco-limosas. Los suelos, según FAO, son mayoritariamente cambisoles. A pesar de que la capacidad de retención de agua de sus suelos es escasa, la sequía fisiológica es reducida. Los humus predominantemente pertenecen a los tipos mull forestal y mull cálcico. Además, se presentan una serie de parámetros selvícolas ( Densidad de pies y densidad de chirpiales, Area basimétrica, Altura Total dominante, Índices de Hart-Becking, Índice de Calidad de Estación y Edad de la masa) que al correlacionarlos con los ecológicos nos ha permitido comprobar que los mejores hayedos se encuentran en las localizaciones más térmicas, en las que incluso se podría producir sequía fisiológica si no fuera por que existen suficientes precipitaciones estivales.

Obstructive pulmonary artery sarcoma.

A 68 year-old woman presented with increasing dyspnoea (NYHA II) and systolic murmur at auscultation. Echocardiography showed thickened pulmonary valve leaflets, a systolic prolapsing mass provoking severe pulmonary stenosis (peak systolic pulmonary pressure: 42 mmHg), no regurgitation, minimal right ventricular dilatation but normal ventricular function. CT scan showed a dense structure extending from the right ventricular outflow tract (RVOT) up to the pulmonary bifurcation infiltrating the pulmonary valve (PV).

A survey on the inverse integrating factor

The relation between limit cycles of planar differential systems and the inverse integrating factor was first shown in an article of Giacomini, Llibre and Viano appeared in 1996. From that moment on, many research articles are devoted to the study of the properties of the inverse integrating factor and its relationwith limit cycles and their bifurcations. This paper is a summary of all the results about this topic. We include a list of references together with the corresponding related results aiming at being as much exhaustive as possible. The paper is, nonetheless, self-contained in such a way that all the main results on the inverse integrating factor are stated and a complete overview of the subject is given. Each section contains a different issue to which the inverse integrating factor plays a role: the integrability problem, relation with Lie symmetries, the center problem, vanishing set of an inverse integrating factor, bifurcation of limit cycles from either a period annulus or from a monodromic ω-limit set and some generalizations.

Diagnosis of the nutrient compositional space of fruit crops

Tissue analysis is a useful tool for the nutrient management of fruit orchards. The mineral composition of diagnostic tissues expressed as nutrient concentration on a dry weight basis has long been used to assess the status of 'pure' nutrients. When nutrients are mixed and interact in plant tissues, their proportions or concentrations change relatively to each other as a result of synergism, antagonism, or neutrality, hence producing resonance within the closed space of tissue composition. Ternary diagrams and nutrient ratios are early representations of interacting nutrients in the compositional space. Dual and multiple interactions were integrated by the Diagnosis and Recommendation Integrated System (DRIS) into nutrient indexes and by Compositional Nutrient Diagnosis into centered log ratios (CND-clr). DRIS has some computational flaws such as using a dry matter index that is not a part as well as nutrient products (e.g. NxCa) instead of ratios. DRIS and CND-clr integrate all possible nutrient interactions without defining an ad hoc interactive model. They diagnose D components while D-1 could be diagnosed in the D-compositional Hilbert space. The isometric log ratio (ilr) coordinates overcome these problems using orthonormal binary nutrient partitions instead of dual ratios. In this study, it is presented a nutrient interactive model as well as computation methods for DRIS and CND-clr and CND-ilr coordinates (CND-ilr) using leaf analytical data from an experimental apple orchard in Southwestern Quebec, Canada. It was computed the Aitchison and Mahalanobis distances across ilr coordinates as measures of nutrient imbalance. The effect of changing nutrient concentrations on ilr coordinates are simulated to identify the ones contributing the most to nutrient imbalance.

Puun jäätyminen ja jäätyneen puun ominaisuudet sahauksen kannalta

Työn tavoitteena oli tutkia puun jäätymisnopeutta, puun kosteuden ja tiheyden vaikutusta siihen sekä kosteussuhteessa tapahtuvia muutoksia jäätymisen aikana. Lisäksi tavoitteena oli kirjallisuuden pohjalta selvittää jäätymisen vaikutusta puun sahauksen kannalta merkittäviin ominaisuuksiin. Puun jäätymisnopeuden määrittämiseksi puun lämpötilaa mitattiin pakastuksen aikana viiden minuutin välein pintapuusta, sydän-puusta ja puun sydämestä. Mittauksista saatujen tulosten pohjalta piirrettiin käyrästö lämpötilan kehittymisestä ajan funktiona puun eri kohdissa. Lämpötilakäyrät jaettiin jäätymisen osalta kolmeen vaiheeseen: jäähtymiseen, jäätymiseen ja loppujäätymiseen. Käyrille piirrettiin trendiviivat, joiden kulmakertoimista saatiin lämpötilan muutosnopeudet eri vaiheille. Mittauksissa käytetyille koekappaleille määritettyjen kosteussuhteiden ja kuivatiheyksien avulla selvitettiin näiden ominaisuuksien vaikutusta lämpötilan muutosnopeuksiin. Tulokseksi saatiin kuva jäätymisen etenemisestä puussa. Saatujen tietojen pohjalta pystytään arvioimaan puun jäätymisaste tietyn ajan kuluttua. Jäätymisasteen arviointia tullaan käyttämään jatkossa tehtävien jäätyneen puun sahauskokeiden yhteydessä.

Spontaneous Emergence of Chirality in the Limited Enantioselectivity Model: Autocatalytic Cycle Driven by an External Reagent

The emergence of chirality in enantioselective autocatalysis for compounds unable to transform according to the Frank-like reaction network is discussed with respect to the controversial limited enantioselectivity (LES) model composed of coupled enantioselective and non-enantioselective autocatalyses. The LES model cannot lead to spontaneous mirror symmetry breaking (SMSB) either in closed systems with a homogeneous temperature distribution or in closed systems with a stationary non-uniform temperature distribution. However, simulations of chemical kinetics in a two-compartment model demonstrate that SMSB may occur if both autocatalytic reactions are spatially separated at different temperatures in different compartments but coupled under the action of a continuous internal flow. In such conditions, the system can evolve, for certain reaction and system parameters, toward a chiral stationary state; that is, the system is able to reach a bifurcation point leading to SMSB. Numerical simulations in which reasonable chemical parameters have been used suggest that an adequate scenario for such a SMSB would be that of abyssal hydrothermal vents, by virtue of the typical temperature gradients found there and the role of inorganic solids mediating chemical reactions in an enzyme-like role.

Thick XML client and technology of its construction

Nykyään kolmeen kerrokseen perustuvat client-server –sovellukset ovat suuri kinnostuskohde sekä niiden kehittäjille etta käyttäjille. Tietotekniikan nopean kehityksen ansiosta näillä sovelluksilla on monipuolinen käyttö teollisuuden eri alueilla. Tällä hetkellä on olemassa paljon työkaluja client-server –sovellusten kehittämiseen, jotka myös tyydyttävät asiakkaiden asettamia vaatimuksia. Nämä työkalut eivät kuitenkaan mahdollista joustavaa toimintaa graafisen käyttöliittyman kanssa. Tämä diplomityö käsittelee client-server –sovellusten kehittamistä XML –kielen avulla. Tämä lähestymistapa mahdollistaa client-server –sovellusten rakentamista niin, että niiden graafinen käyttöliittymä ja ulkonäkö olisivat helposti muokattavissa ilman ohjelman ytimen uudelleenkääntämistä. Diplomityö koostuu kahdesta ostasta: teoreettisesta ja käytännöllisestä. Teoreettinen osa antaa yleisen tiedon client-server –arkkitehtuurista ja kuvailee ohjelmistotekniikan pääkohdat. Käytannöllinen osa esittää tulokset, client-server –sovellusten kehittämisteknologian kehittämislähestymistavan XML: ää käyttäen ja tuloksiin johtavat usecase– ja sekvenssidiagrammit. Käytännöllinen osa myos sisältää esimerkit toteutetuista XML-struktuureista, jotka kuvaavat client –sovellusten kuvaruutukaavakkeiden esintymisen ja serverikyselykaaviot.

Titanyylisulfaatin elektrolyyttisen pelkistyslaitoksen esisuunnitelma

Työssä esisuunniteltiin Kemira Pigments Oy:lle uusi titanyylisulfaatin elektrolyyttinen pelkistyslaitos. Suurin syy uuden laitoksen suunnitteluun oli nykyisen laitoksen aiheuttamat korkeat H2SO4-pitoisuudet pelkistyslaitoksen läheisyydessä. Työn kirjallisuusosassa käsitellään elektrolyysilaitteiston suunnitteluun liittyviä seikkoja ja esitellään titanyylisulfaatin elektrolyyttiseen pelkistykseen liittyvää tutkimustietoa. Ennen uuden laitoksen suunnittelua suoritettiin nykyisellä pelkistyslaitoksella koeajoja, joiden tarkoituksena oli antaa lähtötiedot uuden laitoksen suunnittelulle. Koeajot osoittivat mm., että pelkistys on edullisinta suorittaa alhaisella virrantiheydellä n. 300…400 A/m2 ja vesilaimennuksen avulla anolyytin H2SO4-pitoisuus saadaan säädettyä tasolle, jossa titaani ei saostu. Kärynpoistoyhteisiin asennettujen pesuvesisuuttimien avulla saatiin titaanin saostuminen kärynpoistokanaviin estettyä. Uudesta titanyylisulfaatin elektrolyyttisestä pelkistyslaitoksesta laadittiin mm. seuraavat dokumentit: prosessin virtauskaavio ja ainevirtakenttä, PI-kaavio, layout-kuvat laitoksesta ja sen sijoituksesta sekä rakennepiirros elektrolyysialtaasta. Hankkeelle tehtiin kustannusarvio tarkkuudella ±20 %, jonka loppusummaksi saatiin 1 489 000 €. Laitoksen vuotuisten käyttökustannuksien arvioitiin olevan n. 105 000 €. Investoinnista aiheutuvien vuotuisten annuiteettikustannusten arvioitiin olevan n. 237 000 € 16,3 % korolla.