G+: Enhanced Traffic Grooming in WDM Mesh Networks using Lighttours

In this article, a new technique for grooming low-speed traffic demands into high-speed optical routes is proposed. This enhancement allows a transparent wavelength-routing switch (WRS) to aggregate traffic en route over existing optical routes without incurring expensive optical-electrical-optical (OEO) conversions. This implies that: a) an optical route may be considered as having more than one ingress node (all inline) and, b) traffic demands can partially use optical routes to reach their destination. The proposed optical routes are named "lighttours" since the traffic originating from different sources can be forwarded together in a single optical route, i.e., as taking a "tour" over different sources towards the same destination. The possibility of creating lighttours is the consequence of a novel WRS architecture proposed in this article, named "enhanced grooming" (G+). The ability to groom more traffic in the middle of a lighttour is achieved with the support of a simple optical device named lambda-monitor (previously introduced in the RingO project). In this article, we present the new WRS architecture and its advantages. To compare the advantages of lighttours with respect to classical lightpaths, an integer linear programming (ILP) model is proposed for the well-known multilayer problem: traffic grooming, routing and wavelength assignment The ILP model may be used for several objectives. However, this article focuses on two objectives: maximizing the network throughput, and minimizing the number of optical-electro-optical conversions used. Experiments show that G+ can route all the traffic using only half of the total OEO conversions needed by classical grooming. An heuristic is also proposed, aiming at achieving near optimal results in polynomial time

Tissue- specific DNA methylation profiles in newborns

Experimental and epidemiological studies demonstrate that fetal growth restriction and low birth weight enhance the risk of chronic diseases in adulthood. Derangements in tissue-specific epigenetic programming of fetal and placental tissues are a suggested mechanism of which DNA methylation is best understood. DNA methylation profiles in human tissue are mostly performed in DNA from white blood cells. The objective of this study was to assess DNA methylation profiles of IGF2 DMR and H19 in DNA derived from four tissues of the newborn. We obtained from 6 newborns DNA from fetal placental tissue (n = 5), umbilical cord CD34+ hematopoietic stem cells (HSC) and CD34- mononuclear cells (MNC) (n = 6), and umbilical cord Wharton jelly (n = 5). HCS were isolated using magnetic-activated cell separation. DNA methylation of the imprinted fetal growth genes IGF2 DMR and H19 was measured in all tissues using quantitative mass spectrometry. ANOVA testing showed tissue-specific differences in DNA methylation of IGF2 DMR (p value 0.002) and H19 (p value 0.001) mainly due to a higher methylation of IGF2 DMR in Wharton jelly (mean 0.65, sd 0.14) and a lower methylation of H19 in placental tissue (mean 0.25, sd 0.02) compared to other tissues. This study demonstrates the feasibility of the assessment of differential tissue specific DNA methylation. Although the results have to be confirmed in larger sample sizes, our approach gives opportunities to investigate epigenetic profiles as underlying mechanism of associations between pregnancy exposures and outcome, and disease risks in later life.

Efecto de la hipoxia-reoxigenación y las radiaciones ionizantes en la captación de glucosa en líneas tumorales de seno y colon cocultivadas con células endoteliales.

La captación de glucosa y su conversión en lactato juega un papel fundamental en el metabolismo tumoral, independientemente de la concentración de oxígeno presente en el tejido (efecto Warburg). Sin embrago, dicha captación varía de un tipo tumoral a otro, y dentro del mismo tumor, situación que podría depender de las características microambientales tumorales (fluctuaciones de oxígeno, presencia de otros tipos celulares) y de factores estresores asociados a los tratamientos. Se estudió el efecto de la hipoxia-reoxigenación (HR) y las radiaciones ionizantes (RI) sobre la captación de glucosa, en cultivos de líneas tumorales MCF-7 y HT-29, cultivadas de forma aislada o en cocultivo con la línea celular EAhy296. Se encontró que la captación de glucosa en HR es diferente para lo descrito en condiciones de hipoxia permanente y que es modificada en el cocultivo. Se identificaron poblaciones celulares dentro de la misma línea celular, de alta y baja captación de glucosa, lo que implicaría una simbiosis metabólica de la célula como respuesta adaptativa a las condiciones tumorales. Se evaluó la expresión de NRF2 y la translocación nuclear de NRF2 y HIF1a, como vías de respuesta a estrés celular e hipoxia. La translocación nuclear de las proteínas evaluadas explicaría el comportamiento metabólico de las células tumorales de seno, pero no de colon, por lo cual deben existir otras vías metabólicas implicadas. Las diferencias en el comportamiento de las células tumorales en HR en relación con hipoxia permitirá realizar planeaciones dosimétricas más dinámicas, que reevalúen las condiciones de oxigenación tumoral constantemente.

Percepción de residentes de medicina de urgencias en Colombia del ambiente educativo en los servicios de urgencias

Introducción: La atención de calidad en urgencias sólo es posible si los médicos han recibido una enseñanza de alta calidad. La escala PHEEM (Postgraduate Hospital Educational Environment Measure) es un instrumento válido y fiable, utilizado internacionalmente para medir el entorno educativo, en la formación médica de posgrado. Materiales y métodos: Estudio de corte trasversal que utilizó la escala PHEEM versión en español para conocer el entorno educativo de los programas de urgencias. El coeficiente alfa de Cronbach se calculó para determinar la consistencia interna. Se aplicó estadística descriptiva a nivel global, por categorías e ítems de la escala PHEEM y se compararon resultados por sexo, año de residencia y programa. Resultados: 94 (94%) residentes llenaron el cuestionario. La puntuación media de la escala PHEEM fue 93,91 ± 23,71 (58,1% de la puntuación máxima) que se considera un ambiente educativo más positivo que negativo, pero con margen de mejora. Hubo una diferencia estadísticamente significativa en la percepción del ambiente educativo entre los programas de residencia (p =0,01). El instrumento es altamente confiable (alfa de Cronbach = 0,952). La barrera más frecuente en la enseñanza fue el hacinamiento y la evaluación fue percibida con el propósito de cumplir normas. Discusión: Los resultados de este estudio aportaron evidencia sobre la validez interna de la escala PHEEM en el contexto colombiano. Este estudio demostró cómo la medición del ambiente educativo en una especialidad médico-quirúrgica, con el uso de una herramienta cuantitativa, puede proporcionar información en relación a las fortalezas y debilidades de los programas.

Análisis al Proceso de Titulación Minera en Colombia desde TOC (Theory Of Constraints)

El incumplimiento reiterado de la normatividad y políticas relacionadas con los tiempos de respuesta del proceso de contratación minera del país, desarrollado actualmente por la recién creada Agencia Nacional de Minería ANM, ha suscitado que la administración del recurso minero no se realice bajo los principios de eficiencia, eficacia, economía y celeridad. Estas debilidades manifiestas provocan represamientos en la resolución de trámites, congelación de áreas para contratar, sobrecostos, demoras en los tiempos de respuesta establecidos por la normatividad vigente y trae como consecuencia incertidumbre en los inversionistas mineros y pérdidas por concepto de recaudo de canon superficiario, entre otras. El objetivo del presente trabajo de investigación consiste en analizar el proceso de titulación minera de Colombia a partir de la filosofía de mejora continua desarrollado en la teoría de restricciones TOC (Theory Of Constraints), para poder identificar cuáles son los cuellos de botella que no permiten que el proceso fluya de manera adecuada y proponer alternativas de mejora, que con su implementación exploten y subordinen la limitaciones al sistema.

Development of molecular-based techniques for the detection, identification and quantification of food-borne pathogens

La presencia de microorganismos patógenos en alimentos es uno de los problemas esenciales en salud pública, y las enfermedades producidas por los mismos es una de las causas más importantes de enfermedad. Por tanto, la aplicación de controles microbiológicos dentro de los programas de aseguramiento de la calidad es una premisa para minimizar el riesgo de infección de los consumidores. Los métodos microbiológicos clásicos requieren, en general, el uso de pre-enriquecimientos no-selectivos, enriquecimientos selectivos, aislamiento en medios selectivos y la confirmación posterior usando pruebas basadas en la morfología, bioquímica y serología propias de cada uno de los microorganismos objeto de estudio. Por lo tanto, estos métodos son laboriosos, requieren un largo proceso para obtener resultados definitivos y, además, no siempre pueden realizarse. Para solucionar estos inconvenientes se han desarrollado diversas metodologías alternativas para la detección identificación y cuantificación de microorganismos patógenos de origen alimentario, entre las que destacan los métodos inmunológicos y moleculares. En esta última categoría, la técnica basada en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se ha convertido en la técnica diagnóstica más popular en microbiología, y recientemente, la introducción de una mejora de ésta, la PCR a tiempo real, ha producido una segunda revolución en la metodología diagnóstica molecular, como pude observarse por el número creciente de publicaciones científicas y la aparición continua de nuevos kits comerciales. La PCR a tiempo real es una técnica altamente sensible -detección de hasta una molécula- que permite la cuantificación exacta de secuencias de ADN específicas de microorganismos patógenos de origen alimentario. Además, otras ventajas que favorecen su implantación potencial en laboratorios de análisis de alimentos son su rapidez, sencillez y el formato en tubo cerrado que puede evitar contaminaciones post-PCR y favorece la automatización y un alto rendimiento. En este trabajo se han desarrollado técnicas moleculares (PCR y NASBA) sensibles y fiables para la detección, identificación y cuantificación de bacterias patogénicas de origen alimentario (Listeria spp., Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis y Salmonella spp.). En concreto, se han diseñado y optimizado métodos basados en la técnica de PCR a tiempo real para cada uno de estos agentes: L. monocytogenes, L. innocua, Listeria spp. M. avium subsp. paratuberculosis, y también se ha optimizado y evaluado en diferentes centros un método previamente desarrollado para Salmonella spp. Además, se ha diseñado y optimizado un método basado en la técnica NASBA para la detección específica de M. avium subsp. paratuberculosis. También se evaluó la aplicación potencial de la técnica NASBA para la detección específica de formas viables de este microorganismo. Todos los métodos presentaron una especificidad del 100 % con una sensibilidad adecuada para su aplicación potencial a muestras reales de alimentos. Además, se han desarrollado y evaluado procedimientos de preparación de las muestras en productos cárnicos, productos pesqueros, leche y agua. De esta manera se han desarrollado métodos basados en la PCR a tiempo real totalmente específicos y altamente sensibles para la determinación cuantitativa de L. monocytogenes en productos cárnicos y en salmón y productos derivados como el salmón ahumado y de M. avium subsp. paratuberculosis en muestras de agua y leche. Además este último método ha sido también aplicado para evaluar la presencia de este microorganismo en el intestino de pacientes con la enfermedad de Crohn's, a partir de biopsias obtenidas de colonoscopia de voluntarios afectados. En conclusión, este estudio presenta ensayos moleculares selectivos y sensibles para la detección de patógenos en alimentos (Listeria spp., Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis) y para una rápida e inambigua identificación de Salmonella spp. La exactitud relativa de los ensayos ha sido excelente, si se comparan con los métodos microbiológicos de referencia y pueden serusados para la cuantificación de tanto ADN genómico como de suspensiones celulares. Por otro lado, la combinación con tratamientos de preamplificación ha resultado ser de gran eficiencia para el análisis de las bacterias objeto de estudio. Por tanto, pueden constituir una estrategia útil para la detección rápida y sensible de patógenos en alimentos y deberían ser una herramienta adicional al rango de herramientas diagnósticas disponibles para el estudio de patógenos de origen alimentario.

La teoría de restricciones aplicada al desarrollo de software

Esta tesis busca definir una alternativa para administrar los proyectos de desarrollo de software basándose en la Teoría de Restricciones del Dr. Eliyahu M. Goldratt y siguiendo los principios de la metodología Ágil Scrum, con el fin de lograr proyectos exitosos que satisfagan a los clientes y sean rentables para la compañía ejecutora. En el capítulo 1 se presenta el marco lógico de la Teoría de Restricciones y los 5 pasos propuestos para implementar un proceso de mejora continua identificado el elemento que limita al sistema y le impide generar los resultados financieros deseados. Se continúa con el análisis de las particularidades de los proyectos de desarrollo de software, las bases que sustentan a las metodologías de Desarrollo Ágil y se estudia en detalle a Scrum. En el capítulo 3 se conjugan las reglas del marco de trabajo Scrum con los lineamientos de la TOC para obtener una guía práctica para administrar los proyectos de desarrollo de software. Se evidencia que el proceso de desarrollo es un sistema con una restricción que lo limita y que se pueden aplicar los 5 pasos propuestos por la TOC para optimizarlo. Además, los argumentos lógicos de la Cadena Crítica, aplicación de la TOC para administrar proyectos, permite asignar amortiguadores en los lugares adecuados de la ruta del proyecto haciendo que el Scrum Master se enfoque en los desfases causados por los inevitables imprevistos. En el capítulo 4 se analizan las convenciones de la contabilidad de Throughput para definir indicadores de operación y de resultados que nos permitan monitorear y controlar los avances de los proyectos, determinar su éxito y poder comparar las continuas mejoras conseguidas con la aplicación de la TOC y Scrum. En el último capítulo el lector podrá encontrar la aplicación de la teoría analizada en un proyecto real que ha sido seleccionado para ilustrar de mejor manera el marco de trabajo propuesto.

Fast training of self organizing maps for the visual exploration of molecular compounds

Visual exploration of scientific data in life science area is a growing research field due to the large amount of available data. The Kohonen’s Self Organizing Map (SOM) is a widely used tool for visualization of multidimensional data. In this paper we present a fast learning algorithm for SOMs that uses a simulated annealing method to adapt the learning parameters. The algorithm has been adopted in a data analysis framework for the generation of similarity maps. Such maps provide an effective tool for the visual exploration of large and multi-dimensional input spaces. The approach has been applied to data generated during the High Throughput Screening of molecular compounds; the generated maps allow a visual exploration of molecules with similar topological properties. The experimental analysis on real world data from the National Cancer Institute shows the speed up of the proposed SOM training process in comparison to a traditional approach. The resulting visual landscape groups molecules with similar chemical properties in densely connected regions.

Efficient operator pipelining in a bit serial genetic algorithm engine

The authors propose a bit serial pipeline used to perform the genetic operators in a hardware genetic algorithm. The bit-serial nature of the dataflow allows the operators to be pipelined, resulting in an architecture which is area efficient, easily scaled and is independent of the lengths of the chromosomes. An FPGA implementation of the device achieves a throughput of >25 million genes per second

Generic systolic array for genetic algorithms

The authors present a systolic design for a simple GA mechanism which provides high throughput and unidirectional pipelining by exploiting the inherent parallelism in the genetic operators. The design computes in O(N+G) time steps using O(N2) cells where N is the population size and G is the chromosome length. The area of the device is independent of the chromosome length and so can be easily scaled by replicating the arrays or by employing fine-grain migration. The array is generic in the sense that it does not rely on the fitness function and can be used as an accelerator for any GA application using uniform crossover between pairs of chromosomes. The design can also be used in hybrid systems as an add-on to complement existing designs and methods for fitness function acceleration and island-style population management

British Nutrition Foundation annual lecture: chips with everything? Nutritional genomics and the application of diet in disease prevention

The development of high throughput techniques ('chip' technology) for measurement of gene expression and gene polymorphisms (genomics), and techniques for measuring global protein expression (proteomics) and metabolite profile (metabolomics) are revolutionising life science research, including research in human nutrition. In particular, the ability to undertake large-scale genotyping and to identify gene polymorphisms that determine risk of chronic disease (candidate genes) could enable definition of an individual's risk at an early age. However, the search for candidate genes has proven to be more complex, and their identification more elusive, than previously thought. This is largely due to the fact that much of the variability in risk results from interactions between the genome and environmental exposures. Whilst the former is now very well defined via the Human Genome Project, the latter (e.g. diet, toxins, physical activity) are poorly characterised, resulting in inability to account for their confounding effects in most large-scale candidate gene studies. The polygenic nature of most chronic diseases offers further complexity, requiring very large studies to disentangle relatively weak impacts of large numbers of potential 'risk' genes. The efficacy of diet as a preventative strategy could also be considerably increased by better information concerning gene polymorphisms that determine variability in responsiveness to specific diet and nutrient changes. Much of the limited available data are based on retrospective genotyping using stored samples from previously conducted intervention trials. Prospective studies are now needed to provide data that can be used as the basis for provision of individualised dietary advice and development of food products that optimise disease prevention. Application of the new technologies in nutrition research offers considerable potential for development of new knowledge and could greatly advance the role of diet as a preventative disease strategy in the 21st century. Given the potential economic and social benefits offered, funding for research in this area needs greater recognition, and a stronger strategic focus, than is presently the case. Application of genomics in human health offers considerable ethical and societal as well as scientific challenges. Economic determinants of health care provision are more likely to resolve such issues than scientific developments or altruistic concerns for human health.

Global hydrology modelling and uncertainty: running multiple ensembles with a campus grid.

Uncertainties associated with the representation of various physical processes in global climate models (GCMs) mean that, when projections from GCMs are used in climate change impact studies, the uncertainty propagates through to the impact estimates. A complete treatment of this ‘climate model structural uncertainty’ is necessary so that decision-makers are presented with an uncertainty range around the impact estimates. This uncertainty is often underexplored owing to the human and computer processing time required to perform the numerous simulations. Here, we present a 189-member ensemble of global river runoff and water resource stress simulations that adequately address this uncertainty. Following several adaptations and modifications, the ensemble creation time has been reduced from 750 h on a typical single-processor personal computer to 9 h of high-throughput computing on the University of Reading Campus Grid. Here, we outline the changes that had to be made to the hydrological impacts model and to the Campus Grid, and present the main results. We show that, although there is considerable uncertainty in both the magnitude and the sign of regional runoff changes across different GCMs with climate change, there is much less uncertainty in runoff changes for regions that experience large runoff increases (e.g. the high northern latitudes and Central Asia) and large runoff decreases (e.g. the Mediterranean). Furthermore, there is consensus that the percentage of the global population at risk to water resource stress will increase with climate change.

Implementing a generic systolic array for genetic algorithms

We have designed a highly parallel design for a simple genetic algorithm using a pipeline of systolic arrays. The systolic design provides high throughput and unidirectional pipelining by exploiting the implicit parallelism in the genetic operators. The design is significant because, unlike other hardware genetic algorithms, it is independent of both the fitness function and the particular chromosome length used in a problem. We have designed and simulated a version of the mutation array using Xilinix FPGA tools to investigate the feasibility of hardware implementation. A simple 5-chromosome mutation array occupies 195 CLBs and is capable of performing more than one million mutations per second. I. Introduction Genetic algorithms (GAs) are established search and optimization techniques which have been applied to a range of engineering and applied problems with considerable success [1]. They operate by maintaining a population of trial solutions encoded, using a suitable encoding scheme.

Improved and optimal dual circular 32-QAM for MB-OFDM

Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) and Dual Carrier Modulation (DCM) are currently used as the modulation schemes for Multiband Orthogonal Frequency Division Multiplexing (MB-OFDM) in the ECMA-368 defined Ultra-Wideband (UWB) radio platform. ECMA-368 has been chosen as the physical radio platform for many systems including Wireless USB (W-USB), Bluetooth 3.0 and Wireless HDMI; hence ECMA-368 is an important issue to consumer electronics and the users’ experience of these products. To enable the transport of high-rate USB, ECMA-368 offers up to 480 Mb/s instantaneous bit rate to the Medium Access Control (MAC) layer, but depending on radio channel conditions dropped packets unfortunately result in a lower throughput. This paper presents improvement on a high data rate modulation scheme that fits within the configuration of the current standard increasing system throughput by achieving 600 Mb/s (reliable to 3.2 meters) thus maintaining the high rate USB throughput even with a moderate level of dropped packets. The modulation system is termed improved and optimal Dual Circular 32-QAM (DC 32-QAM). The system performance for improved and optimal DC 32-QAM modulation is presented and compared with previous DC 32- QAM, 16-QAM and DCM.

Peptides generated ex vivo from serum proteins by tumor-specific exopeptidases are not useful biomarkers in ovarian cancer

BACKGROUND: The serum peptidome may be a valuable source of diagnostic cancer biomarkers. Previous mass spectrometry (MS) studies have suggested that groups of related peptides discriminatory for different cancer types are generated ex vivo from abundant serum proteins by tumor-specific exopeptidases. We tested 2 complementary serum profiling strategies to see if similar peptides could be found that discriminate ovarian cancer from benign cases and healthy controls. METHODS: We subjected identically collected and processed serum samples from healthy volunteers and patients to automated polypeptide extraction on octadecylsilane-coated magnetic beads and separately on ZipTips before MALDI-TOF MS profiling at 2 centers. The 2 platforms were compared and case control profiling data analyzed to find altered MS peak intensities. We tested models built from training datasets for both methods for their ability to classify a blinded test set. RESULTS: Both profiling platforms had CVs of approximately 15% and could be applied for high-throughput analysis of clinical samples. The 2 methods generated overlapping peptide profiles, with some differences in peak intensity in different mass regions. In cross-validation, models from training data gave diagnostic accuracies up to 87% for discriminating malignant ovarian cancer from healthy controls and up to 81% for discriminating malignant from benign samples. Diagnostic accuracies up to 71% (malignant vs healthy) and up to 65% (malignant vs benign) were obtained when the models were validated on the blinded test set. CONCLUSIONS: For ovarian cancer, altered MALDI-TOF MS peptide profiles alone cannot be used for accurate diagnoses.