Assessment and control of Bacillus cereus emetic toxin in food

Despite of improving levels of hygiene, the incidence of registered food borne disease has been at the same level for many years: there were 40 to 90 epidemics in which 1000-9000 persons contracted food poisoning through food or drinking water in Finland. Until the year 2004 salmonella and campylobacter were the most common bacterial causes of food borne diseases, but in years 2005-2006 Bacillus cereus was the most common. Similar developement has been published i.e. in Germany already in the 1990´s. One reason for this can be Bacillus cereus and its emetic toxin, cereulide. Bacillus cereus is a common environmental bacterium that contaminates raw materials of food. Otherwise than salmonella and campylobacter, Bacillus cereus is a heat resistant bacterium, capable of surviving most cooking procedures due to the production of highly thermo resistant spores. The food involved has usually been heat treated and surviving spores are the source of the food poisoning. The heat treatment induces germination of the spore and the vegetative cells then produce toxins. This doctoral thesis research focuses on developing methods for assessing and eliminating risks to food safety by cereulide producing Bacillus cereus. The biochemistry and physiology of cereulide production was investigated and the results were targeted to offer tools for minimizing toxin risk in food during the production. I developed methods for the extraction and quantitative analysis of cereulide directly from food. A prerequisite for that is knowledge of the chemical and physical properties of the toxin. Because cereulide is practically insoluble in water, I used organic solvents; methanol, ethanol and pentane for the extraction. For extraction of bakery products I used high temperature (100C) and pressure (103.4 bars). Alternaties for effective extraction is to flood the plain food with ethanol, followed by stationary equilibration at room temperature. I used this protocol for extracting cereulide from potato puree and penne. Using this extraction method it is also possible also extract cereulide from liquid food, like milk. These extraction methods are important improvement steps for studying of Bacillus cereus emetic food poisonings. Prior my work, cereulide extraction was done using water. As the result, the yield was poor and variable. To investigate suspected food poisonings, it is important to show actual toxicity of the incriminated food. Many toxins, but not cereulide, inactivate during food processing like heating. The next step is to identify toxin by chemical methods. I developed with my colleague Maria Andesson a rapid assay for the detection of cereulide toxicity, within 5 to 15 minutes. By applying this test it is possible to rapidly detect which food was causing the food poisoning. The chemical identification of cereulide was achieved using mass spectrometry. I used cereulide specific molecular ions, m/z (+/-0.3) 1153.8 (M+H+), 1171.0 (M+NH4+), 1176.0 (M+Na+) and 1191.7 (M+K+) for reliable identification. I investigated foods to find out their amenability to accumulate cereulide. Cereulide was formed high amounts (0.3 to 5.5 microg/g wet wt) when of cereulide producing B. cereus strains were present in beans, rice, rice-pastry and meat-pastry, if stored at non refrigerated temperatures (21-23C). Rice and meat pastries are frequently consumed under conditions where no cooled storage is available e.g. picnics and outdoor events. Bacillus cereus is a ubiquitous spore former and is therefore difficult to eliminate from foods. It is therefore important to know which conditions will affect the formation of cereulide in foods. My research showed that the cereulide content was strongly (10 to 1000 fold differences in toxin content) affected by the growth environment of the bacterium. Storage of foods under nitrogen atmosphere (> 99.5 %) prevented the production of cereulide. But when also carbon dioxide was present, minimizing the oxygen contant (< 1%) did not protect the food from formation of cereulide in preliminary experiments. Also food supplements affected cereulide production at least in the laboratory. Adding free amino acids, leucine and valine, stimulated cereulide production 10 to 20 fold. In peptide bonded form these amino acids are natural constituents in all proteins. Interestingly, adding peptide bonded leucine and valine had no significant effect on cereulide production. Free amino acids leucine and valine are approved food supplements and widely used as flawour modifiers in food technology. My research showed that these food supplements may increase food poisoning risk even though they are not toxic themselves.

Poverty and the Environment : Investment Poverty and the Role of Assets in Generating Welfare for Farmer Households in the Province of Herrera, Panama

Köyhiä maanviljelijöitä on usein syytetty kehitysmaiden ympäristöongelmista. On väitetty, että eloonjäämistaistelu pakottaa heidät käyttämään maata ja muita luonnonvaroja lyhytnäköisesti. Harva asiaa koskeva tutkimus on kuitenkaan tukenut tätä väitettä; perheiden köyhyyden astetta ja heidän aiheuttamaansa ympäristövaikutusta ei ole kyetty kytkemään toisiinsa. Selkeyttääkseen köyhyys-ympäristö –keskustelua, Thomas Reardon ja Steven Vosti kehittivät investointiköyhyyden käsitteen. Se tunnistaa sen kenties suuren joukon maanviljelijäperheitä, jotka eivät ole köyhiä perinteisten köyhyysmittareiden mukaan, mutta joiden hyvinvointi ei ole riittävästi köyhyysrajojen yläpuolella salliakseen perheen investoida kestävämpään maankäyttöön. Reardon ja Vosti korostivat myös omaisuuden vaikutusta perheiden hyvinvointiin, ja uskoivat sen vaikuttavan tuotanto- ja investointipäätöksiin. Tässä tutkimuksessa pyritään vastaamaan kahteen kysymykseen: Miten investointiköyhyyttä voidaan ymmärtää ja mitata? Ja, mikä on viljelijäperheiden omaisuuden hyvinvointia lisäävä vaikutus? Tätä tutkimusta varten haastateltiin 402 maanviljelijäperhettä Väli-Amerikassa, Panaman tasavallan Herreran läänissä. Näiden perheiden hyvinvointia mitattiin heidän kulutuksensa mukaan, ja paikalliset köyhyysrajat laskettiin paikallisen ruoan hinnan mukaan. Herrerassa ihminen tarvitsee keskimäärin 494 dollaria vuodessa saadakseen riittävän ravinnon, tai 876 dollaria vuodessa voidakseen ravinnon lisäksi kattaa muitakin välttämättömiä menoja. Ruoka- eli äärimmäisen köyhyyden rajan alle jäi 15,4% tutkituista perheistä, ja 33,6% oli jokseenkin köyhiä, eli saavutti kyllä riittävän ravitsemuksen, muttei kyennyt kustantamaan muita perustarpeitaan. Molempien köyhyysrajojen yläpuolelle ylsi siis 51% tutkituista perheistä. Näiden köyhyysryhmien välillä on merkittäviä eroavaisuuksia ei vain perheiden varallisuuden, tulojen ja investointistrategioiden välillä, mutta myös perheiden rakenteessa, elinympäristössä ja mahdollisuuksissa saada palveluja. Investointiköyhyyden mittaaminen osoittautui haastavaksi. Herrerassa viljelijät eivät tee investointeja puhtaasti ympäristönsuojeluun, eikä maankäytön kestävyyttä muutenkaan pystytty yhdistämään perheiden hyvinvoinnin tasoon. Siksi investointiköyhyyttä etsittiin sellaisena hyvinvoinnin tasona, jonka alapuolella elävien perheiden parissa tuottavat maanparannusinvestoinnit eivät enää ole suorassa suhteessa hyvinvointiin. Tällaisia investointeja ovat mm. istutetut aidat, lannoitus ja paranneltujen laiduntyyppien viljely. Havaittiin, että jos perheen hyvinvointi putoaa alle 1000 dollarin/henkilö/vuosi, tällaiset tuottavat maanparannusinvestoinnit muuttuvat erittäin harvinaisiksi. Investointiköyhyyden raja on siis noin kaksi kertaa riittävän ravitsemuksen hinta, ja sen ylitti 42,3% tutkituista perheistä. Heille on tyypillistä, että molemmat puolisot käyvät työssä, ovat korkeasti koulutettuja ja yhteisössään aktiivisia, maatila tuottaa paremmin, tilalla kasvatetaan vaativampia kasveja, ja että he ovat kerryttäneet enemmän omaisuutta kuin investointi-köyhyyden rajan alla elävät perheet. Tässä tutkimuksessa kyseenalaistettiin yleinen oletus, että omaisuudesta olisi poikkeuksetta hyötyä viljelijäperheelle. Niinpä omaisuuden vaikutusta perheiden hyvinvointiin tutkittiin selvittämällä, mitä reittejä pitkin perheiden omistama maa, karja, koulutus ja työikäiset perheenjäsenet voisivat lisätä perheen hyvinvointia. Näiden hyvinvointi-mekanismien ajateltiin myös riippuvan monista väliin tulevista tekijöistä. Esimerkiksi koulutus voisi lisätä hyvinvointia, jos sen avulla saataisiin paremmin palkattuja töitä tai perustettaisiin yritys; mutta näihin mekanismeihin saattaa vaikuttaa vaikkapa etäisyys kaupungeista tai se, omistaako perhe ajoneuvon. Köyhimpien perheiden parissa nimenomaan koulutus olikin ainoa tutkittu omaisuuden muoto, joka edisti perheen hyvinvointia, kun taas maasta, karjasta tai työvoimasta ei ollut apua köyhyydestä nousemiseen. Varakkaampien perheiden parissa sen sijaan korkeampaa hyvinvointia tuottivat koulutuksen lisäksi myös maa ja työvoima, joskin monesta väliin tulevasta muuttujasta, kuten tuotantopanoksista riippuen. Ei siis ole automaatiota, jolla omaisuus parantaisi perheiden hyvinvointia. Vaikka rikkailla onkin yleensä enemmän karjaa kuin köyhemmillä, ei tässä aineistossa löydetty yhtään mekanismia, jota kautta karjan määrä tuottaisi korkeampaa hyvinvointia viljelijäperheille. Omaisuuden keräämisen ja hyödyntämisen strategiat myös muuttuvat hyvinvoinnin kasvaessa ja niihin vaikuttavat monet ulkoiset tekijät. Ympäristön ja köyhyyden suhde on siis edelleen epäselvä. Köyhyyden voittaminen vaatii pitkällä tähtäimellä sitä, että viljelijäperheet nousisivat investointiköyhyyden rajan yläpuolelle. Näin heillä olisi varaa alkaa kartuttaa omaisuutta ja investoida kestävämpään maankäyttöön. Tällä hetkellä kuitenkin isolle osalle herreralaisia perheitä tuo raja on kaukana tavoittamattomissa. Miten päästä yli tuhannen dollarin kulutukseen perheenjäsentä kohden, mikäli elintaso ei yllä edes riittävään ravitsemukseen? Ja sittenkin, vaikka hyvinvointi kohenisi, ei ympäristön kannalta parannuksia ole välttämättä odotettavissa, mikäli karjalaumat kasvavat ja eroosioalttiit laitumet leviävät.

Organic contaminants - occurrence and biological effects in the Baltic Sea

The Baltic Sea was studied with respect to selected organic contaminants and their ecotoxicology. The research consisted of analyses of total hydrocarbons, polycyclic aromatic hydrocarbons, bile metabolites, hepatic ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD) activity, polychlorinated biphenyls (PCBs) and organochlorine pesticides (OCPs). The contaminants were measured from various matrices, such as seawater, sediment and biota. The methods of analysis were evaluated and refined to comparability of the results. Polyaromatic hydrocarbons, originating from petroleum, are known to be among the most harmful substances to the marine environment. In Baltic subsurface water, seasonal dependence of the total hydrocarbon concentrations (THCs) was seen. Although concentrations of parent polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in sediment surface varied between 64 and 5161 ug kg-1 (dw), concentrations above 860 ug kg-1 (dw) were found in all the studied sub-basins of the Baltic Sea. Concentrations commonly considered to substantially increase the risk of liver disease and reproductive impairment in fish, as well as potential effects on growth (above 1000 ug kg-1 dw), were found in all the studied sub-basins of the Baltic Sea except Kattegat. Thus, considerable pollution in sediments was indicated. In bivalves, the sums of 12 PAHs varied on a wet weight basis between 44 and 298 ug kg-1 (ww). The predominant PAHs were high molecular weight and the PAH profiles of M. balthica differed from those found in sediment from the same area. The PAHs were both pyrolytic and petrogenic in origin, and a contribution from diesel engines was found, which indicates pollution of the Baltic Sea, most likely caused by the steadily increasing shipping in the area. The HPLC methods developed for hepatic EROD activity and bile metabolite measurements proved to be fast and suitable for the study of biological effects. A mixed function oxygenase enzyme system in Baltic Sea perch collected from the Gulf of Finland was induced slightly: EROD activity in perch varied from 0.30 14 pmol min-1 mg-1 protein. This range can be considered to be comparable to background values. Recent PAH exposure was also indicated by enhanced levels (213 and 1149 ug kg-1) of the bile metabolite 1-hydroxypyrene. No correlation was indicated between hepatic EROD activity and concentration of 1-hydroxypyrene in bile. PCBs and OCPs were observed in Baltic Sea sediment, bivalves and herring. Sums of seven CBs in surface sediment (0 5 cm) ranged from 0.04 to 6.2 ug kg-1 (dw) and sums of three DDTs from 0.13 to 5.0 ug kg-1 (dw). The highest levels of contaminants were found in the most eastern area of the Gulf of Finland where the highest total carbon and nitrogen content was found and where the lowest percentage proportion of p,p -DDT was found. The highest concentrations of CBs and the lowest concentration of DDTs were found in M. balthica from the Gulf of Finland. The highest levels of DDTs were found in M. balthica from the Hanö Bight, which is the outer part of the Bornholm Basin close to the Swedish mainland. In bivalves, the sums of seven CBs were 72 108 ug kg-1 (lw) and the sums of three DDTs were 66 139 ug kg-1 (lw). Results from temporal trend monitoring showed, that during the period 1985 2002, the concentrations of seven CBs in two-year-old female Baltic herring were clearly decreased, from 9 16 to 2 6 ug kg-1 (ww) in the northern Baltic Sea. At the same time, concentrations of three DDTs declined from 8 15 to 1 5 ug kg-1 (ww). The total concentration of the fat-soluble CBs and DDTs in Baltic herring muscle was shown to be age-dependent; the average concentrations in ten-year-old Baltic herring were three to five-fold higher than in two-year-old herring. In Baltic herring and bivalves, as well as in surface sediments, CB 138 and CB153 were predominant among CBs, whereas among DDTs p,p'-DDD predominated in sediment and p,p'-DDE in bivalves and Baltic herring muscle. Baltic Sea sediments are potential sources of contaminants that may become available for bioaccumulation. Based on ecotoxicological assessment criteria, cause for concern regarding CBs in sediments was indicated for the Gulf of Finland and the northern Baltic Proper, and for the northern Baltic Sea regarding CBs in Baltic herring more than two years old. Statistical classification of selected organic contaminants indicated high-level contamination for p,p'-DDT, p,p'-DDD, p,p'-DDE, total DDTs, HCB, CB118 and CB153 in muscle of Baltic herring in age groups two to ten years; in contrast, concentrations of a-HCH and g-HCH were found to be moderate. The concentrations of DDTs and CBs in bivalves is sufficient to cause biological effects, and demonstrates that long-term biological effects are still possible in the case of DDTs in the Hanö Bight.

Cross-layer Assisted TCP Algorithms for Vertical Handoff

The ever expanding growth of the wireless access to the Internet in recent years has led to the proliferation of wireless and mobile devices to connect to the Internet. This has created the possibility of mobile devices equipped with multiple radio interfaces to connect to the Internet using any of several wireless access network technologies such as GPRS, WLAN and WiMAX in order to get the connectivity best suited for the application. These access networks are highly heterogeneous and they vary widely in their characteristics such as bandwidth, propagation delay and geographical coverage. The mechanism by which a mobile device switches between these access networks during an ongoing connection is referred to as vertical handoff and it often results in an abrupt and significant change in the access link characteristics. The most common Internet applications such as Web browsing and e-mail make use of the Transmission Control Protocol (TCP) as their transport protocol and the behaviour of TCP depends on the end-to-end path characteristics such as bandwidth and round-trip time (RTT). As the wireless access link is most likely the bottleneck of a TCP end-to-end path, the abrupt changes in the link characteristics due to a vertical handoff may affect TCP behaviour adversely degrading the performance of the application. The focus of this thesis is to study the effect of a vertical handoff on TCP behaviour and to propose algorithms that improve the handoff behaviour of TCP using cross-layer information about the changes in the access link characteristics. We begin this study by identifying the various problems of TCP due to a vertical handoff based on extensive simulation experiments. We use this study as a basis to develop cross-layer assisted TCP algorithms in handoff scenarios involving GPRS and WLAN access networks. We then extend the scope of the study by developing cross-layer assisted TCP algorithms in a broader context applicable to a wide range of bandwidth and delay changes during a handoff. And finally, the algorithms developed here are shown to be easily extendable to the multiple-TCP flow scenario. We evaluate the proposed algorithms by comparison with standard TCP (TCP SACK) and show that the proposed algorithms are effective in improving TCP behavior in vertical handoff involving a wide range of bandwidth and delay of the access networks. Our algorithms are easy to implement in real systems and they involve modifications to the TCP sender algorithm only. The proposed algorithms are conservative in nature and they do not adversely affect the performance of TCP in the absence of cross-layer information.

Viivesietoisten verkkojen nykytila ja tulevaisuuden haasteet

Delay and disruption tolerant networks (DTNs) are computer networks where round trip delays and error rates are high and disconnections frequent. Examples of these extreme networks are space communications, sensor networks, connecting rural villages to the Internet and even interconnecting commodity portable wireless devices and mobile phones. Basic elements of delay tolerant networks are a store-and-forward message transfer resembling traditional mail delivery, an opportunistic and intermittent routing, and an extensible cross-region resource naming service. Individual nodes of the network take an active part in routing the traffic and provide in-network data storage for application data that flows through the network. Application architecture for delay tolerant networks differs also from those used in traditional networks. It has become feasible to design applications that are network-aware and opportunistic, taking an advantage of different network connection speeds and capabilities. This might change some of the basic paradigms of network application design. DTN protocols will also support in designing applications which depend on processes to be persistent over reboots and power failures. DTN protocols could also be applicable to traditional networks in cases where high tolerance to delays or errors would be desired. It is apparent that challenged networks also challenge the traditional strictly layered model of network application design. This thesis provides an extensive introduction to delay tolerant networking concepts and applications. Most attention is given to challenging problems of routing and application architecture. Finally, future prospects of DTN applications and implementations are envisioned through recent research results and an interview with an active researcher of DTN networks.

Semanttinen tiedonhaku

Perinteisillä tiedonhakumenetelmillä ei aina tavoiteta riittävän hyvin tekstien merkitystasoa. Tutkielman aiheena olevan semanttisen tiedonhaun tarkoituksena onkin päästä paremmin kä-siksi sanojen ilmaisemiin merkityksiin. Tämä tapahtuu käyttämällä hyväksi itse tekstiin tai sen esitys-/tallennusrakenteisiin tuotettua semanttista metatietoa. Tutkielmassa tarkastellaan lähemmin kahteen ryhmään kuuluvia semanttisia hakumenetelmiä. Toisen ryhmän muodostavat XML-tekstidokumenttien ominaisuuksia hyödyntävät, toisen taas semanttisen webin mahdollisuuksiin perustuvat järjestelmät. Lisäksi tutkielmassa luonnostellaan ideaalinen semanttinen tiedonhakujärjestelmä, johon tarkasteltuja järjestelmiä verrataan. Vertailussa todetaan, että lähes kaikki ideaalisen hakujärjestelmän piirteet tulevat jossain muodossa toteutetuiksi, joskaan eivät yhdessäkään järjestelmässä samalla kertaa. Semanttisilta hakuominaisuuksiltaan monipuolisimmaksi osoittautuu XML-perustainen SphereSearch-hakukone, joka esimerkiksi sallii käsitehaut ja kykenee muodostamaan vastauselementeistä dokumenttirajat ylittäviä kokonaisuuksia. Toisaalta kaikki tarkastellut järjestelmät noudattavat semanttisen tiedonhaun perusperiaatetta, jonka mukaan etsityn merkityssisällön tavoittamiseksi ei riitä pelkkä hakutermien paikallisten esiintymien löytäminen kohdeaineistosta. Tyypillisimmin periaate on toteutettu ottamalla tiedollisen yksikön (XML-elementin tai semanttisen webin ontologian mukaisen ilmentymäsolmun) relevanssia arvioitaessa huomioon myös siihen rakenteellisesti kytkeytyneiden yksiköiden sisältö ja näiden kytkösten laatu.

Kirkko, Kekkonen ja kommunismi poliittisina kriisivuosina 1958-1962

This study explores the relationship of the Evangelical Lutheran Church of Finland to communism and political power during the period of crises in Finnish foreign relations with the Soviet Union from 1958 to 1962. During this period the USSR repeatedly interfered in Finland´s domestic affairs and limited her foreign political freedom of action. The research subjects for this dissertation are the bishops of the Church of Finland and the newspaper Kotimaa, which can be regarded as the unofficial organ of the church at the time. A typical characteristic of the Church of Finland from the beginning of the twentieth century was patriotism. During the interwar years the church was strongly anti-communist and against the Soviet Union. This tendency was also evident during the Second World War. After the war the Finnish Church feared that the rise of the extreme left would jeopardize its position. The church, however, succeeded in maintaining its status as a state church throughout the critical years immediately following the war. This study indicates that, although the manner of expression altered, the political attitude of the church did not substantially change during the postwar period. In the late 1950s and early 1960s the church was still patriotic and fear of the extreme left was also evident among the leaders of the church. The victory of the Finnish People's Democratic League in the general election of 1958 was an unwelcome surprise to the church. This generated fear in the church that, with Soviet support, the Finnish communists might return to governmental power and the nation could become a people's democracy. Accordingly, the church tried to encourage other parties to set aside their disagreements and act together against the extreme left throughout the period under study. The main characteristics of the church´s political agenda during this period of crisis were to support the Finnish foreign policy led by the president of the republic, Urho Kekkonen, and to resist Finnish communism. The attitude of Finnish bishops and the newspaper Kotimaa to the Cold War in general was generally in agreement with the majority of western Christians. They feared communism, were afraid of the USSR, but supported peaceful co-existence because they did not want an open conflict with the Soviets. Because of uncertainties in Finland's international position the Finnish Church regarded it as necessary to support the Finnish policy of friendship towards the USSR. The Finnish Church considerer it unwise to openly criticize the Soviet Union, tried resist the spread of communism in Finnish domestic policy. This period of foreign policy crises was principally seen by the church as a time when there was a need to strengthen Finland's unstable national position.

Jeremia 20:7-13 psykoanalyysissa : Nimettömän valituslaulun syntyprosessi tekstin objektimielikuvien muutosten valossa

Tämän pro gradu -työn tarkoituksena on selvittää tekstin Jer 20:7-13 jumalakuvaa ja muita ”tekstin puhujan” ilmaisemia vuorovaikutussuhteita ja vaihtelevia tunteita. On kuitenkin epäselvää, missä määrin Jeremian kirja tai sen yksittäiset jaksot kuvaavat profeetan persoonaa ja historiallista taustaa. Tekstit voivat kuvata myös muita myöhempiä tilanteita ja asenteita. Tämän tutkimuksen pääasiallinen eksegeettinen metodi on syvyyspsykologinen. Se saattaa pystyä kertomaan jotakin siitä, miten tutkittava teksti peilaa menneisyyden kokemuksellisia kaavoja. Samaan tapaan kuten psykohistoriassa, tutkimus ei yritä tutkia, tulkita tai rekonstruoida tradition tai historian Jeremiaa. Syvyyspsykologinen eksegeesi on tunnistettu jo aiemmin, mutta suomalaisessa tutkimuksessa sitä ei vielä ole sovellettu yksittäisiin teksteihin. Tämän tutkimuksen tutkimusasetelma avaa tekstin sisäisiä ja vaihtelevia vuorovaikutussuhteita eli objektisuhteita. Tutkimus nimittää tätä vuorovaikutussuhteiden analyysiä objektisuhdeanalyysiksi. Se perustuu teologian tohtori, psykoanalyytikko Matti Hyrckin psykoanalyyttiseen suhteessaolon perusmielikuvien teoriaan (SPT), jonka hän esittelee väitöskirjassaan Mielen kuvat Jumalasta (1995). Tekstin Jahve-kuvat on nähtävä objektirepresentaatioina. Nämä vahvasti värittyneet representaatiot ja kuvat kertovat enemmän kokijasta itsestään kuin niistä objekteista, joiden kuviksi ne ovat syntyneet. Käsitys objektien sisäsyntyisyydestä mahdollistaa Hyrckillä objektisuhteiden systematisoinnin ja SPT:n luomisen. Siten emotionaaliset silmälasit on tämän tutkimuksen tekijän mielestä mahdollista valjastaa myös tutkijan käyttöön. Tutkimuksen laaja näkökulmia hakeva teoriaosuus varmistaa tämän. Hermeneuttinen ”kolmen maailman malli” on lukijakeskeisyyteen ja kulttuurihyppyyn arvokas työväline. Jeremian kirja sisältää useita osin runomuotoisia valituksia, joista tutkittava teksti on viimeinen. Valituslaulujen sarja päättyy tutkittavaa tekstiä seuraavaan syntymäpäivän kiroamiseen jakeissa 14-18. Valituksen edellä kontekstina on joitakin kertomuksia Jeremiasta, mutta vasta jakeessa 20:2 Jeremia nimetään profeetaksi. Muuten valittaja on nimetön. Jeremia-kertomusten kehys on tässä toimituksellinen ja valituksen jälkeen seuraa deuteronomistista saarnaa Juudaa ja Jerusalemia vastaan. Tutkimus selvittää jakeiden 7-13 rakennetta, sisältöä ja tulkintaa ensin lähinnä laji- ja kirjallisuus- kriittisesti. Tutkimus osoittaa, että Jeremian valitus noudattaa yksilön valituslaulun kaavaa, mutta ei kuitenkaan yksiselitteisesti taivu lajin usein stereotyyppisiin tarkoituksiin. Suurin syy tähän on tekstin proosa- ja runomuodon vaihtelu ja sisällön hajanaisuus. Edes valituksen ydintä ei voi varmistaa, vaikka valituslaulun nuorimpina osina on tyypillisesti helppo pitää loppupuolen kollektiivisia lisiä. Varsinainen valitus on jakeissa 7-9 ja jakeet 10-13 ovat todennäköisimmin monivaiheinen päätössarja. Tutkimuksen keskeiset objektisuhdeteoreettiset peruskäsitteet sisäinen subjekti ja sisäinen objekti ovat ihmisen tiedostamattoman tason mielikuvia. Varhaisen tilan vuorovaikutusmielikuvien sisäisinä subjekteina ovat Riippuvainen ja Itseriittoinen. Ne ovat vaihtelevissa suhteissa Houkuttajan ja Hallitsijan muotoisia sisäisiä objekteja kohtaan. Myöhäisessä tilassa objekteille on syytä antaa uudet nimet: Vetäytyjä, Vaatija ja Parantaja. Tutkimus etenee osoittamalla tekstin ja SPT:n mukaisen mallin samankaltaisuuksia. Samalla on ollut mahdollista ottaa kantaa myös tekstin saumoihin ja tekstin syntyprosessiin. Tekstin objekti osoittautuu pääosin Hallitsijaksi, sillä Houkuttajan muotoisista jumaluuksista on kollektiivisesti pyritty tekemään pesäeroa Jerusalemin temppelin hävityksestä lähtien. Silti muistoista ja Houkuttajaksikin värittyneistä kaipuun ja pelon muodoista ei päästä eroon. Valituksen alkujakeita 7-9 leimaa Riippuvaisen masennus ja Itseriittoisen häpeä. Jakeissa 11-13 Hallitsijan muotoinen Jahve Sebaot tarjoaa hierarkkista symbioosia. Myöhäistä Vaatijaa ei tutkittavassa tekstissä ole kuin vanhurskaan käsitteenä, joka deuteronomistisessa teologiassa perustuu Jahven sanan kuulemiseen ja lain noudattamiseen. Tutkimus pyrkii osoittamaan, että kaikilla kokemuksilla on jollakin tavalla sekä yhteisöä että yksilöä eheyttäviä tarkoituksia. Kun valitus päättyy sarjaan vakuutuksia ja huipentuu kollektiiviseen ylistyskehotukseen, myös niillä on tarkoitus. Yksi osa tutkimustehtävää on ollut testata psykoanalyyttisen objektisuhdeteoreettisen metodin toimivuutta eksegeettisessä tutkimuksessa. Vaikka tulokset ovat suuntaa antavia, metodi on osoittautunut toimivaksi.

John Searlen teoria tietoisuudesta

Tutkielmassa esitellään ja arvioidaan John Searlen teoriaa tietoisuudesta. Tietoisuus (consciousness) on Searlen mukaan tärkein mielenfilosofinen käsite. Searle ei määrittele käsitettä tarkasti, vaan tyytyy esittämään sitä kuvaavia esimerkkejä ja analogioita. Tietoisuuden keskeisimmiksi ominaisuuksiksi Searlen teoriassa näyttävät muodostuvan intentionaalisuus (intentionality), subjektiivisuus (subjectivity) ja kausaalinen vaikutus käyttäytymiseen (mental causation). Näihin ominaisuuksiin liittyvät myös Searlen painavimmat tietoisuudesta esittämät argumentit. Argumenttien analysointi on tutkielman tärkein tavoite. Searlen yhteysperiaatteen (Connection Principle) mukaan intentionaalisia tiloja voi olla vain olennolla, jolla voi olla tietoisia intentionaalisia tiloja, ja jokainen alitajuinen intentionaalinen tila on ainakin potentiaalisesti tietoinen. Toisin sanoen intentionaalisuuden ja tietoisuuden välillä vallitsee välttämätön yhteys seuraavasti: on loogisesti välttämätöntä, että jokainen intentionaalinen tila voi ainakin periaattessa päästä tietoisuuteen.Tutkielmassa kuitenkin osoitetaan, että yhteysperiaateeseen on syytä suhtautua epäillen. Searlen yhteysperiaatteen puolesta esittämä argumentti näyttää nimittäin sisältävän dilemman. Jos erottelu intrinsiseen ja näennäiseen intentionaalisuuteen tulkitaan Searlen tavoin, syyllistytään sen olettamiseen, mikä pitäisi todistaa; jos taas erottelu tulkitaan toisin kuin Searle, argumentti ei tue yhteysperiaatetta. Searlen mukaan mentaaliset tilat ovat aina jonkun mentaalisia tiloja. Tästä väitteestä Searle pyrkii johtamaan toisen, paljon radikaalimman väitteen: mielen ilmiöt kuuluvat omaan ontologiseen kategoriaansa, subjektiivisten mentaalisten tilojen kategoriaan. Searlen käsitystä tukee Thomas Nagelin esittämä, hyvin samansisältöinen argumentti. Yksimielisyys ei kuitenkaan ole erehtymättömyyden tae, sillä Paul Churchlandin kritiikki näyttää pahasti horjuttavan Searlen subjektiivisuusargumentin uskottavuutta. Churchland väittää Searlen syyllistyvän intensionaaliseen virhepäätelmään. Yksittäisen henkilön episteemisen pääsyn rajoittuneisuudesta ei Churchlandin mukaan voida tehdä mitään ontologisia johtopäätöksiä, koska tiedetyksi tuleminen ei ole objektin aito ominaisuus. Vastaväite näyttää olevan kohtalokas Searlen subjektiivisuusargumentille. Subjektiivisuuden ongelma näyttää olevan perustava metafyysinen vedenjakaja, joka jakaa mielenfilosofiset teoriat toisaalta materialistisiin, toisaalta dualistisiin. Searle uskoo, että mieli-ruumis -ongelma (mind-body problem) on ratkaistavissa ilman, että tarvitsee valita kumpaakaan. Ratkaisu sisältyy kahteen Searlen näennäisesti yhteensopimattomaan teesiin. Ensimmäisen teesin mukaan mentaaliset tilat ovat todellisia ilmiöitä, eikä niitä voida redusoida mihinkään muuhun tai eliminoida määrittelemällä ne uudestaan. Toisen teesin mukaan aivojen operaatiot aiheuttavat mentaaliset tilat ja mentaaliset tilat ovat aivojen piirteitä. Teeseistä jälkimmäinen osoittautuu ongelmalliseksi syistä, jotka Jaegwon Kim on esittänyt. Jos mentaaliset tilat olisivat aivojen ominaisuuksia, ei mielen ja aivojen välinen suhde voisi olla kausaalinen, koska kausaatiossa (causation) on aina kyse kahden erillisen entiteetin tai tapahtuman välisestä relaatiosta, jossa suhteen osapuolien välillä on oltava ajallista etäisyyttä. Toiseksi Searlen vertaus tietoisuuden ja aivojen suhteesta kappaleen kiinteyden ja sen mikrorakenteen suhteeseen epäonnistuu, koska tietoisuus ja kiinteys kuuluvat Searlen teoriassa eri ontologisiin kategorioihin, eikä niitä siten voi ongelmattomasti rinnastaa. Searlen analogia kiinteyteen murtuu myös siksi, että kappaleen mikrorakenne ei yksinkertaisesti aiheuta sen kiinteyttä. Tietoisuus ei siis voi olla samanaikaisesti aivojen ominaisuus ja aivojen kausaalisen toiminnan seuraus. Tutkielmassa päädytään puolustamaan kantaa, että Searlen argumentit eivät ole vakuuttavia ja että Searle ei ole onnistunut eksplikoimaan teoriaa, joka välttäisi dualismiin ja materialismiin liittyvät tunnetut ongelmat. Kysymys mikä on mielen suhde ruumiiseen, jää siten avoimeksi. Avainsanat: intentionaalisuus, mentaalinen, mieli-ruumis -ongelma, Searle, subjektiivisuus, tietoisuus

Mu in vitro transposition applications in protein engineering

Transposons, mobile genetic elements that are ubiquitous in all living organisms have been used as tools in molecular biology for decades. They have the ability to move into discrete DNA locations with no apparent homology to the target site. The utility of transposons as molecular tools is based on their ability to integrate into various DNA sequences efficiently, producing extensive mutant clone libraries that can be used in various molecular biology applications. Bacteriophage Mu is one of the most useful transposons due to its well-characterized and simple in vitro transposition reaction. This study establishes the properties of the Mu in vitro transposition system as a versatile multipurpose tool in molecular biology. In addition, this study describes Mu-based applications for engineering proteins by random insertional transposon mutagenesis in order to study structure-function relationships in proteins. We initially characterized the properties of the minimal Mu in vitro transposition system. We showed that the Mu transposition system works efficiently and accurately and produces insertions into a wide spectrum of target sites in different DNA molecules. Then, we developed a pentapeptide insertion mutagenesis strategy for inserting random five amino acid cassettes into proteins. These protein variants can be used especially for screening important sites for protein-protein interactions. Also, the system may produce temperature-sensitive variants of the protein of interest. Furthermore, we developed an efficient screening system for high-resolution mapping of protein-protein interfaces with the pentapeptide insertion mutagenesis. This was accomplished by combining the mutagenesis with subsequent yeast two-hybrid screening and PCR-based genetic footprinting. This combination allows the analysis of the whole mutant library en masse, without the need for producing or isolating separate mutant clones, and the protein-protein interfaces can be determined at amino acid accuracy. The system was validated by analysing the interacting region of JFC1 with Rab8A, and we show that the interaction is mediated via the JFC1 Slp homology domain. In addition, we developed a procedure for the production of nested sets of N- and C-terminal deletion variants of proteins with the Mu system. These variants are useful in many functional studies of proteins, especially in mapping regions involved in protein-protein interactions. This methodology was validated by analysing the region in yeast Mso1 involved in an interaction with Sec1. The results of this study show that the Mu in vitro transposition system is versatile for various applicational purposes and can efficiently be adapted to random protein engineering applications for functional studies of proteins.

Studies on Aerosol Particle Emission, Sampling and Authenticity

Emissions of coal combustion fly ash through real scale ElectroStatic Precipitators (ESP) were studied in different coal combustion and operation conditions. Sub-micron fly-ash aerosol emission from a power plant boiler and the ESP were determined and consequently the aerosol penetration, as based on electrical mobility measurements, thus giving thereby an indication for an estimate on the size and the maximum extent that the small particles can escape. The experimentals indicate a maximum penetration of 4% to 20 % of the small particles, as counted on number basis instead of the normally used mass basis, while simultaneously the ESP is operating at a nearly 100% collection efficiency on mass basis. Although the size range as such seems to appear independent of the coal, of the boiler or even of the device used for the emission control, the maximum penetration level on the number basis depends on the ESP operating parameters. The measured emissions were stable during stable boiler operation for a fired coal, and the emissions seemed each to be different indicating that the sub-micron size distribution of the fly-ash could be used as a specific characteristics for recognition, for instance for authenticity, provided with an indication of known stable operation. Consequently, the results on the emissions suggest an optimum particle size range for environmental monitoring in respect to the probability of finding traces from the samples. The current work embodies also an authentication system for aerosol samples for post-inspection from any macroscopic sample piece. The system can comprise newly introduced new devices, for mutually independent use, or, for use in a combination with each other, as arranged in order to promote the sampling operation length and/or the tag selection diversity. The tag for the samples can be based on naturally occurring measures and/or added measures of authenticity in a suitable combination. The method involves not only military related applications but those in civil industries as well. Alternatively to the samples, the system can be applied to ink for note printing or other monetary valued papers, but also in a filter manufacturing for marking fibrous filters.

Straw Performance Studies and Quality Assurance for the ATLAS Transition Radiation Tracker

The Transition Radiation Tracker (TRT) of the ATLAS experiment at the LHC is part of the Inner Detector. It is designed as a robust and powerful gaseous detector that provides tracking through individual drift-tubes (straws) as well as particle identification via transition radiation (TR) detection. The straw tubes are operated with Xe-CO2-O2 70/27/3, a gas that combines the advantages of efficient TR absorption, a short electron drift time and minimum ageing effects. The modules of the barrel part of the TRT were built in the United States while the end-cap wheels are assembled at two Russian institutes. Acceptance tests of barrel modules and end-cap wheels are performed at CERN before assembly and integration with the Semiconductor Tracker (SCT) and the Pixel Detector. This thesis first describes simulations the TRT straw tube. The argon-based acceptance gas mixture as well as two xenon-based operating gases are examined for its properties. Drift velocities and Townsend coefficients are computed with the help of the program Magboltz and used to study electron drift and multiplication in the straw using the software Garfield. The inclusion of Penning transfers in the avalanche process leads to remarkable agreements with experimental data. A high level of cleanliness in the TRT s acceptance test gas system is indispensable. To monitor gas purity, a small straw tube detector has been constructed and extensively used to study the ageing behaviour of the straw tube in Ar-CO2. A variety of ageing tests are presented and discussed. Acceptance tests for the TRT survey dimensions, wire tension, gas-tightness, high-voltage stability and gas gain uniformity along each individual straw. The thesis gives details on acceptance criteria and measurement methods in the case of the end-cap wheels. Special focus is put on wire tension and straw straightness. The effect of geometrically deformed straws on gas gain and energy resolution is examined in an experimental setup and compared to simulation studies. An overview of the most important results from the end-cap wheels tested up to this point is presented.

A new glucose: Towards conformationally locked flexoses through annulation

A new family of surf ace-modified carbohydrates with locked, axial-rich conformations and bipolarofacial architectures has been developed with the aid of carbocyclic ring annulation. These novel trans-decalin-based carbohydrates have been synthesized, from simple aromatic precursors such as tetralin, through the ozonolysis of an appropriately protected allylic alcohol, followed by a cascade of intramolecular acetalizations to generate the sugar pyran moiety. The stereoselective synthesis of (racemic) cyclohexane-annulated 0-glucopyranoside and a-glucofuranoside from a common annulated trans-cyclohexadiene diol (trans-CHD) precursor under-scores the versatility of our approach. The efficacy of the annulation stratagem in generating carbohydrate diversity has been demonstrated through the synthesis of two regioisomeric annulated gulose derivatives, which differ only in the site of ring annulation on the sugar moiety. The mapping of the MLP surface and solid-state architecture of the new sugar shows that cycloalkane annulation results in surface modification and fine-tuning of sugar hydrophilicity. (© Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 69451 Weinheim, Germany, 2005).

A new glucose: Towards conformationally locked flexoses through annulation

A new family of surf ace-modified carbohydrates with locked, axial-rich conformations and bipolarofacial architectures has been developed with the aid of carbocyclic ring annulation. These novel trans-decalin-based carbohydrates have been synthesized, from simple aromatic precursors such as tetralin, through the ozonolysis of an appropriately protected allylic alcohol, followed by a cascade of intramolecular acetalizations to generate the sugar pyran moiety. The stereoselective synthesis of (racemic) cyclohexane-annulated 0-glucopyranoside and a-glucofuranoside from a common annulated trans-cyclohexadiene diol (trans-CHD) precursor under-scores the versatility of our approach. The efficacy of the annulation stratagem in generating carbohydrate diversity has been demonstrated through the synthesis of two regioisomeric annulated gulose derivatives, which differ only in the site of ring annulation on the sugar moiety. The mapping of the MLP surface and solid-state architecture of the new sugar shows that cycloalkane annulation results in surface modification and fine-tuning of sugar hydrophilicity. (© Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 69451 Weinheim, Germany, 2005).