Transferring QTL technology to the pig breeding industry (PigQTech) - a demonstration project

The aim of the project has been to demonstrate how the farm animal breeding industry can utilise gene mapping technology to accelerate genetic improvement. Previous theoretical studies had suggested that the use of marker assisted selection could potentially increase the annual improvement for quantitative traits like backfat with about 10% and for more difficult traits such as meat quality and reproduction by as much as 40-60% compared with existing technology. The work has comprised two major tasks: 1. Commercially relevant populations have been screened for segregation at QTLs identified in experimental populations. The aim has been to establish optimal strategies for QTL detection in commercial pig populations and the extent to which QTLs explaining major phenotypic differences between divergent lines used in experimental studies also explain quantitative variation within commercial lines. The results are important for specifying future strategies for finding economically valuable QTLs. 2. Marker assisted backcrossing has been used to demonstrate how a QTL allele can be introgressed from one breed to another. The work has focused on the major fatness QTL on pig chromosome 4 previously identified in a wild pig/Large White intercross. The end result was not designed to be a commercially viable product in its own right, but the process has validated a number of points of major importance for the exploitation of QTLs in livestock.

MB-MDR: Model-Based Multifactor Dimensionality Reduction for detecting interactions in high-dimensional genomic data

L’anàlisi de l’efecte dels gens i els factors ambientals en el desenvolupament de malalties complexes és un gran repte estadístic i computacional. Entre les diverses metodologies de mineria de dades que s’han proposat per a l’anàlisi d’interaccions una de les més populars és el mètode Multifactor Dimensionality Reduction, MDR, (Ritchie i al. 2001). L’estratègia d’aquest mètode és reduir la dimensió multifactorial a u mitjançant l’agrupació dels diferents genotips en dos grups de risc: alt i baix. Tot i la seva utilitat demostrada, el mètode MDR té alguns inconvenients entre els quals l’agrupació excessiva de genotips pot fer que algunes interaccions importants no siguin detectades i que no permet ajustar per efectes principals ni per variables confusores. En aquest article il•lustrem les limitacions de l’estratègia MDR i d’altres aproximacions no paramètriques i demostrem la conveniència d’utilitzar metodologies parametriques per analitzar interaccions en estudis cas-control on es requereix l’ajust per variables confusores i per efectes principals. Proposem una nova metodologia, una versió paramètrica del mètode MDR, que anomenem Model-Based Multifactor Dimensionality Reduction (MB-MDR). La metodologia proposada té com a objectiu la identificació de genotips específics que estiguin associats a la malaltia i permet ajustar per efectes marginals i variables confusores. La nova metodologia s’il•lustra amb dades de l’Estudi Espanyol de Cancer de Bufeta.

Estudio de las diferentes alternativas para mejorar la respuesta de los filtros BAW (Bulk Acoustic Wave) con topología en escalera

Los requisitos de los dispositivos empleados en los nuevos sistemas de telecomunicaciones son: unas avanzadas prestaciones, reducido tamaño y bajo coste. Actualmente, se utilizan filtros basados en la tecnología SAW para trabajar a frecuencias de microondas. Dado los inconvenientes que presentan dicho tipo de filtros, se pretende substituirlos por filtros basados en tecnología BAW. La topología en escalera es hasta el momento la más extendida para diseñar estos filtros.

Daily physical activities and sports in adult survivors of childhood cancer and healthy controls: a population-based questionnaire survey.

BACKGROUND: Healthy lifestyle including sufficient physical activity may mitigate or prevent adverse long-term effects of childhood cancer. We described daily physical activities and sports in childhood cancer survivors and controls, and assessed determinants of both activity patterns. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: The Swiss Childhood Cancer Survivor Study is a questionnaire survey including all children diagnosed with cancer 1976-2003 at age 0-15 years, registered in the Swiss Childhood Cancer Registry, who survived ≥5 years and reached adulthood (≥20 years). Controls came from the population-based Swiss Health Survey. We compared the two populations and determined risk factors for both outcomes in separate multivariable logistic regression models. The sample included 1058 survivors and 5593 controls (response rates 78% and 66%). Sufficient daily physical activities were reported by 52% (n = 521) of survivors and 37% (n = 2069) of controls (p<0.001). In contrast, 62% (n = 640) of survivors and 65% (n = 3635) of controls reported engaging in sports (p = 0.067). Risk factors for insufficient daily activities in both populations were: older age (OR for ≥35 years: 1.5, 95CI 1.2-2.0), female gender (OR 1.6, 95CI 1.3-1.9), French/Italian Speaking (OR 1.4, 95CI 1.1-1.7), and higher education (OR for university education: 2.0, 95CI 1.5-2.6). Risk factors for no sports were: being a survivor (OR 1.3, 95CI 1.1-1.6), older age (OR for ≥35 years: 1.4, 95CI 1.1-1.8), migration background (OR 1.5, 95CI 1.3-1.8), French/Italian speaking (OR 1.4, 95CI 1.2-1.7), lower education (OR for compulsory schooling only: 1.6, 95CI 1.2-2.2), being married (OR 1.7, 95CI 1.5-2.0), having children (OR 1.3, 95CI 1.4-1.9), obesity (OR 2.4, 95CI 1.7-3.3), and smoking (OR 1.7, 95CI 1.5-2.1). Type of diagnosis was only associated with sports. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: Physical activity levels in survivors were lower than recommended, but comparable to controls and mainly determined by socio-demographic and cultural factors. Strategies to improve physical activity levels could be similar as for the general population.

MedIGS, un sistema segur basat en agents per al descobriment i obtenció de dades mèdiques distribuïdes: estudi i desenvolupament

En aquest projecte es desenvolupa en totes les seves fases(estudi, anàlisi, disseny, implementació i proves) l'aplicació MedIGS. MedIGS és una aplicació destinada a satisfer algunes de les necesitats actuals del sistema sanitari, la compartició d’informació i la màxima coordinació possible, utilitzant una tecnologia novedosa: els agents, i més concretament, els agents mòbils. Gràcies a aquesta tecnologia aconseguirem una integració segura de dades mèdiques distribuïdes. Està previst fer una prova pilot a Portugal, a partir dels resultats d’aquest projecte.

Wireless GPS-based phase-locked synchronization system for outdoor environment.

Synchronization of data coming from different sources is of high importance in biomechanics to ensure reliable analyses. This synchronization can either be performed through hardware to obtain perfect matching of data, or post-processed digitally. Hardware synchronization can be achieved using trigger cables connecting different devices in many situations; however, this is often impractical, and sometimes impossible in outdoors situations. The aim of this paper is to describe a wireless system for outdoor use, allowing synchronization of different types of - potentially embedded and moving - devices. In this system, each synchronization device is composed of: (i) a GPS receiver (used as time reference), (ii) a radio transmitter, and (iii) a microcontroller. These components are used to provide synchronized trigger signals at the desired frequency to the measurement device connected. The synchronization devices communicate wirelessly, are very lightweight, battery-operated and thus very easy to set up. They are adaptable to every measurement device equipped with either trigger input or recording channel. The accuracy of the system was validated using an oscilloscope. The mean synchronization error was found to be 0.39 μs and pulses are generated with an accuracy of <2 μs. The system provides synchronization accuracy about two orders of magnitude better than commonly used post-processing methods, and does not suffer from any drift in trigger generation.

Age-related change in melanin-based coloration of Barn owls (Tyto alba): females that become more female-like and males that become more male-like perform better

Ornament expression fluctuates with age in many organisms. Whether these changes are adaptively plastic is poorly known. In order to understand the ultimate function of melanin-based ornaments, we studied their within-individual fluctuations and their covariation with fitness-related traits. In barn owls (Tyto alba), individuals vary from reddish-brown pheomelanic to white and from immaculate to marked with black eumelanic spots, males being less reddish and less spotted than females. During the first molt, both sexes became less pheomelanic, females displayed larger spots and males fewer spots, but the extent of these changes was not associated with reproduction. At subsequent molts, intra-individual changes in melanin-based traits covaried with simultaneous reproduction changes. Adult females bred earlier in the season and laid larger eggs when they became scattered with larger spots, while adults of both sexes produced larger broods when they became whiter. These results suggest that the production of melanin pigments and fitness-related life history traits are concomitantly regulated in a sex-specific way.

Metodología de diseño de filtros CRF/SCF basada en modelos de resonadores BAW acoplados acústicamente

La creixent utilització de sistemes de comunicacions mòbils ha impulsat la demanda de filtres passabanda miniaturitzats d'elevades prestacions operant en el rang de freqüències de microones. Els Film Bulk Acoustic Resonators (FBAR) estan esdevenint la principal alternativa als filtres basats en ressonadors Surface Acoustic Wave (SAW) o als basats en ressonadors ceràmics. Els Stacked Crystal Filters (SCF) i els Coupled Resonator Filters (CRF) són configuracions FBAR que permeten assolir una excel·lent atenuació en la banda de refús. Aquest treball presenta un innovador circuit equivalent elèctric que modela el CRF. Llavors, es desenvolupa una metodologia de síntesi de filtres per al SCF i per al CRF utilitzant els seus circuits equivalents elèctrics. La metodologia de disseny presentada permet obtenir les dimensions de l'estructura del filtre acústic partint de les especificacions del filtre i de les restriccions pròpies de la tecnologia. S'han implementat diferents respostes de Chebyshev per a sistemes de comunicacions reals per tal de validar el procediment de disseny dels filtres obtenint els resultats esperats.

Análisis y diseño de filtros apilados basados en resonadores acústicos

Durant els últims anys la demanda de filtres pas banda de ràdio freqüència, de reduïdes dimensions, lleugers i d'elevades prestacions destinats a sistemes de comunicacions inalàmbriques s'ha incrementat de forma significativa. Aquests sistemes principalment són els sistemes de telefonia mòbil de tercera generació UMTS y el sistema de navegació GPS. Els filtres actuals, basats en ressonadors SAW (Surface Acoustic Wave), tenen unes dimensions reduïdes però estan limitats en freqüència (3 GHz) i la seva tecnologia no és compatible amb les tecnologies estàndards de circuits integrats. Per aquestes raons s'espera que els filtres basats en ressonadors BAW (Bulk Acoustic Wave) substitueixin als SAW. Els dos tenen dimensions similars, però els filtres BAW poden funcionar a freqüències superiors a 3 GHz, poden treballar amb nivells de potència majors, i és important destacar el fet que la seva tecnologia és compatible amb les tecnologies estàndards de circuits integrats. La investigació en l'àmbit dels filtres BAW s'ha centrat en millorar els processos tecnològics i la qualitat dels materials, però s'ha treballat poc en l'adaptació de les tècniques sistemàtiques de disseny de filtres a les particularitats d'aquesta tecnologia, per tant el principal objectiu d'aquest treball és presentar mètodes sistemàtics per al disseny de filtres BAW, centrant-se en l'estudi d’estructures apilades.

Individual-based modelling of bacterial cultures to study the lag ohase

Els bacteris són la forma dominant de vida del planeta: poden sobreviure en medis molt adversos, i en alguns casos poden generar substàncies que quan les ingerim ens són tòxiques. La seva presència en els aliments fa que la microbiologia predictiva sigui un camp imprescindible en la microbiologia dels aliments per garantir la seguretat alimentària. Un cultiu bacterià pot passar per quatre fases de creixement: latència, exponencial, estacionària i de mort. En aquest treball s’ha avançat en la comprensió dels fenòmens intrínsecs a la fase de latència, que és de gran interès en l’àmbit de la microbiologia predictiva. Aquest estudi, realitzat al llarg de quatre anys, s’ha abordat des de la metodologia Individual-based Modelling (IbM) amb el simulador INDISIM (INDividual DIScrete SIMulation), que ha estat millorat per poder fer-ho. INDISIM ha permès estudiar dues causes de la fase de latència de forma separada, i abordar l’estudi del comportament del cultiu des d’una perspectiva mesoscòpica. S’ha vist que la fase de latència ha de ser estudiada com un procés dinàmic, i no definida per un paràmetre. L’estudi de l’evolució de variables com la distribució de propietats individuals entre la població (per exemple, la distribució de masses) o la velocitat de creixement, han permès distingir dues etapes en la fase de latència, inicial i de transició, i aprofundir en la comprensió del que passa a nivell cel•lular. S’han observat experimentalment amb citometria de flux diversos resultats previstos per les simulacions. La coincidència entre simulacions i experiments no és trivial ni casual: el sistema estudiat és un sistema complex, i per tant la coincidència del comportament al llarg del temps de diversos paràmetres interrelacionats és un aval a la metodologia emprada en les simulacions. Es pot afirmar, doncs, que s’ha verificat experimentalment la bondat de la metodologia INDISIM.

Systematic Construction of Goal-Oriented COTS Taxonomies

Informe de investigación realizado a partir de una estancia en el Department of Computer and Information Science de la Norwegian University of Science and Technology (NTNU), Noruega, entre setiembre i diciembre de 2006. El uso de componentes de software llamados Commercial-Off-The-Shelf (COTS) en el desarrollo de sistemas basados en componentes implica varios retos. Uno de ellos es la falta de información disponible y adecuada para dar soporte al proceso de selección de componentes a ser integrados. Para lidiar con estos problemas, se esta desarrollando un trabajo de tesis que propone un método llamado GOThIC (Goal-Oriented Taxonomy and reuse Infrastructure Construction). El método está orientado a construir una infrastructura de reuse para facilitar la búsqueda y reuse de componentes COTS. La estancia en la NTNU, reportada en este documento, tuvo como objetivo primordial las mejora del método y la obtención de datos empíricos para darle soporte. Algunos de los principales resultados fueron la obtención de datos empíricos fundamentando la utilización del método en ámbitos industriales de selección de componentes COTS, así como una nueva estrategia para conseguir de forma factible e incremental, la federación y reuso de los diferentes esfuerzos existentes para encontrar, seleccionar y mantener componentes COTS y Open Source (OSS) -comúnmente llamados componentes Off-The-Shelf (OTS) - en forma estructurada.

Array de DNA per identificar espècies de Fusarium: ampliació d'un array existent per incloure espècies del Sud d'Europa

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Department for Feed and Food Hygiene del National Veterinary Institute, Noruega, entre novembre i desembre del 2006. Els grans de cereal poden estar contaminats amb diferents espècies de Fusarium capaces de produir metabolits secundaris altament tòxics com trichotecenes, fumonisines o moniliformines. La correcta identificació d’aquestes espècies és de gran importància per l’assegurament del risc en l’àmbit de la salut humana i animal. La identificació de Fusarium en base a la seva morfologia requereix coneixements taxonòmics i temps; la majoria dels mètodes moleculars permeten la identificació d’una única espècie diana. Per contra, la tecnologia de microarray ofereix l’anàlisi paral•lel d’un alt nombre de DNA dianes. En aquest treball, s’ha desenvolupat un array per a la identificació de les principals espècies de Fusarium toxigèniques del Nord i Sud d’Europa. S’ha ampliat un array ja existent, per a la detecció de les espècies de Fusarium productores de trichothecene i moniliformina (predominants al Nord d’Europa), amb l’addició de 18 sondes de DNA que permeten identificar les espècies toxigèniques més abundants al Sud d’Europa, les qual produeixen majoritàriament fumonisines. Les sondes de captura han estat dissenyades en base al factor d’elongació translació- 1 alpha (TEF-1alpha). L’anàlisi de les mostres es realitza mitjançant una única PCR que permet amplificar part del TEF-1alpha seguida de la hibridació al xip de Fusarium. Els resultats es visualitzen mitjançant un mètode de detecció colorimètric. El xip de Fusarium desenvolupat pot esdevenir una eina útil i de gran interès per a l’anàlisi de cereals presents en la cadena alimentària.

A public-key cryptosystem based on second order linear sequences

Based on Lucas functions, an improved version of the Diffie-Hellman distribution key scheme and to the ElGamal public key cryptosystem scheme are proposed, together with an implementation and computational cost. The security relies on the difficulty of factoring an RSA integer and on the difficulty of computing the discrete logarithm.

Patrimoni Digital de Catalunya, a year and a half experience

E-repositories are part of the e-science, and they are based on the e-infrastructure. The Centre de Supercomputació de Catalunya (CESCA) together with the Consorci de Biblioteques Universitàries de Catalunya (CBUC) started in 1999 a cooperative repository, named TDR, to file, in digital format, the full-text of the read thesis at the universities of our country in order to spread them worldwide in open access, while at the same time, preserving the intellectual copyright of the authors. Since then, four additional cooperative repositories have been created: RECERCAT for research papers; RACO for scientific, cultural and erudite Catalan magazines; MDC for Catalan digital collections of pictures, maps, posters and old magazines; and PADICAT for archiving Catalan digital web content; The main objective of the latter is to archive Catalan web sites. That is, PADICAT collects, processes and provides permanent access to the entire cultural, scientific and general output of Catalonia in digital format. The repository manager is the Biblioteca de Catalunya, as the institution responsible for compiling, processing and distributing the bibliographic heritage of Catalonia, while CESCA is the technology partner. On September 11th, 2006 the repository went into operation for the general public, with some thirty websites archived. After one year and a half, it has 2.720 captures of more than 1.000 websites. This includes 34 million files (HTML, images...) and two terabytes of data. The objective of this paper is to present PADICAT and our experience developing and managing it.We describe the repository briefly, we explain the technology used to implement it and we comment our experiences during its first year and a half.

MC1R-dependent, melanin-based colour polymorphism is associated with cell-mediated response in the Eleonora's falcon.

Colour polymorphism in vertebrates is usually under genetic control and may be associated with variation in physiological traits. The melanocortin 1 receptor (Mc1r) has been involved repeatedly in melanin-based pigmentation but it was thought to have few other physiological effects. However, recent pharmacological studies suggest that MC1R could regulate the aspects of immunity. We investigated whether variation at Mc1r underpins plumage colouration in the Eleonora's falcon. We also examined whether nestlings of the different morphs differed in their inflammatory response induced by phytohemagglutinin (PHA). Variation in colouration was due to a deletion of four amino acids at the Mc1r gene. Cellular immune response was morph specific. In males, but not in females, dark nestling mounted a lower PHA response than pale ones. Although correlative, our results raise the neglected possibility that MC1R has pleiotropic effects, suggesting a potential role of immune capacity and pathogen pressure on the maintenance of colour polymorphism in this species.