Hakevirrasta otettavan näytteen luotettavuus ja näytteenottimen kehittäminen

Työn tavoitteena oli saada tietoa yleisesti partikkelivirtauksessa tapahtuvasta näytteenotosta ja näytteenottomenetelmistä. Työssä tutkittiin UPM-Kymmenen Kaukaan tehtaan nykyisen ostohakkeen automaattisen näytteenottimen toimintaa sekä sen ottamien näytteiden luotettavuutta kokeellisesti ja tilastollisesti. Lopuksi tutkimuksessa ideoitiin uusi näytteenottimen konstruktio. Uuden konstruktion suunnittelun lähtökohtana oli, että näytteenottimen konstruktiolla tulisi voida ottaa toistuvasti ja turvallisesti luotettavia hakenäytteitä aiheuttamatta muulle vastaanottoaseman toiminnalle häiriöitä Tutkimusta varten tehtiin eri haketoimittajien kanssa koenäytteenottoja. Hakenäytteet otettiin kolmessa eri haketoimituksen vaiheessa niiden keskinäistä vertailua varten. Hakenäytteistä määritettiin kuiva-ainepitoisuus ja laatuanalyysin tekoa varten palakokojakauma koeseulonnoilla. Palakokojakauma-analyysistä saatuja jakaumapainoprosenttiosuuksien ja niistä laskettujen laatuarvojen pohjalta tutkittiin automaattisen näytteenottimen ottaman näytteen luotettavuutta ja näytteenottimen toimintaa. Konstruointityössä noudatettiin pääpiirteittäin ohjeistoa VDI 2221. Uuden näytteenottimen suunnittelutyön tavoitteet määriteltiin tutkimuksessa tehtyjen päätelmien ja kokeiden pohjalta. Uudelle näytteenottimen konstruktiolle etsittiin toteutuskelpoisia ratkaisuja jo olemassa olevista laitteistoista ja uusista ideoista. Uudet konstruktiovaihtoehdot suunniteltiin noudattamaan näytteenottoteoriaa ja sijoituspaikan asettamia vaatimuksia.

Cost-Efficiency of Birch Sprinkling in Kraft Pulping

Työn tavoitteena oli selvittää koivun kasteluvarastoinnin kannattavuus selluteollisuudessa. Lisäksi tutkittiin, kuinka kastelu vaikuttaa puuaineeseen varastoinnin aikana ja kuinka koivun kasteluvarastointi vaikuttaa puun kuorintaan ja haketukseen, keitettävyyteen, vaalenevuuteen sekä sellun laatuun. Enocellin puukentälle rakennettiin kasteluvarasto, jossa varastoitiin 40,000 m3sob koivua. Kastelu oli päällä huhtikuusta lokakuuhun asti. Kastelun vaikutusta puuaineen muutoksiin arvioitiin lahotutkimusten avulla. Tehdaskoeajoissa verrattiin tuoretta, kasteluvarastoitua ja kuivavarastoitua koivua. Puuaines säilyi lähes muuttumattomana yhden kesän kasteluvarastoinnissa. Kastellulla koivulla terveen puun osuus oli yli 85 % kesän lopussa, kun se oli alle 20 % kuivavarastoidulla koivulla. Kuorinnan puuhäviö laskee selvästi kastelukoivulla ja myös hakkeen laatu oli parempaa kuin kuivavarastoidulla koivulla. Kastelukoivulla hakkeen kuoripitoisuus oli vain 0.13 %. Kuoren kuiva-aine oli 12 prosenttiyksikköä alhaisempi kuin kuivalla koivulla, mutta kuoren lämpöarvossa ero oli vain 1 €/ADt. Varastointimenetelmällä ei ollut vaikutusta hakkeen keitettävyyteen, mutta tuoreella puulla keitettävyys oli parempi kuin varastoidulla puulla. Sellun asetoniuutepitoisuus oli samalla tasolla tuoreella ja kastellulla puulla. Kuivalla syyspuulla uutetaso oli korkeampi, vaikka hartsisaippuan annostusta nostettiin 10 kg/ADt. Betulinolitaso oli kastellulla puulla erittäin alhainen puun hyvän kuoriutuvuuden vuoksi. Kastellun ja tuoreen puun vaalenevuus oli parempi kuin kuivalla puulla. Aktiivikloorin kulutus oli 3 – 4 kg/ADt alhaisempi kuin kuivalla syyspuulla. Puun varastoinnilla ei ollut vaikutusta sellun laatuun. Koivun kasteluvarastoinnin kannattavuus on erittäin hyvä. Tuotantokustannukset määritettiin tuoreelle, kastellulle, kierrätetylle sekä kuivalle koivulle. Kasteluvarastointi laskee tuotantokustannuksia noin 10 €/ADt verrattuna kierrätettyyn koivuun. Kuivavarastoidun puun käyttö nostaa tuotantokustannuksia noin 5 €/ADt verrattuna kastelukoivuun. Kierrätetyn ja kuivavarastoidun puun kustannusero johtuu kierrätyskustannuksista. Kasteluvarastolle, jota käytettiin kesällä 2004, takaisinmaksuaika on vain 0.4 vuotta. Jos tavoiteltu takaisinmaksuaika olisi kaksi vuotta, niin perusinvestointi 80,000 m3sob varastolle voisi maksaa noin 370 k€.

The Influence of Age and Sex on Genetic Associations with Adult Body Size and Shape: A Large-Scale Genome-Wide Interaction Study.

Genome-wide association studies (GWAS) have identified more than 100 genetic variants contributing to BMI, a measure of body size, or waist-to-hip ratio (adjusted for BMI, WHRadjBMI), a measure of body shape. Body size and shape change as people grow older and these changes differ substantially between men and women. To systematically screen for age- and/or sex-specific effects of genetic variants on BMI and WHRadjBMI, we performed meta-analyses of 114 studies (up to 320,485 individuals of European descent) with genome-wide chip and/or Metabochip data by the Genetic Investigation of Anthropometric Traits (GIANT) Consortium. Each study tested the association of up to ~2.8M SNPs with BMI and WHRadjBMI in four strata (men ≤50y, men >50y, women ≤50y, women >50y) and summary statistics were combined in stratum-specific meta-analyses. We then screened for variants that showed age-specific effects (G x AGE), sex-specific effects (G x SEX) or age-specific effects that differed between men and women (G x AGE x SEX). For BMI, we identified 15 loci (11 previously established for main effects, four novel) that showed significant (FDR<5%) age-specific effects, of which 11 had larger effects in younger (<50y) than in older adults (≥50y). No sex-dependent effects were identified for BMI. For WHRadjBMI, we identified 44 loci (27 previously established for main effects, 17 novel) with sex-specific effects, of which 28 showed larger effects in women than in men, five showed larger effects in men than in women, and 11 showed opposite effects between sexes. No age-dependent effects were identified for WHRadjBMI. This is the first genome-wide interaction meta-analysis to report convincing evidence of age-dependent genetic effects on BMI. In addition, we confirm the sex-specificity of genetic effects on WHRadjBMI. These results may provide further insights into the biology that underlies weight change with age or the sexually dimorphism of body shape.

Platform Architectures for Policy-Based Network Access Control

Tämä diplomityö käsittelee sääntöpohjaisen verkkoon pääsyn hallinnan (NAC) ratkaisuja arkkitehtonisesta näkökulmasta. Työssä käydään läpi Trusted Computing Groupin, Microsoft Corporationin, Juniper Networksin sekä Cisco Systemsin NAC-ratkaisuja. NAC koostuu joukosta uusia sekä jo olemassa olevia teknologioita, jotka auttavat ennalta määriteltyyn sääntökantaan perustuen hallitsemaan suojattuun verkkoon pyrkivien laitteiden tietoliikenneyhteyksiä. Käyttäjän tunnistamisen lisäksi NAC pystyy rajoittamaan verkkoon pääsyä laitekohtaisten ominaisuuksien perusteella, esimerkiksi virustunnisteisiin ja käyttöjärjestelmäpäivityksiin liittyen ja paikkaamaan tietyin rajoituksin näissä esiintyviä puutteita verkkoon pääsyn sallimiseksi. NAC on verraten uusi käsite, jolta puuttuu tarkka määritelmä. Tästä johtuen nykymarkkinoilla myydään ominaisuuksiltaan puutteellisia tuotteita NAC-nimikkeellä. Standardointi eri valmistajien NAC-komponenttien yhteentoimivuuden takaamiseksi on meneillään, minkä perusteella ratkaisut voidaan jakaa joko avoimia standardeja tai valmistajakohtaisia standardeja noudattaviksi. Esitellyt NAC-ratkaisut noudattavat standardeja joko rajoitetusti tai eivät lainkaan. Mikään läpikäydyistä ratkaisuista ei ole täydellinen NAC, mutta Juniper Networksin ratkaisu nousee niistä potentiaalisimmaksi jatkokehityksen ja -tutkimuksen kohteeksi TietoEnator Processing & Networks Oy:lle. Eräs keskeinen ongelma NAC-konseptissa on työaseman tietoverkolle toimittama mahdollisesti valheellinen tietoturvatarkistuksen tulos, minkä perusteella pääsyä osittain hallitaan. Muun muassa tähän ongelmaan ratkaisuna voisi olla jo nykytietokoneista löytyvä TPM-siru, mikä takaa tiedon oikeellisuuden ja koskemattomuuden.

Twist1 Is a TNF-Inducible Inhibitor of Clock Mediated Activation of Period Genes.

BACKGROUND: Activation of the immune system affects the circadian clock. Tumor necrosis factor (TNF) and Interleukin (IL)-1β inhibit the expression of clock genes including Period (Per) genes and the PAR-bZip clock-controlled gene D-site albumin promoter-binding protein (Dbp). These effects are due to cytokine-induced interference of E-box mediated transcription of clock genes. In the present study we have assessed the two E-box binding transcriptional regulators Twist1 and Twist2 for their role in cytokine induced inhibition of clock genes. METHODS: The expression of the clock genes Per1, Per2, Per3 and of Dbp was assessed in NIH-3T3 mouse fibroblasts and the mouse hippocampal neuronal cell line HT22. Cells were treated for 4h with TNF and IL-1β. The functional role of Twist1 and Twist2 was assessed by siRNAs against the Twist genes and by overexpression of TWIST proteins. In luciferase (luc) assays NIH-3T3 cells were transfected with reporter gene constructs, which contain a 3xPer1 E-box or a Dbp E-box. Quantitative chromatin immunoprecipitation (ChIP) was performed using antibodies to TWIST1 and CLOCK, and the E-box consensus sequences of Dbp (CATGTG) and Per1 E-box (CACGTG). RESULTS: We report here that siRNA against Twist1 protects NIH-3T3 cells and HT22 cells from down-regulation of Period and Dbp by TNF and IL-1β. Overexpression of Twist1, but not of Twist2, mimics the effect of the cytokines. TNF down-regulates the activation of Per1-3xE-box-luc, the effect being prevented by siRNA against Twist1. Overexpression of Twist1, but not of Twist2, inhibits Per1-3xE-box-luc or Dbp-E-Box-luc activity. ChIP experiments show TWIST1 induction by TNF to compete with CLOCK binding to the E-box of Period genes and Dbp. CONCLUSION: Twist1 plays a pivotal role in the TNF mediated suppression of E-box dependent transactivation of Period genes and Dbp. Thereby Twist1 may provide a link between the immune system and the circadian timing system.

Pd-catalysed amidation of 2,6-dihalopurine nucleosides. Replacement of iodine at 0 ºC

Pd-catalysed reactions of 2-Cl, 2-Br and 2-I derivatives of a 6-chloropurine nucleoside with benzamide have been compared, using Pd2dba3, Xantphos and Cs2CO3 in toluene, between 20 and 80 °C. The reactivity order was 2-I > 2-Br > 6-Cl ≫ 2-Cl. The 2-I substituent could be replaced even at 0 °C, under conditions disclosed here for the first time. On the other hand, the replacement of the chlorine atom at position 2 (2-Cl) required 110 °C.

BioSuper: A web tool for the superimposition of biomolecules and assemblies with rotational symmetry

Background Most of the proteins in the Protein Data Bank (PDB) are oligomeric complexes consisting of two or more subunits that associate by rotational or helical symmetries. Despite the myriad of superimposition tools in the literature, we could not find any able to account for rotational symmetry and display the graphical results in the web browser. Results BioSuper is a free web server that superimposes and calculates the root mean square deviation (RMSD) of protein complexes displaying rotational symmetry. To the best of our knowledge, BioSuper is the first tool of its kind that provides immediate interactive visualization of the graphical results in the browser, biomolecule generator capabilities, different levels of atom selection, sequence-dependent and structure-based superimposition types, and is the only web tool that takes into account the equivalence of atoms in side chains displaying symmetry ambiguity. BioSuper uses ICM program functionality as a core for the superimpositions and displays the results as text, HTML tables and 3D interactive molecular objects that can be visualized in the browser or in Android and iOS platforms with a free plugin. Conclusions BioSuper is a fast and functional tool that allows for pairwise superimposition of proteins and assemblies displaying rotational symmetry. The web server was created after our own frustration when attempting to superimpose flexible oligomers. We strongly believe that its user-friendly and functional design will be of great interest for structural and computational biologists who need to superimpose oligomeric proteins (or any protein). BioSuper web server is freely available to all users at http://ablab.ucsd.edu/BioSuper webcite.

Adsorption energy and spin state of first-row transition metals adsorbed on MgO(100)

Slab and cluster model spin-polarized calculations have been carried out to study various properties of isolated first-row transition metal atoms adsorbed on the anionic sites of the regular MgO(100) surface. The calculated adsorption energies follow the trend of the metal cohesive energies, indicating that the changes in the metal-support and metal-metal interactions along the series are dominated by atomic properties. In all cases, except for Ni at the generalized gradient approximation level, the number of unpaired electron is maintained as in the isolated metal atom. The energy required to change the atomic state from high to low spin has been computed using the PW91 and B3LYP density-functional-theory-based methods. PW91 fails to predict the proper ground state of V and Ni, but the results for the isolated and adsorbed atom are consistent within the method. B3LYP properly predicts the ground state of all first-row transition atom the high- to low-spin transition considered is comparable to experiment. In all cases, the interaction with the surface results in a reduced high- to low-spin transition energy.

Oxygen vacancies as active sites for water dissociation on rutile TiO2(110)

Through an interplay between scanning tunneling microscopy experiments and density functional theory calculations, we determine unambiguously the active surface site responsible for the dissociation of water molecules adsorbed on rutile TiO2(110). Oxygen vacancies in the surface layer are shown to dissociate H2O through the transfer of one proton to a nearby oxygen atom, forming two hydroxyl groups for every vacancy. The amount of water dissociation is limited by the density of oxygen vacancies present on the clean surface exclusively. The dissociation process sets in as soon as molecular water is able to diffuse to the active site.

When Langmuir is too simple: H2 dissociation on Pd(111) at high coverage

Recent experiments of H2 adsorption on Pd(111) [T. Mitsui et al., Nature (London) 422, 705 (2003)] have questioned the classical Langmuir picture of second order adsorption kinetics at high surface coverage requiring pairs of empty sites for the dissociative chemisorption. Experiments find that at least three empty sites are needed. Through density functional theory, we find that H2 dissociation is favored on ensembles of sites that involve a Pd atom with no direct interaction with adsorbed hydrogen. Such active sites are formed by aggregation of at least 3 H-free sites revealing the complex structure of the "active sites."

Jännitteen reunan hallinta taajuusmuuttajissa

Diplomityössä perehdyttiin taajuusmuuttajien toimintaan ja ohjaukseen. Lisäksi työssä tarkasteltiin vaihtosuuntaajan nopeiden transienttitilojen aiheuttamaa moottorin ylijännitettä. Moottorikaapelin heijastuksia käsiteltiin vertaamalla moottorikaapelia siirtolinjaan ja todennettiin ylijännitteen syyt. Ylijännitteen vähentämiseksi on kehitetty useita suodatusmenetelmiä. Työssä vertailtiin näitä menetelmiä ja kartoitettiin kaupallisia vaihtoehtoja. Taajuusmuuttajan ohjaus on tähän päivään asti tehty yleensä käyttäen mikroprosessoria sekä logiikkapiiriä. Tulevaisuudessa ohjaukseen käytetään todennäköisesti uudelleenohjelmoitavia FPGA-piirejä (Field Programmable Gate Array). FPGA-piirin etuihin kuuluu uudelleenohjelmoitavuus sekä ohjauksen keskittäminen yhdelle piirille.

Effects of vacancy-type defects in silicon based particle detectors

The semiconductor particle detectors used at CERN experiments are exposed to radiation. Under radiation, the formation of lattice defects is unavoidable. The defects affect the depletion voltage and leakage current of the detectors, and hence affect on the signal-to-noise ratio of the detectors. This shortens the operational lifetime of the detectors. For this reason, the understanding of the formation and the effects of radiation induced defects is crucial for the development of radiation hard detectors. In this work, I have studied the effects of radiation induced defects-mostly vacancy related defects-with a simulation package, Silvaco. Thus, this work essentially concerns the effects of radiation induced defects, and native defects, on leakage currents in particle detectors. Impurity donor atom-vacancy complexes have been proved to cause insignificant increase of leakage current compared with the trivacancy and divacancy-oxygen centres. Native defects and divacancies have proven to cause some of the leakage current, which is relatively small compared with trivacancy and divacancy-oxygen.

The Armc10/SVH gene: Genome context, regulation of mitochondrial dynamics and protection against Aβ-induced mitochondrial fragmentation

Mitochondrial function and dynamics are essential for neurotransmission, neural function and neuronal viability. Recently, we showed that the eutherian-specific Armcx gene cluster (Armcx1-6 genes), located in the X chromosome, encodes for a new family of proteins that localise to mitochondria, regulating mitochondrial trafficking. The Armcx gene cluster evolved by retrotransposition of the Armc10 gene mRNA, which is present in all vertebrates and is considered to be the ancestor gene. Here we investigate the genomic organisation, mitochondrial functions and putative neuroprotective role of the Armc10 ancestor gene. The genomic context of the Armc10 locus shows considerable syntenic conservation among vertebrates, and sequence comparisons and CHIP-data suggest the presence of at least three conserved enhancers. We also show that the Armc10 protein localises to mitochondria and that it is highly expressed in the brain. Furthermore, we show that Armc10 levels regulate mitochondrial trafficking in neurons, but not mitochondrial aggregation, by controlling the number of moving mitochondria. We further demonstrate that the Armc10 protein interacts with the KIF5/Miro1-2/Trak2 trafficking complex. Finally, we show that overexpression of Armc10 in neurons prevents A beta-induced mitochondrial fission and neuronal death. Our data suggest both conserved and differential roles of the Armc10/Armcx gene family in regulating mitochondrial dynamics in neurons, and underscore a protective effect of the Armc10 gene against A beta-induced toxicity. Overall, our findings support a further degree of regulation of mitochondrial dynamics in the brain of more evolved mammals.

The Armc10/SVH gene: Genome context, regulation of mitochondrial dynamics and protection against Aβ-induced mitochondrial fragmentation

Mitochondrial function and dynamics are essential for neurotransmission, neural function and neuronal viability. Recently, we showed that the eutherian-specific Armcx gene cluster (Armcx1-6 genes), located in the X chromosome, encodes for a new family of proteins that localise to mitochondria, regulating mitochondrial trafficking. The Armcx gene cluster evolved by retrotransposition of the Armc10 gene mRNA, which is present in all vertebrates and is considered to be the ancestor gene. Here we investigate the genomic organisation, mitochondrial functions and putative neuroprotective role of the Armc10 ancestor gene. The genomic context of the Armc10 locus shows considerable syntenic conservation among vertebrates, and sequence comparisons and CHIP-data suggest the presence of at least three conserved enhancers. We also show that the Armc10 protein localises to mitochondria and that it is highly expressed in the brain. Furthermore, we show that Armc10 levels regulate mitochondrial trafficking in neurons, but not mitochondrial aggregation, by controlling the number of moving mitochondria. We further demonstrate that the Armc10 protein interacts with the KIF5/Miro1-2/Trak2 trafficking complex. Finally, we show that overexpression of Armc10 in neurons prevents A beta-induced mitochondrial fission and neuronal death. Our data suggest both conserved and differential roles of the Armc10/Armcx gene family in regulating mitochondrial dynamics in neurons, and underscore a protective effect of the Armc10 gene against A beta-induced toxicity. Overall, our findings support a further degree of regulation of mitochondrial dynamics in the brain of more evolved mammals.

Characterization of a MAF1 knockout mouse model

L'ARN polymérase 3 transcrit un petit groupe de gènes fortement exprimés et impliqués dans plusieurs mécanismes moléculaires. Les ARNs de transfert ou ARNt représentent plus ou moins la moitié du transcriptome de l'ARN polymérase 3. Ils sont directement impliqués dans la traduction des protéines en agissant comme transporteurs d'acides aminés qui sont incorporés à la chaîne naissante de polypeptides. Chez des levures cultivées dans un milieu jusqu'à épuisement des nutriments, Maf1 réprime la transcription par l'ARN polymérase 3, favorisant ainsi l'économie énergétique cellulaire. Dans un modèle de cellules de mammifères, MAF1 réprime aussi la transcription de l'ARN polymérase 3 dans des conditions de stress, cependant il n'existe aucune donnée quant à son rôle chez un mammifère vivant. Pendant mon doctorat, j'ai utilisé une souris délétée pour le gène Maf1 afin de connaître les effets de ce gène chez un mammifère. Etonnamment, la souris Maf1-­‐/-­‐ est résistante à l'obésité même si celle-­‐ci est nourrie avec une nourriture riche en matières grasses. Des études moléculaires et de métabolomiques ont montré qu'il existe des cycles futiles de production et dégradation des lipides et des ARNt, ce qui entraîne une augmentation de la dépense énergique et favorise la résistance à l'obésité. En plus de la caractérisation de la souris Maf1-­‐/-­‐, pendant ma thèse j'ai également développé une méthode afin de normaliser les données de ChIP-­‐sequencing. Cette méthode est fondée sur l'utilisation d'un contrôle interne, représenté ici par l'ajout d'une quantité fixe de chromatine provenant d'un organisme différent de celui étudié. La méthode a amélioré considérablement la reproductibilité des valeurs entre réplicas biologiques. Elle a aussi révélé des différences entre échantillons issus de conditions différentes. Une occupation supérieure de l'ARN polymérase 3 sur les gènes Pol 3 chez les souris Maf1 KO entraîne une augmentation du niveau de précurseurs d'ARNt, ayant pour effet probable la saturation de la machinerie de maturation des ARNt. En effet, chez les souris Maf1 KO, le pourcentage d'ARNt modifiés est plus faible que chez les souris type sauvage. Ce déséquilibre entre le niveau de précurseurs et d'ARNt matures entraîne une diminution de la traduction protéique. Ces résultats ont permis d'identifier de nouvelles fonctions pour la protéine MAF1, comme étant une protéine régulatrice à la fois de la transcription mais aussi de la traduction et en étant un cible potentielle au traitement à l'obésité. -- RNA polymerase III (Pol 3) transcribes a small set of highly expressed genes involved in different molecular mechanisms. tRNAs account for almost half of the Pol 3 transcriptome and are involved in translation, bringing a new amino into the nascent polypeptide chain. In yeast, under nutrient deprivation, Maf1 acts for cell energetic economy by repressing Pol 3 transcription. In mammalian cells, MAF1 also represses Pol 3 activity under conditions of serum deprivation or DNA damages but nothing is known about its role in a mammalian organism. During my thesis studies, I used a Maf1 KO mouse model to characterize the effects of Maf1 deletion in a living animal. Surprisingly, the MAF1 KO mouse developed an unexpected phenotype, being resistant to high fat diet-­‐induced obesity and displaying an extended lifespan. Molecular and metabolomics characterizations revealed futile cycles of lipids and tRNAs, which are produced and immediately degraded, which increases energy consumption in the Maf1 KO mouse and probably explains in part the protection to obesity. Additionally to the mouse characterization, I also developed a method to normalize ChIP-­‐seq data, based on the addition of a foreign chromatin to be used as an internal control. The method improved reproducibility between replicates and revealed differences of Pol 3 occupancy between WT and Maf1 KO samples that were not seen without normalization to the internal control. I then established that increased Pol 3 occupancy in the Maf1 KO mouse liver was associated with increased levels of tRNA precursor but not of mature tRNAs, the effective molecules involved in translation. The overproduction of precursor tRNAs associated with the deletion of Maf1 apparently overwhelms the tRNA processing machinery as the Maf1 KO mice have lower levels of fully modified tRNAs. This maturation defect directly impacts on translation efficiency as polysomic fractions and newly synthetized protein levels were reduced in the liver of the Maf1 KO mouse. Altogether, these results indicate new functions for MAF1, a regulator of both transcription and translation as well as a potential target for obesity treatment.