Nanochannel-based DNA Barcoding for Plasmid Characterisation

Plasmids are circular DNA molecules found in bacteria. These molecules often contain genes coding for resilience against harmful substances such as antibiotics, in its environment. To be able to classify plasmids fast, and with small samples would be of great gain for medical care, to improve the efficiency of treatments, and to reduce the spread of antibiotics resistance. Our experimental collaborators (Fredrik Westerlund group, Chalmers) stain DNA molecules in a predictable way with a fluorescent chemical, and by doing so they create patterns (barcodes) for plasmids, which are observed through microscopes. We use the transfer matrix method to compute predicted barcodes from genetic sequences. By comparing barcodes, both from theory and from experiments, we identify types of plasmids, and find manipulations to the plasmids, such as missing or added genes. By combining barcodes with more conventional sequencing, the barcodes are used as scaffolds for the shorter fragments.För bakterier kostar det energi och tid att ha oanvändbart genetiskt material, och det är dessutom i vägen i en redan trång cell. Därför bör man göra sig av med onödigt material. Men på samma sätt som man tror sig snart kunna komma att behöva de sakerna som så länge stått och ”samlat damm i garderoben”, så är akterier ovilliga att kasta bort fullt fungerande gener. Dessa gener samlar de i så kallade plasmider, som är ringformade DNA-molekyler med syftet att ta hand om oanvändbara gener. Men till skillnad från de torkade färgresterna i burkarna i garderoben, så visar det sig att det finns tillfällen där lasmidgenerna är nyttiga. Till exempel kan det finnas en gen som skapar pumpar i bakteriens cellvägg. Dessa pumpar kan pumpa ut farliga tungmetaller, som annars hade skadat cellen. Om bakteriekolonin av någon anledning får tungmetaller i sin omgivning, så kommer de celler som inte har tillgång till den vanligtvis onödiga genen för metallpumpen att dö, medan de andra lever vidare utan några större problem. Eftersom så många av bakterierna i kolonin har dött, så kommer de kvarvarande cellerna snarare ha det lättare eftersom det finns mindre konkurrens om utrymme och resurser. På så sätt kommer alla levande bakterier i området snart vara resistenta, plasmiderna kan nämligen skickas mellan individer. Dessa individer behöver inte ens vara av samma art. Ett relaterat och, för människor, växande problem är när bakterier blir resistenta mot läkemedel, så som mot antibiotika. Är man oförsiktig kan man öka nyttan med en gen som ger resistens mot en sorts antibiotika, som därmed kommer bli verkningslös. Vad man kan göra för att hindra det är att innan kuren undersöka plasmiderna, för att avgöra vilken genuppsättning de har. Utifrån vad man ser där kan man välja den lämpligaste kuren. För det traditionella sättet att undersöka plasmiderna på behöver man odla bakterierna under en tid, så att tillräckligt många plasmider finns i provet. Därefter klipper man sönder plasmiderna och undersöker vad man har i provet. Ett problem med detta är att plasmider ändrar sig snabbt, och påverkas av miljön i vilken bakterien lever. Om en patient har resistenta bakterier i sig, så kan problemet verka mindre allvarligt än vad det är, eftersom bakterieprovet odlas i en antibiotikafri miljö. I den miljön är det en nackdel att ha resistensen, eftersom den inte hjälper, och den kommer därför delvis att försvinna. På så sätt kommer provresultatet vara missvisande. Vad man vill kunna göra är att omedelbart plocka ut individuella plasmider, och läsa av vilka gener den innehåller. Något man kan göra för att uppnå detta är att göra plasmiden till en streckkod. Det finns olika tekniker för det, bland annat så kallad ”competitive binding”. Det går till på så vis att man placerar plasmiden i ett kemikaliebad. I detta bad finns bland annat en sorts kemikalie som fastnar på plasmiden, men bara på vissa specifika platser. Badet innehåller också ett självlysande ämne. Detta ämne kan också sätta sig på plasmiden, men är inte lika noggran med var den sitter. Därför kommer det självlysande ämnet att fylla upp resten av plasmiden. Om man sen tittar på plasmiden i mikroskop, så kan man inte bara se att den lyser, men också att olika delar lyser olika mycket. Med hjälp av en metod som kallas ”överföringsmatris-metoden” kan man beräkna ett förväntat utseende på en given DNA-sekvens. Genom att jämföra dessa teoretiska streckkoder med experiment kan man komma fram till plasmiders innehåll. Detta går att göra på mindre än en timme efter att provet togs, vilket är mycket snabbare än andra metoder. I denna uppsats vidareutvecklar vi tidigare studier genom att skapa en karta över likheten mellan alla drygt 2 000 kända plasmider. Vi utvecklar också en metod för att upptäcka om en plasmid har ändrats, till exempel genom att DNA har flyttat på sig eller vänt sig. Vi har även en metod för att använda streckkoderna som mallar, när man vill bygga ihop en plasmid från kortare DNA-bitar. Sådana bitar är resultatet av andra analysmetoder, och att kombinera metoder är en viktig teknik för att komma runt svagheter som de enskilda metoderna har

Using Linear Splines to Continuously Develop Understanding of Affordances

Understanding affordance is a bottom-up process that lets simple visual features be used as clues on how to use an object, so that reasonable interactions with objects can be achieved, without any semantic knowledge. Linear splines are proposed as a way for robots to fast and continuously learn how their actions affect their surroundings. The general conclusions that they can draw from only little experience, using this method, are seen as an example of understanding affordances, and the specific case investigated by the robot created as a part of this thesis, is how pushing actions affect small blocks. This information will be used by the robot to perform goal directed tasks, namely to push the block to specific predetermined positions. A way to make generalised predictions, so that actions on new shapes can be performed in a reasonable way without any previous interaction, is proposed. It becomes obvious that good inner representations of actions and reactions are necessary, as well as some management of learned relations

"Hjälp, hur gör jag nu?" ­ en kvalitativ studie om pedagogers kunskap, beredskap och förhållningssätt gällande barn som far illa i hemmet

Syfte: Syftet med vår studie är att undersöka om pedagoger, med hjälp av de kunskaper de får i sin utbildning, är förberedda att hantera situationer där vissa barns hemförhållanden kan få negativa konsekvenser i den pedagogiska verksamheten. Huvudfråga: Vad har verksamma pedagoger för kunskap, beredskap, förhållningssätt och erfarenhet gällande hantering av situationer där barn far illa i hemmet? Metod och material: Vi har i vår studie använt oss av halvstrukturerade kvalitativa intervjuer. Deltagarna bestod av fem pedagoger som på något sätt har anknytning till förskoleverksamheten. Vid transkriberingen av intervjuerna, valde vi ut det material som vi ansåg vara mest relevant för våra frågeställningar. Resultat: Vi kom i vår studie fram till att de respondenter vi intervjuade, trots stora brister av denna problematik i deras utbildning, idag har bra kunskap och beredskap för att hantera situationer där barn far illa och på ett negativt sätt påverkar den pedagogiska verksamheten. Denna kunskap och beredskap har de erhållit genom flera års erfarenhet inom yrket och av kollegor som delat med sig av deras erfarenheter och kunskaper inom denna problematik. Det är alltså genom erfarenhet och utbyte av tankar, idéer och kunskaper med kollegor som pedagogerna har fått den kunskap de idag besitter. Med hjälp av respondenternas svar kunde vi av detta alltså dra en slutsats om att nyutexaminerade pedagoger inte har tillräcklig kunskap att tillgå för att hantera denna typ av problematik. Betydelse för läraryrket: Detta är en svårighet att som alla pedagoger säkerligen kommer att komma i kontakt med under sitt yrkesverksamma liv. Därför är det viktigt att redan från början få en grund att stå på. Denna grund bör därför ingå som ett obligatoriskt inslag i lärarutbildningen, för att pedagoger redan under sina första år ska vara redo att bemöta och kunna hantera denna problematik

Streaming media over the Internet: Flow based analysis in live access networks

Multimedia service delivery over the Internet is a success. The number of services available and the number of people accessing them is huge. In this paper, we investigate multimedia streaming services over the Internet. Our analysis is based on traffic measurement in live access fiber-to-the-home networks. We study parameters like traffic volume and flow characteristics for selected services. Especially the Swedish P2P video service Voddler and the Swedish P2P music service Spotify are studied. We show that indeed these services are widely used (20% of local hosts using Voddler, 65 % of local hosts using Spotify). We also show that they are different concerning the flow characteristics, with many short flows for Voddler and longer flows for Spotify. One thing that they have in common in our measurements is that the outbound, or uplink, traffic volume is larger than the inbound

The secondary structure of apolipoprotein A-I on 9.6-nm reconstituted high-density lipoprotein determined by EPR spectroscopy.

Apolipoprotein A-I (ApoA-I) is the major protein component of high-density lipoprotein (HDL), and is critical for maintenance of cholesterol homeostasis. During reverse cholesterol transport, HDL transitions between an array of subclasses, differing in size and composition. This process requires ApoA-I to adapt to changes in the shape of the HDL particle, transiting from an apolipoprotein to a myriad of HDL subclass-specific conformations. Changes in ApoA-I structure cause alterations in HDL-specific enzyme and receptor-binding properties, and thereby direct the HDL particle through the reverse cholesterol transport pathway. In this study, we used site-directed spin label spectroscopy to examine the conformational details of the ApoA-I central domain on HDL. The motional dynamics and accessibility to hydrophobic/hydrophilic relaxation agents of ApoA-I residues 99-163 on 9.6-nm reconstituted HDL was analyzed by EPR. In previous analyses, we examined residues 6-98 and 164-238 (of ApoA-I's 243 residues), and combining these findings with the current results, we have generated a full-length map of the backbone structure of reconstituted HDL-associated ApoA-I. Remarkably, given that the majority of ApoA-I's length is composed of amphipathic helices, we have identified nonhelical residues, specifically the presence of a β-strand (residues 149-157). The significance of these nonhelical residues is discussed, along with the other features, in the context of ApoA-I function in contrast to recent models derived by other methods

Pyometra in Bitches Induces Elevated Plasma Endotoxin and Prostaglandin F(2α )Metabolite Levels

Endotoxemia in bitches with pyometra can cause severe systemic effects directly or via the release of inflammatory mediators. Plasma endotoxin concentrations were measured in ten bitches suffering from pyometra with moderately to severely deteriorated general condition, and in nine bitches admitted to surgery for non-infectious reasons. Endotoxin samples were taken on five occasions before, during and after surgery. In addition, urine and uterine bacteriology was performed and hematological, blood biochemical parameters, prostaglandin F(2α )metabolite 15-ketodihydro-PGF(2α )(PG-metabolite), progesterone and oestradiol (E(2)-17β) levels were analysed. The results confirm significantly increased plasma levels of endotoxin in bitches with pyometra and support previous reports of endotoxin involvement in the pathogenesis of the disease. Plasma concentrations of PG-metabolite were elevated in pyometra bitches and provide a good indicator of endotoxin release since the concentrations were significantly correlated to the endotoxin levels and many other hematological and chemistry parameters. The γ-globulin serum protein electrophoresis fraction and analysis of PG-metabolite can be valuable in the diagnosis of endotoxin involvement if a reliable, rapid and cost-effective test for PG-metabolite analysis becomes readily available in the future. Treatment inhibiting prostaglandin biosynthesis and related compounds could be beneficial for bitches suffering from pyometra

A prototype-based resonance model of rhythm categorization

Categorization of rhythmic patterns is prevalent in musical practice, an example of this being the transcription of (possibly not strictly metrical) music into musical notation. In this article we implement a dynamical systems' model of rhythm categorization based on the resonance theory of rhythm perception developed by Large (2010). This model is used to simulate the categorical choices of participants in two experiments of Desain and Honing (2003). The model accurately replicates the experimental data. Our results support resonance theory as a viable model of rhythm perception and show that by viewing rhythm perception as a dynamical system it is possible to model central properties of rhythm categorization