Ab initio molecular dynamics study of collective excitations in liquid H2_2O and D2_2O: Effect of dispersion corrections

The collective dynamics in liquid water is an active research topic experimentally, theoretically and via simulations. Here, ab initio molecular dynamics simulations are reported in heavy and ordinary water at temperature 323.15 K, or 50$^\circ$C. The simulations in heavy water were performed both with and without dispersion corrections. We found that the dispersion correction (DFT-D3) changes the relaxation of density-density time correlation functions from a slow, typical of a supercooled state, to exponential decay behaviour of regular liquids. This implies an essential reduction of the melting point of ice in simulations with DFT-D3. Analysis of longitudinal (L) and transverse (T) current spectral functions allowed us to estimate the dispersions of acoustic and optic collective excitations and to observe the L-T mixing effect. The dispersion correction shifts the L and T optic (O) modes to lower frequencies and provides by almost thirty per cent smaller gap between the longest-wavelength LO and TO excitations, which can be a consequence of a larger effective high-frequency dielectric permittivity in simulations with dispersion corrections. Simulation in ordinary water with the dispersion correction results in frequencies of optic excitations higher than in D$_2$O, and in a long-wavelength LO-TO gap of 24 ps$^{-1}$ (127 cm$^{-1}$).Comment: 14 pages, 9 figure

Structural studies on members of the picornavirus superfamily

The pathogenic members of the picornavirus superfamily have adverse effects on humans, their crops and their livestock. As structure is related to function, detailed structural studies on these viruses are important not only for fundamental understanding of the viral life cycle, but also for the rational design of vaccines and inhibitors for disease control. These viruses have positive sense, single-stranded RNA genomes enclosed in a protein capsid. X-ray crystallography and cryo-electron microscopy studies have revealed that the isometric members of this group have icosahedrally-symmetric capsids made up of 60 copies of each of the structural proteins. The members that infect animal cells often employ one or more cellular receptors to facilitate cell entry which in some cases is known to initiate the uncoating sequence of the genome. The nature of the interactions between individual viruses and alternative cellular receptors has rarely been probed. The capsid assembly of the members of the picornavirus superfamily is considered to be cooperative and the interactions of RNA and capsid proteins are thought to play an important role in orchestrating virus assembly. The major aims of this thesis were to solve the structures of blackcurrant reversion virus (BRV), human parechovirus 1 (HPEV1) and coxsackievirus A7 (CAV7), as well as the structure of HPEV1 complexed with two of its cellular receptors using cryo-electron microscopy, three-dimensional image reconstruction and homology modeling. Each of the selected viruses represents a taxonomic group where little or no structural data was previously available. The results enabled the detailed comparison of the new structures to those of known picornaviruses, the identification of surface-exposed epitopes potentially important for host interaction, the mapping of RNA-capsid protein interactions and the elucidation of the basis for the specificity of two different receptor molecules for the same capsid. This work will form the basis for further studies on the influence of RNA on parechovirus assembly as a potential target for drug design.Pikornavirusten superperheen patogeeniset jäsenet aiheuttavat haittaa ihmisille, viljelykasveille ja karjalle. Koska rakenne on yhteydessä toimintaan, yksityiskohtaiset rakenteelliset tutkimukset ovat tärkeitä niin virusten elämänkierron ymmärtämisen kuin rokotteiden ja inhibiittorien rationaalisen suunnittelunkin tähden. Näillä viruksilla on yksijuosteinen, positiivinen RNA genomi suljettuna proteiinikapsidin sisään. Röntgenkristallografia ja kryo-elektroni mikroskopia tutkimukset ovat paljastaneet että tämän ryhmän isometrisillä jäsenillä on ikosaedraalisesti symmetriset kapsidit, jotka koostuvat jokaisen rakenteellisen proteiinin 60:stä kopiosta. Ne jäsenet jotka infektoivat eläinsoluja usein käyttävät yhtä tai useampaa solun reseptoria päästäkseen sisään soluun. Joissain tapauksissa solun reseptori käynnistää tapahtumasarjan joka johtaa genomin vapautumiseen. Yksittäisen viruksen ja sen vaihtoehtoisten reseptorien vuorovaikutuksia on harvoin tutkittu. Picornavirusten superperheen jäsenien kapsidin rakentumista pidetään RNA:n ja rakenteellisten proteiinien yhteistyönä. Tämän työn päätavoitteina oli selvittää blackcurrant reversion virus (BRV), human parechovirus 1 (HPEV1) and coxsackievirus A7 (CAV7) rakenteet, samoin kuin kahden HPEV1-reseptori kompleksin rakenteet käyttäen kryo-elektroni mikroskopiaa, kolmiulotteista rekonstruktio menetelmää ja homologia mallinnusta. Jokainen valituista viruksista edustaa taksonomista ryhmää, josta rakenteellista tietoa ei ole ollut laisinkaan tai on ollut tarjolla niukalti. Tulokset mahdollistivat uusien rakenteiden yksityiskohtaisen vertailun jo tunnettuihin pikornavirusten rakenteisiin. Lisäksi tunnistimme kapsidien pinnalta epitooppeja jotka voivat olla merkittäviä viruksen ja isäntäsolun vuorovaikutuksessa, kartoitimme RNA:n ja rakenteellisten proteiinien vuorovaikutuksia ja selvitimme kahden eri reseptorin vuorovaikutuksia saman kapsidin pinnalla. Tämä työ muodostaa pohjan jolta jatkotutkimuksia RNA:n vaikutukseen parechoviruksen kapsidin muodostuksessa ja mahdollisena lääkeaineiden suunnittelun kohteena voidaan jatkaa

Molecular Genetics of Age-related Macular Degeneration

Age-related macular degeneration (AMD; OMIM # 603075) is an eye disease of the elderly, signs of which appear after the age of 50. In the Western world it is a leading cause of permanent visual loss with a prevalence of 8.5% in persons under 54 years of age and of 37% in persons over 75 years of age. Early forms of AMD may be asymptomatic, but in the late forms usually a central scotoma in the visual field follows severely complicating daily tasks. Smoking, age, and genetic predisposition are known risk factors for AMD. Until recently no true susceptibility genes had been identified though the composition of drusen deposits, the hallmarks of AMD, has suggested that the complement system might play a role in the pathogenesis of AMD. When four groups reported in March 2005, that, on chromosome 1q32, a Y402H variant in the complement factor H (CFH) gene confers risk for AMD in independent Caucasian samples, a new period in the field of genetic research of AMD started. CFH is a key regulator of the complement system. Thus, it is logical to speculate, that it plays a role in the pathogenesis of AMD. We performed a case-control association study to analyse whether the CFH Y402H variant contain a risk for AMD in the Finnish population. Although the population of Finland represents a genetic isolate, the CFH Y402H polymorphism was associated with AMD also in our patient sample with similar risk allele frequencies as in the other Caucasian populations. We further evaluated the effects of this variant, but no association between lesion subtype (predominantly classic, minimally classic or occult lesion) or lesion size of neovascular AMD and the CFH Y402H variant was detected. Neither did the variant have an effect on the photodynamic therapy (PDT) outcome. The patients that respond to PDT carried the risk genotype as frequently as those who did not respond, and no difference was found in the number of PDT sessions needed in patients with or without the risk genotypes of CFH Y402H. Functional analyses, however, showed that the binding of C-reactive protein (CRP) to CFH was significantly reduced in patients with the risk genotype of Y402H. In the past two years, the LOC387715/ high-temperature requirement factor A1 (HTRA1) locus on 10q26 has also been repeatedly associated with AMD in several populations. The recent discovery of the LOC387715 protein on the mitochondrial outer membrane suggests that the LOC387715 gene, not HTRA1, is the true predisposing gene in this region, although its biological function is still unknown. In our Finnish patient material, patients with AMD carried the A69S risk genotype of LOC387715 more frequently than the controls. Also, for the first time, an interaction between the CFH Y402H and the LOC387715 A69S variants was found. The most recently detected susceptibilty gene of AMD, the complement component 3 (C3) gene, encodes the central component of the complement system, C3. In our Finnish sample, an additive gene effect for the C3 locus was detected, though weaker than the effects for the two main loci, CFH and LOC387715. Instead, the hemicentin-1 or the elongation of very long chain fatty acids-like 4 genes that have also been suggested as candidate genes for AMD did not carry a risk for AMD in the Finnish population. This was the first series of molecular genetic study of AMD in Finland. We showed that two common risk variants, CFH Y402H and LOC387715 A69S, represent a high risk of AMD also in the isolated Finnish population, and furthermore, that they had a statistical interaction. It was demonstrated that the CFH Y402H risk genotype affects the binding of CFH to CRP thus suggesting that complement indeed plays an important role in the pathogenesis of AMD.Silmänpohjan ikärappeuma on yleisin näkövammaisuutta aiheuttava sairaus länsimaissa. Suomessa sitä esiintyy noin 40%.lla yli 70-vuotiaista. Se on silmän verkkokalvon tarkan näkemisen alueen sairaus, joka voi aiheuttaa näkökentän keskeiseen osaan laajan puutosalueen, ja voi siten heikentää näkökykyä oleellisesti. Silmänpohjan ikärappeuman kiistattomia riskitekijöitä ovat ikä, perintötekijät ja tupakointi. Molekyyligeneettisten tutkimusten avulla on voitu viime vuosina osoittaa, että silmänpohjan ikärappeumalla on vahva immunologinen tausta. Kaksi ikärappeumaan liittyvistä alttiusgeeneistä komplementtifaktori H ja C3 vaikuttavat ihmisen immuunipuolustukseen. HTRA1 ja LOC387715-geenit ovat uusia geenejä, joiden toiminnasta on vielä vähän tietoa. Näistä LOC3817715 on uusi mitokondrion ulkokalvon proteiini, joka ilmentyy verkkokalvon soluissa ja vaikuttaa todennäköiseltä alttiusgeeniltä. Tässä väitöskirjatyössä on tutkittu edellä mainittuja silmän ikärappeuman alttiusgeenejä 300 suomalaisen potilaan aineistossa. Kyseisten alttiusgeenien variantit assosioituvat ikärappeumaan myös suomalaisilla potilailla ja riskialleelien frekvenssit olivat samaa tasoa kuin muissa kaukasialaisissa populaatioissa. Väitöskirjassa selvitettiin tarkemmin CFH Y402H polymorfismin merkitystä ikärappeuman synnyssä. CFH Y402H genotyypin ei todettu vaikuttavan siihen, minkälainen pitkälle edenneen ikärappeuman muoto (predominantly classic, minimally classic tai occult) potilaalla oli tai siihen, miten ikärappeumapotilas reagoi fotodynamiseen hoitoon, joka on viime vuosiin asti ollut pääasiallinen kostean ikärappeuman hoitomuoto. Väitöskirjassa osoitettiin myös, että tekijä H:n Y402H:n genotyyppi vaikutti tulehdusta ilmentävän C-reaktiivisen proteiinin sitoutumiseen. Silmän ikärappeumaa voidaan pitää oligogeenisenä tautina eli sen syntyyn vaikuttavat vain harvat suuren riskin sisältämät geenit. Niiden löytyminen auttaa osaltaan uusien hoitomuotojen kehittämisessä

Excavations at the Juoksemajärvi Westend Stone Age dwelling site in 2002

The first dwelling depression in the Karelian Isthmus was excavated in June 2002 jointly by Finnish and Russian researchers at the Juoksemajärvi Westend (Bol'šoe Zavetnoe 4) Stone Age dwelling site, in Räisälä municipality. There are altogether eight certain and two possible dwelling depressions known at the site; however, part of the site has been destroyed by a sandpit and thus originally there might have been even more depressions at the site. Excavations showed that the site had been used in various periods during the prehistory. The earliest occupation dates back to the Mesolithic Stone Age, which is attested by the find material and one radiocarbon date. The studied dwelling depression might date to the Early Combed Ware period but also Late Neolithic dating is possible based on finds and radiocarbon dates. Other parts of the site have also been inhabited during the Typical Combed Ware period . The nature of the site points to a relative residential sedentarity in all settlement phases and the site has been possibly used year-round

Lithics after Stone Age in East Africa : Wadh Lang'o case study

Tutkielmassa käsitellään kiviesineiden käytön jatkumista kivikauden jälkeen Itä-Afrikassa. Rautakauden alku Itä- ja Etelä-Afrikassa liitetään perinteisesti bantuheimojen migraatioon näille alueille. Tämä vallitseva teoria otettiin tässä tutkimuksessa lähtökohdaksi. Afrikasta tunnetaan runsaasti sekä etnografisia että arkeologisia esimerkkejä kiviteknologian säilymisestä paikoin 1900-luvun loppupuolelle. Nämä liittyvät usein perimätiedon perusteella "kivikautisten" metsästäjä-keräilijöiden ja rautakautisten maanviljelijä- ja karjanhoitajayhteisöjen rinnakkaiseloon. Tutkimuskysymystä lähestytään sekä julkaistun että primääriaineiston kautta. Alussa esitellään kirjallisuudesta löytyviä esimerkkejä myöhäisestä kiviesineiden käytöstä, minkä jälkeen käydään tarkemmin läpi Malawin alueelta julkaistu aiheeseen liitettävissä oleva arkeologinen aineisto. Tätä käytetään vertailuaineistona tutkimuksen pääasiallista tapaustutkimusta käsiteltäessä. Pääasiallisena tapaustutkimuksena toimii Viktoria-järven läheisyydessä sijaitsevan Wadh Lang'o:n asuinpaikan kiviesineistön analyysi. Wadh Lang'o:sta tunnetaan pitkä kulttuurisekvenssi, joka kattaa alueen myöhäiskivikautiset ja rautakautiset kulttuurivaiheet. Stratigrafisen aineiston perusteella kiviesineet ovat säilyneet asuinpaikalla käytössä ainakin keskisen rautakauden alkuun. Varhaisimmassa vaiheessa asuinpaikkaa on asuttanut Oltome-kulttuuriin kuuluva väestö. Suurimmat muutokset materiaalisessa kulttuurissa analyysin kattamana aikana ovat aiheutuneet seuraavan kulttuurivaiheen, Elmenteitan-kulttuurin, myötä. Kiviesineistön perusteella Elmenteitan-keramiikan ilmaantuminen asuinpaikalle on liitettävissä idästäpäin Itä-Afrikan hautavajoaman suunnalta tapahtuneeseen migraatioon. Jatkuvuuden puolesta puhuvat esimerkiksi tehdyt kiviraaka-aine valinnat. Vaikuttaa, että edeltänyt Oltome-keraaminen väestö on säilyttänyt vaikutuksensa asuinpaikalla vielä tänäkin aikana. Varhaisrautakautisen Urewe-keramiikan ilmestymiseen asuinpaikalle ei näyttäisi olevan liitettävissä mitään suurisuuntaista migraatiota, toisin kuin vallalla oleva teoria bantumigraatiosta antaisi olettaa. Mahdollisesti uusi keramiikka on omaksuttu spesialistien, esimerkiksi seppien, muuton myötä tai vaeltavien kauppiaiden vaikutuksesta. Kiviesineistö osoittaa jatkuvuutta esimerkiksi mikroliittien morfologisten piirteiden ja käytettyjen raaka-aineiden perusteella. Mahdollisesti Elmenteitan-kulttuurin karjanhoitoa harjoittanut väestö on kyennyt estämään bantusiirtolaisten muuton alueelleen. Rauta ei vaikuta olleen asuinpaikalla missään vaiheessa erityisen yleistä, eikä paikalta tunneta merkkejä raudanvalmistuksesta. Tutkielman lopussa esitellään kaksi vaihtoehtoista mallia, joiden pohjalta myöhäinen kiviesineiden käyttö voisi selittyä. Niistä ensimmäinen perustuu konventinaaliseen käsitykseen, jossa rautakauden alku nähdään bantumigraation seurauksena. Toinen malli perustuu varhaisrautakautisten kulttuuripiirteiden leviämiseen diffuusion avulla. Wadh Lang'o:n tapaustutkimus näyttäisi puhuvan diffuusion puolesta, mutta toisilla alueilla, esimerkiksi Malawissa, migraatio vaikuttaa olevan todennäköisin selitysmalli

Osteological material from the Stone Age and Early Metal Period sites in Karelian Isthmus and Ladoga Karelia

Subfossil refuse fauna has been collected from the Stone Age and Early Metal Period sites in Ceded Karelia ever since the early 20th century. In this article all the faunal assemblages analysed up to 2004 from the area are presented. Most of the presented assemblages derive from the excavations carried out during the first decades of the 20th century, and the fact that the early excavators often concentrated on collecting the biggest and best preserved bone fragments brings bias to the data. Only four of the analyzed sites have been excavated in the 21st century, but already these show the influence of the different excavation methods used almost hundred years apart. The recently excavated assemblages are more often dominated by small bone fragments like fish bones. Seal remains dominate most of the analyzed assemblages both on the shores of the Lake Ladoga and the Gulf of Finland, and only a few sites differ from this picture

Sähköinen laskujen käsittely pk-yrityksessä

Tämän opinnäytetyön tavoitteena on selvittää, millaisia vaihtoehtoja pienyrittäjillä on sähköiseen osto- ja myyntilaskutukseen siirryttäessä. Toimeksiantajana on Maanrakennus Seitsonen Oy. Työssä tarkastellaan sähköisen laskujen käsittelyn hyötyjä ja haittoja sekä selvitetään osto- ja myyntilaskujen eri kierrätysohjelmia. Työssä kerrotaan myös verkkolaskutuksesta ja siihen siirtymisestä. Työn teoriaosuuden tavoitteena on antaa selkeä kuva lukijalle sähköisestä laskujen käsittelystä ja siihen liittyvistä ohjelmista ja järjestelmistä. Työssä kerrotaan esimerkkejä pk-yrityksen laskutusohjelma vaihtoehdoista ja niiden käyttöönotosta. Empiriaosion tarkoituksena on löytää Maanrakennus Seitsonen Oy:lle sopiva laskujenkäsittelyohjelma. Tällä hetkellä yrityksen taloushallinto hoidetaan tilitoimistossa. Tutkimuksessa päädyttiin siihen, että Maanrakennus Seitsonen Oy:n ei kannata tehdä suuria investointeja laskutusohjelman hankkimiseksi, koska kyseessä on pieni yritys jossa työskentelee vain 2 työntekijää. Yrityksellä laskujen määrät ovat toistaiseksi vielä pieniä, joten paras vaihtoehto yrityksen laskujen käsittelyyn olisi jokin Internet-pohjainen laskujen käsittelyjärjestelmä.The aim of this thesis was to clarify the options for a small company in transition to electronic invoicing. The case company is Maanrakennus Seitsonen Oy. This thesis examines the benefits and risks of electronic invoicing. Different purchase invoicing and sales invoicing softwares will also be clarified. In this thesis will also be told about electronic invoice and the implementation of electronic invoice. The target of the theoretical part was to give the reader a clear picture of electronic invoicing and related programs and systems. In this thesis there are examples from different invoicing systems for a small company. The main task was to find the best invoice prosessing program for Maanrakennus Seitsonen Oy. At the moment the company`s financial administration is taken care of by an accounting company. Maanrakennus Seitsonen is a small company, that employs only two persons. That is why the company should not make big invoicing system investments. The number of invoices in the company is small for now, so the best alternative for the company’s invoicing would be some kind of invoice program based on the Internet

Detecting Archaeological Features with Airborne Laser Scanning in the Alpine Tundra of Sapmi, Northern Finland

Open access airborne laser scanning (ALS) data have been available in Finland for over a decade and have been actively applied by the Finnish archaeologists in that time. The low resolution of this laser scanning 2008-2019 dataset (0.5 points/m(2)), however, has hindered its usability for archaeological prospection. In the summer of 2020, the situation changed markedly, when the Finnish National Land Survey started a new countrywide ALS survey with a higher resolution of 5 points/m(2). In this paper we present the first results of applying this newly available ALS material for archaeological studies. Finnish LIDARK consortium has initiated the development of semi-automated approaches for visualizing, detecting, and analyzing archaeological features with this new dataset. Our first case studies are situated in the Alpine tundra environment of Sapmi in northern Finland, and the assessed archaeological features range from prehistoric sites to indigenous Sami reindeer herding features and Second Word War-era German military structures. Already the initial analyses of the new ALS-5p data show their huge potential for locating, mapping, and assessing archaeological material. These results also suggest an imminent burst in the number of known archaeological sites, especially in the poorly accessible and little studied northern wilderness areas, when more data become available.Peer reviewe