Statistical Methods for Conservation and Alignment Quality in Proteins

Construction of multiple sequence alignments is a fundamental task in Bioinformatics. Multiple sequence alignments are used as a prerequisite in many Bioinformatics methods, and subsequently the quality of such methods can be critically dependent on the quality of the alignment. However, automatic construction of a multiple sequence alignment for a set of remotely related sequences does not always provide biologically relevant alignments.Therefore, there is a need for an objective approach for evaluating the quality of automatically aligned sequences. The profile hidden Markov model is a powerful approach in comparative genomics. In the profile hidden Markov model, the symbol probabilities are estimated at each conserved alignment position. This can increase the dimension of parameter space and cause an overfitting problem. These two research problems are both related to conservation. We have developed statistical measures for quantifying the conservation of multiple sequence alignments. Two types of methods are considered, those identifying conserved residues in an alignment position, and those calculating positional conservation scores. The positional conservation score was exploited in a statistical prediction model for assessing the quality of multiple sequence alignments. The residue conservation score was used as part of the emission probability estimation method proposed for profile hidden Markov models. The results of the predicted alignment quality score highly correlated with the correct alignment quality scores, indicating that our method is reliable for assessing the quality of any multiple sequence alignment. The comparison of the emission probability estimation method with the maximum likelihood method showed that the number of estimated parameters in the model was dramatically decreased, while the same level of accuracy was maintained. To conclude, we have shown that conservation can be successfully used in the statistical model for alignment quality assessment and in the estimation of emission probabilities in the profile hidden Markov models.Siirretty Doriast

Ensihymystä kuperkeikkaan : Vauvan ensimmäisen vuoden motorista kehitystä edistävä käsittelyohje

Lasten ja nuorten hyvinvointi puhututtaa terveydenalan asiantuntijoita. Välittäminen ja elämän perusedellytyksistä huolehtiminen ovat olennaisimmat asiat lapsen hyvinvoinnin tukemisessa. Siihen tulee panostaa jo vauvan ollessa kohdussa ja erityisesti ensimmäisen ikävuoden aikana, jolloin lapsen kehitys on nopeampaa kuin koskaan muulloin. Lapsen kehityshäiriöiden tunnistamiseen on myös kiinnitettävä huomiota, sillä suurimmalla osalla lapsia, joilla on motorisia ongelmia, on myös vaikeuksia muilla oppimisen alueilla. Varhaisia motoristen taitojen häiriöitä voidaan ennaltaehkäistä monipuolisella ja aktiivisella käsittelyllä. Vanhempien motivointi ja ohjaaminen tarkoituksenmukaiseen käsittelyyn on tärkeää, koska sillä voidaan parhaiten edistää lapsen kasvua ja kehitystä. Opinnäytetyön tavoitteena on ennaltaehkäistä lasten motorisen kehityksen viivästymiä sekä saada aikaan positiivista vuorovaikutusta vanhempien ja vauvan välille. Työssä käytettiin toiminnallista tutkimusmenetelmää. Työn tarkoituksena oli suunnitella ja tuottaa ohjaus-DVD vauvan motorista kehitystä edistävästä käsittelystä ja liikuntaleikeistä, joka palvelisi mahdollisimman monia kohderyhmiä. DVD:n tavoitteena on ohjata vanhempia ja asiantuntijoita vauvan motorista kehitystä edistävään käsittelyyn sekä antaa työkaluja vauvan kanssa leikkimiseen ja hyvän vuorovaikutussuhteen synnyttämiseen. DVD:stä kerättiin arvioiva palaute yhteensä kymmeneltä Hyvinkään sairaalan, Vantaan kaupungin ja Laakson terveysaseman lasten fysioterapeutilta sekä kuudelta Myyrmäen perhevalmennukseen osallistuneelta vanhemmalta. Palauteaineisto kerättiin ryhmähaastatteluin, prosessoitiin kvalitatiivisella menetelmällä ja analysoitiin sisällön erittelyllä. Palaute DVD:stä oli positiivista ja sen mukaan työssä paneuduttiin sellaiseen aiheeseen, jolla on merkitystä ja jolle löytyy kohdeyleisöä niin vanhemmista kuin asiantuntijoista. Saadun palautteen myötä DVD muokattiin lopulliseen muotoonsa. DVD soveltuu vanhemmille ja sukulaisille sekä hoitohenkilökunnalle ja opetuskäyttöön. Käsittelyohjeet liittyvät tavallisimpiin arkipäivän hoitotilanteisiin, joissa vauvan kehitysvaiheita voidaan helposti tukea. Lisäksi DVD:llä on liikuntaleikkejä ikäkausittain sekä lyhyt johdanto vauvahierontaan. Opetusmateriaalin tuottamiseen edellytetään kattavaa teoreettista tietopohjaa, joka on kerätty useasta eri lähteestä. Opinnäytetyössä kuvatut DVD:n ohjeistukset pohjautuvat alan kirjallisuuteen sekä jo olemassa oleviin ohjeisiin. Jatkotutkimusaiheena olisi mielenkiintoista selvittää DVD:n kohderyhmän kokemuksia tuotetusta DVD:stä käytännössä. Lisäksi voisi selvittää onko tarvetta kehittää tuotteelle jatko-osa, jossa voitaisiin keskittyä tältä DVD:ltä puuttuviin osioihin kuten esimerkiksi vauvatukseen.From the first smile to the somersault Handling instructions to promote an infant’s first year motor development Children and young person’s well-being is discussed among healthcare professionals. Caring and providing basic essentials are the main ideas in supporting a child’s well-being. It should be invested on when the baby is still in the womb and especially during the first year when the child’s development is faster than ever. Identifying the child’s developmental disturbances should be attended to, because most of the children who have motor problems have also difficulties in other learning areas. Versatile and active handling of the child can prevent early motor skill disorders. It is important to motivate parents to the child’s appropriate handling, because it is the best way to promote growth and development. The object of the thesis is to prevent children’s motor development delays and to establish positive interaction between parents and the infant. A functional method was used in this thesis. The purpose of the thesis was to design and produce an instructional DVD on an infant’s handling to promote motor development and on activities that would serve as many target groups as possible. The aim of the DVD is to instruct parents and experts on handling methods to promote an infant’s motor development and also to give tools to play with the infant and to establish good interaction. The DVD’s evaluation feedback was gathered from the ten children’s physiotherapists working in Hyvinkää hospital, City of Vantaa and the Laakso health center and also from the six parents who participated in the family training in Myyrmäki. The feedback material was gathered from group interviews, was processed through a qualitative method and analyzed with content categorization. The feedback from the DVD was positive, and based on that, we have studied a subject that has a meaning and finds its audience both from parents and experts. On the basis of the received feedback the DVD was edited to its final form. The DVD is suitable for parents and relatives as well as for nursing staff and teaching purposes. The handling instructions are linked to most common everyday childcare situations in which an infant’s developmental phases can be easily supported. The DVD also includes activities for different age periods and a short introduction to baby massage. To produce a thesis for teaching purposes requires a wide theoretical basis of knowledge gathered from various sources. The instructions shown on the DVD are based on literature in health sciences and on generally distributed information leaflets. A subject for a further study could be to determine what kind of experiences the target group had of the DVD in practice. Furthermore, it could be investigated if there is a need for an additional DVD where themes that are missing from this DVD for example musical and other activities for babies could be included.Opinnäytetyön tuotos, DVD, on myynnissä ja sen voi tilata nettiosoitteesta www.ensihymy.fi tai sähköpostitse [email protected]

Statistical methods for conservation and alignment quality in proteins

v2008okDiss.: Turun yliopisto, 200

Butterfly genomics : insights from the genome of Melitaea cinxia

The first lepidopteran genome (Bombyx mori) was published in 2004. Ten years later the genome of Melitaea cinxia came out as the third butterfly genome published, and the first eukaryotic genome sequenced in Finland. Owing to Ilkka Hanski, the M. cinxia system in the angstrom land Islands has become a famous model for metapopulation biology. More than 20 years of research on this system provides a strong ecological basis upon which a genetic framework could be built. Genetic knowledge is an essential addition for understanding eco-evolutionary dynamics and the genetic basis of variability in life history traits. Here we review the process of the M. cinxia genome project, its implications for lepidopteran genome evolution, and describe how the genome has been used for gene expression studies to identify genetic consequences of habitat fragmentation. Finally, we introduce some future possibilities and challenges for genomic research in M. cinxia and other Lepidoptera.Peer reviewe

Characterisation of erwinias causing blackleg and soft rot in Finland

Potato stems showing blackleg or wilting were collected during 2003-2004 and the erwinias were isolated based on cavity forming on pectate-containing media followed by anaerobic growth test. Bacteri were also isolated from rotting tubers and from water samples collected from rivers in southern and western Finland

The Glanville fritillary genome retains an ancient karyotype and reveals selective chromosomal fusions in Lepidoptera

Previous studies have reported that chromosome synteny in Lepidoptera has been well conserved, yet the number of haploid chromosomes varies widely from 5 to 223. Here we report the genome (393Mb) of the Glanville fritillary butterfly (Melitaea cinxia; Nymphalidae), a widely recognized model species in metapopulation biology and eco-evolutionary research, which has the putative ancestral karyotype of n¼31. Using a phylogenetic analyses of Nymphalidae and of other Lepidoptera, combined with orthologue-level comparisons of chromosomes, we conclude that the ancestral lepidopteran karyotype has been n¼31 for at least 140My. We show that fusion chromosomes have retained the ancestral chromosome segments and very few rearrangements have occurred across the fusion sites. The same, shortest ancestral chromosomes have independently participated in fusion events in species with smaller karyotypes. The short chromosomes have higher rearrangement rate than long ones. These characteristics highlight distinctive features of the evolutionary dynamics of butterflies and moths

A statistical score for assessing the quality of multiple sequence alignments

v2006okBEL/MG

The use of macroarray as a simple tool to follow the metabolic profile of Lactobacillus plantarum during fermentation

201

Ecological and genetic basis of metapopulation persistence of the Glanville fritillary butterfly in fragmented landscapes

Ecologists are challenged to construct models of the biological consequences of habitat loss and fragmentation. Here, we use a metapopulation model to predict the distribution of the Glanville fritillary butterfly during 22 years across a large heterogeneous landscape with 4,415 small dry meadows. The majority (74%) of the 125 networks into which the meadows were clustered are below the extinction threshold for long-term persistence. Among the 33 networks above the threshold, spatial configuration and habitat quality rather than the pooled habitat area predict metapopulation size and persistence, but additionally allelic variation in a SNP in the gene Phosphoglucose isomerase (Pgi) explains 30% of variation in metapopulation size. The Pgi genotypes are associated with dispersal rate and hence with colonizations and extinctions. Associations between Pgi genotypes, population turnover and metapopulation size reflect eco-evolutionary dynamics, which may be a common feature in species inhabiting patch networks with unstable local dynamics.Peer reviewe

Perunantyvi- ja märkämätää aiheuttavaa Erwinia-lajistoa kartoitetaan

Piilevä perunantyvi- ja märkämätä aiheuttaa ongelmia siemenperunan tuotannossa. MTT:n (Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus) ja Helsingin yliopiston välisessä yhteisprojektissa etsitään keinoja tyvi- ja märkämädän hallintaan bioteknisin menetelmin. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, mikä on eri perunantyvi- ja märkämätää aiheuttavien Erwinia-bakteerilajien merkitys taudinaiheuttajana Suomessa ja mikä on mahdollisten luonnonkantojen rooli. Tyvi- ja märkämätää aiheuttavassa bakteerilajistossa on havaittu 2000-luvulla merkittäviä muutoksia Euroopan tärkeimmillä perunantuotantoalueilla. Projekti aloitettiin kartoittamalla Erwinia-lajistoa keräämällä näytteitä sairaista perunan varsista ja mukuloista sekä jokivesistä Etelä-Suomesta ja Etelä-Pohjanmaalta. Näytteistä eristettiin bakteerikantoja puhdasviljelmiksi käyttäen pektaattia sisältävää alustaa. Eristetyt bakteerikannat tunnistettiin Erwinia-spesifisin PCR-testein. Vuoden 2004 kartoitus osoitti, että Suomen oloihin tyypillinen Erwinia carotovora alalaji atroseptica (Eca) oli vielä vallitseva tyvimädän aiheuttaja ja Erwinia carotovora alalaji carotovora (Ecc) märkämädän aiheuttaja. Lisäksi kartoitus paljasti, että lämpimimmissä ilmastoissa tyvi- ja märkämätää aiheuttavaa E. chrysanthemi –lajia (Ech) esiintyy nyt Suomessa. Uuden tulokaslajin osuus oli merkittävä kaikissa näytetyypeissä, vaikka se olikin rajoittunut muutamaan siemenerään. Kaikki vesinäytteistä eristetyt kannat olivat Ech:ta. Yleisesti Ech:ta on pidetty lämpimien ilmasto-olojen lajina, mutta on mahdollista, että Ech-lajista on kehittynyt viileässä ilmastossa menestyviä kantoja. On kuitenkin ilmeistä, että aggressiivisia Ech-kantoja löytyy meillä sekä perunoista että jokivedestä, joten Ech on todennäköisesti pysyvä ongelma, joka on otettava diagnostiikassa ja siementarkastuksessa huomioon. Eristetyistä Erwinia-kannoista otettiin kattava otos ja ne sekvensoitiin 16S-23S rDNAvälialueelta käyttäen universaaleja alukkeita. Sekvensoidut kannat ryhmiteltiin fylogeneettisten puiden perusteella. Puiden estimointiin käytettiin Bayesiläisiä fylogenetiikan menetelmiä. Ryhmittely osoitti, että Eca-kannat olivat hyvin homologisia, kuten aikaisemmin on esitetty. Ecc- ja Ech-kannoissa oli enemmän vaihtelua. Tulkinnasta riippuen kummankin lajin kannat voitiin jaotella useampaan ryhmään.Jatkossa selvitetään, onko näillä ryhmillä yhteyttä taudinaiheuttamiskykyyn, jota tutkitaan mukula- ja varsimädätystesteillä kasvihuoneella sekä kenttäkokeissa. Mielenkiinnon kohteena on, voidaanko perunaerän tyvi- ja märkämädän puhkeamisriskiä ennakoida huomioiden bakteerikantojen geneettinen vaihtelu