Browsing by Title

Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is a hematological malignancy that is characterized by uncontrolled proliferation and blocked maturation of lymphoid progenitor cells. It is divided into B- and T-cell types both of which have multiple subtypes defined by different somatic genetic changes. Also, germline predisposition has been found to play an important role in multiple hematological malignancies and several germline variants that contribute to the ALL risk have already been identified in pediatric and familial settings. There are only few studies including adult ALL patients but thanks to the findings in acute myeloid leukemia, where they found the germline predisposition to consider also adult patients, there is now more interest in studying adult patients. The prognosis of adult ALL patients is much worse compared to pediatric patients and many are still lacking clear genetic markers for diagnosis. Thus, identifying genetic lesions affecting ALL development is important in order to improve treatments and prognosis. Germline studies can provide additional insight on the predisposition and development of ALL when there are no clear somatic biomarkers. Single nucleotide variants are usually of interest when identifying biomarkers from the genome, but also structural variants can be studied. Their coverage on the genome is higher than that of single nucleotide variants which makes them suitable candidates to explore association with prognosis. Copy number changes can be detected from next generation sequencing data although the detection specificity and sensitivity vary a lot between different software. Current approach is to identify the most likely regions with copy number change by using multiple tools and to later validate the findings experimentally. In this thesis the copy number changes in germline samples of 41 adult ALL patients were analyzed using ExomeDepth, CODEX2 and CNVkit.

The evolution of biominerals, including teeth, has been an important step in the evolutionary diversification of organisms. For an organism, biominerals allow various advantages, such as ion storage, protection, food capture and processing, and locomotion. In mammals, tooth enamel is the hardest and most mineralized part of the body. Although tooth development is better known than that of many other organs, the maturation of enamel is still not completely understood. Enamel formation is a slow process biologically. In humans, the mineralization of the enamel in the first permanent molars starts at the time of birth, and the process continues even after the eruption of the teeth at the age of six years. Any disturbances during the enamel formation or other damage later in life will become permanent, as enamel does not reform. The aim of this work is to document the maturation of domestic pig molars, and use mineralogical and physics research methods to study enamel growth. The domestic pig (Sus scrofa domesticus) is a plant-dominated herbivore with large, bunodont molars. The relatively fast development of pig teeth together with their large size makes pig teeth a suitable model for comparisons of different methods. One of the methodological interests was to test if mineral grains can be used in computational microtomography for relative calibration of the absorption models. Three minerals (fluorapatite, quartz and siderite) were chosen by their physical and chemical features. The calibrated absorption models were compared with the results of more traditional methods, such as thin sections and hardness tests. X-ray diffraction and scanning electron microscopy were also used for structural studies. The results show that the microtomography is a valuable starting point for the traditional destructive methods used in the study of biomineralization, but does not substitute for the other methods. The mineral calibration was an efficient method for the microtomography-absorption models. Additionally, the calibration minerals allowed detection of microtomography artifacts better than using teeth only.

Plant-plant interactions, i.e. biotic interactions, shape plant communities and the vegetation's succession along abiotic environmental factors. Positive interactions (e.g. facilitation) may expand species niches and enhance growth and reproduction. Negative interactions (e.g. competition, allelopathy) can interfere with growth and reproduction, even out competing some species from their niches. Negative and positive interactions co-occur, but research has shown that positive interactions are generally more common and important than negative ones in harsh environments. The theory of change of net-interaction from negative to positive along an environmental gradient is called the stress gradient hypothesis (=SGH). This work examines nordic crowberry's (Empetrum nigrum ssp. hermaphroditum) effect on arctic-alpine species' sexual reproduction under different environmental stress levels. Crowberry is a dominant species in low-nutrient, acidic arctic-alpine ecosystems. Its competitive ability is based on allelopathic characteristics and a forming of dense mats. It is also unpalatable for herbivores. The species facilitative characteristics include providing shelter from the wind and maintaining an ericoidmycorrhiza community. In this research environmental stress is represented by geomorphological disturbance and soil moisture, with the interactions between crowberry and other species are examined as the relationship between crowberry cover and the fitness measures (e.g. abundance of flowers or fruits) of study species. Explanation for the variation in the effects of crowberry is tried to find from the traits of the study species. Data was collected in May 2011 from Kilpisjärvi, northernmost Finland. The study area comprised 960 1m2 cells. In each cell the cover of each species (including crowberry), the abundance of each species flowers or fruits, the cover of geomorfological disturbance and soil moisture were recorded. Generalized linear models (=GLM) were run for all species to identify the best model for predicting fitness (as selected by the AIC-criterion). Spatial autocorrelation was accounted for by repeating analyses using generalized estimation equation models (GEE), which explicitly account for the spatial structure of data. 17 species were included to the research based on the abundance of their flowers and berries in the research area. Crowberry is included in the best fit model for 14 out of 17 species. The effect of crowberry was positive for four species and negative for ten species based on the modeling results. Interactions of the crowberry and one of the environmental variables are included to the models 19 times. In ten of these cases the interactions agreed with the predictions of the SGH (i.e. effect of crowberry became less negative with increasing abiotic stress). No species traits were consistently related to the outcome of interaction between crowberry and environmental variable, although crowberry effects on dwarf shrub species appeared to be more commonly positive than on other growthforms. According to these results, crowberry has dominant role in arctic-alpine plant communities. The species effect on sexual reproduction of other plant species is commonly negative, but the effect can change to positive along environmental stress gradients, supporting the SGH. Dwarf shrubs may interact positively with crowberry because of sharing the same mycorrhiza type, while more generally species may benefit from crowberry due to its provisioning of shelter from the wind and increased soil moisture. The negative effect of crowberry might be related to its production of allelopathic compounds or its dense growth. The reason for crowberry having a facilitative affect under disturbed conditions might be an indirect effect of disturbance decreasing crowberry's allelopathic effects. These results show that the roles of crowberry and biotic interactions in arctic-alpine vegetation are important. Therefore understanding their effects and mechanisms is important in predicting how this vegetation will respond to changing climate.

Multiple anthropogenic stressors on lake ecosystems demand effective measures towards improved protection and management of water bodies. The Water Framework Directive defines a common goal for sound water management and obliges EU member countries to monitor and protect the ecological status and water quality of all relevant surface waters. However, major problems hindering the attempts for effective water management are the lack of long-term observational data on reference status and an inadequate understanding of the responses of lake ecosystems to environmental pressures. With this regard, paleolimnological techniques are invaluable as they provide means to seek for past analogies of lake-environment interactions. Long-term development in the water quality and ecological status of Lake Storträsk, located in southern Finland, was assessed using a variety of paleolimnological proxies. The aim was to determine the reference status of this dystrophic lake, and to attain holistic understanding of late Holocene environmental changes and their influences on the lake's status. The principal hypothesis of the study was that late Holocene climate changes, catchment development and contemporary human activities have affected the status of the lake leaving records in the abiotic and biotic features of the sediment deposits. A 43-cm sediment core was obtained from the lake basin and studied for its physicochemical and biological attributes. The core was dated with radiometric methods, and a time frame of ca. 4500 years was established for the sediment sequence. Loss-on-ignition and magnetic susceptibility were measured and the elemental content of the sediment was assessed by ICP-MS- and CNS-analyses. Fossil diatom assemblages were studied to reconstruct long-term development in lake-water pH. Ordination techniques and diversity indices were applied to identify temporal patterns and relationships in the bioassemblages, and Spearman's correlation coefficients were calculated to assess statistical relationships between the studied abiotic and biotic parameters. The results reveal that, whereas long-term climate changes have had the most profound impact on the water quality and ecology of Lake Storträsk, the status of the lake has also been altered by early catchment disturbances and historical human activities as well as more intensive anthropogenic disturbances after the establishment of intensive agriculture in the area. The base of the sediment core reflects the transition from the warm and dry Holocene Thermal Maximum to the cooling and increasingly humid late Holocene. After the initial phase, a more stable development took place, disrupted by possible signs of forest fires and early clearance periods in the area. From the late Middle Ages onwards, human activities within the vicinity of the lake became more intensive leaving highly distinct marks in the sediment, but were receded towards the present. Regardless of the current location of Lake Storträsk in a conservation area, and the apparent inability of the barren catchment to support any intensive agricultural practices, it is clear that human influences on the lake have been significant. The results of this study highlight the importance of long-term perspective in the assessment of lake reference conditions since lake ontogeny is often far from linear. Furthermore, this study emphasizes the importance of combining information from multiple paleolimnological proxies as they provide a more robust and holistic basis for understanding lake-environment dynamics particularly in humic boreal lakes which often respond to environmental change in distinct ways.

Tämän tutkielman tarkoitus on esitellä ja todistaa eräs topologisiin ryhmiin liittyvä lause. Lause kertoo topologisen ryhmän oleva metristyvä avaruus, mikäli ryhmän neutraalialkiolla on numeroituva ympäristökanta. Tutkielmassa käsitellään tarkemmin topologisiin ryhmiin liittyviä tuloksia ja niiden seurauksia. Ensimmäinen kappale on varattu johdannolle. Heti alussa käydään läpi miksi tutkielman tulos on merkittävä ja miksi siihen on järkevää paneutua. Tutkielmassa esitellään oleelliset lähtötiedot, jotta lukijan on helpompi tutustua varsinaiseen aiheeseen. Toisessa kappaleessa kerrotaan tärkeimmät käsitteet ja ne yritetään mahdollisimman selvästi selittää lukijalle. Tässä kappaleessa käydään myös läpi tutkielmassa käytettyjä merkintätapoja. Kolmannessa kappaleessa tutustutaan topologisiin ryhmiin ja niihin liittyviin tuloksiin. Kappaleessa on lyhyesti esiteltynä topologisen ryhmän määritelmä, pohjaten algebran määrittelemään ryhmän käsitteeseen ja yleisen topologian määräämiin ehtoihin. Topologisille ryhmille johdetaan kaksi lausetta, jotka ovat tutkielman päätuloksen todistusta varten oleellisia. Ensimmäinen lauseista kertoo, että neutraalialkiolle voidaan rakentaa symmetrisiä ympäristöjä niin, että niiden tulo kuuluu aina johonkin toiseen ympäristöön. Toinen lauseista taas antaa tiedon siitä kuinka neutraalialkiolle löytyy ympäristöjä johon jokin toinen alkio ei kuulu. Nämä lauseet antavat työkalut rakentamaan ryhmän alkioille avoimia ympäristöjä, joita käytetään taas edelleen sopivia ympäristökantoja rakennettaessa. Tässä kappaleessa käydään läpi kaikki tarvittava päätulosta varten. Tutkielman varsinainen päätulos esitellään lyhyesti kappaleen neljä alussa. Kappaleessa todistetaan vaihe vaiheelta topologisen ryhmän neutraalialkiolle rakennetun numeroituvan ympäristökannan avulla, että löydetään metriikka joka määrittää avoimet joukot siten, että ne ovat samoja kuin topologian määräämät avoimet joukot. Tulos on merkittävä siksi, että se antaa työkalun tarkastella topologisten ja metristen avaruuksien yhteyksiä. Lähtökohta työlle oli kirjoittajan oma kiinnostus topologisiin ryhmiin ja niihin liittyviin tuloksiin. Tavoitteena oli todistaa tärkeä tulos topologian alalta, joka auttaa linkittämään topologiset ja metriset avaruudet toisiinsa.

Ilmatieteen laitoksella on otettu käyttöön eri säämallien ennusteita yhdistelevä, niin sanotun konsensusennusteperiaatteen mukainen jälkikäsittelymenetelmä, joka tunnetaan nimellä Blend. Tämä tutkielman tarkoituksena on selvittää Blend-menetelmällä tuotetun tuuliennusteen toimivuutta Suomen merialueilla käyttämällä muutamaa yleiseen käyttöön vakiintunutta sääennusteiden verifiointimenetelmää. Verifiointi on toteutettu vertaamalla Blend-ennusteen tuulennopeusarvoja niin ikään jälkikäsittelyllä tuotettuihin potentiaalituuliarvoihin 25:llä Suomen merialueilla sijaitsevalla havaintoasemalla. Potentiaalituulta on päätetty käyttää alkuperäisten tuulihavaintojen sijasta, koska se parantaa eri sääasemilta tulevien mittaustulosten keskinäistä vertailukelpoisuutta ja näin ollen tekee verifiointituloksista paremmin koko alueelle yleistettäviä. Tulokset osoittavat odotetusti, että merkittävimmät Blend-tuuliennusteen toimivuuteen vaikuttavat tekijät ovat tuulennopeus ja ennustepituus – ennustevirhe kasvaa yleisesti suuremmilla tuulennopeuksilla ja pidemmillä ennustepituuksilla. Myös muilla muuttujilla, kuten vuorokauden- ja vuodenajalla sekä tuulen suunnalla, havaittiin olevan jonkin verran vaikutusta ennustevirheeseen. Useimmissa säätilanteissa Blend-ennusteen voidaan todeta olevan toimivuudeltaan varsin hyvä ja tasalaatuinen. Blend-ennusteen merkittävin ongelma on etenkin suurilla tuulennopeuksilla huomattavan suuri negatiivinen harha (bias), eli ennustetut tuulennopeudet ovat havaintoihin nähden selvästi liian heikkoja. Tästä johtuen Blend ei useimmissa tapauksessa kykene ennustamaan kovimpia tuulia, jotka ovat harvinaisuudestaan huolimatta operatiivisen sääennustamisen kannalta kaikista tärkeimpiä mm. merialueille annettavien tuulivaroitusten vuoksi. Menetelmä on kuitenkin kehityskelpoinen, ja jos ennusteharha pystytään jatkossa minimoimaan laskennassa paremmin, se saattaa kyetä tuottamaan jopa varsinaisia säämalleja parempia tuuliennusteita.

The goal of this thesis is to introduce the isoperimetric inequality and various quantitative isoperimetric inequalities. The thesis has two parts. The first one is an overview of the isoperimetric inequality in R^n and some of the known quantitative isoperimetric inequalities. In the first chapter we introduce the isoperimetric inequality and show some possible methods of proving the isoperimetric inequality in R^n for both n=2 and n≥3. In the second chapter we discuss some known quantitative isoperimetric inequalities as well as their proofs. The second part of the thesis is a paper. In this paper we prove a Bonnnesen type inequality for so called s-John domains, s>1, in R^n. We show that the methods that have been applied to John domains in the literature, suitably modified, can be applied to s-John domains. Our result is new and gives a family of Bonnesen type inequalities depending on the parameter s>1.

Useissa Euroopan ja Aasian maissa sekä Pohjois-Amerikassa vakuutusyhtiöt käyttävät ajoneuvovakuutusten hinnoittelussa kokemuksen antamaa tietoa vakuutetun ajotaidoista ja ajokäyttäytymisestä niin sanotun a priori hinnoittelun ohella. A priori hinnoittelulla tarkoitetaan vakuutuksen myöntöhetkellä tiedossa olevien ominaisuuksien perusteella tehtyä riskiluokitusta. Riskiluokkien sisäistä heterogeenisyyttä pyritään korjaamaan ajan kuluessa – tiedon karttuessa – niin sanotulla a posteriori hinnoittelulla. Käytäntö rankaisee kuljettajia, jotka ovat vastuussa yhdestä tai useammasta vahingosta edellisen tai edellisten vakuutuskausien aikana lisämaksulla eli bonusmenetyksellä. Vahinkovapaita kuljettajia sen sijaan palkitaan alennuksilla eli bonuksilla. Tutkielman alussa käydään läpi perusteita kaksivaiheiselle hinnoittelulle ja esitetään a priori hinnoittelu lyhyesti. Bonusjärjestelmät koostuvat kolmesta osasta: bonusluokat, bonusskaala ja bonussäännöstä. Peruslogiikan mukaisesti vahingottomien vuosien jälkeen päätyy alhaisempiin eli parempiin bonusluokkiin ja nautitaan bonuksista eli alhaisemmasta vakuutusmaksusta. Sen sijaan ilmoitettujen vahinkojen seurauksena vakuutettu siirtyy bonussäännöstön mukaisesti ylempään eli huonompaan bonusluokkaan ja häntä rankaistaan bonusmenetyksillä eli korkeammalla vakuutusmaksulla. Seuraavan kauden bonusluokka määräytyy kuluvan kauden bonusluokan ja sattuneiden vahinkojen lukumäärän perusteella. Näin ollen bonusjärjestelmää voidaan kuvata Markovin ketjun avulla. Eri vakuutusyhtiöillä ja eri maissa on käytössä hyvin erilaisia bonusjärjestelmiä. Bonusluokkien määrä, aloitusluokka ja siirtymissäännöt vaihtelevat. Tutkielmassa on esitetty kaksi erilaista käytettävissä olevaa bonusjärjestelmää, joista toinen on Suomessa yleisesti käytetty. Tämän lisäksi esimerkeissä on käytetty hyvin yksinkertaistettuja järjestelmiä, joiden tarkoituksena on kuvata esitetyn teorian tuomista käytäntöön ennemmin helposti luettavin laskuesimerkein kuin todellista tilannetta havainnoiden. Bonusjärjestelmissä lähdetään oletuksesta, että ajan kuluessa bonusjärjestelmä saavuttaa tasapainotilan. Jokainen vakuutettu saavuttaa tasapainoluokan, joka vastaa hänen vuosittaista vahinkofrekvenssiä. Vakuutettu hakeutuu tämän 'oikean' bonusluokan ympärille. Perusajatuksen mukaisesti hyvät kuljettajat asettuvat ajan kuluessa alhaisiin eli hyviin bonusluokkiin ja suuren riskin kuljettajat sitä vastoin korkeampiin bonusluokkiin. Vakuutusyhtiön vakuutusten hinnoittelussa tärkein tehtävä on vakuutusmaksun muodostaminen siten, että se on mahdollisimman lähellä 'oikeaa' hintaa. Jokaiselle bonustasolle tulee laskea suhdeluku, joka kertoo kunkin vakuutetun osuuden oman riskiluokan a priori vakuutusmaksusta. Tutkielman lopussa tämä suhdeluku määritellään tilanteessa, jossa a priori hinnoittelu on käytössä. Tämän lisäksi pohditaan vaikutuksia, jos a priori hinnoittelusta luovuttaisiin kokonaan ja käytössä olisi vain kokemukseen perustuva a posteriori hinnoittelu. Tässä pyrkimyksenä on miettiä vaihtoehtoa hyvien kuljettajien kaksinkertaiselle palkitsemiselle ja huonojen kuljettajien kaksinkertaiselle rankaisemiselle. Tämän pohdinnan tarpeellisuus ja sen oikeellisuus on eettinen kysymys, johon tutkielmassa halutaan ainoastaan antaa matemaattiset työkalut. Viimeiseksi tutkielmassa käydään yksinkertaistetulla esimerkillä läpi hinnoittelun kaari a priori hinnoittelusta a posteriori hinnoitteluun. Vaikka käytössä on todellinen erään suomalaisen vakuutusyhtiön portfolio, on esimerkin tulokset yksinkertaistuksen vuoksi varsin kevyet. Voidaan kuitenkin nähdä, että perusoletus hyvien kuljettajien päätymisestä parempiin bonusluokkiin ja suuremman riskin kuljettajien huonompiin pätee tässäkin.

NMR Services Australia (NMRSA) Pty Ltd has developed a Borehole Magnetic Resonance (BMR) tool which is based on the principles of nuclear magnetic resonance (NMR). Drillhole NMR tools have been used mostly in sedimentary environments for oil and gas exploration while applications in hard, heterogeneous, crystalline bedrock are still lacking. This study aims to test the BMR method in a hard rock environment, and for determining hydrogeological parameters in the spent nuclear fuel disposal site, the Olkiluoto island. Essentially, the objective is to design an optimal BMR data processing workflow and calibrate the estimated hydrogeological parameters, currently optimized for data from sedimentary environments, to suit the crystalline bedrock. For testing the BMR method in hard, crystalline bedrock, Posiva Oy, the Finnish expert organization responsible of spent nuclear fuel disposal, made test measurements in the drillholes of the spent nuclear fuel repository site, island of Olkiluoto. The collected data was processed with WellCAD software using additional NMR module. The BMR tool derives T2 distribution (representing pore size distribution), total porosity, bound water and moveable water volumes and permeability calculated with two different models. Some processing parameters (main/burst sequence, moving averages, temperature gradient, cutoff values) were tested and adjusted to fit into crystalline bedrock. Magnetizing material of the surface environment strongly disturbed the uppermost ~20.0 m portions of the measurement data. Some noise was encountered also deep in bedrock, which was cut away from the signal. A list of criteria was created for recognizing noise. The BMR data was compared with other drillhole data acquired by Posiva, i.e. fracture and lithology logs, seismic velocities and hydrogeological measurements. It was observed that the T2 distribution and total porosity correlate rather well to logged fractures and seismic velocities. Lithological variations did not correlate to BMR consistently, mostly because of the strong dependency on fracturing. Permeabilities were compared to earlier conducted hydrogeological measurements, with an intention to calibrate the permeability calculation models. However, this proved to be challenging due to the significant differences of the BMR method and conventional hydrogeological measurements. Preferably, the permeability models should be calibrated by laboratory calibration of the drillhole core, and possibly a new permeability model suitable for crystalline bedrock should be created.

Botnets have proven to be consistent nuisance on the Internet. They are the cause for many security concerns and issues that plague the Internet currently. Mitigating these issues is an important task and more research is needed in order to win the battle against constantly evolving botnets. In this thesis, botnets are reviewed thoroughly, starting from what botnets are and how do they manage to stay operational and then moving on to explore some of the more promising methods that can be used to detect botnet activity. A more detailed look is performed on DNS-based botnet detection methods as these methods show great promise and are very capable of detecting many different types of botnets. Finally, a review on the DNS-based botnet detection methods is compiled. Some of the best features of botnet detection are gathered to form an overall picture of what are the characteristics of a good detection method. As botnets evolve over time, botnet detection methods need to keep up with the progress. Gathering characteristics of a good detection method will help to suggest future directions on how to improve and develop new botnet detection methods. ACM Computing Classification System (CCS): A.1 [Introductory and Survey], C.2.0 [Computer Communication Networks]