Hepatitis C infection is a global disease that causes an estimated 399,000 deaths per year. Treatment has improved dramatically in recent years through the development of direct acting antivirals that target specific regions of the Hepatitis C virus (HCV). Unfortunately the virus can have a preexisting resistance or become resistant to these drugs by mutations in the genes that code for the target proteins. These mutations are called resistance-associated substitutions (RASs). Since RASs can cause treatment failure for patients, resistance detection is performed in clinical practice to select the ideal regimen. Currently RASs are detected by using Sanger sequencing and a partly manual workflow that can discriminate the presence of a RAS if it is present in 15-20% of viruses in a patients blood. A new method with the capacity to detect lower ratios of RASs in HCV sequences was developed, which utilizes Pacific Biosciences’ (PacBio’s) sequencing and a bioinformatics analysis software called CLAMP. To validate this new approach, 123 HCV patient samples were sequenced with both methods and then analyzed. The RASs detected with the new method were congruent to what was found with the Sanger-based workflow. The new approach was also shown to correctly genotype the virus samples, identify any co-existing mutations on the same sequences, and detect if there were any mixed genotype infections in the samples. The new procedure was found to be a valid replacement for the Sanger based workflow, with the possibility to perform additional analyses and perform automated and time efficient RAS detection.

Laborativa inslag har en central del i biologi och de naturvetenskapliga ämnenas undervisning. Ett syfte med laborativa inslag är att utbilda elever om naturvetenskapliga arbetssätt. Studien har genomförts i Stockholms län, eleverna studerar på en skola gymnasieskola i en förort i Stockholm. I studien har gymnasieelever i årskurs 3 kunskaper om naturvetenskapliga arbetssätt undersökts. Studien har även undersökt elevernas uppfattning om naturvetenskapliga arbetssätt som innehåll i det naturvetenskapsprogrammet och under ett besök i en informell lärmiljö, Vetenskapens Hus. Intresset för laborativa inslag i informella lärmiljöer växer och attraherar varje år många elever. Elevernas kunskaper om naturvetenskapliga arbetssätt har undersökts med hjälp av frågeformuläret Views of Scientific Inquiry (VASI). VASI-testet undersöker 8 olika aspekter av kunskap om naturvetenskapliga arbetssätt. För att undersöka elevernas uppfattning om naturvetenskapliga arbetssätt som innehåll i det naturvetenskapsprogrammet och under ett besök i en informell lärmiljö genomfördes semistrukturerade intervjuer enskilt. Intervjuerna analyserades med metoderna meningskoncentrering och meningstolkning. Studiens resultat visade på att gymnasieelevernas kunskaper om naturvetenskapliga arbetssätt i hög utsträckning är naiv. Eleverna uppfattade att deras undervisning om naturvetenskapliga arbetssätt har bestått av endast en introduktionslektion till det naturvetenskapsprogrammet och därefter undervisas i hög utsträckning implicit. Elevernas uppfattade inte att de lärde sig något om naturvetenskapliga arbetssätt under besöket på Vetenskapens Hus. Elevernas resultat i VASI-testen sammanvävt med elevernas uppfattning om naturvetenskapliga arbetssätt som innehåll i det naturvetenskapsprogrammet visar ett behov av undervisning om naturvetenskapliga arbetssätt. Undervisningen bör lägga mer fokus och explicit undervisa eleverna om naturvetenskapliga arbetssätt i ordinarie undervisning och i laborativa inslag.

Uppsatsen är en kvalitativ undersökning av tre ungdomars arbeten med att göra fotoböcker i gymnasiearbetet. Syftet är att se vilka erfarenheter och upplevelser eleverna har haft av visuellt berättande, processen att göra boken och av fotoboken som arbetsform. De teoretiska perspektiven är fenomenologi, estetiska lärprocesser och teorier om berättande. Metoden som använts är halvstrukturerade intervjuer. Analysen och tolkningen är hermeneutiskt inspirerad. I kapitlet forskningsöversikt och litteratur beskrivs fotoboken som medium och en överblick av området ges genom författare, fotografer, formgivare och förlag. Resultatet visar att arbetet med att göra en fotobok har varit en rik och motiverande estetisk lärprocess för ungdomarna. De har fått nya erfarenheter av visuell kommunikation. Undersökningen visar också tecken på att den tredimensionella fotoboken har fått en starkare ställning som konstform och genre till följd av den digitala teknikutvecklingen.

Venous thromboembolism (VTE) is a common cardiovascular disease that frequently recurs and is associated with significant numbers of death annually. The influence of the hereditary risk factors is not yet firmly established but twin and family studies suggest that heritability is about 50%. Several genetic risk factors have been identified by genomeHwide association studies (GWAS) but they do not explain all of the missing heritability of VTE. NextHgeneration sequencing (NGS) has revolutionized the genetic analysis of disease and has been used to discover the genes underlying unsolved Mendelian disorders. It has also been used to identify rare alleles which may help explain the missing heritability for complex diseases. The study population of this study consisted of 32 randomly chosen VTE patients from the MATSHstudy (Malmö Thrombophilia Study). The seventeen genes that in earlier studies have been shown to be associated with VTE were examined and the identified VTEHrelated mutations were compared to the general population. The results showed that Ion TorrentHsequencing effectively provided good coverage and read depth in all of the sequenced genes. Optimization of the primer panels resulted in higher and more balanced coverage and the quality of the results in this study was on an overall high level. A total of 215 variants were detected – 62 in exons, 8 in splice and 145 in introns. One Mendelian mutation was detected in PROC and rare variants were found in F2 and FGG. The most common risk factor (F5 Leiden) was highly enriched with 25% in this study compared to 3% in a background population. / Venös tromboembolism (VTE) är en vanlig, ofta återkommande, kardiovaskulär sjukdom som associeras med åtskilliga dödsfall årligen. De ärftliga riskfaktorernas påverkan är inte fullständigt kartlagda ännu men tvillingH och familjestudier antyder att ärftligheten kan vara runt 50%. Ett flertal genetiska riskfaktorer har identifierats genom genome$wide association studies (GWAS) men de förklarar inte hela den saknade ärftlighetskomponenten för VTE. NästaHgenerationsHsekvensering (NGS) har revolutionerat den genetiska sjukdomsanalysen och har använts för att upptäcka de gener som ligger bakom tidigare olösta Mendelska sjukdomstillstånd. Man har även använt NGS för att identifiera rara alleler som kan hjälpa till att förklara de saknade ärftlighetskomponenterna för nedärvning av komplexa sjukdomar. Studiepopulationen I den här undersökningen utgjordes av 32 slumpmässigt utvalda VTEHpatienter från Malmö Thrombophilia Study (MATS). De sjutton gener som I tidigare studier har visat sig vara associerade med VTE undersöktes och de identifierade VTEHrelaterade mutationerna jämfördes med en normalpopulation. Resultaten visade att Ion TorrentHsekvensering ger bra täckningsgrad och läsdjup i alla de sekvenserade generna. Optimering av primerHpanelerna resulterade i en mer balanserad täckningsgrad och resultatkvaliteten i den här studien var på en generellt hög nivå. Totalt 215 varianter detekterades – 62 i exon, 8 i splice och 145 i introner. En Mendelsk mutation detekterades I PROC och rara varianter hittades i F2 och FGG. Den starkaste och vanligaste riskfaktorn (F5 Leiden) var högt anrikad i den här studien med 25% jämfört med 3% i en bakgrundspopulation.

I en konfigurerbar produktion med hög produktvariation förändras förutsättningarna och karaktären i produktionen när olika varor ska tillverkas. Hög produktvariation medför dock vissa utmaningar. Skiftande flaskhalsar är ett exempel på vanligt förekommande problem. När det dessutom handlar om en kapitalintensiv produktion med dyra maskiner är det viktigt att störningar och stopp minimeras för att ej förlora intäkter. Den här rapportens syfte är att kartlägga produktionen, identifiera dess flaskhalsar och baserat på den informationen lägga fram förbättringsförslag. Rapporten bygger på en blandning av kvantitativa och kvalitativa metoder. Den kvantitativa delen utgörs av insamlad data från företagets interna databas samt egna tidsstudier. Det används för att grunda förslag och beslut på fakta. I den kvalitativa delen genomförs intervjuer, samtal samt observationer. Den kvalitativa delen används för att få en överblick över produktionens problemområden samt tidigare implementerade åtgärder som slutligen landar i idéer till förbättringar. Resultaten visade på att två olika flaskhalsar i produktionen förekommer, såglinjen och paketläggaren. Dessa skiftar beroende på vad som tillverkas och gör att buffertar i produktionen påverkas. Paketläggaren beräknas vara den största flaskhalsen baserat på att den kräver längst total produktionstid över aktuell tidsperiod. Ett antal förbättringsförslag har tagits fram där exempelvis sekvensering av ordrar och standardiserat arbetsflöde tas upp. Delar av arbetet kan användas för en grund i vidare forskning, då mycket av datasamlingen är utförd och sammanställd, samt att beräkningsprogram har utformats som kan användas för att teoretiskt validera förbättringsförslag. / In a configurable production with high product variability the conditions and character of the production change when different products are manufactured. However, high product variation presents some challenges. Shifting bottlenecks are for example one common problem. In addition, when it comes to capital intensive production with expensive machines it is important that disruptions and stops are minimized to not lose revenue. The purpose of this report is to map the production, identify its bottlenecks and based on this information suggest improvements. The report is based on a mixture of quantitative and qualitative methods. The quantitative part consist of data from the company and time studies. This part is used to base suggestion and decisions on facts. The qualitative part consist of interviews, conversations and observations. The qualitative part is used to get an overview of production problems as well as previously implemented changes and based on this provide ideas for improvement. The results showed that two different bottlenecks in the production exist, the saw line and the stacking line. These shifts depending on what is manufactured and affects buffers in the production. The stacking-line is estimated to be the largest bottleneck based on the fact that it requires the longest total production time over a specific period. A number of improvement suggestions have been proposed, for example, sequencing of orders and standardized workflow.

The aim of this study is to provide information regarding the development of aDNA research. The essay also strives to distinguish eventual impact on previous and contemporary conceptions concerning Neanderthal and modern human genetic divergence and possible interbreeding between the two species. Relatively recent Neanderthal genetic research will provide a glimpse into future explorations. Hominin species, other than Neanderthals, will be excluded from this paper as well as morphological studies and modern human evolution theories. Nature, Cell, Science, American anthropologist are examples of important publications constituting the study’s source material generated through the mandatory literature search. Genetic data results reveal genetic divergence between Neanderthals and modern humans approximately around 270 000 to 440 000 years ago or 550 000 to 765 000 years ago. The estimations for genetic divergence continue to alter with the advent of additional data. Contemporaneous genomic data results show interbreeding between Neanderthals and modern humans which contradict some prior perceptions surrounding the subject. New engendered Neanderthal genomic data indicate further exploration concerning the Neanderthal inherited genes effect on modern day human biology and physiology. / Syftet med denna studie är att delge informativ upplysning kring utvecklingen av aDNA forskning. Uppsatsen strävar även efter att urskilja eventuell påverkan på föregående och nuvarande uppfattningar angående genetisk splittring mellan Neandertalare och moderna människor och möjlig korsning mellan de två arterna. Relativt ny genetisk Neandertal forskning kommer att ge en inblick i framtida utforskningar. Andra homininer, undantagsvis för Neandertalarna, kommer att exkluderad från denna uppsats liksom morfologiska studier och teorier kring den moderna människans evolution. Nature, Cell, Science, American anthropologist är exempel på viktiga publiceringar som utgör studiens källmaterial vilket genererats genom den obligatoriska litteratursökningen. Genetiska data resultat visar genetisk splittring mellan Neandertalare och moderna människor proximalt kring 270 000 till 440 000 år sedan eller 550 000 till 765 000 år sedan. Beräkningarna för genetisk splittring ändras kontinuerligt på grund av ankomsten av nytillkommande data. Nya genomiska data resultat visar korsning mellan Neandertalare och moderna människor vilket motsäger en del föregående föreställningar kring ämnet. Ny framställd Neandertal genomiska data indikerar vidare utforskning av de ärvda Neandertal genernas möjliga påverkan på den moderna människans biologi och fysiologi.

Studien genomfördes på industriföretaget Gränges Finspång AB som är en producent av valsade aluminiumprodukter för värmeväxlare vilka används som komponenter främst inom bilindustrin och värme, ventilation och luftkonditionering. Aluminium är en miljöeffektiv råvara tack vare materialets naturliga egenskaper samt dess återanvändbarhet vilket har lett till att allt fler företag vill ta vara på dessa egenskaper vid tillverkning av klimatsmarta produkter. För Gränges Finspång AB har materialets aktualitet på marknaden inneburit en ökad efterfrågan på företagets produkter vilket i sin tur har satt ökad press på företagets produktionseffektivitet. Den produktionsprocess som studerades på företaget var en uppsättning maskiner – även kallade kallvalsverk – vilka kan liknas med en funktionell verkstad. Syftet med studien var att, med hjälp av optimeringsmetoder, ta fram en modell som kan användas som beslutsunderlag för sekvensering av produkter i företagets kallvalsverk. Utifrån intervjuer, granskning av interna dokument och en kvantitativ dataanalys genomfördes en kartläggning av Gränges Finspång AB:s hela produktionsflöde såväl som de processer unika för kallvalsprocessen. För sekvensering av företagets produkter tillämpades en linjär heltalsmodell vilken anger optimum för maximalt 14 produkter. Studien bekräftar att företagets kallvalsning är ett komplext produktionssystem ur ett schemaläggningsperspektiv. / <p>Examensarbetet är utfört vid Institutionen för teknik och naturvetenskap (ITN) vid Tekniska fakulteten, Linköpings universitet</p>

Cell differentiation is the process of a cell developing from one cell type to another. It is of interest to analyse the differentiation from stem cells to different types of mature cells, and discover what genes are involved in regulating the differentiation to specific cells, for instance to get insights to what is causing certain diseases and find potential treatments.  In this project, two mathematical models are developed for analysing blood cell differentiation (haematopoiesis) with methods based on optimal transportation. Optimal transportation is about moving one mass distribution to another at minimal cost. Modelling a sample of cells as point masses placed in a space based on the cells' gene expressions, accessed by single-cell RNA sequencing, optimal transportation is used to find transitions between cells that costs the least in terms of changes in gene expression. With this, cell-to-cell trajectories, from haematopoietic stem cells to mature blood cells, are obtained. With the first model, cells are divided into groups based on their maturity, which is determined by using diffusion pseudotime, and optimal transportation is preformed between groups. The resulting trajectories suggest that haematopoietic stem cells possibly can develop into the same mature cell type in different ways, and that the cell fate for some cell types is decided late on in development. In future work, the gene regulation along the obtained trajectories can be analysed. The second model is developed to be more general than the first, and not be dependent on a group division before preforming optimal transportation. / Celldifferentiering är processen då en cell utvecklas från en celltyp till en annan. Det är av intresse att analysera differentieringen från stamcell till olika typer av mogna celler, och undersöka vilka gener som har betydelse i regleringen av differentieringen till specifika celler, bland annat för att få en inblick i vad som orsakar vissa sjukdomar och hitta potentiella botemedel. I detta projekt utvecklas två matematiska modeller för att analysera blodcellsutveckling (hematopoes) med metoder som är baserade på optimal transport. Optimal transport handlar om att förflytta en massfördelning till en annan till lägst kostnad. Genom att modellera celler som punktmassor, placerade i ett rum baserat på cellernas genuttryck som fås genom singel-cell RNA-sekvensering, används optimal transport för att hitta förflyttningar mellan celler som kostar minst i termer av förändringar i genuttryck. Från detta skapas vägar mellan celler, från hematopoetiska stamceller till mogna celler. I den första modellen delas cellerna upp i grupper baserat på deras mognadsgrad, som bestäms genom att använda pseudotid baserad på en diffusionsavbildning, och optimal transport används sedan mellan grupperna. De resulterande vägarna visar på att hematopoetiska stamceller möjligen kan utvecklas till samma typ av mogen cell på olika sätt, och att cellödet för vissa typer av celler bestäms sent i utvecklingen. I framtida arbete kan genregleringen längs de funna vägarna analyseras. Den andra modellen utvecklas för att vara mer generell än den första, och inte bero på en gruppuppdelning innan optimal transport används.

Single-cell RNA-sequencing makes possible to study the gene expression at the level of individual cells. However, one of the main challenges of the single-cell RNA-sequencing analysis today, is the identification and annotation of cell types. The current method consists in manually checking the expression of genes using top differentially expressed genes and comparing them with related cell-type markers available in scientific publications. It is therefore time-consuming and labour intensive. Nevertheless, in the last two years,numerous automatic cell-type identification and annotation tools which use different strategies have been created. But, the lack of specific comparisons of those tools in the literature and especially for immuno-oncologic and oncologic purposes makes difficult for laboratories and companies to know objectively what are the best tools for annotating cell types. In this project, a review of the current tools and an evaluation of R tools were carried out.The annotation performance, the computation time and the ease of use were assessed. After this preliminary results, the best selected R tools seem to be ClustifyR (fast and rather precise) and SingleR (precise) for the correlation-based tools, and SingleCellNet (precise and rather fast) and scPred (precise but a lot of cell types remains unassigned) for the supervised classificationtools. Finally, for the marker-based tools, MAESTRO and SCINA are rather robust if they are provided with high quality markers.

Fettvävnaden är en viktig regulator för ämnesomsättningen och uppvisar en komplex cellulär arkitektur som påverkar olika fysiologiska och patologiska processer. Dess heterogena natur är relativt ostrukturerad och består huvudsakligen av bräckliga feta adipocyter och immunceller. Dessa komplikationer försvårar studier av mikroarkitekturen - som är avgörande för att förstå dess beteende - vilket nyligen har gynnats av teknik med rumslig upplösning, som möjliggör studier av genomiska profiler samtidigt som informationen från vävnaden bevaras. I detta arbete undersöks kromatindynamiken i fettvävnad med hjälp av den nyutvecklade Spatial Assay for Transposase-Accessible Chromatin med sekvensering med hög genomströmning (Spatial ATAC-seq). Med fokus på subkutan vit fettvävnad samlades prover in från en individ som led av fetma före och fem år efter en bariatrisk operation för att studera förändringar i samband med betydande viktnedgång. Studien omfattar detaljer för både experimentella protokoll och avancerade beräkningsverktyg för dataanalys, inklusive användning av en utvecklingsversion av Semla-paketet för att integrera data om rumslig tillgänglighet och kromatintillgänglighet. Analysen visade på en mångsidig cellulär arkitektur och distinkta genomiska egenskaper i vävnaden, vilket framhävde förekomsten av specifika celltyper som AdipoLEP-liknande adipocyter och infiltrerande immunceller. Denna studie visade att det är möjligt att tillämpa Spatial ATAC-seq för att undersöka de molekylära mekanismerna i fettvävnad som ligger till grund för metabol hälsa och sjukdom, särskilt i samband med fetma och viktminskning. / Adipose tissue is a critical regulator of metabolism, exhibiting a complex cellular architecture that influences various physiological and pathological processes. Its heterogeneous nature is relatively unstructured, mainly formed by fragile fatty adipocytes and immune cells. These intricacies complicate the study of its microarchitecture – crucial for understanding its behaviour – which has recently benefitted from spatially resolved technologies, that enable the study of genomic profiles while keeping the information from the tissue. This work explores the chromatin dynamics of adipose tissue using the newly developed Spatial Assay for Transposase-Accessible Chromatin with high throughput sequencing (Spatial ATAC-seq). Focusing on subcutaneous white adipose tissue, samples were collected from an individual suffering from obesity before and five years after bariatric surgery to study changes associated with significant weight loss. The study comprises details for both experimental protocols and advanced computational tools for data analysis, including the use of a development version of Semla package to integrate spatial and chromatin accessibility data. The analysis revealed a diverse cellular architecture and distinct genomic features across the tissue, highlighting the presence of specific cell types such as AdipoLEP-like adipocytes and infiltrating immune cells. This study demonstrated the feasibility of applying Spatial ATAC-seq in investigating the molecular mechanisms of adipose tissue underlying metabolic health and disease, particularly in the context of obesity and weight loss.