Faculty of Biological and Environmental Sciences

 

Recent Submissions

  • Rossi, Katriina (Helsingin yliopisto, 2020)
    HIV-1 is a lentivirus causing a serious immunodeficiency disease called AIDS to almost 38 million people in the world. Like all retroviruses, HIV has an ability to insert a copy of its genome into the host cell DNA thus having a lifelong effect on the host cell. Two identical copies of single-stranded RNA are first reverse transcribed, and then a protein called integrase inserts the DNA into the genome of T-cells of the human immune system. Studies have shown that in some retroviruses the integrase protein has a unique integration pattern favoring certain areas of the host cell genome. For example, active transcription units or promoter units are found to attract integration activity. On the other hand, with nuclear localization signals in its structure and an ability to attach to the human genome, it raises a question if the integrase could have additional functions. Regulating certain gene expression levels could support viral replication and the survival of the virus. The aim of the study was to determine whether integration sites differ from integrase genomic contact sites, which could be an indication of integrase’s additional role. Study was started by method optimization. Two chromatin fragmentation methods, sonication and endo-exonuclease treatment, were tested in order to achieve optimal sized DNA fragments for ChIP-sequencing. Two cell lines were infected with HIV-1. Genomic DNA was collected for integration site sequencing. Integrase genomic contact sites were studied with ChIP-sequencing. Next generation sequencing for both, integration sites and integrase genomic contact sites, was carried out by an outsource biotechnology company. Sequences were processed with bioinformatics platforms, such as Galaxy and Homer. Study of the effects of transfected integrase was also initiated by transfection method optimization. Treatment with endo-exonuclease resulted in correctly sized DNA fragments when DNA was first purified. In a cell lysate, a correct ratio of MNase and cells was not found, although several cell lysis methods and buffers were tried. This is why actual integrase genomic contact site samples were fragmented by sonication. In MRC-5 cell line, integration site sequencing resulted in over 2 M reads with 289 aligned, unique integration sites. Integrase genomic contact site sequencing resulted in 1.8E+6 Bowtie mapped reads. A brief analysis of the sequences including sequence visualization, comparison of localization in the genome and GO terms, showed that integrase genomic contact sites have certain patterns that differ from integration sites. Therefore, it was confirmed that the study is repeatable, as the results were in line with the study conducted several years earlier. These results also suggest that method optimization had been successful. As bioinformatics methods were used with default parameters only, more attention should be payed when sequences are analyzed more deeply. This will offer a more thorough understanding of the functions of integrase.
  • Ahopelto, Essi (Helsingin yliopisto, 2020)
    Tässä pro gradu –tutkielmassa tutkittiin maapuiden vaikutusta Helsingin keskeisten kaupunkipuistojen (Kaivopuisto, Töölönlahden puisto ja Tähtitorninmäen puisto) estetiikkaan ja hyväksyttävyyteen. Vastaavan kaltainen tutkimus on toteutettu aiemmin Helsingin kaupunkimetsissä. Kaupungistuminen aiheuttaa monenlaisia haittoja luonnon monimuotoisuudelle ja kaupunkilaisten terveydelle, jonka vuoksi on tärkeää tutkia, miten biodiversiteettiä voitaisiin ylläpitää tai rikastaa kaupungeissa ja kuinka viheralueet olisivat kaupunkilaisille mahdollisimman esteettisiä ja hyväksyttäviä. Jos maapuut koettaisiin hyväksyttäviksi, niitä voisi olla kaupunkipuistoissa ehkä enemmän, jolloin ne mahdollisesti voisivat edistää luonnon monimuotoisuutta. Tutkimuksessa selvitettiin esteettisen kokemuksen osatekijöitä ja kaupunkipuistojen hyväksyttävyyttä Helsingin kaupunkipuistoissa, jonka lisäksi tutkittiin, oliko maapuulla myönteistä tai kielteistä vaikutusta kaupunkipuistojen esteettisen kokemuksen osatekijöihin tai hyväksyttävyyteen. Tutkimukseen valittiin jokaisesta kaupunkipuistosta maapuu- ja kontrolliala, jolloin tutkimusaloja oli yhteensä kuusi. Tutkimukseen satunnaisotannalla valitut osallistujat (n=82) vastasivat tutkimuslomakkeisiin yhdellä tutkimukseen valituista aloista. Kyselylomakkeissa oli asteikolla 1-7 vastattavia väittämiä ja avoimia kysymyksiä. Lisäksi tutkimukseen kuuluivat taustatietolomakkeet ja olosuhdelomakkeet. Tutkimuksen keskeisimpinä tilastollisina menetelminä käytettiin faktorianalyysia ja varianssianalyysia. Faktorianalyysilla muodostettiin esteettisen kokemuksen osatekijät kaupunkipuistoissa (hyväksyttävyys, rentoutuminen ja elpyminen, esteettinen monimuotoisuus, luonnon monimuotoisuus, kulttuuriset tekijät, johdonmukaisuus, siisteys ja maisemallisuus) ja varianssianalyysin mukaan maapuulla oli negatiivista vaikutusta johdonmukaisuuden sekä rentoutumisen ja elpymisen osatekijöihin. Korrelaatioita tarkastellessa johdonmukaisuus korreloi vahvasti hyväksyttävyyden kanssa, joka korosti johdonmukaisuuden tärkeyttä viheraluesuunnittelussa ja myös maapuille hyväksyttäviä viheralueita määritellessä. Luonnon monimuotoisuus korreloi vahvasti hyväksyttävyyden kanssa, joka korosti luonnon monimuotoisuuden hyväksyttävyyttä myös kaupunkipuistoissa. Taustatietolomakkeen väittämien perusteella suhtautuminen maapuihin kaupunkipuistoissa oli melko myönteistä. Niille sopivin paikka oli puiston reunassa. Avointen kysymysten perusteella niihin suhtauduttiin luonnon monimuotoisuutta edistävänä tekijänä ja melko hyväksyvästi tai myönteisesti, mutta myös kriittisesti. Kuvailevia lukuja tarkastellessa esteettisen kokemuksen osatekijöiden keskiarvot olivat korkeammat useimmiten kontrollialoilla. Avointen kysymysten perusteella kaupunkilaiset myös viihtyivät viheralueilla, viettivät aikaa kaupunkipuistoissa usein ja luonnon monimuotoisuuteen suhtauduttiin myönteisesti ja arvostavasti. Vastaajat tunnistivat tutkimusaloilta useita eri lajeja. Jatkotutkimuksissa voitaisiin tutkia monimuotoisen lajidiversiteetin, harvinaisten lajien tai kulttuurilajien estetiikkaa ja hyväksyttävyyttä eri kaupunkipuistoissa. Jatkotutkimuksissa voitaisiin myös verrata esteettistä kokemusta laajalla ja avoimella viheralueella verrattuna ympäristöön, jossa viheralueet ovat useampina pienempinä laikkuina. Voitaisiin myös tutkia, olisiko eri lajeja mahdollista enenevässä määrin suojella tai ennallistaa useammissa kaupunkipuistoissa.
  • Päiviö, Elisa (Helsingin yliopisto, 2020)
    Behaviour is a key component in ecological interactions and studying its role in adaptation is central in our understanding of natural selection and phenotypic variation in the wild. Predation is an important driver shaping animal behaviour in the wild, since predators have been shown to select against particular behavioural phenotypes. However, it is not easy to demonstrate that specific behaviours are adaptive to certain levels of predation, since behaviours are often correlated with each other forming multivariate phenotypes and display notable phenotypic plasticity. I studied how predation shapes genetically determined behaviour of the nine-spined stickleback (Pungitius pungitius) through variation in historical predation pressures and by inducing phenotypic plasticity. This was achieved through rearing 65 full-sib families of nine-spined sticklebacks derived from four coastal marine (predator-sympatric) and four pond (predator-naïve) populations in a common garden experiment and quantifying their behaviour in the laboratory in the presence and absence of natural predators. Since the fish used were F1-generation offspring from artificial crosses, I was also able to estimate the heritability and genetic correlations of the studied behaviours. Pond sticklebacks tended to be more explorative and took more risks during foraging than marine sticklebacks regardless of predation risk. In all fish, predator presence decreased the propensity to take risks during foraging, but not exploration tendency. Since the fish were reared in a common garden setting, there is a genetic basis for these population differences. Both behaviours were heritable in all populations. In this study, I observed genetically based and heritable behavioural differences between pond and marine stickleback populations. Despite showing similar levels of behavioural plasticity as marine sticklebacks, pond sticklebacks were still inappropriately active in the presence of predators and would have a low survival probability in a predator-sympatric environment. In risk-taking during foraging, the behavioural trend caused by acute predation risk was directionally the same as that caused by evolutionary history of predation risk, implying that the behavioural differentiation between marine and pond populations in this behaviour is due to predation. These results provide evidence of local adaptation in behaviour to differing levels of predation in these populations, and that this adaptation comes about as differences in the overall level of behaviour rather than in phenotypic plasticity.
  • Kõbin, Mihkel (Helsingin yliopisto, 2020)
    Intersectins (ITSNs) are important scaffold and adaptor proteins that play an important role in various cellular processes such as endocytosis. Although we know a lot about their function, there is little information on the regulation of these proteins. On the other hand, microRNAs have been shown to have an extensive function in regulating numerous genes in animals and their dysfunction is credited for down regulation of many proteins. In this study, I demonstrate that microRNAs are potential regulators of ITSNs in HEK293 cells and human neuronal cell cultures. In this study, I cloned 3’UTRs of different isoforms of intersectins (ITSNs) and microRNAs to the expression vectors to express them in cells. I then transfected HEK293T or neuronal stem cell line (HEL47.2) with the constructed vectors and used various methods to analyse the effect of microRNAs on the expression of ITSNs. The main methods I used were dual-luciferase assay, reverse transcription quantitative PCR and western blotting, human neuronal stem cell culturing and lentiviral transduction. My results demonstrate that there were two microRNAs that stood out from other and had a significant downregulation of ITSNs mRNA levels in HEK293T cells. Those were miR-124 and miR-19. However, in the human neuronal cell line I did not observe a significant alteration of the ITSNs transcript level. Additionally, I suggest that the given microRNAs regulate protein levels by promoting the decay of the ITSN transcripts. However, more studies are needed to show a stronger causative effect of microRNAs on ITSNs. Subsequent studies should also look at how multiple microRNAs can influence gene expression cooperatively.
  • Huuskonen, Heli (Helsingin yliopisto, 2020)
    Socio-ecological transition refers to a fundamental change in the structure, culture, and practices of a socio-ecological system. Socio-ecological transitions have been studied especially from an ecological perspective. In recent years, cities have been studied more as socio-ecological systems. The role of individual actors in socio-ecological transitions has not been on a focus of previous research of socio-ecological systems. The study intends to fulfill this gap. This master's thesis examines two cases in Helsinki, namely the evacuation of the residents of Myllypuro Alakiventie in 1999 and the Kyläsaari waste incineration plant in 1983 as socio-ecological transitions. The purpose of the study is to describe the progress of the socio-ecological transition in both cases by placing the course of cases in adaptive circles. The second aim of the study is to find out whether the Helsinki City Administration was able to promote or slow down the progress of the socio-ecological transition, which is being studied in relation to other actors in the socio-ecological transition. As research material consist article from Helsingin Sanomat newspaper and documents from the City of Helsinki Archives. The Master’s thesis describes the progress of the socio-ecological transition in both cases, as well as the role of the actors in the transition. The results show that the City of Helsinki administration had a limited opportunity to promote and slow down the progress of the socio-ecological transition. Other actors in the socio-ecological transformation, such as the townspeople, were also able to influence the progression of the socio-ecological transformation, which made it difficult for city governments to slow down or promote the transformation. In particular, the conflict between the city government and the Helsinki citizens slowed or prevented the city government from reaching its goals. However, the study finds that the city administration was not able to prevent the complete socio-ecological transition in the study cases. Better communication with the citizens and the avoidance of conflicts would help the City of Helsinki's administration to influence the progress of the socio-ecological transition more effectively in the future.
  • Azam, Gausul (Helsingin yliopisto, 2020)
    Dog activities (urination and defecation) can be a source of nitrogen accumulation in the snowpack of urban parks. Urban parks are commonly visited by urban residents and excessive buildup of nitrogen in snowpack can be a health concern. This accumulation of nitrogen in snowpack may wash away during spring with the runoff of melting snow, which can cause the eutrophication and deterioration of lake ecosystems. In this study, I investigated the concentration of some nitrogen-related compounds along with a few physical parameters in the snowpack of urban parks and compared these between areas with high dog activities and areas with no dog activities. I hypothesized that, nitrogen concentrations will be higher in areas with high dog activities, like snowpack beside paths than in areas with no dog activities. The study was performed in 10 parks of two cities in Finland; Helsinki and Lahti. In these parks, samples were collected from snowpack immediately next to walking paths (path edge), and in control areas 8 m away from these paths, where dogs were unlikely to visit. Samples were collected from February to April of 2019. The concentration nitrogen from snow samples of both parts of parks were compared. The study showed that, the concentration of most nitrogen species, e.g. Total Nitrogen (TN), ammonium (NH4+), Total Organic Nitrogen (TON), and electrical conductivity followed a similar pattern of having higher values in snow from path edges where dog activities were the highest. However, the concentration of NO3 – and pH values were both slightly lower in the path edge samples compared to control areas undisturbed by dogs, but differences were not statistically significant. Information from this study can be useful for understanding the connection between dog activities and nitrogen build up in snowpack of urban parks, and can also be helpful for designing urban parks by considering environmental and health effects of nitrogen accumulation in the snow from dog activities. My findings can also be useful to urban waterbody related studies, e.g. eutrophication, and the accumulation of nutrients in lakes.
  • Isotalo, Teija (Helsingin yliopisto, 2020)
    Anthropogenic activity has enhanced global warming at alarming rates, causing temperatures to increase and heat waves to occur more frequently. The effects of global warming are prominent in aquatic ecosystems, particularly in the Baltic Sea. Temperature increases and fluctuations in the Baltic Sea create a changing environment and this can affect inhabiting species’ behaviors, specifically behaviors during reproduction. Reproductive behavior influences both the number and quality of offspring born into a population therefore making behavior changes during reproduction important to study. The three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus), an ectothermic animal, inhabits the Baltic Sea and is an ideal species to study reproductive behavioral changes. Although previous studies have researched three-spined sticklebacks in changing environments, none had specifically looked into the effects of rising temperatures and temperature fluctuations on male three-spined stickleback reproductive behavior. The three-spined stickleback is of particular interest because it reproduces in shallow waters which tend to be more affected by temperature changes. In this study, I aimed to investigate behavioral responses of stickleback males to higher temperatures and to temperature fluctuations during reproduction, as well as the consequences the responses have for reproductive success and the viability of offspring. In order to see how this species would cope with rising temperatures and heat waves during reproduction, a comparative climate chamber experiment was executed in Southern Finland at Tvärminne Zoological Station. Males were housed in either 19°C or 14°C for two breeding cycles, and for the second breeding cycle eight males switched temperatures to experience a temperature fluctuation. Results show that during reproduction, three-spined sticklebacks respond to higher temperatures with increased courtship activity, increased parental activity, quicker breeding cycles, and more weight lost. Parental care activity in constant high temperature decreases from the first to the second breeding cycle, while parental activity in constant low temperature increases. During temperature fluctuations, males experiencing a rise in temperature increase their parental care activity, while males experiencing a drop in temperature demonstrate the opposite. However, no significant consequences of temperature and temperature changes for reproductive success and the viability of offspring were detected during the two breeding cycles. Overall, the results of this study would indicate that the three-spined stickleback will prove to be a resilient species, and maintain population growth in the face of increased temperatures and temperature fluctuations in the Baltic Sea.
  • Vähäkangas, Eliisa (Helsingin yliopisto, 2020)
    The intestinal epithelium is one of the fastest renewing tissues in mammals. Intestinal stem cells (ISC) are responsible for producing all differentiated cell types of the intestinal epithelium, through transit amplifying generations. ISCs reside in the crypt domain of the intestine which are pit like structures located between villi protrusions. The ISCs are interspersed between Paneth cells, which along with cells of the surrounding mesenchyme act as the stem cell niche. ISCs have been reported to divide symmetrically to produce two identical daughter cells. However, the symmetry of these divisions has been concluded based on mathematical modelling which do not account for the possibility that a very small population of ISCs would divide asymmetrically or for qualitative asymmetry occurring in these divisions. Asymmetric cell division is a process by which daughter cells gain different amounts or different qualities of certain factors which lead to their differing fates. Asymmetric division can include asymmetric segregation of organelles such as mitochondria or peroxisomes, which have both been shown to be asymmetrically apportioned in yeast mitosis. Peroxisomes are single membrane enclosed organelles which function in many metabolic processes, most importantly in lipid and reactive oxygen species (ROS) metabolism. Mitochondria have been reported to be age selectively apportioned during cell division of mammary epithelial stem like cell. The same has been shown to occur for peroxisomes based on unpublished data from my host lab. This prior research of the lab also indicates that selective peroxisomal apportioning would require peroxisomes to be specifically gathered at the centrosomes from metaphase onwards to control their inheritance. In this thesis I will look into peroxisomal dynamics in the intestinal crypt. The first aim is to verify the Lgr5-EGFP-creERT2 x LSL-SNAP-tag-PTS1 mouse model, by checking that the SNAP-tag-PTS1 fusion protein properly localizes to peroxisomes. Secondly, I aim to look into the ages of peroxisomes in ISCs compared to differentiated cells, concentrating on Paneth cells. The third and final aim is to look into the apportioning of old and young peroxisomes during stem cell division. This aim includes looking into the peroxisomal localization at metaphase and checking how peroxisomes are expected to be inherited in later mitotic cells. The SNAP-tag-PTS1 construct adequately co-localizes with the peroxisomal membrane protein 70, also at the old SNAP labelling time point chosen for the following experiments. The SNAP-tag-PTS1 old labelling does not co-localize with the lysosomal associated protein Lamp1 to a high extent, indicating that the peroxisomes with the labelling are not in autolysosomes in amounts that would hamper with the results of the following experiments. There is no noticeable difference between the age contents of peroxisomes in stem cells versus Paneth cells. However, when moving up from base of the crypt to the transit amplifying zone there seems to be an increasing number of peroxisomes, as would be expected based on previous reports of peroxisomes in the intestinal epithelium. At metaphase it seems that approximately half of the cells have a tendency to gather peroxisomes at one centrosome to a higher extent than elsewhere in the cell. Interestingly this condensation was rarely seen at both centrosomes in a given cell. A large heterogeneity was observed when looking into the apportioning of old and young peroxisomes in anaphase or later on in mitosis. A majority of the dividing cells apportioned approximately equal amount of young and old peroxisomes to both daughter cells. Some divisions apportioned inequal amounts of peroxisomes to the daughter cells, with one daughter getting more peroxisomes overall. The daughter cell getting more peroxisomes was more likely to get significantly more of the old label than its pair. This indicates that there could be a small subpopulation of intestinal stem cells that divide their peroxisomes asymmetrically qualitatively as well as quantitatively, however, to definitively conclude this further research is required.
  • Jalo, Mikko (Helsingin yliopisto, 2020)
    Luonnon monimuotoisuus vähenee kiihtyvällä tahdilla ihmistoiminnan vuoksi. Samalla monien tartuntatautien on havaittu lisääntyneen. Tautiekologian keskeiseksi tutkimuskysymykseksi onkin viime vuosina noussut luonnon monimuotoisuuden ja tartuntatautien välisten mahdollisten yhteyksien selvittäminen. Monimuotoisuuden vaikutuksista tautiriskiin on esitetty kaksi vastakkaista hypoteesia: laimennus- ja lisääntymishypoteesit. Laimennushypoteesin mukaan tautien isäntäyhteisön monimuotoisuus vähentää tautiriskiä. Lisääntymishypoteesi puolestaan ennustaa, että lisääntyvä monimuotoisuus kasvattaa tautiriskiä. Vaikka suurin osa tutkimuksista tukee laimennushypoteesia, on epäselvää, kuinka yleistä laimennushypoteesin toteutuminen on. Suurin osa isäntäyhteisön monimuotoisuuden ja tautiriskin suhdetta koskevista tutkimuksista tarkastelee eläimiä ja viljelykasveja. Laimennushypoteesin toteutuminen luonnonvaraisissa kasviyhteisöissä tunnetaan sen sijaan huonommin. Luonnossa kasveihin ja niiden taudinaiheuttajiin vaikuttavat samanaikaisesti useat elottomat ja elolliset ympäristötekijät, joiden vaikutukset voivat olla monimuotoisuutta tärkeämpiä tai häiritä monimuotoisuuden vaikutusten havaitsemista. Ei myöskään tiedetä tarkasti, toteutuuko laimennushypoteesi lähinnä ihmisen luomilla vai myös luonnollisilla monimuotoisuusgradienteilla. Tutkiakseni korreloivatko isäntäyhteisön monimuotoisuus ja tautiriski luonnonvaraisissa kasviyhteisöissä ja voiko niiden välisen korrelaation havaita sen jälkeen, kun muita ympäristötekijöitä on otettu huomioon, kartoitin niityillä kasvavien putkilokasviyhteisöjen lajimonimuotoisuutta ja niiden lehtien tautioireita korkeuserojen aiheuttamalla luonnollisella monimuotoisuusgradientilla. Mittasin myös niittyjen maanpinnan lämpötilaa ja vertailin eri ympäristötekijöiden vaikutusta tautiriskiin SEM-mallinnuksen avulla. Keräsin aineiston Sveitsin Alpeilla, Calanda-vuorella kesällä 2019. Tutkielmassani osoitan, että kasviyhteisön lajimonimuotoisuus ja tautiriski korreloivat negatiivisesti tutkimissani luonnonvaraisissa kasviyhteisöissä. Tämä negatiivinen yhteys oli merkitsevä myös, kun otettiin huomioon muiden mitattujen ympäristötekijöiden, maanpinnan lämpötilan ja korkeuden, vaikutus. Tulokset tukevat laimennushypoteesin esiintymistä ja ekologista merkitsevyyttä luonnonvaraisissa kasviyhteisöissä, joiden monimuotoisuus vaihtelee korkeuden mukaan, ja osoittavat, että monimuotoisuus voi suojella kasveja kohonneelta tautiriskiltä. Jatkotutkimusten avulla tulisi pyrkiä osoittamaan havaitun korrelaation mahdollisia mekanismeja. Lisääntyneet havainnot laimennushypoteesista ja sen mekanismeista luonnossa auttavat ymmärtämään paremmin, minkälaisissa olosuhteissa monimuotoisuus vähentää tautiriskiä. Tätä tietoa voidaan käyttää apuna, kun yritetään ennustaa ihmistä ja muuta luontoa uhkaavien epidemioiden syntyä muuttuvassa maailmassa.
  • Huusari, Noora (Helsingin yliopisto, 2020)
    Social insects such as ants live in societies and have a strict division of labor between reproductive and worker castes. A colony can consist of even millions of individuals and the number of queens can vary a lot. Populations where each colony comprises just one or few queens are often called kin structured because the relatedness between nestmates is high. Colonies that have lots of queens and the society lives in many connected nests (polydomy) in are referred to as supercolonies. In these colonies relatedness between individuals is low and the workers represent many genetic lineages. Depending on species and the environment where the colony lives societies can behave aggressively towards individuals from other nests to protect their own nest. Ants must be able to recognize members of their own colony from the intruders to be able to protect the nest. Nestmate recognition is a key element in the interaction between nests and species and makes it possible for the workers in the colony to favour their own nestmates in form of care, defence or food acquisition to gain inclusive fitness benefits. To recognise nestmates ants must be able to sense chemical cues. Ants detect these chemical signals through the proteins expressed mainly in their antennas. In this thesis I studied gene expression of genes related to chemosensation in seven Formica species using the RT qPCR method. My study species were kin structured Formica exsecta, F. pratensis and F. fusca and supercolonial F. truncorum, F. pressilabris, F. cinerea and F. aquilonia. My study genes belong to gene families that code for odorant binding proteins (OBP), chemosensory proteins (CSP) and gustatory reseptors (GRT). I want to find out whether the expression of these genes differs between castes, and whether the caste difference varies between kin structured and supercolonial species. Workers have many tasks in the ant colony and to take care of them, they need to have a sophisticated sensory system. For that reason, I expect to find out that the study genes are expressed more in the worker than the queen caste. In addition, I expect the caste difference in gene expression to be higher in the kin structured species than in the supercolonial species. That is because kin structured species behave more aggressively towards intruders and possibly confront intruders more often than the individuals living in supercolonies. Furthermore, in the supercolonies low relatedness between individuals sometimes lead to conflicts inside the nest. For that reason, I suppose queens of the supercolonies express chemosensory genes more than the queens from the kin structured colonies. Overall expression level was the highest for the OBP and the lowest for GRT. The expression level of CSP was in between these extremes. In accordance with my hypothesis gene expression of OBP and CSP was higher in workers in all the study species. GRT expression was worker biased in six of the seven species. Caste difference in expression of chemosensory genes was similar in kin structured and supercolonial species. The expression level varied between species but did not show a pattern depending on the degree of the polygyny. The study revealed that the expression of OBP and CSP is correlated. My results revealed expected worker biased pattern in the expression. The result might be a consequence of better olfactory or taste abilities in the worker caste compared to queens or it may even be consequence of more sophisticated nestmate recognition skills of the workers. This study reveals valuable information about the gene expression of chemosensory genes related to the recognition system in the ants and awakes many new study questions. Chemical sensory system has been studied a lot in the ants, but in the field of expression studies there is still lot to reveal.
  • Uusirantanen, Leila (Helsingin yliopisto, 2020)
    Maatalousympäristön kasvillisuuden monimuotoisuus on vähentynyt maatalouden muuttuessa intensiivisemmäksi. Tämä on vaikuttanut heikentävästi myös muun eliöstön monimuotoisuuteen. Tästä syystä on tärkeää selvittää keinoja kasvillisuuden monimuotoisuuden suojelemiseksi. Maatalousluonnon monimuotoisuuden lisääminen auttaa vahvistamaan ekosysteemipalveluita, mikä puolestaan vähentää maanviljelyn ympäristökuormitusta ja riippuvuutta teknis-kemiallisista tuotantopanoksista, jolloin viljelyn ekologinen kestävyys paranee. Tutkimukseni tavoitteena oli selvittää, miten nykyiset maatalouden ympäristökorvaustoimenpiteet vaikuttavat kasvillisuuden monimuotoisuuteen kuten kasvilajirikkauteen ja harvinaistuneisiin, suojelun kannalta tärkeisiin lajeihin. Tein tutkielmani kirjallisuuskatsauksena käyttäen apuna Luonnonvarakeskuksen ja Suomen ympäristökeskuksen MYTTEHO-hankkeen tutkimusraportissa olevaa maatalouden ympäristökorvaustoimenpidelistaa. Kyseisessä hankkeessa arvioitiin vuosina 2017–2020 yleisesti ympäristötoimenpiteiden ympäristö- ja kustannustehokkuutta, ja mukana oli myös asiantuntija-arvio toimenpiteiden monimuotoisuusvaikutuksista. Lisäksi selvitin ulkomaisten raporttien sekä tutkimusartikkeleiden avulla muualla Euroopassa käytössä olevia toimenpiteitä, joiden perusteella tein kehitysehdotuksia Suomen ympäristökorvausjärjestelmään. Maatalouden ympäristökorvaustoimenpiteiden vaikutus kasvillisuuden monimuotoisuuteen vaihteli neutraalista positiiviseen. Eniten kasvillisuuden monimuotoisuutta ja harvinaistuneiden kasvilajien määrää lisäsivät monimuotoisuuden ja maiseman hoitosopimukseen kuuluvat toimenpiteet. Myös monimuotoisuuspellot, monivuotiset ympäristönurmet ja kosteikon hoito lisäsivät hyvin kasvillisuuden diversiteettiä. Pinta-alaltaan ja rahoitukseltaan suurimpia toimenpiteitä olivat lietelannan sijoittaminen peltoon, kerääjäkasvit ja luonnonhoitopeltonurmi. Edellä mainituista toimenpiteistä luonnonhoitopelloilla oli merkitystä putkilokasvien monimuotoisuudelle, kun taas kahden muun toimenpiteen, erityisesti lietelannan sijoittamisen, vaikutukset monimuotoisuuteen olivat vähäisiä. Ympäristökorvaustoimenpiteet tukivat muun muassa vähemmän kilpailukykyisiä kasvilajeja, niittykasveja sekä siemenpankista taimettuvia lajeja. Suurimmassa osassa toimenpiteitä tämän tutkielman arvio vaikutuksista kasvillisuuden monimuotoisuuteen oli sama kuin MYTTEHO-hankkeen asiantuntija-arvioissa. Toimenpiteiden sisällä putkilokasvien monimuotoisuuteen on mahdollista vaikuttaa hoitotoimilla. Kasvillisuuden monimuotoisuutta lisäävät esimerkiksi laidunnus, lohkon suuri koko ja kasvuston pitkäikäisyys. Toimenpiteiden hyödyllisyyttä voidaan lisätä myös vähentämällä torjunta-aineiden ja lannoitteiden käyttöä korvausalueilla, mikäli niiden käyttö on sallittua, sekä niiden läheisyydessä. Muualla Euroopassa käytössä olevista ympäristökorvaustoimenpiteistä Suomessa harkittaviksi ehdotetaan kiviaitojen kunnostusta, haitallisten vieraslajien leviämisen rajoittamista sekä kylvettyjä kukkakaistoja nykyistä joustavammin ja viljelijöitä houkuttelevammin säännöin. Näillä kaikilla olisi potentiaalia edistää kasvillisuuden monimuotoisuutta myös Suomessa. Monesta ympäristökorvaustoimenpiteestä ei ole tutkimusta, tai sitä on hyvin vähän. Lisätutkimusta tarvitaan, jotta voidaan paremmin arvioida toimenpiteiden vaikutuksia kasvillisuuden monimuotoisuuteen.
  • Miettinen, Simo (2018)
    Ihmisen immuunijärjestelmä voidaan jakaa kahteen osaan, synnynnäiseen ja oppivaan immuniteettiin. Synnynnäinen immuunivaste toimii nopeasti, mutta on epäspesifinen. Oppiva eli adaptiivinen immuunivaste alkaa hitaasti, mutta on erittäin spesifinen. Näiden järjestelmien välillä toimii ryhmä T-soluja, joilla on ominaisuuksia molemmista vasteista. Alun perin vuonna 1993 Porcelli havaitsi T-solujen alapopulaation ihmisen verenkierrosta. Tämä populaatio nimettiin myöhemmin MAIT-soluiksi (Mucosal associated T cells), niiden esiintymispaikan mukaan. MAIT-soluja esiintyy runsaasti ihmisen limakalvoilla, mm. suolistossa ja keuhkoissa. MAIT-solut omaavat ominaisuuksia molemmista immuunijärjestelmistä. MAIT-solut aktivoituvat vain hyvin kapeakirjoisesta valikoimasta ligandeja, jotka esitellään niille erittäin konservoituneesta MR1-molekyylistä. MR1 on MHC I-luokan kaltainen molekyyli, joka ilmentyy laajalti eri soluissa. Tärkein ligandi, jota esitellään MR1-molekyylissä, on riboflaviinin esiaste (Vitamiini B:n). Kaikki kasvit ja suuri osa bakteereista ja hiivoista tuottavat riboflaviinia, mutta nisäkkäät eivät. Joten tämä esiaste (5-OP-RU) on selkeä merkki kehon ulkopuolisesta tekijästä. Vuonna 2016 suomalaisesta perheestä löydettiin aiemmin julkaisematon mutataatio IKFZ2-geenissä. Kyseinen geeni koodaa HELIOStranskriptiotekijää, jonka tiedetään olevan osallisena T-solujen kypsymisessä kateenkorvassa ja myöhemmin sitä havaitaan regulatorisista T-soluista (Treg). Tällä hetkellä tiedetään, että kyseiseltä perheeltä puuttuvat miltei kaikki MAIT-solut sekä verestä, että suolen limakalvoilta. Tutkimukset mutaation vaikutuksista ovat kesken. Tämän tutkielman tarkoituksena oli selvittää, lisääntyykö HELIOS-transkriptiotekijän tuotanto MAIT-soluissa, kun niitä stimuloidaan Escerichia coli –bakteerilla ja Candida albicans –hiivalla. Stimulaation jälkeen MAIT-solut värjättiin vasta-aineilla ja analysoitiin virtaussytometrialla. Tutkielma on osa laajempaa projektia, jonka kohteena on IKFZ2 mutaatio ja sen vaikutukset MAIT-soluihin. Ensimmäinen koe oli eristää kypsymättömät MAIT-solut ihmisen kateenkorvasta, joka oli poistettu avosydänleikkauksessa olleilta lapsilta. Testasin tätä lähestymistapaa useita kertoja, mutta epäkypsät MAIT-solut olivat ilmeisesti liian naiiveja ja poistivat pinnaltaan reseptoreja mikrobistimulaation jälkeen tai menivät jopa apoptoosiin, jonka takia emme nähneet niitä enää virtaussytometrianalyysissä. Kateenkorvan kudoksen käsittelyyn liittyi myös muita teknisiä vaikeuksia. Toinen lähestymistapa oli eristää perifeerisen veren valkosolut aikuisten vapaaehtoisten veriänäytteistä. Tämä lähestymistapa näytti toimivan ja loput kokeet suoritettiin tällä tavalla. Näissä stimuloinneissa käytettiin neljää eri vapaaehtoista ja tulokset osoittivat, että C.albicans -stimuloidut MAIT-solut aktivoituivat. Ne tuottivat huomattavasti enemmän interferoni-gammaa, kuin ei-stimuloidut solut ja poistivat pinnaltaa niiden iTCR-molekyylinsä, joka havaittiin vähentyneenä määränä tarttunutta MR1-tetrameeria. Nämä aktivoidut solut ilmensivät enemmän HELIOS-transkriptiotekijää, kuin stimuloimattomat solut tai bakteereilla stimuloidut solut. Tulokseni osoittavat ensimmäistä kertaa, että HELIOS-transkriptiotekijän osallistuu MAIT-solujen aktivaatioon.
  • Kolehmainen, Liisa (2019)
    All societies globally are faced with alarming sustainability issues, such as biodiversity loss and climate change (Rockström et al., 2009). Science and policy, along with other societal sectors, play crucial roles in trying to find answers to these problems. This, alongside other influencing factors, has resulted in a stronger emphasis on evidenceinformed policy in the context of environmental policy, and on knowledge brokering as a tool to reach more evidenceinformed decisions. Knowledge brokering is a process between the producers, brokers, and users of knowledge, in which research findings are translated to meaningful policy options, needs of decision-makers are interpreted to research problems and questions, and connections between researchers and other actors of the society are created. In this study, I study research utilization and knowledge brokering in the context of environmental policy in Finland. The results are aimed to be utilized in improving the impact of the Forum for Environmental Information in Finland. The study has three research questions: What decision-makers perceive as efficient knowledge brokering? How decision-makers perceive research utilization in environmental policy? What are the most important promoting and hindering factors in decision-makers viewpoint to knowledge brokering process? The data for this thesis was collected via 18 semi-structured key-informant interviews in January-April 2018. The data was analyzed using content analysis. According to the analysis, the decision-makers mostly see knowledge brokering under the bridging category by Turnhout et al. (2013). Decision-makers mostly see knowledge brokering as a responsibility of the science domain and see a clear and strong division between science and policy. The interviewees mostly see research utilization in the problem-solving or interactive model by Weiss (1979), which means that research is utilized to solve an existing problem, and among other sources of knowledge. Of the promoting factors, the most relevant factors were related to the communication, such as formulation of the knowledge-product and genuine interaction. Many relevant hindering factors were on the individual level, such as capacities and attitudes of the participants. For the single factors, diversity of branches of science, types of knowledge and of experts is seen as the most relevant promoting factor. Following is the formulation of the message. Of the hindering factors, most relevant according to the analysis are attitudes and trust, resources and timing. Recommendations for boundary organizations on the basis of this research: 1. Special attention should be paid to timeliness, formulation, and diversity when planning knowledge brokering actions for environmental policy. 2. New ways to highlight the shared responsibility of both the decision-makers and the researchers in an efficient and adequate knowledge brokering process should be created and tested. 3. Boundary organizations should find ways to create long-lasting networks to the interface between science and policy to build capacities and alter attitudes on both sides of the interface.
  • Lempiäinen, Anna (2014)
    Several factors, such as the climate fluctuations during the Pleistocene ice age, have contributed to the geographical distribution of genetic variation in contemporary populations. Phylogeography studies the variation by connecting the genetic lineages of individuals with their geographical locations. One of the most popular markers used in these studies is mitochondrial DNA (mtDNA) due to its practical qualities. Mitochondrial DNA has revealed a whole new diversity of bat species and populations compared to conventional study methods using morphology alone. The study species, the Northern Bat (Eptesicus nilssonii), is a common, widely distributed and the most northern one of the Palearctic bat species, but its entire range has not yet been studied genetically. My aim is to study the mtDNA diversity of the Northern Bat mainly in the area of Fennoscandia and Latvia and compare this data with earlier published sequences from individuals located elsewhere in the northern Palearctic to elucidate its population structure and history. The mtDNA diversity of the Northern Bat was examined from 146 individuals, of which mtDNA was sequenced of two different mtDNA markers, cytochrome b and control region. The DNA was obtained from tissue material of live bats and museum specimens. Additional data comprised 6 Northern Bat and 13 Serotine sequences. Sequences of a sister species, the Serotine (E. serotinus), were used as an outgroup. Three geographically embedded data sets from the northern Palearctic, northern Europe and Finland, were formed for examining population structure in different geographical scales. The Northern Bat population was observed to be divided into two mitochondrial lineages; one located mostly in West (European lineage) and the other in East (Siberian lineage). These lineages seem to have diverged 0.85–1.1 million years ago based on a corrected cytochrome b distance of 1.7–2.2 %. On the control region, the European lineage showed considerable genetic diversity (π = 0.019, h = 0.966), and the Siberian lineage high haplotype diversity (h = 0.978) but relatively low nucleotide diversity (π = 0.009). The European lineage was further divided into four genetically different groups, clusters, but the Siberian lineage formed only a single cluster. The variation was geographically structured on the north European scale (ΦST = 0.07), but not on the Finnish scale (ΦST = -0.002). One of the Finnish colonies was found to comprise both lineages, while other sampled colonies consisted of only individuals of the European lineage. The European and Siberian lineages have presumably diverged in isolation through the Middle Pleistocene times, and, despite the genetic distinction between the lineages, they most likely represent interbreeding conspecific populations. Thus, the species’ nomenclature needs no changes. At the north European scale, the high nucleotide diversity observed in the European lineage resulted from the four clusters, which most likely formed in the major refugia in Europe, whereas the low nucleotide diversity in the Siberian lineage resulted from the single cluster, which presumably originated in a single refugium in Central Asia. On the Finnish population scale, both lineages were observed, but the population in general was not geographically structured. The colony comprising both lineages was most likely an indication of the lineages interbreeding. Fennoscandia was evidently recolonized by the European lineage via two routes (Denmark/Sweden and the Baltic countries), and the Siberian lineage via one (Karelia) from Russia. The lineages have come into contact for a second time in Finland and presumably in the European Russia after the end of the last glaciation. Thus, the Pleistocene ice age was a substantial contributor to the observed contemporary population structure of the Northern Bat.
  • Huotari, Essi (2018)
    Ympäristöongelmat ovat kiihtyvällä tahdilla eteneviä ihmiskuntaa koettelevia prosesseja, joiden ratkaiseminen vaatii hyvää ja tutkittuun ympäristötietoon perustuvaa päätöksentekoa, mutta tieteen ja politiikan väliset kommunikaatio- ja toimintatapojen erot sekä intressi- ja arvoristiriidat estävät tiedon käyttöä päätöksenteossa. Siksi tieteen ja politiikan välille on hahmotettu kuvainnollinen rajapinta. Vuorovaikutteisen toiminnan ja yhteistyön avulla ympäristötieteen ja politiikan keskinäistä suhdetta voidaan kehittää toimivammaksi, minkä toivottuna lopputuloksena ympäristöongelmia koskeva päätöksenteko perustuisi tutkittuun tietoon, ja tutkimustoiminnalla olisi paremmat edellytykset vastata päätöksenteon tarpeisiin. Rajapinnalla toimii monenlaisia organisaatioita, joista etenkin rajapintaorganisaatioilla vaikuttaa olevan potentiaalia tuoda tiedon tuottajat ja käyttäjät yhteen ja muuttaa lineaarista keskusteluyhteyttä dynaamisemmaksi keskinäiseksi vuorovaikutukseksi. Työn tavoite on luoda kuvaus ympäristötieteen ja politiikan rajapinnan verkostosta, jossa tutkittu ympäristötieto liikkuu organisaatioiden välillä erilaisten suhteiden ja yhteyksien avulla. Kuvan rakentamisen lisäksi työssä tarkastellaan verkoston toimijoiden välistä vuorovaikutusta, rajapintaa sekä Ympäristötiedon foorumin (YTF) asemaa ja roolia tutkitussa verkostossa. Työn tarkoituksena on ottaa osaa keskusteluun tutkitun ympäristötiedon merkityksestä kompleksisten ongelmien ratkaisussa. Työssä vastataan siihen, 1. millainen on Suomessa ympäristötieteen ja politiikan välinen rajapintaverkosto, jossa tuotetaan, välitetään ja käytettään tutkittua ympäristötietoa, 2. mikä on YTF:n rooli ja asema tutkitussa verkostossa, 3. miten ja mihin tieteen ja politiikan välinen rajapinta tukitussa verkostossa asettuu. Työn tapaustutkimuskohde on YTF, joka on ympäristötieteen ja politiikan rajapinnalla toimiva kestävyys- ja ympäristöasioihin erikoistunut rajapintaorganisaatio. Tutkimuskysymyksiin vastataan monimenetelmäanalyysillä. Verkostoanalyysillä (Social network analysis) luodaan verkoston rakennekuvaus, minkä jälkeen verkoston merkittävien ominaisuuksien kuvausta syvennetään laadullisella analyysillä, millä tavoin saadaan taattua mahdollisimman aito kuvaus verkostosta. Tutkimuksessa selviää, että ympäristötieteen ja politiikan välinen vuorovaikutus on heikkoa, ja että vuorovaikutuksen edistämiseksi tiedon tuottajien tulisi aktivoitua ja päättäjien sitoutua tutkittua ympäristötietoa vaihtavaan verkostoon nykyistä paremmin. Verkoston ”ydin” muodostuu sekä tiedon tuottajista että virkamiehistä ja päätösten valmistelijoista. Voidaan todeta, että virkamiehet ja päätösten valmistelijat ovat suhteellisen hyvin sitoutuneita tutkittua ympäristötietoa vaihtavaan verkostoon, eikä rajaa heidän ja tiedon tuottajien välille voida vetää rakenteellisin perustein. Sen sijaan rajapinnan voidaan nähdä asettuvan lähelle päättäjiä ja poliitikkoja, joiden lähiverkostossa tutkittu ympäristötieto ”laimenee” toisista verkostoista saatuun tietoon. Toisaalta verkostokuvauksen perusteella rajapinnan käsitteen mielekkyys kyseenalaistuu. Vaikka verkostossa on vähän vuorovaikutusta, yhteydet sitovat tiedon tuottajat, välittäjät ja käyttäjät yhteen verkostoon. Rajapinnan sijaan kannattaisikin puhua yhdyspinnasta, joka kuvaisi hyvin ”todellisuutta”, jossa ympäristötieteen ja politiikan välillä on yhteyksiä. Yhdyspintaa voidaan vahvistaa ja sen toimintaa kehittää, mille verkostossa vaikuttaa olevan tarvetta ja sen toteuttajille täyttämättömiä rooleja. Rajapinnan toimijat ja erityisesti rajapintaorganisaatiot kykenevät hoitamaan näitä rooleja. YTF nousee verkostossa keskeiseen asemaan ja ainoaksi merkittäväksi rajapintaorganisaatioksi. Tutkimuksen perusteella nousee myös tarve tarkemmalle rakenteelliselle selvitykselle siitä, missä, miten ja milloin tutkittua ympäristötietoa vaihdetaan ympäristötieteen ja päätöksenteon välillä.
  • Siikström, Hanne (2018)
    Ilman keskilämpötilan ennustetaan kohoavan boreaalisella vyöhykkeellä 2 °C seuraavien 50 vuoden aikana ilmaston lämpenemisen seurauksena. Samaan aikaan maaperän typen (N) määrän lisääntyminen mm. Euroopasta saapuvan ilmalaskeuman välityksellä voi vaikuttaa niukkaravinteisiin kasvuolosuhteisiin sopeutuneeseen boreaaliseen metsäkasvillisuuteen. Ilmaston lämpenemisen ja maaperän typen saatavuuden lisääntymisen arvellaan edistävän mäntymetsien kasvua sekä vaikuttavan haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) päästöihin boreaalisissa havumetsissä tulevaisuudessa. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten ilmaston lämpeneminen ja typpilisäys yksin ja yhdessä vaikuttavat männyn (Pinus sylvestris L.) taimien kasvuun ja fysiologiaan (yhteyttäminen) sekä maanpäällisten versojen haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) päästöihin. Tutkimuksessa nuoret koetaimet (n = 4 per käsittely) altistettiin kohotetulle ilman (+0,5–0,6 °C) ja maaperän (+3,8–4,1 °C) lämpötilalle sekä kahdelle eri maaperän typpitasolle (ei typpilisäystä ja 30 kg N/ha/vuosi), yksin ja yhdessä, avokenttäaltistuskokeessa kahden kasvukauden ajan vv. 2014–2015. Tutkimustulokset osoittivat, että noin 0,5–0,6 °C kohotus ilman keskilämpötilassa saattaa lisätä hieman nuorten männyn taimien vanhojen pääversojen fotosynteesiä. Lisäksi tulokset osoittivat, että eritoten typpilisäys yksin tai yhdessä lämpenemisen kanssa voivat lisätä männyn taimien kasvua jo lähitulevaisuudessa. Toisen altistuskauden päättyessä syyskuussa 2015 typpikäsitellyt männyn taimet olivat keskimäärin noin 6 % pidempiä ja noin 20 % järeämpiä tyvestään kuin ei-typpikäsitellyt taimet ja lämmityskäsitellyt taimet puolestaan noin 5 % pidempiä ja 10 % paksumpia kuin ei-lämmityskäsitellyt taimet. Typpi- ja lämmityskäsittelyiden yhdysvaikutuksesta männyn taimien pituuskasvu oli kaikkein voimakkainta, erityisen voimakkaasti typpi- ja lämmityskäsittely yhdessä vaikuttivat männyn taimien uusien versojen pituuskasvuun. Typpi lisäsi myös uuden verson kuivapainoa selvästi kummassakin kasvulämpötilassa. Tutkimuksessa havaittiin, että valtaosa (> 90 %) männyn taimien VOC-päästöistä muodostui monoterpeeneistä, joista vallitsevina yhdisteinä olivat α-pineeni, kareeni, myrseeni, limoneeni ja βpineeni. Tämän tutkimuksen mukaan typpilisäys kasvatti männyn taimien muiden VOC-yhdisteiden päästöjä syyskuussa 2015. Sen sijaan lämmitys- ja typpikäsittelyt vaikuttivat vain vähän männyn taimien tuottamien VOCyhdisteiden seokseen, sillä eri käsittelyillä havaittiin vaikutuksia vain muutamien yksittäisten VOC-yhdisteiden päästöihin.
  • Pouta, Pasi (2018)
    Fennoskandian vanhat pohjoisboreaaliset kuusivaltaiset kangasmetsät ovat rakenteeltaan avoimia ja mosaiikkimaisesti vaihtelevia. Tutkimustietoa näiden metsien luontaisesta spatiaalisesta rakenteesta on vasta vähän. Fennoskandian metsäluonto on muuttunut voimakkaasti ihmisen toiminnan seurauksena, ja sitä myötä suuri joukko metsälajeja on uhanalaistunut. Tieto luonnonmetsien rakenteista auttaa kehittämään paremmin luonnon monimuotoisuuden turvaavia metsien hoito- ja ennallistamismenetelmiä. Tässä työssä kuvataan puiden kasvutilan vaihtelua ja puuston spatiaalista rakennetta suurella (8,8 ha) puustoltaan tarkasti kartoitetulla koealalla vanhassa pohjoisboreaalisessa kuusimetsässä Värriön luonnonpuistossa Itä-Lapissa. Erikokoisten ja -lajisten puiden kasvutiloja ja keskinäistä sijoittumista kuvataan koko koealalta keskimäärin (globaalisti) ja koealan sisäisen vaihtelun kautta (lokaalisti). Puuston yleistä rakennetta kuvataan puustotunnuksin ja läpimittajakaumin. Puiden kasvutilaa ja sen vaihtelevuutta puun läpimitan ja lajin mukaan arvioidaan Voronoi-monikulmioilla. Erikokoisten ja -lajisten puiden keskinäistä sijoittumista kuvataan globaalisti läpimittaluokittaisilla L-funktioilla, läpimitan variogrammilla ja puulajin merkkiyhteysfunktioilla. Puiden kasvutilan, läpimitan ja lajin lokaalia vaihtelua kuvataan paikallisilla autokorrelaatioindekseillä. Metsä oli tyypillinen avoin rakenteeltaan mosaiikkimaisesti vaihteleva vanha pohjoisboreaalinen kuusimetsä. Puilla oli keskimäärin 17,5 m² kasvutilaa, ja kasvutilan määrä vaihteli välillä 0,18–111 m². Puiden keskimääräinen kasvutila kasvoi noin kaksinkertaiseksi puiden läpimittaluokan kasvaessa pienimmästä (0-5 cm) suurimpaan (yli 25 cm). Koivuilla oli kaikissa läpimittaluokissa keskimäärin 5–10 neliömetriä enemmän kasvutilaa kuin kuusilla. Sekä puiden läpimitta että laji olivat positiivisesti spatiaalisesti autokorreloituneita, varsinkin lyhyillä alle 5 metrin etäisyyksillä ja heikosti jopa 50 metriin asti. Puuston lokaalissa rakenteessa oli sekä pienen että suuren mittakaavan vaihtelua. Erityisesti koealan suoalue ympäristöineen erottui laajana puustoltaan poikkeavana alueena, joka näkyi puiden läpimitan ja lajin pitkän matkan autokorrelaationa ja lisäsi puuston yleistä ryhmittyneisyyttä. Myös koealan voimakkaan kuusivaltainen itäosa ja koealan pohjois-keskiosan avoin alue olivat laajoja puustoltaan poikkeavia alueita. Pienessä mittakaavassa metsässä vaihtelivat läpimitaltaan suhteellisen samankokoisten sekä samanlajisten puiden keskittymät ja läpimitaltaan ja kuusi-koivusuhteeltaan vaihtelevammat alueet. Työn tulokset täydentävät aiempaa vähäistä spatiaalista rakennetietoa Fennoskandian vanhoista pohjoisboreaalisista kuusimetsistä. Erityisesti puiden kasvutilojen ja puuston lokaalin vaihtelun kuvaus laajemmassa mittakaavassa ovat ensimmäisiä Fennoskandiassa. Tässä kuvattu metsä tarjoaa yhden vertailuekosysteemin, jonka olennaisista globaaleista ja lokaaleista rakennepiirteistä voidaan ottaa mallia metsän monimuotoisuuden huomioon ottavassa metsänhoidossa ja metsien ennallistamisessa. Rakenteessa olennaista oli monessa mittakaavassa tapahtuva vaihtelu puiden kasvutiloissa ja erikokoisten ja - lajisten puiden keskinäisessä sijoittumisessa. Vastaavanlaista vaihtelua ja kuvatunkaltaisia spatiaalisia rakenteita voidaan talousmetsissä jäljitellä vaihtelevilla osittaisilla hakkuilla ja jatkuvalla metsänkasvatuksella metsän luontaisen vaihteluvälin jäljittelyperiaatteen mukaisesti. Ennallistettavissa metsissä rakenteen vaihtelevuutta voidaan lisätä pienaukotusmenetelmillä. Tulosten perusteella esimerkiksi puuston tiheyden voidaan antaa vaihdella pienempien ja laajempien tiheämpien ja avoimempien alueiden välillä. Samoin voidaan jättää lokaalia vaihtelua kuusten ja koivujen suhteelliseen osuuteen, puiden keskiläpimittaan ja siihen, kuinka samankokoisia lähekkäiset puut ovat.
  • Laiho, Laura (2018)
    Lymphoblastoid cell line (LCL) collections offer a vast source of biological data of various diseases stored in biobanks. Even though LCLs have been used as a conducive surrogate in vitro cell model to study various diseases, it has been shown that they cannot recapitulate all the regulatory properties of a disorder specific primary tissue, constraining the utility of the collections. The rise of induced pluripotent stem cell (iPSC) technology has offered a novel strategy for repurposing the abundant LCL collections for regenerative medicine, drug discovery and disease modeling. However, the cell-type-specific reprogramming events in LCLs are not understood, hindering the development of a more efficient and reliable reprogramming method for these cell lines. To systematically study the endogenous events taking place during the reprogramming process, the CRISPR/Cas mediated gene activation (CRISPRa) platform has been harnessed in fibroblasts. This thesis work aimed to establish the novel CRISPRa mediated reprogramming method for the first time in biobanked LCLs, obtained from the Psychiatric Family Collections of THL Biobank. The method relies on the activation of the endogenous pluripotency factors with CRISPR activators, which results in the induction of the reprogramming process. The screening of different factor combinations revealed that the successful reprogramming of LCLs seems to require the targeting of the EEA motif, a genomic element which is enriched in promoter regions of genes related to embryo genome activation. The reprogramming efficiencies were however varying, and a gRNA function validation assay showed that the gRNAs used in this project were suboptimal for efficient gene activation in LCLs. The reprogramming method was nevertheless demonstrated to successfully convert five biobanked LCLs into bona fide iPSC lines. The iPSC lines generated in this thesis serve as a proof of concept that the novel CRISPRa reprogramming method works in biobanked LCLs and could be developed to systematically study the cell-type-specific reprogramming events in these cells. Also, the generated iPSC line collection constitutes the first iPSC collection derived from biobanked cells with the CRISPRa reprogramming method and is available as a future research resource, thus paving the way for the wider use of the LCL collections.
  • Hakala, Sanja (2012)
    Kampamaneetteja elää kaikissa mereisissä elinympäristöissä rannikoilta ulapalle ja merten syvänteisiin. Itämerellä on vanhastaan raportoitu elävän pikkumaneettia (Pleurobrachia pileus). Vuonna 2005 eteläiselle Itämerelle levisi pelätty tulokaslaji amerikankampamaneetti (Mnemiopsis leidyi), joka raportoitiin myös pohjoiselta Itämereltä vuonna 2007. Kuitenkin syksyllä 2008 määritettiin molekulaarisin menetelmin kolmas laji, arktinen kampamaneetti (Mertensia ovum), jota ei ole aiemmin löydetty murtovedestä. Selvitin, mitä kampamaneettilajeja pohjoisella Itämerellä elää ja mitkä ovat niiden todelliset levinneisyysalueet Itämerellä. Lisäksi tutkin arktisen kampamaneetin populaatioiden geneettistä vaihtelua pohjoisen ja eteläisen Itämeren välillä AFLP:llä (Amplified Fragment Lenght Polymorphism). Aineistoni sisältää sulkumekanismilla varustetuilla eläinplanktonhaaveilla kerätyt näytesarjat pohjoiselta ja eteläiseltä Itämereltä. Laskin ja mittasin yksilöt elävinä ja kuivasin ne DNA:n eristystä varten. Tein lajinmääritykset lajikohtaisten 18S rRNA- ja ITS1-alueille suunniteltujen PCR-alukkeiden avulla. Kultakin näytteenottopisteeltä keräsin tausta-aineistoa lämpötila-suolaisuusluotaimella. AFLP-näytepisteiksi valitsin kaksi pistettä pohjoiselta ja kaksi eteläiseltä Itämereltä, ja kultakin pisteeltä kymmenen yksilöä. Aineistoni mukaan amerikankampamaneettia ei esiinny pohjoisella Itämerellä, vaan sen levinneisyyden raja on Bornholmin altaalla. Arktinen kampamaneetti on koko Itämeren alueella yleinen ja paikoin hyvin runsaslukuinen. Yksilömäärät ovat suurimmillaan pohjoisella ja keskisellä Itämerellä, mikä viittaa siihen, että laji on sopeutunut pohjoisen ympäristöoloihin. Laji esiintyy laikuttaisesti, mutta yksilömäärät ovat samansuuntaisia laajalla alueella, joten populaatio vaikuttaa olevan vakaa. Havaitut arktisen kampamaneetin yksilömäärät vastaavat aiemmin Itämereltä raportoituja pikkumaneetin yksilömääriä. Myös vanhat kuvaukset Itämeren kampamaneettien elintavoista ja rakenteesta sopivat paremmin arktiseen kampamaneetiin kuin pikkumaneettiin. On todennäköistä, että Itämeren kampamaneetit ovat olleet arktista kampamaneettia jo viime vuosisadalla ja että laji on määritetty virheellisesti pikkumaneetiksi. Omassa aineistossani pikkumaneettia esiintyy harvalukuisena vain Pohjanmeren suulla. Arktisen kampamaneetin esiintymiseen eri vesikerroksissa vaikuttavat lämpötila ja suolaisuus. Itämeren arktiset kampamaneetit elävät pääasiassa syvimmissä vesikerroksissa lähellä pohjaa, missä vesi on suolaista ja viileää. Arktiset kampamaneetit ovat Itämerellä noin kymmenen kertaa Arktiksella eläviä yksilöitä pienempiä. Suomenlahden yksilöt ovat suurempia kuin eteläisen Itämeren. AFLP toimii kampamaneeteilla erinomaisesti, joskin DNA-näytteiden kontaminaation vähentämiseen on syytä kiinnittää huomiota. Arktisen kampamaneetin yksilöiden välinen geneettinen vaihtelu on samassa suuruusluokassa kaikilla näytepisteilläni, ja samanlaista kuin merieläimillä yleensä. Pohjoisen Itämeren populaatio on geneettisesti hiukan tasaisempi ja eteläisellä Itämerellä yksilöiden välillä on enemmän vaihtelua. Etelän ja pohjoisen Itämeren yksilöt muodostavat omat, toisistaan eroavat populaationsa, mutta populaatioiden välillä on havaittavissa geenivirtaa. Populaatioiden väliset geneettiset erot ovat merieläimillä tyypillisesti pieniä, ja sama on havaittavissa myös Itämeren arktisella kampamaneetilla. Aineiston geneettisestä vaihtelusta noin 90 % oli näytepisteiden sisäistä 10 % näytepisteiden välistä. Ero on pääosin etelän ja pohjoisen näytepisteiden välillä, sillä merialueiden sisäiset parittaiset erot olivat hyvin pieniä. Tämä opinnäytetyö osoittaa, että Itämerellä yleisin ja laajimmalle levinnyt kampamaneettilaji on arktinen kampamaneetti. Tätä ennen se on pohjoisella Itämerellä virheellisesti määritetty ensin pikkumaneetiksi ja myöhemmin amerikankampamaneetiksi. Tutkimukseni osoittaa, kuinka tärkeää luotettava lajinmääritys on ekologiselle tutkimukselle.
  • Autio, Iida (Helsingfors universitet, 2014)
    The purpose of this Master s thesis was to investigate the influence of land use and soil on the amount, quality and lability of dissolved organic matter (DOM) coming from the Vantaa River drainage basin. The DOM output of three major waste water treatment plants was also investigated. DOM is a mix of organic compounds dissolved in water and passing through a 0.2 0.45 µm filter. DOM is produced in water ecosystems and it is being flushed in from land with runoff water. Terrestrial DOM is mostly originated from plants. DOM consists of dissolved organic carbon (DOC) and organic nutrients such as dissolved organic nitrogen (DON) and phosphorus (DOP). DOM is the most important source of energy to the heterotrophic bacteria in the aquatic ecosystems. The bacteria also pass it on in the food web through the microbial loop. Along with inorganic nutrients DOM influences the state of the Baltic Sea and enforces the problems caused by eutrophication. The temporal and spatial variation of the DOC concentrations in the Vantaa River drainage basin was followed during a 5 month long survey, where samples were taken from 25 points along the river area. The influence of land use and soil to the quality, quantity and lability of DOM was tested in a 2 month long incubation experiment. Bacterial inoncula from the Baltic Sea was incubated in samples taken from the Vantaa River area and different parameters of DOM were followed. The land use and soil characteristics of each sub basin of the sampling points were calculated and their effect on DOC and DON concentrations, bacterial growth and respiration, and the concentration and share of labile DOC and DON was analyzed. Optical measuring techniques were used to analyse the chromophoric fraction of DOM (CDOM), which gives information on the quality of DOM. Similar experiment was conducted with samples from the three major waste water treatment plants in the area; Riihimäki, Klaukkala and Viikinmäki. The DOC concentrations in the Vantaanjoki River area were on a similar level than in previous studies in the northern Baltic Sea area. DOC concentrations had seasonal variation and were higher in spring than in late summer. There was also spatial variation between different river areas of the drainage basin, and on average Keravanjoki had the highest concentrations. Around 8 % of the DOC coming from Vantaa River basin was biologically labile, which is in the same range as in previous studies. The share of biologically labile DON was around 50 % which is much higher than in previous studies. Similar results have been reported from the southern Baltic Sea. In this study, DON instead of ammonium, was the most preferred form of nitrogen to the heterotrophic bacteria of the Baltic Sea. Thus, DON could have an influence on the plankton dynamics of the Baltic Sea. If the concentration of labile DON in runoff water is low, the heterotrophic bacteria can compete with phytoplankton for inorganic nutrients and inhibit phytoplankton growth. In turn, labile DOM with high nitrogen content offers plenty of nitrogen to heterotrophic bacteria leaving inorganic nutrients to phytoplankton. Heterotrophic bacteria used the most labile DOM during the first month of incubation. During the experiment the share of aromatic and more refractory DOM increased in the DOM pool. The share of organic soil in the drainage basin was the major factor influencing the DOC-concentrations in the runoff water. It also correlated positively with the growth of bacterial biomass and bacterial respiration. On the other hand, organic soil didn't have an effect on the lability of DOM. DOM coming from clay soils was more labile than DOM coming from organic soils. Soil was more important factor in determining the quality, quantity and lability of DOM in the runoff water than land use. DOM coming from the waste water treatment plants differs in quality from the DOM in the Vantaa River, being fresher and less aromatic. The concentration of DOC and the share of labile DOC were on a same level in both experiments. Therefore waste water doesn't increase DOM-concentrations in the river, but naturally make the overall load larger.

View more