Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta

 

Recent Submissions

  • Mauranen, Aleksanteri (Helsingin yliopisto, 2019)
    Tässä maisterintutkielmassa tutkin romanialaisen taloustieteilijän Nicholas Georgescu-Roegenin (1904–1994) vaikutusta ekologisen taloustieteen koulukunnan muodostumiseen. Laadullisen sisällönanalyysin keinoin tutkin Georgescu-Roegenin avainajatuksia kahdeksan tekstin (artikkeleita, luentoja ja postuumisti julkaistu käsikirjoitus vuosilta 1970–1989) valossa ja vertaan niitä ekologisen taloustieteen ominaispiirteisiin. Teen myös katsauksen Georgescu-Roegenia käsittelevään kirjallisuuteen ekologisen taloustieteen kentällä. Näin saan kaksi näkökulmaa hänen intellektuaaliseen vaikutukseensa. Kirjallisuuskatsauksen perusteella arvioin myös Georgescu-Roegenin sosiaalista vaikutusta ekologisen taloustieteen syntyvaiheilla. Kaiken kaikkiaan selvitän Georgescu-Roegenin avainajatuksia ekologisen taloustieteen kannalta ja hänen roolejaan koulukunnan varhaisessa kehityksessä. Georgescu-Roegenin keskeiset ajatukset jäsentyvät työssäni 24 teeman alle, jotka vuorostaan muodostavat viisi kattoteemaa. Ensimmäinen kattoteema, entropia ja luonnontieteet, kuvaa Georgescu-Roegenin ajattelun läpäisevää biofyysistä maailmankuvaa, jota ilman hänen johtopäätöksiään ei voi syvällisesti ymmärtää. Toinen kattoteema, ihmiskunnan historia ja tulevaisuus, kattaa hänen käsityksensä ihmisestä ja ihmiskunnasta sekä erityisesti siitä auttamattoman kestämättömästä tilanteesta, johon entropian laki hänen mukaansa ihmiskunnan sitoo. Kolmas kattoteema, varsinainen taloustiede, käsittelee Georgescu-Roegenin käsityksiä taloustieteen filosofisesta perustasta, sen teoreettisista ja käsitteellisistä ongelmista sekä eräitä teknisempiä ja matemaattisempia erityiskysymyksiä. Neljäs ja viides kattoteema muodostuvat pääasiassa jo aiemmissa kattoteemoissa esiin tuoduista ajatuksista uudelleen järjesteltyinä: kritiikki kokoaa Georgescu-Roegenin kritiikkiä erityisesti muita tutkimussuuntauksia kohtaan sen kohteen mukaan järjestettynä, ja ratkaisut puolestaan esittelee hänen ratkaisuehdotuksiaan niin taloustieteen kuin koko ihmiskunnankin tasolla. Ekologisen taloustieteen kannalta Georgescu-Roegenin keskeisimmät ajatukset koskevat erityisesti ensimmäistä ja kolmatta kattoteemaa. Aineen, energian ja entropian lain suuri merkitys taloudellisessa prosessissa sekä Georgescu-Roegenin uudelta taloustieteeltä edellyttämät eettinen normatiivisuus ja poikkitieteellisyys ovat ekologisen taloustieteen peruspilareita. Ekologinen taloustiede vastaa monilta osin niihin kritiikkeihin, joita Georgescu-Roegen oman aikansa taloustieteen suuntauksiin kohdisti. Hänen sosiaalis-intellektuaalinen merkityksensä voidaan tiivistää viiteen rooliin: varhainen tiennäyttäjä ja kriitikko; varhainen kokoaja ja teoreetikko; vaikuttava, mutta hankala mentori; kuuseen kurkottava erakko ja kiistelty klassikko. Mahdollisia jatkokysymyksiä samalta suunnalta voisivat olla esimerkiksi Georgescu-Roegenin pääteoksen, The Entropy Law and the Economic Processin (1971), klassikkoaseman tarkastelu tai samantyyppinen vaikutusanalyysi muista ekologisen taloustieteen varhaisista uranuurtajista. Myös ekologisen taloustieteen käytännön tutkimustodellisuuden suhde sen ääneenlausuttuihin periaatteisiin ansaitsisi lähempää tarkastelua. Entropian lakia olisi kiinnostavaa tutkia taloustieteen näkökulmasta joko analysoimalla aiheesta käytyä runsasta keskustelua tai pureutumalla entropian käsitteen antroposentrisyyden ja objektiivisuuden väliseen jännitteeseen.
  • Tirroniemi, Jyri (Helsingin yliopisto, 2019)
    Mikromuovit ovat halkaisijaltaan 1–5000 μm kokoisia muovikappaleita, joita löytyy ympäristöstä kaikkialla maailmassa. Tässä pro gradu -tutkielmassa selvitettiin mikromuovien jakautumista pohjoisen Itämeren rannikon pohjasedimenteissä alueellisesti. Osana tätä työtä testattiin eri menetelmien vaikutusta mikromuovien eristämiseen sedimentistä. Meristrategiadirektiivi velvoittaa Euroopan unionin jäsenvaltiot seuraamaan meren tilaa, mihin sisältyy mikroroskien määrien arviointi merenpohjan sedimentistä. Seurantaa varten ei ole kuitenkaan vielä valmiita menetelmiä. Tässä työssä testattiin, onko Gemax-putkinoutimen ja Petite Ponar-kauhanoutimen välillä eroa mikromuovimäärissä ja vaikuttaako työssä käytetyn suodattimen silmäkoko tuloksiin merkitsevästi. Työssä myös kehitettiin menetelmäprotokollaa, jolla muovit voidaan eristää sedimentistä niitä mahdollisimman vähän vahingoittaen ja laskea muovien kappalemäärät puoliautomaattisella tietokoneohjelmalla. Mikromuovit tiheyseroteltiin sedimentistä sitä varten rakennutetulla erotteluputkella, minkä jälkeen suodatetut näytteet puhdistettiin vetyperoksidilla, entsyymeillä ja uudella tiheyserottelumenetelmällä. Erottelun jälkeen näytteet värjättiin niilinpuna-värillä ja suodattimet kuvattiin stereomikroskooppiin kiinnitetyllä kameralla fluoresoivalla valolla. Kuvat käsiteltiin ja fluoresoivat hiukkaset analysoitiin ImageJ-ohjelmalla ja tulokset korjattiin kontrolleilla ja fourier-muunnosinfrapunalaitteella (FTIR) tehdyillä materiaalivarmistuksilla. Työssä oli mukana 2017 vuonna kerätyt seitsemän rannikkonäytepisteen sedimentit kaupunkien lähistöltä Kotkasta Vaasan ulottuvalta alueelta ja vuonna 2018 seitsemästä näytepisteestä kerätyt sedimenttinäytteet Pohjanpitäjänlahdelta lounaiselta Uudeltamaalta. Laboratoriotyö suoritettiin Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) merikeskuksen laboratorion tiloissa Viikissä. Eri näytteenottimien välillä ei havaittu merkitsevää eroa, mutta suodattimen silmäkoon huomattiin vaikuttavan merkitsevästi tuloksiin. Mikromuovimäärissä havaittiin merkitseviä eroja näytepisteiden välillä koko rannikon alueella ja Pohjanpitäjänlahden näytepisteiden välillä. Suurimmat mikromuovimäärät löydettiin Porvoon näytepisteeltä, josta eristettiin 22 mikromuovihiukkasta grammasta kuivaa sedimenttiä, mikä erosi merkitsevästi Kotkan ja Vaasan pisteistä. Työssä tarkasteltiin mahdollisia syitä mikromuovimäärien eroihin alueellisesti. Tulos tukee jo aikaisemmin julkaistuja tuloksia eri kokoisten mikromuovien määristä. Pienin kokoluokka erosi merkitsevästi neljästä suurimmasta ja toiseksi pienin kokoluokka kolmesta suurimmasta. Pienimmät kaksi kokoluokkaa (25-100 μm) vastasivat noin 80 % kaikista löydetyistä hiukkasista. Tutkielmassa pohditaan sitä, kuinka mikromuovien painottuminen pienempiin kokoluokkiin vaikuttaa tuloksiin ja seurantaan. Lopuksi työssä esitetään parannusehdotuksia menetelmään ja seurannan suorittamiseen. Tämä tutkimus on yksi ensimmäisistä pohjoisen Itämeren sedimenttien mikromuovimääristä ja alueellisesta jakautumisesta tehty. Tutkimuksesta saatuja tuloksia voidaan hyödyntää tulevaisuuden kansallista mikromuoviseurantaa suunnitellessa.
  • Kylliäinen, Mira (Helsingin yliopisto, 2019)
    Luonnon monimuotoisuus on vähentynyt viime vuosina globaalisti. Puhutaan jopa kuudennesta massasukupuutosta. Myös Suomessa erityisesti vanhojen metsien sekä niitty- ja perinneympäristöjen lajistot ovat heikentyneet. Suurin syy monimuotoisuuden vähenemiseen on elinympäristöjen katoaminen ihmistoiminnan ja maankäytönmuutosten vuoksi. Suomen uhanalaisia lajeja uhkaavat eniten metsä- ja maatalous ja niiden myötä vähenevät lahopuun ja niittyjen määrät. Luontotyypeistä erityisesti jalopuulehdot ovat katoamassa. Osansa maa-alasta vievät myös vapaa-ajan harrastukset, kuten esimerkiksi golf. Golfkenttien vaikutus monimuotoisuuteen on jakanut mielipiteitä. Golfkentän ekologiseen arvoon vaikuttaa se, millaiseen ympäristöön se on rakennettu. Urbaanissa ympäristössä golfkenttä voi merkittävästi lisätä monimuotoisuutta päinvastoin kuin metsäiseen ympäristöön rakennettuna. Golfkentät ovat kuitenkin usein laikuittaisia sisältäen useita erilaisia, pienialaisia kaistaleita alkuperäistä luontoa. Tässä työssä selvitin golfkentän rakentamisen aiheuttamia vaikutuksia metsäekosysteemin alkuperäiseen eliöyhteisöön sekä golfkentän monimuotoisuutta itsessään sekä verrattuna ympäröiviin alueisiin. Lisäksi pohdin, miten monimuotoisuutta kentällä voitaisiin parantaa. Tutkimuskohteena oli Hirsalan golfkenttä Kirkkonummella Etelä-Suomessa. Kesän 2018 aikana tein kentällä luontokartoituksen määrittämällä kentällä havaitut kasvit, nisäkkäät, linnut, matelijat ja sammakkoeläimet, perhoset sekä maakiitäjäiset (Coleoptera: Carabidae). Maakiitäjäisiä keräsin myös kentän reuna-alueelta sekä kentän ulkopuolelta. Perhosten keräämiseen käytin valorysää ja kolmea syöttirysää, keräys kesti toukokuusta elokuuhun. Maakiitäjäiset keräsin kuoppapyydyksillä (yht. 93) samalla aikataululla. Muut taksonit määritin näkö- ja kuulohavaintojen avulla. Mallinsin perhos- ja maakiitäjäisaineistoilla kentän ja vertailualueiden lajistojen runsausjakaumia. Maakiitäjäisaineistolla vertaisin kentän, kentän reuna-alueen ja kentän ulkopuolisen alueen monimuotoisuuksia Shannonin-Wienerin ja Simpsonin diversiteetti-indekseillä. Kasviaineiston avulla tein golfkentän alueesta luontotyyppikartan QGIS- paikkatieto-ohjelmalla. Muut aineistot täydensivät tilastomenetelmillä saatuja tuloksia. Golfkentän saamat diversiteetti-indeksit olivat pienempiä kuin kentän reunalla tai kentän ulkopuolella saadut arvot. Golfkentän lajistojen runsausjakauma oli epätasaisin muiden alueiden runsausjakaumiin verrattuna. Kentällä dominoi aitosysikiitäjäinen (Pterostichus melanarius, 65 % kentän lajistosta), joka on tunnettu häiriöekosysteemien generalistilaji. Perhosaineiston runsausjakauma ei kuitenkaan poikennut vertailuaineistosta. Golfkentällä havaittiin myös uhanalaisia ja suojeltuja lajeja, kuten liito-orava (Pteromys volans) sekä kartioakankaali (Ajuga pyramidalis). Kentällä ja sen läheisyydessä havaittiin myös useita metsäisiä lajeja, joista osa käytti kenttää esimerkiksi saalistamiseen tai laiduntamiseen. Kentältä löytyi luontotyyppejä niin karuista kalliometsistä tuoreisiin kankaisiin ja pähkinäpensaslehtoon. Kentältä löytyi myös joitain haitallisia vieraslajeja, kuten keltamajavankaali (Lysichiton americanus). Kentän rakentaminen on heikentänyt ja muuttanut alkuperäistä metsäekosysteemin eliöyhteisöä. Kenttää voidaan pitää häiriöekosysteeminä, jossa generalistilajit viihtyvät spesialistilajien kadotessa. Alueella voi myös olla vielä jäljellä rakentamisesta aiheutuvaa paikallista sukupuuttovelkaa esimerkiksi kasvi- ja hyönteislajien suhteen. Kenttä yhdessä ympäröivän luonnon kanssa muodostaa laikuittaisen elinympäristön, joka mahdollistaa monien lajien ravinnonhankinnan ja pesimisen kentällä ja sen läheisyydessä. Kentän monimuotoisuutta voitaisiin parantaa lisäämällä kentällä lahopuun sekä niittyjen määrää. Luonnonkasvien lisääminen ja niiden hallittu hoitamattomuus voi lisätä hyönteisten ja kasvinsyöjien määriä ja näin edelleen vaikuttaa kaskadiefektin kautta ylemmille ravintoketjun tasoille. Myös lampien ympärille olisi hyvä jättää suojavyöhykkeet. Alkuperäisiä luontokaistaleita tulisi vaalia, erityisesti kentällä sisällä olevaa pähkinäpensaslehtoa. Kentällä esiintyvät haitalliset vieraslajit ja puutarhakarkulaiset tulisi poistaa, etteivät ne vie elintilaa alkuperäislajeilta. Pöntötyksillä voidaan myös lisätä yksittäisten lajien tilaa lisäämällä niille mahdollisia pesimis- ja levähdyspaikkoja.
  • Lähteenaro, Meri (Helsingin yliopisto, 2019)
    Kierresiipiset (Insecta: Strepsiptera) ovat toisten hyönteisten loisia, joille on tyypillistä monimutkaiset elinkierrot sekä sukupuolten äärimmäinen erilaisuus. Kierresiipisten elinkiertoon kuuluu kolme sisäloistoukkavaihetta. Suurimmalla osalla kierresiipisistä ensimmäinen toukkavaihe sekä aikuiset koiraat elävät vapaina ja naaraat ovat koko elämänsä sisäloisia. Lentokykyiset koiraat muistuttavat hieman kärpäsiä, kun taas naaraat ovat toukkamaisia. Kierresiipisiä tunnetaan noin 630 lajia. Lajien ulkoisen samankaltaisuuden vuoksi lajimäärä on todennäköisesti paljon suurempi. Andrena-suvun maamehiläisissä loisiva Stylops-suku on yksi suurimmista kierresiipissuvuista. Aiemmin Euroopassa on ajateltu esiintyvän vain yksi suvun laji, Stylops melittae, mutta DNA-menetelmiä hyödyntävä tutkimus osoitti sen olevan 30 lajin lajikompleksi. Tässä tutkimuksessa selvitin, mitkä näistä lajeista esiintyvät Suomessa. Lisäksi tarkastelin voiko meillä esiintyvien naaraiden morfologiaa hyödyntää lajinmäärityksessä, sillä koiraita tavataan äärimmäisen harvoin. Tutkimustani varten kävin läpi Suomen suurimpien hyönteiskokoelmien kaikki Andrena- isäntälajiyksilöt ja tallensin havaittujen kierresiipisten löytötiedot tietokantaan. Tein soveltuville yksilöille DNA-viivakoodianalyysin ja vertasin saatuja DNA-viivakoodeja tietokantojen viivakoodeihin. Morfologisessa tarkastelussa irrotin Stylops-naaraat isännistä ja tarkastelin eri kuvantamismenetelmin otetuista kuvista (kerrosvalokuvaus, SEM) naaraiden rakenteiden mittoja sekä ulkonäköä. Tutkimukseni perusteella Suomessa esiintyy aiemmin luullun yhden lajin sijaan viisi Stylops-lajia: S. thwaitesi, S. ater, S. japonicus, S. nevinsoni ja S. spreta. Näiden lisäksi Suomessa esiintyy yksi todennäköisesti kuvaamaton laji. Näiden kaikkien lajien naaraat eroavat toisistaan morfologialtaan. Koostin jokaisesta lajista yhteenvedot, jotka sisältävät tietoa niiden morfologiasta, ekologiasta, levinneisyydestä sekä yleisyydestä. Tutkimukseni antaa arvokasta tietoa Suomen kierresiipislajistosta. Siinä tarkasteltiin ensimmäistä kertaa Stylops-suvun esiintymistä nykyisen taksonomisen luokittelun mukaisesti Suomessa. Tutkimukseni antoi lisätietoa Stylops-lajien esiintymisalueista. Stylops japonicus esiintyy aiemmista tiedoista poiketen myös Euroopassa. Lisäksi se antoi uutta tietoa usean lajin isäntälajisuhteista. Monia aineistoni Andrena-isäntälajeja ei olla yhdistetty aiemmin tiettyihin kierresiipislajeihin. Kierresiipisiin keskittynyttä tutkimusta ei ole ollut pitkään aikaan Suomessa. Tutkimusta varten keräämääni aineisto toimii hyvänä pohjana tulevaisuuden tutkimuksille. Tuloksia hyödynnettiin Suomen uhanalaisten eliöiden arvioinnissa 2019, jonka mukaan kaksi Stylops-lajeista ovat uhanalaisten lajien punaisella listalla.
  • Kanerva, Sonja (Helsingin yliopisto, 2019)
    Increased intestinal permeability and its role in autoimmune, metabolic and chronic intestinal diseases is under extensive research as the “leaky gut” is considered as a potential target for preventive and therapeutic strategies in wide range of diseases. Zonulin, an eukaryotic analogue of Vibrio cholerae derived Zonula occludens toxin, which induces tight junction disassembly, has recently become a popular serum-based biomarker of intestinal permeability in biomedical research, even though the link between serum zonulin levels and functional measures of intestinal permeability has never been validated properly in humans. In addition, surprisingly little is known about the location and regulation of zonulin expression in the humans despite the protein was discovered almost two decades ago. Zonulin, also known as pre-haptoglobin-2, is an uncleaved precursor form of haptoglobin that is abundantly expressed in the liver. Zonulin, in turn, based on studies on rats, rabbits and monkeys, is expressed in the small intestine and stimulated by exposure to bacteria and gliadin, but no other stimulators have been described so far. It is also unclear, if different bacteria can induce different responses in zonulin secretion as only the effect of gram-negative enterobacteria has been documented so far. The aim of this study was to evaluate the effect of selected intestinal bacteria and of two known upregulators of haptoglobin, interleukin-6 (IL-6) and bacterial lipopolysaccharide (LPS), on zonulin secretion in vitro. The impact of two gram-positive probiotic bacteria (Lactobacillus rhamnosus GG & Bifidobacterium bifidum) and of two commensal gram-negative bacterial strains (Escherichia coli DH5α & Escherichia coli RY13) were tested for zonulin secretion in HT-29 intestinal epithelial cells, in addition to IL-6. Two separate lineages of immortalized human hepatocytes were tested for zonulin secretion by stimulation of LPS and IL-6. In addition, different immunological methods were assessed for quantification of zonulin, as the potential cross-reactivity of our primary analysis method, a commercial zonulin ELISA kit from Immundiagnostik AG that is also the main method used in the published zonulin studies, became more evident at the beginning of this thesis project. The main findings of this study were that the widely used commercial zonulin ELISA from Immundiagnostik AG is not specific for zonulin, but instead cross-reacts at least with complement C3, in line with the results published by other group during this work. Our further experiments comparing the signals of the above-mentioned zonulin ELISA and complement C3 ELISA for serum samples showed that there was only weak correlation between the obtained signals, suggesting that the zonulin antibody does not directly bind to complement C3. By using dot blot, western blot and immunoprecipitation, we found that the cross-reaction only occurred in native conditions. Based on zonulin ELISA measurements of the cell culture media from the in vitro experiments, very low signal was obtained for both intestinal and hepatic cells. Among the tested bacteria, only exposure to Lactobacillus rhamnosus GG led to a significant increase in the release of target protein. In hepatic cells, LPS had no effect, while IL-6 led to a significant increase of zonulin ELISA signal in one of the tested hepatic lines. However, it is currently difficult to differentiate if the low detected “zonulin” levels in this study are due to low level of secretion, or rather due to the lack of a proper method to detect zonulin. Taken together, these observations suggest that the most commonly used zonulin ELISA and other related, commercially available antibody-based methods for zonulin detection should be utilized with caution, as these antibodies cross-react with other protein(s). Hence, the serum “zonulin” cannot be considered as a biomarker of intestinal permeability until the captured protein(s) are identified, and similarly the anticipated effects of intestinal bacteria on zonulin expression cannot be reliably investigated with the currently available antibodies.
  • Pentikäinen, Santtu (Helsingin yliopisto, 2019)
    Uhanalaisten lajien suojelussa käytetään usein luontoon palauttamista, jossa populaatioita pyritään vahvistamaan kasvattamalla yksilöitä kasvatuslaitoksessa ja vapauttamalla ne sen jälkeen luontoon. Luontoon palauttaminen kuitenkin usein epäonnistuu, koska laitoskasvatus alentaa yksilöiden kelpoisuutta luonnossa. Syyksi arvellaan geneettistä laitosolosuhteisiin sopeutumista eli laitostumista, jota tapahtuu lohikaloilla jo ensimmäisten laitoskasvatettujen sukupolvien aikana. Laitoskasvatetut yksilöt eroavat usein luonnonyksilöistä muun muassa käyttäytymisominaisuuksiltaan. Kuitenkaan laitostumisen taustalla olevia biologisia mekanismeja ei tunneta riittävän tarkasti. Tutkin työssäni, vaikuttaako laitostuminen uhanalaisen kirjolohen (Oncorhynchus mykiss) käyttäytymiseen jo ensimmäisen laitossukupolven aikana. Vertailin luonnonyksilöiden risteytyksistä peräisin olevien, vuoden ikäisinä Oregonin Wilson-jokeen vapautettujen laitoskasvatettujen kirjolohien jälkeläisiä saman populaation luonnonkirjolohien jälkeläisiin. Emoyksilöiden kasvuympäristöt erosivat toisistaan hedelmöityksestä poikasvaiheeseen, ja niiden tässä työssä tutkitut jälkeläiset kasvatettiin yhdenmukaisessa laitosympäristössä perheryhmittäin. Selvitin laitoskasvatuksen aiheuttamia käyttäytymiseen kohdistuvia muutoksia vertailemalla luonnonemojen poikasten ja laitosemojen poikasten käyttäytymistä Oregonin osavaltion yliopistolla toteutetuissa käyttäytymiskokeissa. Tutkimuskysymyksinä oli, erosivatko laitostaustaiset kirjolohenpoikaset luonnontaustaisista käyttäytymisen perusteella, missä eri käyttäytymispiirteissä erot näkyivät, ja miten erot ilmenivät ryhmien välillä. Hierarkkisella koejärjestelyllä, jossa perheet edustivat riippumattomia toistoja eri emoryhmien sisällä, ja poikaset riippumattomia toistoja eri perheiden sisällä, pystyin erottamaan emoyksilöiden kasvuympäristön vaikutukset mahdollisista sukulaisuuden vaikutuksista poikasten käyttäytymiseen. Tulosten perusteella laitostaustaisten perheiden poikaset uivat vähemmän aktiivisesti ja söivät harvemmin kuin luonnontaustaisten perheiden poikaset. Koska kasvatus- ja koeympäristöt eivät eronneet poikasryhmien välillä, havaitut erot olivat peräisin eri elinympäristöissä (laitos ja luonto) kasvaneiden emopopulaatioiden perinnöllisistä käyttäytymiseroista, mikä viittaa laitosemopopulaatiossa tapahtuneeseen geneettiseen laitostumiseen. Tämä osoittaa, että kirjolohen käyttäytymiseen kohdistuu laitoskasvatuksessa valintaa, joka poikkeaa luonnossa tapahtuvasta valinnasta ja johtaa luontoon palautettavan kirjolohen käyttäytymisen muutokseen jo yhden laitossukupolven aikana. Laitoskasvatuksen aiheuttama aktiivisuuden väheneminen saattaa heikentää yksilöiden kykyä hankkia ravintoa luonnossa tai löytää suojapaikkoja saalistuspainetta vastaan, ja siten selittää luontoon palauttamisen jälkeen havaittua kelpoisuuden alenemista. Luonnossa lisääntyessään laitoskasvatetut yksilöt saattavat lisätä haitallisten käyttäytymisominaisuuksien yleisyyttä luonnonpopulaatiossa. Tutkimukseni perusteella uhanalaisten populaatioiden suojeluun tähtäävässä laitoskasvatuksessa tulee huomioida laitostumisen aiheuttamat yksilöiden käyttäytymiseen kohdistuvat muutokset, jotka näkyvät jo ensimmäisessä luontoon palautettavassa laitossukupolvessa. Kasvatusolosuhteiden tulisi jäljitellä luonnonympäristöä mahdollisimman hyvin, jotta käyttäytymiseen kohdistuvat valintapaineet pysyisivät luonnonmukaisina. Näin geneettisen laitostumisen vaikutukset jäisivät vähäisiksi ja laitoskasvatettu populaatio pysyisi luonnonpopulaation kaltaisena. Kehittämällä kasvatusolosuhteita tutkimukseen perustuen on mahdollista parantaa luontoon palautettavien yksilöiden kelpoisuutta luonnossa ja siten suojeltavan populaation elpymistä ja luonnonvaraisena säilymistä. Käyttäytymisvaste laitostumiseen voi olla laji- tai populaatiokohtaista, joten laitoskasvatuksen vaikutuksia käyttäytymiseen tulisi tutkia useilla eri lajeilla.
  • Heilala, Maria (Helsingin yliopisto, 2019)
    Despite the advances in the management of breast cancer, discovery of novel and targeted drugs remains a challenge. It has been suggested that drug failure rates in clinical trials might be diminished by improving the predictive potential of preclinical cancer models. Three-dimensional (3D) scaffold-based cell culture has emerged as an attractive platform for mimicking tissue-like microenvironment, since it is well-known that cells respond to the cues in the extracellular matrix (ECM). The aim of this thesis was to develop fibrin-based hydrogels and evaluate their performance in 3D cell culture of breast cancer cells. The fibrin gel formulation was first optimized by testing the effect of different buffers on gel properties. Structural properties were examined with scanning electron microscopy and mechanical properties measured with oscillatory rheometry. Three different fibrin concentrations of the optimized formulation were then used as scaffolds for DU4475 breast cancer cells. After seven days of culture, the morphology, phenotype and proliferation of the resulting cell structures were assessed by using techniques such as light microscopy, immunofluorescent confocal microscopy and Western blot analysis. The desired properties for 3D cell culture were obtained by preparing fibrin gels at high pH in the absence of calcium. The main finding of the thesis was that fibrin concentration strongly affected the phenotype of DU4475 cells, with cells cultured in the softest gel retaining their original characteristics to the greatest extent. In the future, the developed scaffold could possibly be used in drug discovery and personalized medicine by culturing tumor explants from patients. However, the methods used in the study must be further optimized and the results validated with other breast cancer cell lines and with primary tissues.
  • Neiro, Jakke (Helsingin yliopisto, 2019)
    In recent years, the two-spotted field cricket Gryllus bimaculatus has emerged as a central model for studies on insect development, regeneration and physiology. At the moment, G.bimaculatus has the most extensive molecular toolkit within the Exopterygota, making it the foremost model for evolutionary developmental biology and comparative physiology within the field of entomology. However, the postembryonic development of G. bimaculatus has received considerably less attention than embryonic development. In this thesis, I have studied the postembryonic development of G. bimaculatus to better understand the evolution and physiology of the understudied Exopterygota. My thesis encompasses five parts: postembryonic morphology, wing development, appendage regeneration, allometry, and growth. The postembryonic stages, the nymphal stages, have never been properly characterised in G. bimaculatus. By following postembryonic development daily at 30 C, 8 nymphal stages (instars) were identified. Size, coloration, sclerotisation of the thorax, and morphology of the wings, the hind tibia and the ovipositor were useful characters in distinguishing the stages. The Dpp/BMP signalling pathway patterns the wing venation in the endopterygotan insects Drosophila melanogaster and Athaliae rosae, but nothing is virtually known about wing development in exopterygotan insects. The wings and the wing venation pattern in different nymphal stages of G. bimaculatus were studied using the hydrogen peroxide clearing protocol along with both brightfield and fluorescence microscopy, while the role of the Dpp/BMP signalling pathway was studied using immunohistochemistry (IHC), in situ hybridisation (ISH), and RNA interference (RNAi). The longitudinal veins are patterned in the 3rd and 4th nymphal stages, while the secondary veins in the 8th stage. The IHC and ISH experiments displayed only non-specific staining, while the RNAi experiments did not produce any change in the phenotype, possibly because of molecular redundancy. The nymphal legs of G. bimaculatus are known to be highly regenerative, and the Dpp/BMP signalling pathway has been shown to provide positional information in leg regeneration. However, nothing is known about the regeneration of the other appendages in G. bimaculatus. Antennae and cerci were amputated in different nymphal stages, and the degree of final regeneration depended on the nymphal stage. RNAi experiments did not produce any change in the phenotype, possibly because of molecular redundancy. The interrelationship between static, ontogenetic and evolutionary allometry in insects is poorly understood. The allometry of hind femur length with respect to body length has been shown to be negative in Orthoptera (i.e. evolutionary allometry), but nothing is known about corresponding ontogenetic and static allometry. By measuring hind femur length and body length in G. bimaculatus in different nymphal stages, the ontogenetic allometry was determined to be slightly positive or isometric, while the static allometries of different stages tended to be negative but highly variable. This may indicate that allometric relationships constrain development in the microevolutionary perspective, but are nevertheless evolvable in a macroevolutionary perspective of millions of years. The growth conditions and rearing of crickets and other insects have been widely reported, but the shape of the growth curve itself has been less investigated. The exponential, the von Bertalanffy (VBGF), the West, Brown and Enquist (WBE), and the dynamic energy budget (DBE) models have been proposed as continuous models for insect growth. These models were t to growth data from G. bimaculatus and the DBE and was shown to be optimal with parameter values α=0 and pAm = 0.69. The insects have been thought to follow Dyar's law, i.e. that the growth ratio or moulting increment (MI) is constant throughout development, although numerous other competing moulting models have been devised for the crustaceans. By fitting different moulting models to head width data from G. bimaculatus, the log-linear model (Mauchline's model) turned out to explain the MI the best. Lastly, the oxygen-dependent induction of moulting (ODIM) model has been proposed to explain moulting patterns in insects, but the model has never been applied to exopterygotan taxa. By fitting the ODIM model to growth data from G. bimaculatus, the model could predict moulting mass but not instar durations, probably because of high postembryonic plasticity in G. bimaculatus.
  • Pakarinen, Tytti (Helsingin yliopisto, 2019)
    On a global scale the amount of meals consumed outside home setting continues to increase, which means that food service sector has a significant role in reaching global sustainability goals. Finland has a long tradition of public food services and a significant part of Finnish people enjoy a government-subsidized daily lunch. As a student restaurant UniCafe participates in Kela-funded meal scheme, thus UniCafe’s meals follow Finnish Nutrition Recommendations’ nutritional criteria for meals. This research examines the ways UniCafe guides its customers to making environmentally sustainable choices in their restaurants. This thesis also reviews UniCafe’s environmental sustainability measures, most significant of which are offering sustainable meal options, sourcing responsible ingredients and products, proper waste sorting and reducing food waste. This research also dwells in to the reasons behind these environmental measures and examines UniCafe as a forerunner company in the food service sector. The level of acceptability of different customer guidance ways are also evaluated on a general level and within UniCafe clientele. This research was conducted via qualitative case study research approach. The data for this research was col-lected via semi-structured theme interviews by interviewing UniCafe and Ylva restaurant and support services staff. Additionally, primary research data also comprised of Ylva’s online publications on responsibility and business operations. The data was analyzed by qualitative theory-guiding content analysis. According to the results, UniCafe is a forerunner company due to its unique customer and ownership base. UniCafe is expected to take environmental sustainability into account in their daily operations and selections. Five different customer guidance ways used by UniCafe were identified in this research: forced choice re-striction, choice editing, nudging, financial incentives and informational strategies. Most UniCafe customers accept the use of these different customer guidance methods but UniCafe perceives forced choice restriction as problematic, particularly on campuses that do not have many UniCafe restaurants. The results show that UniCafe guides its customers in many ways to promote environmental sustainability of their operations and their customers. In addition, the results confirm that methods such as informational strat-egies are perceived as more acceptable but simultaneously less effective than methods that restrict freedom of choice. In general, UniCafe customers approve environmental sustainability measures and customer guidance. On the other hand, UniCafe’s unique position in the student lunch market in Helsinki metropole area means that the results of this research cannot be generalized to apply to other food service sector operators.
  • Katajisto, Heikki-Pekka (Helsingin yliopisto, 2019)
    Työssä on tutkittu Päijät-Hämeen Jätehuolto Oy:n (PHJ) syksyllä 2016 valmistuneen mekaanisen jätteenkäsittelylaitoksen (LATE lajittelulaitos) seula-alitteiden koostumusta ja ominaisuuksia, sekä niiden vaihtelua, joiden perusteella niille voidaan valita sopivin jatkokäsittelymenetelmä. Laitos käsittelee noin 66 0000 tonnia jätettä vuosittain (yhdyskuntasekajätettä 33 000 t, rakennusjätettä, sekä muuta vastaavaa jätettä 33 000 t). Syntyvien seula-alitteiden koostumus ja ominaisuudet vaihtelevat riippuen siitä, mitä jätelajia milloinkin käsitellään. Laitoksen tuotantoprosessi koostuu monivaiheisesta erottelusta, jossa erilaiset laitekomponentit erottelevat esimurskatusta jätevirrasta materiaaleja eri ominaisuuksien perusteella. Työssä tutkittavat neljä fraktiota ovat yhdyskuntasekajätteestä ja rakennusjätteestä erotellut 0-20 mm ja 20 -80 mm seula-alitteet. Kummankin kokoluokan fraktioita syntyy noin 30 % syötemassasta. Alitefraktioiden perusmäärittelyä varten kunkin neljän fraktion kolmesta rinnakkaisesta kokoomanäytteestä tehtiin Vna 331/2013 mukainen tavanomaisen jätteen kaatopaikkakelpoisuustestaus, soveltaen lisäksi pysyvän jätteen kriteeristöä, sekä eräiden jätteiden hyötykäytöstä maarakentamisessa (527/2014). testaus sisälsi kokonaispitoisuudet TOC, pH, ANC ja liukoisuudet 2-vaiheisesta ravistelutestistä: As, Ba, Cd, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Zn, Hg, Cl, F, SO4, DOC, pH, sähkönjohtokyky, TDS. Lisänä BTEX, mineraaliöljyt C10-C40, PAH, ja PCB ja Fenoli-indeksin. Lisäksi tutkittiin alitteiden metaanintuottoa 21 päivän panoskokeella, sekä alitteiden polttoaineominaisuuksia, kuten näytteen kosteus- ja tuhkapitoisuus, alkuaineet C, H, N, O, S ja kloori, sekä tehollinen ja kalorimetrinen lämpöarvo. Lisäksi näytteille tehtiin myös lajittelukokeet, jossa määriteltiin näytteiden materiaalikoostumus. Lajiteltavia materiaaleja olivat biojäte, lasi, metalli, muovi, paperi/kartonki, puu, tekstiili, kiviaines, muu aines, sekä hienoaines. Hienoaineksesta määritettiin lisäksi orgaanisen hiilen kokonaismäärä. Työssä saatujen tulosten perusteella yksikään laitoksella muodostuvista alitefraktioista ei täyttänyt tavanomaisen jätteen kaatopaikkakelpoisuutta täysin, vaan esimerkiksi alitteiden orgaanisen hiilen kokonaismäärä rajoittaa alitteiden kaatopaikkasijoitusta. Yhdyskuntasekajätteen käsittelyn alitteiden sisältämä orgaaninen aines (24 – 34 %) vastasi kaasuntuotoltaan erilliskerättyä biojätettä 403 ja 336 ml CH4 /g /VS. Rakennus- ja lavajätteiden käsittelyn 20-80 mm alitteen tehollinen lämpöarvo saapumistilassa oli 9,4 MJ/kg, kun taas yhdyskuntasekajätteen käsittelyn 20-80 mm alitteen tehollinen lämpöarvo oli saapumistilassa 7,8 MJ/kg. Yhdyskuntasekajätteiden lämpöarvoa laski alitteisiin sitoutunut kosteus, jota oli 48 – 52 % alitteiden massasta.
  • Rinne, Hanna (Helsingin yliopisto, 2019)
    The purpose of the study was to find out what environmental effects would soil remediation in a waste treatment centre in Southern Finland have. Of particular interest were the cross-impacts caused by remediation, because there are both uncertainties and work-phases that cause environmental effects perse associated with remediation activities. Using a method derived from life-cycle assessment environmental effects of bioremediation with composting, vapour extraction and landfilling of slightly contaminated soil were examined. The method used was a qualitative life-cycle management method, that has been designed to address the contaminated soil remediation life-cycle assessments. The results highlight the many phases of remediation activities requiring transport and machinery and environmental effects caused by these, and on the other hand the risks associated with landfilling. The method used was not able to find many differences in the environmental effects of composting and vapour extraction. The risk of toxic contaminants to air was evaluated higher in vapour extraction than in composting and results mainly from the qualities of soil that is suitable for remediation with vapour extraction. The evaluation of the environmental impacts of landfilling of contaminated soil is associated with difficulties of assessing risk over a prolonged time frame. The possibility to reduce the consumption of virgi n soil and transport could make composting and vapour extraction superior to landfilling as remediation options. According to the results contaminated soil should be remediated with a suitable treatment option first, and then be utilised as backfilling or landfill structure. The uncertainties and need of further study are associated with the qualitative and subjective nature of the method used and the comparing of the results of different life-cycle assessments. It would be beneficial to study further the quantitative secondary and tertiary environmental effects of the remediation options.
  • Partanen, Veera (Helsingin yliopisto, 2019)
    Coevolution, the reciprocal evolution of species, is a significant evolutionary phenomenon, and it has been known since the days of Darwin. These days it can be studied using experimental evolution in laboratory-regulated environments where the “fossil populations” which are preserved during the experiments can be compared with contemporary populations and with each other. Bacteria and unicellular eukaryotic predators are suitable for the research of predator-prey interactions including of antagonistic coevolution. This is due to their short generation time and thus the fast evolution. In my Master’s thesis, I examined the changes caused by antagonistic coevolution in a log-term predator selection experiment in the bacterium Pseudomonas fluorescens and the ciliate Tetrahymena thermophila. I examined the ecological stability between the populations using time-shift experiments. I also examined growth curve parameters for the bacterial population as well as its metabolic activity, diversity through colony morphology, and the ability of the non-evolved and coevolved ciliate to consume bacteria. Part of the experiments were performed using as control a bacterial population which had evolved without predator. Based on previous research, I hypothesized that coevolution would increase the stability of the community and the diversity of the bacterial populations. I expected the carrying capacity, maximum growth rate, and metabolic activity, in turn, to decrease over time. I observed that coevolution stabilized the dynamics, as was expected, and this was associated with increased diversity in the prey population. As the latter has been observed to be the reason for increased stability, the results here support earlier observations. The carrying capacity and area under the growth curve decreased as expected, but the maximum growth rate did not change over time. There was also no difference in the growth of the ciliates, regardless of evolutionary history, on the bacteria from different time points. Because of uncertainties arising from the experimental design, some of the results cannot be confirmed to have been caused by coevolution. The results increase the knowledge regarding the effects (co)evolutionary history can have on ecology and the phenotypic traits of populations. The differences and similarities in the results compared to earlier studies indicate that the effects of coevolution change in time and differ between short-term and long-term settings. Further studies are required to provide more unequivocal support for the presence of coevolution and elucidate its precise phenotypic and molecular drivers.
  • Granroth, Janne (Helsingin yliopisto, 2019)
    The Great Cormorant (Phalacrocorax carbo) is among the most recent additions to the Finnish avifauna: the current breeding population dates back to 1996. Historical and archeological data clearly demonstrate that the 20th century breeding range expansion of the species in the Baltic region is a re-colonisation event. The two subspecies of Cormorant in Europe are the nominate subspecies P. carbo carbo and the continental subspecies P. c. sinensis. The Cormorants currently breeding in Finland belong to the subspecies sinensis. P. c. carbo lives on the coasts of the North Sea and North Atlantic and visit Finland only during migration. However, osteological evidence suggests that carbo was prevalent subspecies in the Baltic area during prehistoric times, only to disappear in the Late Middle Age (by circa 1500 AD). The subspecies of the Cormorant differ in average size and weight, the details of the plumage and the angle of the gular pouch. P. c. carbo is on average larger than sinensis. However, males are larger than females in both subspecies. The subspecies differ in their ecological characteristics, e.g. preferred prey, breeding sites and migratory behaviour. However, only bones remain from the prehistoric Baltic Cormorants and therefore, soft tissues or behavioural characteristics cannot be used for their identification. The known osteological measurements of the subspecies overlap, and it has previously been possible to distinguish only the two extremes, large P. c. carbo males and small P. c. sinensis females. Here, I looked into features that would enable distinguishing of the skeletons of all the specimens of both subspecies. The primary material of my Master’s thesis consists of 65 specimens representing birds of both subspecies and sexes. The material has been collected from the Baltic basin and the western Gulf of Bothnia in Sweden and the Åland islands in Finland. In addition, I examined 11 specimens of the subspecies carbo from the collections of the Swedish Museum of Natural History (Naturhistoriska riksmuseet). I focused on the most diagnostic elements of the skeleton: skull, sternum and the large bones of the limbs. Moreover, I examined bones that may be associated with ecological differences between the subspecies, such as the sclerotic ring, the os nuchale, and the length of the distalmost phalanx bone of the opposable hallux toe. I wanted to find out if there are osteological differences between the males and females or the two subspecies. The statistical method used for testing the hypotheses and examining subspecific averages was the analysis of variance (ANOVA). The measurements were also analysed with Principal Component Analysis to investigate the proportional differences. The bones of the two subspecies differed in particular in the length of the forearm bones. Reliable discriminating features also included the depth of the bill and the measurements of leg bones. These are subspecific adaptations to their preferred habitats, prey, nesting sites and migratory behaviour. The relatively short wings of P. c. carbo make it an excellent diver, but a less efficient flyer. This subspecies migrates shorter distances, and is able to overwinter relatively far up in the north. In contrast, P. c. sinensis is able to fly with greater speed and efficiency during migration to avoid adverse conditions. The depth of the bill is an important factor determining the snapping power of the bill, which makes P. c. carbo better suited for handling big or powerful prey. The contemporary Baltic Sea is warmer and less marine than during earlier periods. The current brackish environment seems to favor the subspecies sinensis over carbo, although human persecution may also have had an effect on the previous demise of subspecies carbo. My results support the view that the subspecies of the Great Cormorant are clearly distinct morphologically. My result also suggest that skeletal research is an underutilised method in bird taxonomy, and studying the proportions of bones helps to perceive ecological and biological differences between bird subspecies.
  • Turula, Ari (Helsingin yliopisto, 2019)
    Ilmastonmuutos on yksi suurimmista eliöiden runsauteen vaikuttavista tekijöistä. Keskilämpötilat nousevat pohjoisella pallonpuoliskolla etenkin talvella, mikä vaikuttaa talvehtiviin lintuyhteisöihin. Osa lajeista hyötyy lämpenemisestä ja osalle siitä on haittaa. Lauhtuvista talvista hyötyvät esimerkiksi eteläiset, lämpöä suosivat lajit, jotka leviävät pohjoista kohti. Pohjoiset lintulajit joutuvat taas vetäytymään pohjoiseen vähentyvistä elinalueista johtuen. Kylmien alueiden linnuilta voi loppua elintila, sillä ne eivät voi vetäytyä loputtomasti. Euroopassa esimerkiksi Jäämeri rajoittaa monien lajien leviämistä enää pohjoisemmaksi. Suomessa on talvella huomattavasti vähemmän lintuja kuin kesällä, sillä suurin osa linnuistamme muuttaa pois talveksi. Tämä saattaa tulevaisuudessa muuttua, mikäli talvet muuttuvat leudommiksi. Osa muuttajista voi viivytellä mahdolli-simman pitkään ennen muutolle lähtöä ja osa saattaa jäädä jopa yrittämään talvehtimista. Tästä seuraa, että lintuyhtei-söt voivat muuttua enemmän lämpöä suosiviksi, jolloin yhteisöjä dominoivat eteläiset, lämpöä suosivat lajit. Talvisia lintuyhteisöjen muutoksia voidaan tutkia esimerkiksi talvilintulaskentojen avulla, joita Suomessa on tehty vapaaehtoisten toimesta jo noin 60 vuoden ajan. Tässä tutkimuksessa selvitin runsastuvatko eteläiset lämpöä suosivat lajit suhteessa pohjoisiin, kylmää sietäviin lajeihin Suomessa. Tutkimukseni aineistona olivat talvilintulaskennat koko Suomen alueelta alkaen talvesta 1956/1957 talveen 2014/2015. Aineisto sisältää yhteensä 609 laskentareittiä, joista jokaista reittiä oli laskettu vähintään 15 kertaa. Lisäksi selvitin, voidaanko joulukuun muuttuvilla koko Suomen keskilämpötiloilla selittää talvisten lintuyhteisöjen muutoksia. Keskilämpötilat olivat saatavilla vuodesta 1961. Suomen talviset lintuyhteisöt ovat muuttuneet enemmän lämpöä suosiviksi. Muutoksen voi aiheuttaa esimerkiksi muutaman eteläisen lajin yksilömäärien runsastuminen tai kylmää suosivien lajien katoaminen alueelta. Joulukuun nousevat keskilämpötilat selittivät puolestaan yhteisöjen muuttumista vuositasolla. Tulokset voivat tarkoittaa sitä, että leudon-tuvat alkutalvet tulevat muuttamaan lintuyhteisöjä myös jatkossa. Tutkimukseni osoitti, että lintuyhteisöt muuttuvat ilmastonmuutoksen myötä. Pohjoisille leveyksille jää yhä enemmän talvehtivia lajeja ja pohjoisen lajirikkaus saattaa jopa nousta. Koska ilmastonmuutos vaikuttaa lintuihin, on erittäin todennäköistä, että se vaikuttaa myös muihin eliöyhteisöihin. Linnut reagoivat ympäristön muutoksiin erittäin nopeasti, joten niiden avulla on mahdollista havaita muutoksia lyhyellä aikajänteellä. Suomalaiset lintulaskenta-aineistot ovat kansainvälisesti vertailtuna hyvin kattavat. Ne sisältävät arvokasta tietoa lintujen määristä, joten niitä on tärkeää hyödyntää tutkimuksessa myös tulevaisuudessa. Lisäksi on tärkeää tutkia ilmastonmuu-toksen ja elinympäristöjen muutosten yhteisvaikutusta lintuyhteisöihin, sillä nämä kaksi tekijää voivat vaikuttaa merkittävästi lajien kannankehityksiin.
  • Jukonen, Joonas (Helsingin yliopisto, 2019)
    Eph (Erythropoietin producing hepatocellular) receptors and their membrane-bound ligands, ephrins, form the largest family of receptor tyrosine kinases in mammals. They regulate functions such as cell migration and axon guidance during development, and wound healing and tissue boundary maintenance in mature tissues for example. Due to the membrane-bound nature of the ephrin ligands, Eph-ephrin signalling can proceed in two directions: forward (Eph-expressing cell) and reverse (ephrin expressing cell). In addition to its critical physiological functions in development and tissue homeostasis, the Eph-ephrin system has also been implicated in multiple diseases, including several cancers, in which the aberrant expression of Eph receptors and ephrins are often present. The EphA2 receptor for example has been identified as an oncogene with a dual mode of action as either tumor suppressor or an oncogene through distinct phosphorylation statuses of the receptor. High-grade serous ovarian cancer is the most common subtype of ovarian cancer, and the deadliest gynaecological malignancy with a dismal five-year survival rate. High-grade serous ovarian cancer does not present symptoms at an early stage, yet it quickly progresses into forming peritoneal metastases by cell shedding from the primary tumour. Small patient cohort studies have given indications of the correlation between the Eph-ephrin system and survival in ovarian cancer. This aim of this study was to investigate the impact of the Eph-ephrin system in high-grade serous ovarian cancer using a large patient cohort mRNA expression dataset to obtain survival association data of proteins of interest used with cell-based studies and the analysis of clinical samples in the form of tumor microarrays and fresh primary samples to investigate the functions of the found proteins of interest. A 428-patient The Cancer Genome Atlas high-grade serous ovarian cancer microarray mRNA dataset was analysed using the Kaplan-Meier estimator for each Eph-ephrin family member. Cell based studies were performed with recombinant ephrin treatments and ephrin knockdowns. These data were analysed using Western blotting and immunofluorescence stainings. Clinical high-grade serous ovarian cancer samples obtained from Turku University Hospital were analysed using immunohistochemistry, immunofluorescence stainings, and mRNA sequencing. EfnA5 had a significant correlation of high expression and poor survival, which is atypical to ephrins. Low EfnA3 correlated with poor survival. High levels of known oncogenes EphA2 and EphA4 also correlated with poor survival. EfnA5 treatment resulted in increased oncogenic EphA2 signaling in comparison with canonical Eph-ephrin signalling mediated by EfnA1. Knockdown of EfnA5 increased canonical, tumour suppressive EphA2 signaling, while EfnA1 knockdown increased oncogenic EphA2 signaling. Immunohistochemical analysis of tumour microarrays with multiple ovarian cancer subtypes displayed an association between the highly malignant high-grade serous subtype and EfnA5 expression. In addition to this, EfnA5 expression was increased during high-grade serous ovarian cancer progression. The Eph-ephrin system is implicated in the survival associations of multiple cancers, but the exact functions facilitated by Eph-ephrin signalling in cancer have remained relatively unknown, with the exception of EphB4-EfnB2 driven angiogenesis. This study offers insights into oncogenic Eph-ephrin signalling in ovarian cancer, displaying that oncogenic EphA2 functions can be altered by ephrins in addition to the known kinase crosstalk pathway. The noncanonical nature of EfnA5 is highlighted by its oncogenic functions in comparison to typical Eph-ephrin signalling, and the significant increase of EfnA5 expression during high-grade serous ovarian cancer progression and association with this highly malignant subtype of ovarian cancer. Although the reverse signalling effects of EfnA5 were not studied, this study highlights the importance of ephrins in Eph-ephrin signalling in cancer, presenting that the focus should not be only on the Eph receptors when studying the oncogenic signalling facilitated by the Eph-ephrin system.
  • Laamanen, Tiina (Helsingin yliopisto, 2019)
    Ihmistoiminnan vaikutukset ovat muuttaneet voimakkaasti ekosysteemien rakennetta ja toimintaa maailmanlaajuisesti viimeisten vuosikymmenten aikana. Ekologisen tilan heikentyminen aiheuttaa vakavan uhan virtavesien eliöyhteisöjen monimuotoisuudelle. Tulevaisuudessa tarve kustannustehokkaille, luotettaville ja nopeille keinoille arvioida vesistöjen ekologista tilaa kasvaa. Biomonitorointi, eli eliöiden käyttö ympäristömuutosten seurantaan ja mittaamiseen, pyrkii tunnistamaan, seuraamaan ja arvioimaan ekosysteemien toimintaa uhkaavia ympäristön stressitekijöitä. Tulevaisuudessa yksi mahdollinen biomonitoroinnin työkalu ja ekologisen tilan mittari yhdessä muiden biologisten (esim. piilevät, pohjaeläimet, vesikasvit ja kalat) ja fysikaalis-kemiallisten mittarien kanssa voi olla mikrobit. Uuden polven sekvensointimenetelmien kehitys ja sekvensointikustannusten aleneminen viime vuosina on mahdollistanut yhä useamman ympäristömikrobiaineiston analysoinnin uuden polven sekvensointimenetelmillä. Tämän pro gradu -tutkielman tarkoitus on tuoda lisätietoa siitä, mitkä eri ympäristötekijät vaikuttavat virtaavien vesien biofilmibakteerien yhteisörakenteeseen, yhteisö-ympäristösuhteen voimakkuuteen, yhteisöjen koostumusta selittävien muuttujien identiteettiin ja miten harvinaisten bakteerisukujen poisto aineistosta vaikuttaa erilaisiin ympäristömuuttujiin. Tutkimusaineistoa analysoidaan redundanssianalyysin (redundancy analysis, RDA) ja monimuuttujaregressiopuiden (Multivariate regression trees, MRT) avulla. Tutkielman tavoitteena on myös kuvata länsisuomalaisten virtavesien koskipaikkojen kivien pinnalla elävien biofilmibakteerien ominaispiirteitä pääjakso-, luokka-, lahko-, heimo- ja sukutasoille tehtävien BLAST-analyysien (basic local alignment search tool) avulla. Pro gradu tutkielmani bakteeriaineiston näytteet on otettu 21 suomalaiselta kolmannen jakovaiheen jokivaluma-alueelta, joilta eristettiin erillisten purojen koskipaikoista bakteerinäytteitä yhteensä 84 kappaletta. Samaan aikaan bakteerinäytteiden ottamisen kanssa tutkimuskohteilla toteutettiin vesinäytteenotto, ja kohteista määritettiin myös piilevä- ja pohjaeläinlajisto. Näytteet sekvensoitiin Ion Torrent Semiconductor -sekvensaattoria käyttäen ja valmis sekvenssiaineisto analysoitiin QIIME (Quantitative Insights Into Microbial Ecology) –ohjelmalla. Sekvenssit klusteroitiin toiminnallisiksi taksonomisiksi yksiköiksi (OTUiksi) 97 % samankaltaisuusastetta käyttäen. OTUille haettiin BLASTia (basic local alignment search tool) käyttäen paras mahdollinen pääjakso-, luokka-, lahko-, heimo- ja sukutason vastaavuus. Yleisimmät havaitut luokat olivat Alphaproteobacteria (28.9%), Betaproteobacteria (27.7%), Gammaproteobacteria (7.5%) Cytophagia (7.3%), Saprospirae (6.5%) ja Flavobacteriia (5.1%). Tuloksista havaitaan, että yhteisön ympäristösuhteisiin vaikuttavat erityisesti yleiset lajit. Harvinaisten lajien poistolla ei tässä tutkimuksessa siten havaita olevan suurta merkitystä, vaan merkitsevät muuttujat pysyvät lähes samoina huolimatta siitä, poistetaanko aineistosta ne lajit, jotka esiintyvät vain yhdellä paikalla vai kaikki ne lajit, jotka esiintyvät vain ≤ 40 paikalla. Myös selitysasteet jäävät alhaisiksi ja satunnaisten eli stokastisten tekijöiden vaikutus yhteisön ympäristöolosuhteisiin luultavasti korostuu. Jatkossa eri bakteeritaksonien roolista muuttuvissa ympäristöolosuhteissa tarvitaan tarkempaa tietoa ennen kuin virtavesien biofilmibakteereja voidaan laajamittaisesti käyttää biomonitoroinnin täysimittaisena työkaluna ja ympäristön tilan kuvaajana. Tämän tutkielman redundanssianalyysin, vaihtelun osituksen ja monimuuttujaregressiopuiden avulla saatujen tulosten perusteella voidaan todeta virtaavien vesien mikrobiyhteisöjen yhteisö-ympäristösuhteiden olevan heikkoja. Ympäristön tilan seurannassa tulisikin jatkossa tulosten perusteella käyttää mikrobien osalta muita vastemuuttujia kuin yhteisörakennetta.
  • Kuan Kiat, Chew (Helsingin yliopisto, 2019)
    Proteostasis is used by cells to maintain proteome health and understanding the biological mechanisms underpinning proteostasis is important. Despite many studies on small molecule-mediated inhibition of Sec61-dependent protein translocation, a knowledge gap exists in the quality control pathway(s) of pharmacologically-displaced secretory polypeptides. Genetic screens can be used to discover proteostasis regulators of pharmacologically-displaced secretory polypeptides. Near-haploid human HAP1 cells with an inducible Tet-on GFP reporter (reporter HAP1 cells) can be used as a cellular tool to screen for human host factors pertinent to proteostasis of secretory polypeptides. The isolation of haploid-enriched reporter HAP1 cells ensures that the inability to efficiently recover bi-allelic gene trap mutants is avoided. The use of haploid-enriched cells is a prerequisite to gene trap mutagenesis screens. Here, I present data on the isolation of haploid-enriched reporter HAP1 cells that could be used as a cellular tool in gene trap mutagenesis screens. A workflow for the isolation of haploid-enriched reporter HAP1 cells was optimised using a diploid reporter HAP1 cell line as a control. Both DNA content analysis and karyotyping showed that the isolated HAP1 reporter cell lines were haploid. In the haploid-enriched HAP1 reporter cells, the GFP-reporter compartmentalised in the ER, and a Sec61-translocon inhibitor CT8 could inhibit the GFP-mediated fluorescence. The haploid reporter HAP1 cell lines produced in this study are suitable for future gene-trap mutagenesis experiments.
  • Holopainen, Saila (Helsingin yliopisto, 2019)
    Canine hip dysplasia (CHD) is a complex developmental orthopedic disorder particularly common in large size breeds. CHD is characterized by the development of a loose and incongruent hip joint. Affected dogs often suffer from secondary osteoarthritis. Radiographic examination reveals flattening of the femoral head and joint widening. An analogous disorder exists in humans. CHD is inherited quantitatively with suggested involvement of the genes of major effect. Genetic studies utilizing dense SNP arrays have revealed few candidate loci and genes for CHD, including the intronic deletion variant of fibrillin 2 (FBN2) gene in Labrador Retriever breed. FBN2 is a promising candidate gene having a functional role in bone and joint development. Therefore, the objective of this study was to investigate the role of FBN2 in the development of CHD in the Finnish dog population and in additional breeds. The specific aims included establishment of well-phenotyped cohorts of samples from four high-risk breeds, namely Labrador Retriever, Golden Retriever, German Shepherd dog and Bernese Mountain Dog and the assessment of the presence and prevalence of the FBN2 deletion in the Finnish dog population affected by CHD. The study cohorts established here will be later utilized also in genome-wide association studies to identify additional CHD loci. Altogether 220 dogs, out of which 53 were Labrador Retrievers, 41 Golden Retrievers, 79 German Shepherd dogs and 47 Bernese Mountain Dogs, were included in the case-control study. For the German Shepherd dogs, the hip status of each dog was further confirmed of by screening the radiographs available from the Finnish Kennel Club archive. All dogs were genotyped by fragment analysis for the FBN2 deletion. The results revealed the presence of the deletion in all four breeds with highest prevalence in the Retriever breeds, in which the deletion haplotype was more common than the wild type. In our study, all CHD-affected dogs in the Labrador Retriever breed had at least one copy of the deletion allele. However, since the deletion allele was common also in the unaffected Labrador Retrievers, no statistically significant allelic association with the deletion and CHD was detected in statistical analysis. In the three other breeds, no association in statistical analysis was found either. Thus, the previously reported positive allelic association between the intronic deletion in the FBN2 gene and CHD was not replicated. Larger genome-wide studies are warranted to identify the major effect CHD loci.
  • Westerberg, Heidi (Helsingin yliopisto, 2019)
    Yksi evoluutioekologian keskeisistä perusoletuksista on se, että yksilö yrittää elinaikanaan saavuttaa mahdollisimman suuren lisääntymismenestyksen ja tätä kautta kasvattaa kelpoisuuttaan. Tämä vaatii yksilöltä resurssien jakamista muun muassa oman kasvun ja kehityksen, hengissä säilymisen ja lisääntymisen välillä. Yksilön lisääntymismenestykseen vaikuttavat sekä sisäiset että ulkoiset tekijät. Ulkoisiksi tekijöiksi voidaan luokitella muun muassa ravintotilanne, ympäristöolosuhteet ja sää. Sisäisiä tekijöitä ovat muun muassa perimä ja ikä, jolloin yksilö aloittaa lisääntymisen. Eri eläinlajeilla on erilaisia lisääntymisstrategioita. Nämä kaikki tähtäävät yksilön kannalta parhaaseen tulokseen eli lisääntymismenestyksen maksimoimiseen. Lisääntymisstrategiat eroavat niin lajien välillä, lajin sisällä kuin sukupuolten välillä. Erot sukupuolten välillä johtavat eroihin käyttäytymisessä ja kumppanin valinnassa vaikuttaen tätä kautta seksuaalivalintaan. Yksilön lisääntymismenestystä ja kelpoisuutta on tutkittu paljon eri eläinlajeilla ja viime aikoina tutkimukset on ulotettu koskemaan myös ihmistä. Angus Bateman tutki vuonna 1948 yksilön elinikäistä lisääntymismenestystä hedelmäkärpäsillä ja havaitsi, että paritteluiden määrä kasvatti koiraan jälkeläisten määrää. Naarailla tällaista yhteyttä ei havaittu. Bateman muotoili tutkimuksen pohjalta kuuluista hypoteesinsa: 1. koirailla on suurempi varianssi jälkeläisten määrässä kuin naarailla 2. koirailla on suurempi varianssi parittelujen määrässä kuin naarailla 3. paritteluiden määrän ja jälkeläisten määrän välinen yhteys on suurempi koirailla kuin naarailla. Nimenomaan Batemanin kolmannella hypoteesilla on havaittu olevan vaikutus seksuaalivalintaan. Asiaa on tutkittu myös ihmisillä ja on havaittu, että useissa ihmispopulaatioissa miesten varianssi lisääntymiskumppanien ja jälkeläisten suhteen noudattelee Batemanin hypoteeseja. Tutkimuksia on tehty sekä nykyisissä moderneissa ja perinteisissä että historiallisissa ihmispopulaatioissa. Tärkeiksi tekijöiksi nousi populaation sukupuolijakauman lisäksi kulttuurissa vallitseva lisääntymisjärjestelmä. Onko yhteiskunnassa vallitsevana lisääntymisjärjestelmänä yksiavioisuus (monogamia), onko miehellä useita vaimoja (polygynia) vai onko naisella useita puolisoita (polyandria). Tutkin noudattelevatko naisten ja miesten varianssit puolisoiden ja lasten lukumäärän suhteen aineistossani Batemanin (1948) hypoteeseja. Aineistoni käsittää 5000 vuonna 1943 syntyneen ja pääkaupunkiseudulla (Helsinki, Espoo ja Vantaa) asuneen naisen ja miehen opinnäytteeni kannalta olennaiset tiedot avioliitoista, avioliittojen määristä sekä lasten lukumääristä. Batemanin kolmannen hypoteesin mukaan puolisoiden määrän ja jälkeläisten määrän välinen yhteys on suurempi koirailla kuin naarailla. Lisäksi minua kiinnostaa se, vaikuttaako liittojen lukumäärä lasten lukumäärään. Aiheesta tehtyjen aikaisempien tutkimusten perusteella tutkimushypoteesini ovat: 1. avioliittojen määrä kasvattaa lasten lukumäärää sukupuolesta riippumatta. 2. puolisoiden määrän lapsimäärää kasvattava vaikutus on voimakkaampi miehillä kuin naisilla. Analysoin aineiston SPSS-ohjelmalla. Käytin aineiston analysointiin multinomiaalista regressioanalyysia, jossa selitettävä muuttuja voi saada useampia kuin kaksi arvoa. Multinominaalisen regressioanalyysin avulla selvitin, mitkä tekijät vaikuttavat siihen, että vastaaja on valinnut tietyn vaihtoehdon suhteessa muihin vaihtoehtoihin. Testatessa avioliittojen lukumäärän yhteyttä lapsimäärään selvisi, että avioliittojen lukumäärällä on aineistossa yhteys lasten lukumäärään (hypoteesi 1). Sukupuoli vaikuttaa avioliittojen määrään sekä miehillä että naisilla. Varsinkin toinen liitto kasvattaa miehillä lasten lukumäärää voimakkaammin kuin naisilla (hypoteesi 2). Tulosten valossa sarjallinen monogamia näyttää toimivan miehillä parempana strategiana maksimoida lisääntymismenestys kuin naisilla. Miesten ja naisten erot lisääntymismenestyksessä Suomessa ovat pienet, mutta tulosten mukaan merkitsevät.
  • Lehtinen, Sara (Helsingin yliopisto, 2019)
    Myopatiat ovat laaja joukko erilaisia luurankolihasten heikkoutena ja rappeumana ilmeneviä sairauksia. Ne ovat geneettisesti ja ilmiasuiltaan heterogeenisiä: pelkän kliinisen taudinkuvan perusteella taudin alatyypin tarkka määrittely on hankalaa. Aiemmin näitä tauteja on tutkittu ja diagnosoitu lähinnä melko työläällä Sanger-sekvensointimenetelmällä. Sekvensointimenetelmien kehittyminen on mullistanut myopatioiden tutkimuksen ja diagnostiikan. Uusien massiivisten rinnakkaissekvensointimenetelmien (Massively parallel sequencing, MPS) suoritusteho on valtava ja esimerkiksi koko ihmisen genomi on mahdollista sekvensoida yhdessä sekvensointiajossa. Tampereen yliopiston Lihastautien tutkimuskeskus hyödyntää myopatioiden tutkimuksessa ja diagnostiikassa kohdennettua MPS-menetelmää. Tutkimus on nimeltään MYOcap ja se on kohdennettu myopatioita tunnetusti tai ennustetusti aiheuttavien geenien eksoneihin. MYOcap-geenipaneelia on asteittain laajennettu ja nykyään se kattaa 345 geenin eksonit. Intronaalisia alueita, joilta on kuvattu patogeenisia muutoksia, on sisällytetty paneelin viimeisimpään versioon. Onnistuneessakin MYOcap-geenipaneelitutkimuksessa havaitaan kuitenkin matalasti katettuja alueita (alle 20X-lukupeitto). Nämä alueet voivat pahimmillaan aiheuttaa patogeenisen muutoksen havaitsematta jäämisen. Näitä huonosti katettuja alueita ei aiemmin ollut systemaattisesti selvitetty. Tämän tutkielman tarkoituksena oli kartoittaa MYOcap-geenipaneelitutkimuksen matalan lukupeiton alueita geenipaneelin eri versioissa ja tunnistaa toistuvasti huonosti katettuja alueita. Lisäksi tämän tutkielman tarkoituksena oli selvittää, onko tietyn geenin koettimien suhteellisen määrän lisäämisestä (tehostuksesta) seurannut lukupeittoa parantavaa vaikutusta sekä, onko toistuvasti matalasti katetuilta alueilta kuvattu patogeenisia muutoksia. Tämän tutkielman käytössä oli koko Lihastautien tutkimuskeskuksen MYOcap-sekvensointiaineisto. Aineisto sisälsi 1898 näytteen sekvensointiaineistot. Sekvensointiaineistoista koottiin tietokanta, josta voitiin tunnistaa eri MYOcap-geenipaneeliversioilla toistuvasti matalasti katetut kohdealueet. Näillä kohdealueilla sijaitsevat tunnetut patogeeniset muutokset kerättiin Human Gene Mutation Database 2018.1 -tietokannasta. Sekvensointiaineistojen analysointi tehtiin R-ohjelmointikielellä. Keskeiset käytetyt paketit olivat tidyversen dplyr, tidyr, readr ja ggplot2. Kaikissa MYOcap-versioissa voitiin havaita toistuvasti matalasti katettuja kohdealueita. Näiden huonosti sekvensoituvien kohdealueiden määrä kuitenkin väheni merkittävästi uusien geenipaneeliversioiden myötä. Huonoa sekvensoituvuutta voitiin selittää kohdealueen korkealla GC-pitoisuudella ja kohdealueen sekvenssin epäuniikkiudella. Osa ongelmakohdealueista jäi selittämättömästä syystä toistuvasti matalasti katetuiksi. Tunnettuja patogeenisia muutoksia sijoittui vain osaan toistuvasti matalasti katetuista alueista. Lukupeiton parantamistoimenpiteet voisi keskittää näille alueille, mikäli tutkimuksesta halutaan ensisijaisesti tunnettujen muutosten osalta hyvin kattava. Toisaalta geenipaneeli sisältää laajasti myös ennustettuja tautigeenejä ja siten tutkimuksen ideologiaan sopisi kaikkien toistuvasti matalasti katettujen kohdealueiden lukupeiton parantaminen myös uusien, toistaiseksi tuntemattomien muutosten havaitsemiseksi. Tehostuksen vaikutusta kohdealueiden lukupeittoon oli vaikea arvioida menetelmän epäsystemaattisen käytön takia. Tämän tutkielman perusteella voitiinkin todeta, että tehostuksen kohdistaminen ilman järjestelmällistä lukupeiton kattavuuden arviointia on vaikeaa. Tulosten perusteella käytössä olevaa tehostusta voidaan haluttaessa purkaa ja puolestaan lisätä tehostusta osalle tutkielman perusteella ongelmallisille kohdealueille.

View more