Faculty of Biological and Environmental Sciences

 

Recent Submissions

  • Vikkula, Sami (Helsingin yliopisto, 2021)
    Oil spills in aquatic environments are devastating disasters with both biological and economic impacts. Fish populations are among the many subjects of these impacts. In literature, there are numerous assessments of oil spill impacts on fish populations. From all applied research methods, the focus of this thesis is on Bayesian methods. In prior research, several Bayesian models have been developed for assessing oil spill impacts on fish populations. These models, however, have focused on the assessment of impacts from past spills. They have not been used for predicting impacts of possible future oil spills. Furthermore, the models have not utilized data from laboratory studies. Some examples can be found of models assessing economic impacts of oil spills on fish populations however, none of them assess the economic impacts that follow from decreases in biomass. The aim of this thesis is to develop a Bayesian bioeconomic prediction model, which would be able to predict oil spill impacts on Baltic Sea main basin herring population, and the consequential economic impacts on fishermen. The idea is to predict the impacts of several hypothetical oil spill scenarios. As a result of this thesis, a bioeconomic prediction model was developed, which can predict both biological and economic impacts of oil spills on Baltic Sea main basin herring through additional oil induced mortality of herring eggs. The model can be applied to other fish populations in other regions as well. The model utilizes laboratory studies for assessing population level impacts. The model can be used for both assessing risks of the impacts of possible future oil spills, and for decision analysis after a spill has already occurred. Furthermore, the model can be used for assessing unknown aspects of past oil spills. The economic predictions can be used, for example, to estimate the compensations that could possibly be paid to fishermen. In the future, the prediction model should be developed further, especially regarding its stock-recruitment relationship assumptions. In addition, the model’s assumptions regarding the calculation of oil induced additional mortality and the economic impacts, should be expanded.
  • Haapalainen, Samuli (Helsingin yliopisto, 2021)
    Biodiversity is decreasing globally due to human activity. At times, on-time monitoring of the state of habitats and biodiversity is challenging. One useful way to study these is to use certain species as indicators for the state of habitats and biodiversity. One group that are often used, are birds. They are easy to detect and they have specialized to most terrestrial ecosystems. Changes in the population sizes of different bird species can reflect changes in different habitats and their biodiversity. Therefore, it is essential that different bird monitoring practices produce reliable and comparable results. I compared datasets produced by two different Finnish bird census programs in my thesis. The census programs were national breeding bird survey program and Hanko Bird Observatory´s migratory bird census program. Both programs produce data on population abundances and changes in population sizes. Because methods between these programs differ greatly, their data may differ for some species. I compared the datasets by comparing population change indexes of the same species. I also tested whether species traits would be associated with the comparability of the datasets. These traits were mean body size, migratory behavior, favored habitats, and number of sightings for each species. I made models for all combinations of traits. I used a generalized linear model in my analysis. I compared the models by using Akaike´s information criterion (AIC) with correction for small sample sizes (AICc). My results showed that both national breeding bird survey program and Hanko Bird Observatory´s migratory bird census program produce parallel population trends for species. From the tested species traits, only migratory behavior was associated with comparability of the datasets. The datasets were highly comparable for long- and short-distance migratory birds but only moderately comparable for resident birds. This is likely due to migratory bird census program recording the local population dynamics of resident birds of Hanko peninsula. These local population trends may differ from the national trends of the same species. The breeding bird survey program should better reflect the national population trends. My results also showed that more numerous common bird species are declining faster than uncommon species. This is an alarming scenario because it points at extensive habitat degradation and biodiversity loss. Also, population trends of species favoring mires and mountains were clearly declining compared to species favoring other environments. This may be due to endangering of mire and mountain habitats due to climate change and human land use such as peatland drainage. Strong declines of species may also be explained by changes in the wintering areas of these species. Finnish breeding bird survey program and Hanko Bird Observatory´s migratory bird census program both produce overall comparable data on population trends of birds. They could be used to complement one another and to provide supporting evidence on the validity of bird population trends. Producing quality bird census data is highly important in tracking the state of biodiversity and when deciding on conservation acts. The data on the census programs provide support for the research on state of Finnish and European habitats and biodiversity.
  • Nihtilä, Julia (Helsingin yliopisto, 2021)
    Henoch-Schöleinin purppura (HSP) on pienten verisuonten tulehdussairaus, jolle on ominaista IgA-immuunikompleksien kertyminen verisuonten seinämille sekä IgA:n epänormaalit glykosylaatiokuviot. HSP on autoimmuunisairaus kuten esimerkiksi tulehdukselliset suolistosairaudet (IBD). HSP:n geneettistä taustaa ei ole aiemmin tutkittu suomalaisessa populaatiossa, ja sille on tehty aiemmin vain yksi genominlaajuinen assosiaatioanalyysi, joten tässä tutkimuksessa on tarkoituksena sekä käyttää suomalaista aineistoa että suorittaa HSP:lle toinen genominlaajuinen assosiaatioanalyysi. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan HSP:n geneettistä taustaa genominlaajuisilla assosiaatioanalyyseillä laaduntarkkailun läpäisseille 424 041 genotyypitetylle SNP:lle sekä niistä imputoiduille HLA-alleeleille ja HLA-geenien alleelitason proteiinisekvensseille tavoitteena replikoida aiempia HSP:n assosiaatiotuloksia suomalaisessa aineistossa. Assosiaatioanalyyseihin osallistui laaduntarkkailun jälkeen 46 HSP-yksilöä sekä 18 757 verrokkia (216 luuydinluovuttajaa ja 18 541 verenluovuttajaa). HLA-imputaatiossa käytettiin R-ohjelman pakettia HIBAG, ja assosiaatioanalyyseissä SPAtest-pakettia. Assosiaatioanalyysissä genominlaajuisen merkitsevyyskynnyksen läpäisi kromosomin kuusi kohta HLA-alueella (pienimmän p-arvon SNP: p-arvo 6,57 x 10-10, vetosuhde 0,14 ja 95 prosentin luottamusväli 0,1-0,2), jolla sijaitsi sekä HSP:lle altistavia että siltä suojaavia SNP:itä. HLA-alleeleista DQB1*05:01, DQA1*01:01 ja DRB1*01:01 olivat HLA-alleelien assosiaatioanalyysissä merkitseviä (p-arvot 4,99 x 10-9, 1,04 x 10-8ja 2,37 x 10-8) ja HSP:lle altistavia, samoin viisi merkitsevää aminohappopositiota, jotka olivat sekä HSP:lle altistavia että siltä suojaavia, sijaitsivat myös näissä geeneissä (p-arvot 3,9 x 10-10, 7,37 x 10-9, 1,26 x 10-8, 1,69 x 10-8 ja 2,41 x 10-8). Lisäksi tässä tutkielmassa verrataan HSP:n geneettistä taustaa tulehduksellisten suolistosairauksien geneettiseen taustaan vertaamalla sairauksien GWAS-tuloksia keskenään sekä genominlaajuisesti, HLA-alleeleittain ja HLA-proteiinisekvensseittäin. IBD:n assosiaatioanalyyseissä oli 49 IBD-yksilöä ja samat verrokit kuin HSP:llä (18 757 yksilöä) laaduntarkkailun jälkeen. Tilastollisen tarkastelun valossa näillä sairauksilla näyttäisi olevan hieman yhteistä perinnöllistä taustaa. Tulosten perusteella HSP näyttää olevan pääasiassa HLA-luokkaan kaksi assosioituva sairaus. Tulos on sopusoinnussa aiempien HSP:n HLA-tutkimusten kanssa, jotka myös ovat liittäneet HSP:n HLA-luokkaan kaksi. Tulos myös toistaa aiemman GWAS-analyysin löydöksen HLA-luokan kaksi alleelien osalta. Näiden tulosten perusteella on todennäköistä, että samat HLA-alleelit sekä suomalaisessa että espanjalaisessa populaatiossa ovat HSP:n merkittäviä geneettisiä taustatekijöitä. IBD:n ja HSP:n yhteys voisi mahdollisesti liittyä mekanismiltaan suolistomikrobien osallisuuteen autoimmuunisairauksien puhkeamisessa geneettisesti alttiissa yksilöissä.
  • Tommila, Jenni (Helsingin yliopisto, 2021)
    Bacteraemia, the presence of bacteria in the bloodstream, may lead to severe and costly health issues. Sepsis, a serious complication of bacteraemia, is one of the top causes of mortality globally. Early and specific diagnostics as well as fast acting are essential in successful treatment. However, current diagnosis relies mainly on time-consuming blood culturing and clinical symptoms, which are unspecific for the causative agent. With the advanced technology and decreasing cost, state-of-art sequencing-based (Next generation sequencing) methods provide a new way to investigate the bacteria present. Metagenomics, which means sequencing and studying all DNA extracted from a microbial community sample, is widely used, but it only describes the genetic potential of a community and does not differentiate live from dead microbes. Metatranscriptomics, in which essentially all RNA from a sample is sequenced, provides information about expression and activity together with identification of viable bacteria, However, the high amounts of host cells and host RNA complicate the detection of bacterial transcripts from complex host-microbe samples. In this thesis, I investigated solutions for the efficient isolation and enrichment of bacterial RNA from whole blood to be used in sequencing and metatranscriptomics analysis. Firstly, I tested the capability of bacterial cell lysis of two commercial blood sampling tubes with Escherichia coli and Staphylococcus epidermidis suspensions. Both tubes, Tempus and RNAgard, were able to lyse gram-negative E. coli cells and good-quality RNA was extracted in measurable quantities with their respective RNA extraction methods. With Tempus tubes the RNA yield was clearly higher. With gram-positive S. epidermidis, RNA quantities from both extractions were below the measurement limits indicating insufficient lysis and need for further optimization. Secondly, I investigated the depletion of polyadenylated (poly-A) transcripts in order to reduce the host transcripts and thus to enrich the bacterial transcripts prior to costly sequencing step. I evaluated the performance of a previously designed in-house protocol, based on the capture of poly-A -transcripts with oligo-dT -beads, and tested different parameters to see whether the depletion efficiency could be enhanced. Most significantly, the amount of oligo-dT -bead suspension was reduced to half from the original protocol. In-house protocols were also compared to a commercial solution, which they clearly outperformed. Depletion performances were tested with a RT-qPCR and dot blot assay, which I designed along this thesis work. Finally, to make the poly-A depletion better suited for blood samples infested with globin transcripts (representing up to 80% of all poly-A transcripts extracted from whole blood), I tested and successfully pipelined the leading commercial method for depleting globin transcripts with the in-house poly-A depletion protocol. The optimized sample preparation protocol provides a platform for further bloodstream infection and sepsis studies. Next steps of the process, such as sequencing and testing with clinical samples, are already ongoing with promising preliminary results. In the future, the metatranscriptomics approach can be utilized in fast and specific identification of the pathogens and their antibiotic susceptibilities. In addition, infection mechanisms and host-pathogen interactions may be studied possibly providing novel insights for sepsis diagnostics and treatment.
  • Niskanen, Ville-Pekka (Helsingin yliopisto, 2021)
    This Master’s thesis is two-part. The first part is the Methodological Introduction, which introduces the background of this research, the research process, methods and ethical considerations. The second part is a manuscript of a scientific article, sent for review in the scientific journal Sage Open, with the title Wicked problems in Africa – A systematic literature review. The article is a systematic literature review of the usage of Horst W. J. Rittel and Melvin M. Webber’s wicked problems concept in peer-reviewed scientific literature focusing on Africa. The reviewed 45 scientific articles were chosen using a systematic methdolology, basing on a set of inclusion criteria. Based on the reviewed literature, three research questions were answered by utilizing the tabulation of key information from the articles, and with content analysis. The research questions are: 1) What are the main themes and concrete manifestations of issues descri-bed as wicked in the African context? 2) What are the geographic foci of articles that use the concept of wicked problems in the African context? 3) Is the concept of wicked problems utilized and therefore seen as applicable by authors affiliated with African cultures? Based on the reviewed articles, a typology is formed. According to this typology, wicked problems in the African context can be interlinked, exacerbated, or contextual. Especially important is the contextuality, which the concept of dual wickedness reminds us of. In addition, the research states that the lack of usage of the wicked problems concept in scientific literature on Africa may be because of the English-language or Western background of the concept. Based on the results, we suggest, that future characterizations of the wicked problems concept should include context-sensitivity.
  • Äikäs, Lauri (Helsingin yliopisto, 2021)
    Abstract Introduction: Atherosclerotic cardiovascular diseases (ASCVD) cause the biggest burden on our healthcare system and cause most premature deaths. Risk for ASCVD can be lowered by lifestyle choices and medication, as well as several therapeutics such as ethyl eicosapentaenoic acid (E-EPA) supplementation. Here we aimed to investigate the effect of EEPA intervention on known ASCVD risk factors including circulating lipoprotein levels as well as low-density lipoprotein (LDL) aggregation susceptibility, a new independent risk factor for ASCVD. Study design: A study group of 39 healthy men and women participated in a 4-week long dietary supplement trial with 3.9 g/day of E-EPA. A dose of 75 µg/day of vitamin D was included in the E-EPA capsules. Blood samples were drawn before the trial, at weeks 1 and 4 of the intervention and 1 week after the intervention. The study was an open design where participants’ own baseline measurements were used to measure changes. Outcomes: The mean plasma cholesterol concentration was reduced from 3.8 mmol/l to 3.6 mmol/l (p=0.0038 one-way ANOVA) after one week of E-EPA supplementation and remained the same until the end of study period. This change was followed by a change in plasma LDL (p=0.0028 one-way ANOVA) and triglyceride (p=0.0004 one-way ANOVA) concentrations after four week and one week of E-EPA supplementation, respectively. Vitamin D levels increased on average by 18%, showcasing a lower relative response than seen in other vitamin D trials, which can be attributed to high effective baseline concentrations of vitamin D in our study group and the related negative feedback system. LDL aggregation susceptibility did not significantly change in the entire group. However, we discovered that the change in LDL aggregation susceptibility correlated negatively ( = -0.451, p = 0.0039) with the baseline LDL aggregation susceptibility. Thus, LDL aggregation decreased in participants having aggregation-prone LDL at baseline. This finding highlights a possibility that participants with higher LDL aggregation susceptibility may benefit from addition of E-EPA to their diet.
  • 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.
  • Hällfors, Maria (Helsingfors universitet, 2010)
    Vegetation maps and bioclimatic zone classifications communicate the vegetation of an area and are used to explain how the environment regulates the occurrence of plants on large scales. Many practises and methods for dividing the world's vegetation into smaller entities have been presented. Climatic parameters, floristic characteristics, or edaphic features have been relied upon as decisive factors, and plant species have been used as indicators for vegetation types or zones. Systems depicting vegetation patterns that mainly reflect climatic variation are termed 'bioclimatic' vegetation maps. Based on these it has been judged logical to deduce that plants moved between corresponding bioclimatic areas should thrive in the target location, whereas plants moved from a different zone should languish. This principle is routinely applied in forestry and horticulture but actual tests of the validity of bioclimatic maps in this sense seem scanty. In this study I tested the Finnish bioclimatic vegetation zone system (BZS). Relying on the plant collection of Helsinki University Botanic Garden's Kumpula collection, which according to the BZS is situated at the northern limit of the hemiboreal zone, I aimed to test how the plants' survival depends on their provenance. My expectation was that plants from the hemiboreal or southern boreal zones should do best in Kumpula, whereas plants from more southern and more northern zones should show progressively lower survival probabilities. I estimated probability of survival using collection database information of plant accessions of known wild origin grown in Kumpula since the mid 1990s, and logistic regression models. The total number of accessions I included in the analyses was 494. Because of problems with some accessions I chose to separately analyse a subset of the complete data, which included 379 accessions. I also analysed different growth forms separately in order to identify differences in probability of survival due to different life strategies. In most analyses accessions of temperate and hemiarctic origin showed lower survival probability than those originating from any of the boreal subzones, which among them exhibited rather evenly high probabilities. Exceptionally mild and wet winters during the study period may have killed off hemiarctic plants. Some winters may have been too harsh for temperate accessions. Trees behaved differently: they showed an almost steadily increasing survival probability from temperate to northern boreal origins. Various factors that could not be controlled for may have affected the results, some of which were difficult to interpret. This was the case in particular with herbs, for which the reliability of the analysis suffered because of difficulties in managing their curatorial data. In all, the results gave some support to the BZS, and especially its hierarchical zonation. However, I question the validity of the formulation of the hypothesis I tested since it may not be entirely justified by the BZS, which was designed for intercontinental comparison of vegetation zones, but not specifically for transcontinental provenance trials. I conclude that botanic gardens should pay due attention to information management and curational practices to ensure the widest possible applicability of their plant collections.
  • Scheinin, Ilari (Helsingfors universitet, 2011)
    Ewing sarcoma is an aggressive and poorly differentiated malignancy of bone and soft tissue. It primarily affects children, adolescents, and young adults, with a slight male predominance. It is characterized by a translocation between chromosomes 11 and 22 resulting in the EWSR1-FLI1fusion transcription factor. The aim of this study is to identify putative Ewing sarcoma target genes through an integrative analysis of three microarray data sets. Array comparative genomic hybridization is used to measure changes in DNA copy number, and analyzed to detect common chromosomal aberrations. mRNA and miRNA microarrays are used to measure expression of protein-coding and miRNA genes, and these results integrated with the copy number data. Chromosomal aberrations typically contain also bystanders in addition to the driving tumor suppressor and oncogenes, and integration with expression helps to identify the true targets. Correlation between expression of miRNAs and their predicted target mRNAs is also evaluated to assess the results of post-transcriptional miRNA regulation on mRNA levels. The highest frequencies of copy number gains were identified in chromosome 8, 1q, and X. Losses were most frequent in 9p21.3, which also showed an enrichment of copy number breakpoints relative to the rest of the genome. Copy number losses in 9p21.3 were found have a statistically significant effect on the expression of MTAP, but not on CDKN2A, which is a known tumor-suppressor in the same locus. MTAP was also down-regulated in the Ewing sarcoma cell lines compared to mesenchymal stem cells. Genes exhibiting elevated expression in association with copy number gains and up-regulation compared to the reference samples included DCAF7, ENO2, MTCP1, andSTK40. Differentially expressed miRNAs were detected by comparing Ewing sarcoma cell lines against mesenchymal stem cells. 21 up-regulated and 32 down-regulated miRNAs were identified, includingmiR-145, which has been previously linked to Ewing sarcoma. The EWSR1-FLI1 fusion gene represses miR-145, which in turn targets FLI1 forming a mutually repressive feedback loop. In addition higher expression linked to copy number gains and compared to mesenchymal stem cells, STK40 was also found to be a target of four different miRNAs that were all down-regulated in Ewing sarcoma cell lines compared to the reference samples. SLCO5A1 was identified as the only up-regulated gene within a frequently gained region in chromosome 8. This region was gained in over 90 % of the cell lines, and also with a higher frequency than the neighboring regions. In addition, SLCO5A1 was found to be a target of three miRNAs that were down-regulated compared to the mesenchymal stem cells.
  • Domènech Moreno, Eva (Helsingin yliopisto, 2017)
    In this Master’s project, I have studied a mammalian serine-threonine kinase NUAK2 implicated in human disease but whose molecular functions and interacting proteins are as of yet poorly characterized. The goal was to identify new interacting proteins to increase understanding of the molecular functions and potentially link to human physiology and disease. Recent work from the host lab shows NUAK2 loss in cultured primary cells mimics loss of the tumor suppressor LKB1 which also acts upstream of NUAK2, together suggesting NUAK2 could be involved in tumor suppression. Currently, only two protein-protein interacting proteins with NUAK2 have been identified: NUAK2 is targeted to actin stress fibers by the myosin phosphatase Rho-interacting protein (MRIP), and it is involved in regulating cell contractility by affecting indirectly the phosphorylation cycle of the myosin light chain through inactivation of the myosin phosphatase target subunit 1 (MYPT1). In this project, I utilized a novel protein-protein interaction screening method that utilizes proximity-dependent biotin labeling to identify new interacting proteins with NUAK2 in human embryonic kidney cells (HEK 293). This method is based on fusing an E.Coli promiscuous biotin ligase, BirA*(R118G), to the investigated protein. The BirA*(R118G) ligase biotinylates all the proteins in close proximity of the fusion protein creating a history of protein-protein associations over time. Afterwards, the biotinylated proteins can be isolated by affinity purification methods and identified by mass-spectrometry. The screening identified the previously known interaction partners of NUAK2 indicating it was technically successful. In addition, I also identified in total 108 novel potential protein interaction partners for NUAK2. One of the top hits was Cytospin-A, a cross-linking protein between microtubules and actin cytoskeleton, supporting a role of NUAK2 as regulator of cytoskeleton. Supporting the validity of our finding, Cytospin-A depletion in mammalian cells causes defective actin-cytoskeleton reorganization, a very similar phenotype seen with NUAK2 depletion. In future studies, I will continue to investigate the specific role of NUAK2 and Cytospin-A aiming for detailed information on the function of NUAK2 in regulation of microtubules and actin cytoskeleton. Validation of some of the other identified interactions is expected to provide novel insights to the biology and role of NUAK2 in LKB1 tumor suppressor functions.

View more