Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta: Recent submissions

Now showing items 1-20 of 307
  • Saarnisalo, Ona (Helsingin yliopisto, 2018)
    Lack of Ectodysplasin (EDA), caused by a mutated Eda gene, leads to a syndrome called hypohidrotic ectodermal dysplasia (XLHED) with defects in ectodermal organs such as teeth, hair and sweat glands. The molar teeth of Eda knock out (Eda KO) mice are absolutely and relatively smaller and have fewer cusps than the wild type (WT) molar teeth. In the absence of the EDA protein, the receptor of the EDA signalling pathway (EDAR) remains functional, and therefore EDA-protein therapy can rescue the development of ectodermal organs. The aim of this study was to determine EDA sensitivity windows and to describe the Edar expression pattern in developing mouse lower molars. Eda KO mouse skulls treated with EDA for 24 hours at different stages of development were imaged using x-ray microtomography. The response was studied by analysing the cusp patterns and size proportions of lower molars. In situ hybridisation was used to detect the Edar expression in the developing Eda KO and WT molars at different stages. The results show that molars are sensitive to EDA at the early stages of crown patterning, at the time when Edar is expressed in the primary enamel knot and the secondary enamel knots. The Edar expression pattern suggests that EDA signalling regulates molar size and cusp development through these signalling centres. EDA-treatment during a sensitivity window enhances the growth of the EDA sensitive molar, thereby breaking the previously reported inhibitory cascade –rule. The results of this study provide information for optimising the EDA therapy for XLHED patients.
  • Suvanto, Maija Tellervo (Helsingin yliopisto, 2019)
    Sindbis virus belongs to the Alphavirus genus and it has spread around the globe. Sindbis virus is transmitted by mosquitoes and spread birds. Mosquitoes from Culex and Culiseta genera are able to spread Sindbis virus. In Finland game birds from Tetrao genus have been observed to act as host for Sindbis virus thus enabling viral amplification. In Finland Sindbis virus causes annual disease called Pogosta disease. Typically, Pogosta disease occurs from August to September. Symptoms of Pogosta disease include for example joint pain, arthritis, rash and fever. Pogosta disease is endemic in Finland and known endemic regions are e.g. Ilomantsi region. Even though Sindbis virus causes annual disease in Finland there is currently only six Sindbis virus strains isolated from Finland. These isolations were done in 2002 and in 2005. There is a need for new data. In this master thesis the aims were to describe how two new Finnish Sindbis virus strains were isolated and to compare them to each other and to other Sindbis virus strains isolated from Finland and around the globe. Mosquito samples were collected from Ilomantsi region in 2018 summer. Serum samples from serologically diagnosed patients with Sindbis virus infection were obtained from HUSLAB and included in this study. The mosquito and patient serum samples were cultivated on cells and later virus isolates were plaque purified. Conventional nested reverse transcriptase polymerase chain reactions (RT-PCR) for Alphavirus and Bunyavirus genera were used in order to screen mosquito and patient serum samples for viruses. Later a Sindbis virus specific real time reverse transcriptase PCR was used to test mosquito and patient serum samples. Cell cultures were also tested with immunofluorescence assays. Isolated Sindbis viruses were sent for next generation sequencing and based on that a phylogenetical tree was constructed. The phylogenetical tree represents the new Sindbis virus strains relation to Finnish and to other Sindbis virus strains around the globe. Mosquito samples were morphologically identified and subjected to genetic species identification analysis via COI sequences. These COI PCR products were sent for Sanger sequencing and compared to sequences in NCBI database in order to determine the mosquito species. In this master thesis two new Finnish Sindbis virus strains were isolated from mosquito and from human serum sample. This is the first time in Finland when Sindbis virus has been isolated from human serum sample. These two new Finnish Sindbis virus strains differ from each other. The strain isolated from the patient sample is more closely related to German strains than to Finnish Sindbis virus strains. The strain isolated from mosquitoes is closely related to pre-existing Finnish Sindbis virus strain Ilomantsi region-2005M which is isolated from mosquitoes. These finding suggest that currently there is two different Sindbis virus strains circulating in Finland. This master thesis provides valuable information of Finnish Sindbis virus strains which can be used in future studies e.g. when studying Sindbis virus pathogenesis, distribution, relation to other Sindbis virus strains or mapping Sindbis virus prevalence in Finland.
  • Heikkilä, Sami (Helsingin yliopisto, 2019)
    Viruses are a functional part of the water ecosystems microbial network. There is scientific evidence that viruses have impact to biotic communities, nutrient recycle and genetic diversity. Still there is a lack of studies concerning fresh water ecosystem viruses. In Finland, studies of fresh water viruses have not been published. Main objective of this thesis was to study, first time in Finland, abundance and variation of virus like particles (VLP) in boreal lake. The study was carried out on Lake Vesijärvi in Southern Finland. Purpose was also to study the abundance relations of VLP to bacterial abundance and algae biomass. Temporal changes of the variables were studied in 4 periods during growing season in 2007 and 2 periods during winter season in 2008. Spatial changes of variables were studied in littoral and pelagic zones in early summer 2007. Abundance of VLP was high in productive layer (11,9 ± 0,7 x 107 (ml-1)). Similar results have been observed from studies with other lakes in boreal zone. Highest abundance observed was in early summer period (14,9 ± 0,2 x 107 (ml-1)) and lowest at the end of the winter season period (5,5 ± 1,3 x 107 (ml-1)). High bacteria abundance and algae biomass with suitable physical and chemical conditions were the main reasons for high VLP abundance. In the growing season an average amount of chlorophyll –a was 8,6 μgl-1. In the winter season a very high amount of chlorophyll –a was observed (22,4 ± 1,2 μgl-1) indicating under ice algal bloom. Bacteria abundance was stable during the growing season (1,3 x 107 ml-1) corresponding to findings with earlier studies on Lake Vesijärvi. Virus / bacteria ratio (VBR) –level varied between 7,5 – 25,3 in the growing season and in the winter season between 1,6 - 9,3. Bacterial abundance growth explained 18,2 % of the growth of the VLP abundance (p=0,004, all periods included). In the growing season chlorophyll –a explained 17,4 % of the growth of the VLP abundance (p=0,013). In the winter season, connections between VLP and other biological variables were not found. As a conclusion, in the growing season algae cells (Inc. cyanobacteria) are dominant hosts for viruses. Dominant host probably varies between the seasons. Between littoral ja pelagic zones, differences of abundance of VLP, bacteria and algae biomass were not found. This was probably caused by windy conditions creating similar conditions between zones. There is a high abundance of viruses in productive layer in Lake Vesijärvi year-round. Viruses have direct and indirect interactions with algae and bacteria varying in different time scales. It is likely that viruses have interactions also with other functional groups of the lake microbial network. The results of this study confirmed, for the first time in Finland, the virus abundance, its variation and interactions with functional groups of microbial network. The role of viruses in biochemical cycles of fresh water ecosystems need to study more in Finland.
  • Seppälä, Sini (Helsingin yliopisto, 2019)
    Not much attention is paid on the conservation of invertebrates despite their importance to the ecosystems in general and their benefits and ecosystem services to us, humans. This study is part of a project aiming to start the Sampled Red List Index (SRLI) for spiders. The IUCN Red List Index (RLI) is used for measuring the overall extinction risk of groups of species and the sampled approach is a way to evaluate the trajectory towards extinction of megadiverse groups without the need to assess every species of the whole group of interest. A random sample of 200 spider species were selected from the global checklist and assessed according to IUCN Red List Categories and Criteria. Given the availability of data, I was able to calculate the extent of occurrence and area of occupancy for 80 species, of which 70 species had an EOO above 20000 km² and 75 species an AOO above 2000 km², the thresholds below which species can be considered threatened. The trends in EOO and AOO were assumed to be stable for most species (49 species) given the inexistence of monitoring data for any taxon. Evidence of decline was found for only 10 species, usually inferred from habitat loss. Habitat data was collected for 118 species. The most common habitat type was forest (73 species), followed by grasslands (24 species) and artificial habitats (22 species). For 44 species the habitat trend was inferred to be stable, only declining, according to available knowledge, for 14 species and increasing for one species. For the remaining 141 species the habitat trend could not be inferred and was thus assumed to be unknown. The most commonly mentioned threat types were agriculture (11 species), fires (7 species) and logging (6 species). For 39 species there were no known threats and for the rest of the 132 species the threats were unknown. Conservation actions in place were observed for 104 species, most commonly site and area protection (100 species) and resource and habitat protection (88 species). Conservation actions such as education and awareness (8 species), resource and habitat protection (7 species) and site and area management (6 species) were to take into consideration. All the 200 species were estimated to be in need of further basic research especially on threats (143 species and distribution (140 species), but also on life history and ecology (135 species). Due to several knowledge shortfalls, including the Wallacean (distribution of species), Prestonian (population trends) and Hutchinsonian (response to environmental change), no threat category could be reached for the vast majority of the species. The results show that an IUCN category could be reached for only 59 species, of which 55 were assessed as Least Concern and a threatened category was reached for only 4 species (t as Critically Endangered and one as Vulnerable). The baseline SRLI at this first point in time was 0.95 (in a 0-1 scale, where 0 means all species are extinct and 1 for all species are Least Concern). We hypothesize however that among the 141 Data Deficient species there should be a higher proportion of threatened species than among the 59 evaluated. This would be due to two reasons. First, the scarcity of information on many species might in part be due to their rarity. Second, widespread species were often the only for which an assessment could be reached, creating a bias in the dataset towards a large base SRLI value. The strategy currently imposed by IUCN is therefore clearly inadequate for taxa with scarce information, which represent the vast majority of species. I propose the future use of a different, non-random, approach to the selection of species in the SRLI and its adoption for other taxa which represent in fact most extant and threatened species.
  • Coles, Eric (Helsingin yliopisto, 2019)
    Tiivistelmä–Referat–Abstract Background: Cancer is one of the leading causes of death around the world and in Finland. Ambitious research projects have been carried out for decades investigating cancer and how it spreads. Over 35 years ago, the systems that regulate vascular formation were discovered; the vascular endothelial growth factor (VEGF)-VEGF receptor VEGFR system and the more recent Angiopoietin-TIE system. These are the main endothelial growth factor receptor pathways involved in regulation of vessel quiescence and angiogenesis. The VEGF-VEGFR system is the first discovered endothelial cell (EC) specific receptor tyrosine kinase (RTK) signaling system. VEGF is a major growth factor involved in proangiogenic activity and vascular permeability when bound to its receptor, VEGFR2. Tumor cells take advantage of the VEGF-VEGFR2 system by secreting VEGF to stimulate angiogenesis in surrounding tissue to create new blood vessels allowing for greater access to nutrients and oxygen for tumor growth. The Angiopoietin-TIE system is the second EC specific RTK signaling system that was discovered. Angiopoietin-1 (ANG1) is the ligand for the TIE2 RTK. ANG1 is an obligatory TIE2 agonist and its effects on intracellular signaling, cell cytoskeleton, and junction-related molecules allows ANG1 to restrict the amount and size of gaps that are formed at EC junctions in inflamed vessels, increasing barrier function and decreasing vascular permeability. Angiopoietin-2 (ANG2) is an autocrine context-dependent TIE2 agonist/antagonist which is implicated in stimulating pathological angiogenesis, inflammation and vascular permeability. Integrins are important cell surface receptors that all cells use to communicate with their environment. Recently, it has been discovered that ANG2 is capable of inducing pathological angiogenesis, and can destabilize ECs when bound to integrin, specifically β1-integrin, via ANG2 N-terminal region. Objectives: The general aim of this study was to discover which part of angiopoiten-2’s N-terminus region was responsible for integrin activation. Materials and Methods: Fibronectin fragment containing type III 7-10 domains was produced and fluorescently labeled with Alexa 647. Integrin activation was measured using the fluorescently labeled Fibronectin III 7-10 and angiopoietins. Fluorescence activated cell sorting (FACS) was used to collect the results, which were analyzed using excel. Chimeric angiopoietins were produced using retroviral vectors and used for FACS experiments. A cell internalization assay was performed in Hela cells using CellTracker™ Orange CMRA and angiopoietin proteins, stained with secondary antibody anti-human Alexa 488 and Texas Red Phallodin. Results: Optimization of the FACS assay defined the minimum number of cells required to reliably measure integrin activation and showed that BD Accuri FACS machine was better suited than Guarva FACS machine for the assay and that the amount of integrin varied between cell passages used for the assay. In addition, it was essential to ensure a homogenous mix of cells and recombinant proteins during the assay and the quality of the produced FN III 7-10 was critical for the success of the assay. Results from the FACS assay confirmed that ANG2 is capable of activating integrin. In addition, chimeric angiopoietins that were expressed and secreted from CHO cells, were capable of activating integrins to a variable degree. The results confirmed the importance of ANG2 N-terminus in integrin activation. Cell internalization assay visually demonstrated angiopoietin binding to Hela cells. ANG2 was internalized by the cell and resistant to the acid wash, while the majority of ANG1 bound to the cell surface was washed away by acid wash. Conclusions: In this thesis work, integrin activation assays were optimized and carried out, along with cell internalization assays, to determine which specific part of ANG2 is responsible for inducing integrin activation. The findings from this work confirmed that ANG2 is capable of activating integrin. Several chimeric constructs were successfully expressed in CHO cells, and the cell supernatants were used to activate integrins. However, more studies are needed to determine which specific region of ANG2 is responsible for integrin activation. Investigating angiopoietin induced integrin activation would allow for a better understanding of the angiopoietin signaling pathway with potential translational significance.
  • Shrestha, Subhash (Helsingin yliopisto, 2019)
    SH3 domains are relatively short and most common of modular protein binding domain in eukaryotes. They are present in proteins that play critical role in various cell signaling and regulatory pathway. Human genome encoded 296 types of SH3 domains have been successfully displayed in phagemid using classical PelB signal sequence and used for finding novel binding partners. However, given its shorter length and tendency to fold rapidly it is useful to understand if signal sequence that directs SH3 translocation through Co translational pathway is much more efficient in displaying these domains than the one that translocate protein post translationally. For the study, PelB signal sequence of phagemid displayed human SH3 library was replaced with DsbA signal sequence using round the horn PCR method (Site directed mutagenesis) and verified with agarose gel electrophoresis. Subsequently, infective phages were prepared. The infective titer of newly generated DsbAss based library was found to be higher than that of PelBss based library. Both libraries normalized at 1 x1012cfu/ml were panned against known protein targets MC159(Molluscum contagiosum 159), NCF2(Neutrophil cytosolic factor 2) and NS1(Nonstructural protein 1). Enrichment with DsbAss library was moderately higher for each antigen. However sequencing results showed that results for proteins panned with PelBss library were congruent with previous finding whereas DsbAss library selected some potential weak binders and nonspecific ones along with strong binders. Panning results of DsbAss with NCF2 was striking as all clones selected were NCF1 SH3 domains. Although further functional study was not performed. Based on the study, we concluded that both libraries have its own advantage. PelBss based library can be used for finding strong binders while DsbAss based library can be used for studying weaker interaction and functional role of NCF2-NCF1 SH3 domain interaction is still an open question.
  • Suonto, Lotta (Helsingin yliopisto, 2019)
    Amelogenesis Imperfecta (AI) is a group of hereditary diseases where tooth enamel is abnormally formed. This disease has been found in Lancashire Heeler dogs. However, none of the mutations known to cause AI in canine, explain the disease in the Lancashire Heeler population. A research study was initiated to investigate the genetic background of the disease in the breed. Based on the pedigree data the disease was suggested to be inherited as an autosomal recessive disease. Whole-exome sequencing of two affected dogs was performed which revealed a plausible candidate variant in a gene regulating intracellular calcium concentration. The aim of this study was to examine whether the mutation in the candidate gene causes AI. The DNA were extracted from blood samples of 249 Lancashire Heelers. A genome-wide SNP genotyping was conducted on four cases and a homozygosity mapping was performed. The candidate variant was genotyped in a large cohort of Lancashire Heelers (n=249) and dogs from related breeds (n=91) to confirm the association with the disease. The expression of the candidate gene in lymphocytes was studied with RT-PCR. Clinical studies were performed to evaluate the clinical features and serum calcium levels were measured. The segregation of genotypes and phenotypes of the dogs was complete. The identified variant is predicted to cause a premature STOP codon, which, if translated, leads to a truncated protein lacking protein transmembrane domains. According to the results acquired from RT-PCR, it is possible that the protein will complete the translation despite the mutation. Clinical studies did not reveal other clinical features than enamel defects and serum calcium levels were normal. According to the results, we suggest that the identified variant is causal for AI in Lancashire Heelers. The results have significant impact because no other genetic connection between the gene and AI has been found before. Consequently, the development of a gene test is possible, creating multiple opportunities for researchers and veterinary medicine. The results are applicable also to human medicine. However, we need more research to achieve a complete understanding of the mutation and its effects.
  • Heikkinen, Lea (Helsingin yliopisto, 2019)
    Tiivistelmä – Referat – Abstract Tunnistusmekanismit ovat tärkeä osa lisääntymisaltruismin ylläpitoa, ja isommassa mittakaavassa sosiaalisten järjestelmien olemassaoloa ylipäätään. Altruismia nimittäin mielellään hyödyntävät erilaiset huijarit, jotka vain hyötyvät toisten avusta tarjoamatta itse mitään vastineeksi. Tunnistusmekanismit ovat ase näitä huijareita vastaan. Tunnistusmekanismeja on tutkittu paljon sosiaalisilla hyönteisillä, varsinkin muurahaisilla, koska niiden pesät tarjoavat huijareille, kuten sosiaalisille loisille, houkuttelevan kohteen. Yksi keskeinen tutkimuskohde on jälkeläisten tunnistus – kuinka muurahaiset tunnistavat munia ja minkälaiset tekijät vaikuttavat niiden kykyyn tunnistaa omanlajisia munia. Tavoitteenani oli ensimmäisessä kokeessa selvittää, vaikuttaako loislajin munille altistuminen isäntätyöläisten kykyyn tunnistaa munia, ja miten isännän yhteiskuntarakenne vaikuttaa sen alttiudelle tehdä tunnistusvirheitä. Jatkokokeessa testasin myös, miten loiskuningattaren läsnäolo vaikuttaa isäntätyöläisten kykyyn tunnistaa munia. Tutkin areenakokein isäntälajin, mustamuurahaisen (Formica fusca), kykyä tunnistaa munia. Ensimmäisessä kokeessa käytin isäntälajin orpopesiä ja pesiä, joissa oli vaihteleva määrä kuningattaria. Käsittelynä altistin puolet isäntäpesistä loislajin (kantomuurahainen, Formica truncorum) munille, ennen kuin niiden oma kuningatar tai työläiset olivat alkaneet munia. Puolet pesistä toimi kontrollina. Toisessa kokeessa käytin vain isäntälajin orpokolonioita, jotka jaoin kolmeen käsittelyyn: ensimmäisessä käsittelyssä isäntäpesät altistettiin loislajin (tupsukekomuurhainen, Formica aquilonia) munille, toisessa käsittelyssä isäntäpesään laitettiin loismunien lisäksi loislajin kuningatar ja kolmas käsittely oli kontrolli, jolle ei siis tehty mitään manipulointia. Ensimmäisessä kokeessa havaittiin, että orpokolonioiden työläiset hyväksyivät enemmän loislajin munia, kun ne oli altistettu loisen munille varhain. Väliaikaisen loisen siis kannattaa, mikäli mahdollista, ajoittaa valtausyrityksensä varhaiseen kevääseen ja koettaa erityisesti vallata orpopesiä. Kuningattarellisilla isäntäpesillä nimittäin ei havaittu altistuksen lisäävän työläisten hyväksymien loismunien määrää. Isäntäkuningatarten määrällä ei myöskään ollut vaikutusta siihen, miten työläiset hyväksyvät loisen munia. Toisessa kokeessa ei kummallaan käsittelyllä (loismunien ja loismunien+loiskuningattaren läsnäolo) ollut vaikutusta siihen, miten paljon työläiset hyväksyivät loismunia. Tutkimukseni perusteella tiedämme, minkälaiset ekologiset tekijät voivat edesauttaa väliaikaisten sosiaalisten loisten pesänvaltausta. Ainakin isännän aikainen altistuminen loismunille ja se, että pesä on menettänyt kuningattarensa, lisäävät isäntien tekemiä tunnistusvirheitä siten, että ne hyväksyvät aikaisempaa enemmän loisten munia. Tutkimuksessa selvisi myös, että loislajien välillä oli eroja siinä, kuinka usein niiden munia hyväksyttiin, mikä tukee teoriaa loisten paikallisesta sopeutumisesta isäntälajin populaatioihin. Tulokset sopivat myös yhteen klassisen ekologisen kilpajuoksun periaatteen kanssa, jossa loinen ja isäntälaji pyrkivät jatkuvasti sopeutumalla tekemään tyhjäksi toistensa aikeet.
  • Deb, Debashish (Helsingin yliopisto, 2019)
    There is significant reduction in number of approved drugs for acute myeloid leukemia in recent years. Partially it may be due to the failure of discovery and validation approach to new drugs as well as the complexity of the disease. Ex vivo functional drug testing is a promising approach to identify novel treatment strategies for acute myeloid leukemia (AML). In ideal condition, an effective drug should eradicate the immature AML blasts, but spare non-malignant hematopoietic cells. However, current strategies like conventional cell viability assay fail to measure cell population-specific drug responses. Hence, development of more advanced approaches is needed. Using multiparameter, high-content flow cytometry (FC), we simultaneously evaluated the ex vivo sensitivity of different cell populations in multiple (10) primary AML samples to 7 FDA/EMA-approved drugs and 8 drug combinations. Amongst the 7 tested drugs, venetoclax, cytarabine and dasatinib were very cytotoxic with venetoclax had the highest blast-specific toxicity, and combining cytarabine with JAK inhibitor ruxolitinib effectively targeted all leukemic blasts but spared non-malignant hematopoietic cells. Taken together, we show that the ex vivo efficacy of targeted agents for specific AML cell population can be assessed with a cell phenotype, FC-based approach. Furthermore, we put an effort to analyze the potential of this assay and biomarkers to predict the clinical outcome of individual patients and future perspectives.
  • Ikonen, Liisa (Helsingin yliopisto, 2019)
    Tutkin tässä pro gradu -tutkielmassani eräiden suomalaisten ruohovartisten kasvilajien ja biohiilen vaikutuksia huleveden määrään ja laatuun. Tutkimuksessa järjestettiin koekasteluita, joiden avulla oli tarkoitus selvittää kasvilajien kykyä vähentää huleveden määrää ja poistaa siitä ravinteita sekä biohiilen vaikutusta huleveden määrään ja laatuun. Kasvillisuuden ja biohiilen vaikutusta on tutkittu aikaisemminkin, mutta erityisesti tiettyihin kasvilajeihin liittyviä tutkimuksia ei ole tehty Suomessa. Tutkimus on osa Luonnonvarakeskuksen Hulevesialueiden kasvit ja kasvualustat (HuleKas) -projektia. Kaupungistuminen lisää talojen, parkkipaikkojen ja teiden rakentamista. Tämä kasvattaa läpäisemättömien pintojen määrää, ja se puolestaan estää veden imeytymisen maan läpi. Kaupungeissa ongelma on ratkaistu rakentamalla hulevesiviemäriverkostoja, mutta erityisesti muuttuva ilmasto lisää sateiden ja sitä kautta huleveden määrää. Rankkasateilla kaupunkien hulevesiviemärit osoittautuvat usein riittämättömiksi. Lisäksi hulevesi huuhtoo epäpuhtaudet kaduilta, ja hulevesi onkin todettu yhdeksi tärkeimmistä hajakuormituksen aiheuttajista. Nyttemmin on kehitetty perinteisten sadevettä pois johtavien viemäriverkostojen rinnalle ekologisempia ja kestävämpiä ratkaisuja. Hulevesi pyritään käsittelemään sen syntysijoilla, ja tähän voidaan päästä rakentamalla erilaisia hulevesirakenteita, kuten hulevesipainanteet tai sadepuutarhat. Hulevesirakenteiden tärkeimmät osat ovat kasvualusta ja kasvillisuus. Hyvällä kasvualustavalinnalla voidaan pidättää mm. fosforin yhdisteitä ja kuparia, kun taas nitraatin pidättyminen vaatii rakennetta peittävää kasvillisuutta ja hapettomia olosuhteita. Kasvillisuuden avulla voidaan myös hidastaa huippuvirtaamia, pidättää kiintoainesta ja poistaa metalleja ja ravinteita hulevedestä. Myös kasvualustan mikrobeilla on tärkeä merkitys ravinteiden sitojina. Tutkimusasetelmani oli astiakoe. Astioihin oli istutettu seitsemää suomalaista luonnon kasvilajia, nurmea ja kontrollina toimivat kasvittomat astiat. Osaan astioista oli lisätty biohiiltä. Tutkimusjakson aikana järjestettiin kolme koekastelua, joissa liuoslannoitteilla lisättyä tekohulevettä kaadettiin jokaiseen astiaan sama määrä. Tämän jälkeen kirjattiin ylös tietyin aikavälein, paljonko vettä astiasta on valunut ulos. Tutkielman aineisto koostuu kahdesta osasta. Ensimmäinen osa muodostuu koekasteluiden valuntatiedoista ja kolmas osa koekasteluiden vesinäytteiden laboratorioanalyyseistä. Parhaita kokonaistypenpidättäjiä olivat viiltosara, jänönsara, korpikaisla, luhtakastikka ja rantatyräkki. Kokonaisfosforin pidätyksessä puolestaan erottuivat viiltosara, korpikaisla, ja rantatyräkki. Kaikki kasvikäsittelyt alensivat tekohuleveden kokonaisfosforin konsentraatiota. Biohiili paransi kaikkien edellä mainittujen kasvilajien ravinteenpidätyskykyä. Myös mikrobitoiminnan merkitys ravinteiden sidonnassa on tärkeä. Eniten vettä koekastelussa käyttivät viiltosara, luhtakastikka sekä jänönsara. Jänönsaran suorituskyky on kiistanalainen johtuen epätasaisesta kastelusta kolmannen jakson aikana. Jaksojen aikaisessa veden käytössä tehokkaina veden käyttäjinä nousevat esiin viiltosara, jänönsara, korpikaisla, luhtakastikka ja rantatyräkki. Kaikki kasvikäsittelyt tuottivat vähemmän valuntaa, kuin kontrolli. Biohiilen avulla voidaan hidastaa valunnan alkamista ja kertymistä.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Kivistö, Ilkka (Helsingin yliopisto, 2018)
    Lepakot ovat suuri, monimuotoinen ja ekologisesti merkittävä nisäkäslahko. Viime vuosikymmenien aikana ne ovat paljastuneet myös merkittävien zoonottisten taudinaiheuttajien kantajiksi. Suomessa esiintyy kolmetoista lepakkolajia, joista suurin osa esiintyy täällä levinneisyysalueensa pohjoislaidalla ja joiden kantamista taudinaiheuttajista on tehty vielä hyvin vähän tutkimuksia. Tutkielmassani selvitän korona- ja paramyksovirusten esiintymistä eteläisen Suomen lepakoilla vuosina 2013-2016. Lisäksi pyrin kerätyn aineiston perusteella selvittämään, onko näytteitä luovuttaneiden lepakoiden iällä, näytteiden keruukuukaudella tai näytteiden keruualueella vaikutusta löydettyjen virusten esiintyvyyteen. Aineistona käytettiin muiden tutkimusprojektien yhteydessä lepakoilta kerättyjä uloste- ja anaalipyyhkäisynäytteitä sekä lepakoiden päivehtimispaikoilta kerättyjä ulostenäytteitä. Näytteistä eristettiin RNA ja ne seulottiin koronaviruksia ja paramyksoviruksia tunnistavilla ja optimoiduilla kvantitatiivisilla käänteistranskriptio- PCR-menetelmillä (RT-qPCR) ja löydökset varmistettiin tavallisilla käänteistranskriptio-PCR-menetelmillä (RT-PCR). Jälkimmäisistä reaktioista saadut tuotteet myös sekvensoitiin. Ulostenäytteiden seulonnan tuloksista kertyneestä aineistosta tehtiin tilastolliset analyysit yleistetyillä lineaarisilla sekamalleilla, joissa vastemuuttujana käytettiin viruksen esiintymistä ja mallin muuttujina näytteen luovuttaneen lepakon ikäryhmää ja lajia, näytteen keräyskuukautta ja eliömaakuntaa, josta näyte oli kerätty. Mallien satunnaistekijöinä käytettiin näytteiden keräyskuntaa tai näytteiden keräysvuotta. Sekvenssiaineistosta tehtiin fylogeneettiset analyysit käyttäen suurimman todennäköisyyden (Maximum Likelihood) menetelmää ja Bayesilaista menetelmää, joiden tuloksina saatiin kaksi fylogeneettista puuta. Neljän vuoden aineistosta todettiin yhteensä 18 lepakkoyksilöä, jotka kantoivat koronaviruksia, mutta paramyksoviruksia ei aineistosta löydetty. Tilastolliseen tarkasteluun hyväksyttiin 77 ulostenäytettä, joista 13 oli positiivisia koronaviruksille. Anaalipyyhkäisynäytteistä kerättiin 38 kappaletta ja näistä 5 oli positiivisia koronaviruksille. Päivehtimispaikoilta kerättyjä ulostenäytteitä tutkittiin 28 kappaleitta ja näistä 4 oli koronaviruspositiivisia. Koronaviruksia löydettiin Varsinais-Suomen, Uudenmaan, Etelä-Pohjanmaan ja Pohjois-Savon eliömaantieteellisiltä alueilta. Uloste- ja anaalipyyhkäisynäytteiden perusteella koronaviruksia esiintyy Suomessa pohjanlepakoilla, isoviiksisiipoilla, vesisiipoilla ja viiksisiipoilla. Tutkielmassa esitellään ensimmäinen pohjanlepakon beetakoronaviruslöytö. Tämä virus ryhmittyy fylogeneettisissa puissa samaan haaraan muiden saman lepakkosuvun kantamien beetakoronavirusten kanssa ja on samalla melko läheistä sukua MERS-koronavirukselle. Tutkielmassa esitellään myös ensimmäinen isoviiksisiipan koronaviruslöytö, joka fylogeneettisten analyysien perusteella ryhmittyy samaan fylogeneettisen puun haaraan luxemburgilaisen ruskosiipan alfakoronaviruksen kanssa. Eniten koronaviruksia löydettiin vesisiipoilta, jotka suurimmalta osin ryhmittyivät samaan fylogeneettisen puun haaraan. Merenkurkussa sijaitsevasta Mustasaaren kunnasta kerätystä vesisiipan ulostenäytteestä löydetty sekvenssi kuitenkin sijoittui erilleen muista suomalaisista sekvensseistä ja eteläisestä Euroopasta todettujen sekvenssien joukkoon, mikä voi viitata tämän alueen lepakkopopulaation ja sen kantamien virusten levinneen Suomeen läntistä reittiä. Tutkielman tulokset luovat hyvän pohjan jatkotutkimuksille, joissa voidaan selvittää virusten tarkempaa esiintyvyyttä sekä niiden tarkempia ominaisuuksia.