Search

Children and young people as environmental citizens the environmental education perspective to participation This doctoral thesis examines the participation of children and young people in developing their own environment at school, as a part of environmental education. The aim of the research is to assess and consider children and young people s environmentally responsible participation and its effectiveness in relation to the participants own learning and the end results of the participation. The research combines the perspectives of environmental education and citizenship education through the concept of environmental citizenship. Environmental education, which enhances environmental citizenship, offers children and young people the possibility to be active citizens and learn about citizenship in their own lives by taking action themselves. The research is made up of two parts which complement each other. The first part consists of an action research carried out in the Joensuu Lyseo Upper Secondary School, where an environmental education course with a traffic-related theme was planned, developed and evaluated. The second part is made up of an interview survey carried out in Helsinki. In the survey actors from schools and various city offices, who were involved in development projects of school environments, were interviewed. According to the research results, all-round cooperation and more open relations with those outside of the school environment are important ways to support environmental citizenship in schools. Thus, environmentally responsible participation offers a chance to learn competence that an environmental citizen needs the knowledge, skills and willingness to act that have not been successfully taught through traditional school education. The research introduces a model of environmentally responsible participation as a learning process, in which learning is studied through the development of competence, self-empowerment and social empowerment. The, Tämä tutkimus tarkastelee lasten ja nuorten osallistumista oman lähiympäristönsä kehittämiseen koulun puitteissa, osana ympäristökasvatusta. Tutkimuksen tavoitteena on arvioida ja pohtia lasten ja nuorten ympäristövastuullista osallistumista ja sen vaikuttavuutta suhteessa osallistujien oppimiseen ja osallistumisen lopputulokseen. Tutkimus nivoo yhteen ympäristökasvatuksen ja kansalaiskasvatuksen näkökulmat ympäristökansalaisuuden käsitteen avulla. Ympäristökansalaisuutta tukeva ympäristökasvatus tarjoaa lapsille ja nuorille mahdollisuuden olla kansalaisia ja oppia kansalaisuutta omassa elämässään, itse toimimalla. Tutkimus muodostuu kahdesta toisiaan täydentävästä osasta. Ensimmäisen osan muodostaa Joensuun lyseon lukiossa toteutettu toimintatutkimus, jossa suunniteltiin, kehitettiin ja arvioitiin valinnainen ympäristökasvatuskurssi liikenneteemalla. Toisen osan muodostaa Helsingissä tehty haastattelututkimus, jossa haastateltiin koulujen lähiympäristön kehittämishankkeiden aktiivisia toimijoita kouluista ja kaupungin eri virastoista. Tutkimuksen tulosten mukaan merkittävä keino ympäristökansalaisuuden tukemiseen koulussa on monipuolinen yhteistyö ja avautuminen koulun ulkopuolelle. Tällöin ympäristövastuullinen osallistuminen tarjoaa tilaisuuden oppia monipuolisia ympäristökansalaisen valmiuksia - juuri niitä tietoja, taitoja ja halua toimia, joita perinteisen kouluopetuksen kautta ei olla onnistuttu opettamaan. Tutkimus esittelee mallin ympäristövastuullisesta osallistumisesta oppimisprosessina, jossa oppimista tarkastellaan osaamisen, voimaantumisen ja valtautumisen kehittymisen kautta. Malli tekee näkyväksi ympäristökasvatuksen toimintaympäristön eli kontekstin ja korostaa reflektion merkitystä oppimisprosessissa. Keskeinen tekijä lasten ja nuorten voimaantumisessa on kokemus siitä, että on tullut kuulluksi ja huomioon otetuksi. Tällä hetkellä lasten ja nuorten osallistumisen oikeutus on lainsäädännön, opetussuunnitelmien ja useiden kansallisten ja kansainvälis

Two types of antigen-presenting cells (APCs), macrophages and dendritic cells (DCs), function at the interface of innate and adaptive immunity. Through recognition of conserved microbial patterns, they are able to detect the invading pathogens. This leads to activation of signal transduction pathways that in turn induce gene expression of various molecules required for immune responses and eventually pathogen clearance. Cytokines are among the genes induced upon detection of microbes. They play an important role in regulating host immune responses during microbial infection. Chemotactic cytokines, chemokines, are involved in migratory events of immune cells. Cytokines also promote the differentiation of distinct T cell responses. Because of the multiple roles of cytokines in the immune system, the cytokine network needs to be tightly regulated. In this work, the induction of innate immune responses was studied using human primary macrophages or DCs as cell models. Salmonella enterica serovar Typhimurium served as a model for an intracellular bacterium, whereas Sendai virus was used in virus experiments. The starting point of this study was that DCs of mouse origin had recently been characterized as host cells for Salmonella. However, only little was known about the immune responses initiated in Salmonella-infected human DCs. Thus, cellular responses of macrophages and DCs, in particular the pattern of cytokine production, to Salmonella infection were compared. Salmonella-induced macrophages and DCs were found to produce multiple cytokines including interferon (IFN) -gamma, which is conventionally produced by T and natural killer (NK) cells. Both macrophages and DCs also promoted the intracellular survival of the bacterium. Phenotypic maturation of DCs as characterized by upregulation of costimulatory and human leukocyte antigen (HLA) molecules, and production of CCL19 chemokine, were also detected upon infection with Salmonella. Another focus of this PhD work was to, Kehomme immuunijärjestelmä on jakautunut synnynnäiseen ja hankittuun immuniteettiin, jotka yhdessä vastaavat mikrobi-infektioiden torjunnasta. Luonnollinen ja hankittu immuniteetti ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa antigeeniä esittelevien solujen kuten makrofagien ja dendriittisolujen välityksellä. Makrofagit ja dendriittisolut tunnistavat evoluutiossa säilyneitä mikrobirakenteita, jotka toimivat varoitussignaalina puolustusjärjestelmien aktivoitumiselle. Eräs tärkeä ryhmä proteiineja, joiden tuotanto käynnistyy solunsisäisten signaalinvälitysreittien toimesta, ovat sytokiinit. Monet sytokiineistä ohjaavat T-soluvasteiden erilaistumista, kemokiinien päätehtävänä on puolestaan säädellä valkosolujen liikennettä kudoksissa. Lukuisten tehtäviensä vuoksi on tärkeää, että sytokiinijärjestelmä on tiukan säätelyn alainen. Tässä työssä tutkittiin synnynnäisen immuniteetin aktivoitumista ihmisen makrofageissa ja dendriittisoluissa. Mikrobi-infektion mallintamisessa käytettiin Salmonella enterica sevorar Typhimurium -bakteeria sekä Sendai-virusta. Työ aloitettiin, koska haluttiin selvittää toimivatko ihmisen dendriittisolut Salmonella-bakteerin isäntäsoluna, ja miten erityisesti sytokiinituotanto aktivoituu infektion aikana. Vertailukohtana käytettiin makrofageja, joiden toiminnasta Salmonella-infektiossa tiedettiin jo paljon ennen tätä tutkimusta. Salmonella sai aikaan makrofageissa ja dendriittisoluissa useiden sytokiinien tuotannon mukaan lukien interferoni (IFN)- gamman, jota yleensä tuottavat luonnolliset tappajasolut ja T solut. Salmonella pystyi selviytymään paitsi makrofagien myös dendriittisolujen sisällä. Lisäksi CCL19-kemokiinin erittyminen ja tiettyjen antigeeniesittelyssä tarvittavien molekyylien ilmentyminen solun pinnalla kuvastivat dendriittisolujen kypsymistä Salmonella-infektion aikana. Tutkimuksessa tarkasteltiin myös tarkemmin miten sytokiinigeenien ilmentyminen on säädelty transkriptiotasolla. CCL19- ja tyypin III IFN -geenien promoottorialueilta lö

Growth is a fundamental aspect of life cycle of all organisms. Body size varies highly in most animal groups, such as mammals. Moreover, growth of a multicellular organism is not uniform enlargement of size, but different body parts and organs grow to their characteristic sizes at different times. Currently very little is known about the molecular mechanisms governing this organ-specific growth. The genome sequencing projects have provided complete genomic DNA sequences of several species over the past decade. The amount of genomic sequence information, including sequence variants within species, is constantly increasing. Based on the universal genetic code, we can make sense of this sequence information as far as it codes proteins. However, less is known about the molecular mechanisms that control expression of genes, and about the variations in gene expression that underlie many pathological states in humans. This is caused in part by lack of information about the second genetic code that consists of the binding specificities of transcription factors and the combinatorial code by which transcription factor binding sites are assembled to form tissue-specific and/or ligand-regulated enhancer elements. This thesis presents a high-throughput assay for identification of transcription factor binding specificities, which were then used to measure the DNA binding profiles of transcription factors involved in growth control. We developed ‘enhancer element locator’, a computational tool, which can be used to predict functional enhancer elements. A genome-wide prediction of human and mouse enhancer elements generated a large database of enhancer elements. This database can be used to identify target genes of signaling pathways, and to predict activated transcription factors based on changes in gene expression. Predictions validated in transgenic mouse embryos revealed the presence of multiple tissue-specific enhancers in mouse c- and N-Myc genes, which has implications to or, Kasvu on olennainen osa kaikkien eliöiden elinkaarta. Eläinten koko vaihtelee lajien välillä huomattavasti useimmissa eläinryhmissä, kuten esimerkiksi nisäkkäissä. Hedelmöittyneen munasolun kehittyessä monisoluiseksi yksilöksi kasvavat elimet oikeaan kokoonsa. Monisoluisten eliöiden kasvaessa niiden koko ei suurene tasaisesti, vaan eri ruumiinosat ja elimet kasvavat lajityypillisen kokoisiksi kehityksen eri vaiheissa. Tällä hetkellä tiedetään hyvin vähän molekyylitason mekanismeista, jotka säätelevät elinkohtaista kasvua. Viimeisen kymmenen vuoden aikana on sekvensoitu useiden lajien genomit. Genominlaajuisen sekvenssitiedon määrä kasvaa jatkuvasti, ja se sisältää tietoa myös lajien sisäisistä sekvenssivariaatioista. Universaalin geneettisen koodin perusteella pystymme lukemaan ja ymmärtämään saatavilla olevaa DNA-sekvenssitietoa niiltä osin kuin se koodaa proteiineja. Huomattavasti vähemmän tiedetään mekanismeista, jotka säätelevät geenien luentaa DNA:sta ja säätelyn variaatioista, jotka ihmisellä aiheuttavat sairauksia. Ylipäänsä tiedämme vähän niin kutsutusta ”toisesta geneettisestä koodista”. ”Toinen geneettinen koodi” koostuu transkriptiotekijöiden tunnistesekvensseistä ja yhdistelmäkoodista, jonka mukaan transkriptiotekijöiden sitoutumispaikat muodostavat geenien luentaa sääteleviä tehostajajaksoja. Väitöskirjan tuloksissa kuvataan ensin tehoseulontamenetelmä transkriptiotekijöiden sitoutumisspesifisyyden mittaamiseen. Tätä menetelmää käyttäen määritettiin DNA- sitoutumisprofiilit useille kasvun säätelyssä keskeisille transkriptiotekijöille. Kehitimme myös tietokoneohjelman nimeltä EEL tehostajajaksojen etsimiseen genomisesta DNA-sekvenssistä. Teimme genominlaajuisen ennusteen hiiren ja ihmisen tehostajajaksoista. Löysimme c-Myc ja N-Myc –geenien alueelta useita tehostajajaksoja, jotka ohjaavat geenien ilmenemisen tiettyyn kudokseen. Tulokset auttavat selittämään elinkohtaista kasvunsäätelyä ja onkogeenien kasvainspesifisyyttä. Lisäksi määritimme, että ihmisen

The blood vascular system is a closed circulatory system, responsible for delivering oxygen and nutrients to the tissues. In contrast, the lymphatic vascular system is a blind-ended transport system that collects the extravasated tissue fluid from the capillary beds, and transports it back to the blood circulation. Failure in collecting or transporting the lymph, due to defects in the lymphatic vasculature, leads to accumulation of extra fluid in the tissues, and consequently to tissue swelling lymphedema. The two vascular systems function in concert. They are structurally related, but their development is regulated by separate, however overlapping, molecular mechanisms. During embryonic development, blood vessels are formed by vasculogenesis and angiogenesis, processes largely mediated by members of the vascular endothelial growth factor (VEGF) family and their tyrosine kinase receptors. The lymphatic vessels are formed after the cardiovascular system is already functional. This process, called lymphangiogenesis, is controlled by distinct members of the VEGF family, together with the transcription factors Prox1 and Sox18. After the primary formation of the vessels, the vasculature needs to mature and remodel into a functional network of hierarchically organized vessels: the blood vasculature into arteries, capillaries and veins; and the lymphatic vasculature into lymphatic capillaries, responsible for the uptake of the extravasated fluid from the tissues, and collecting vessels, responsible for the transport of the lymph back to the blood circulation. A major event in the maturation of the lymphatic vasculature is the formation of collecting lymphatic vessels. These vessels are characterized by the presence of intraluminal valves, preventing backflow of the lymph, and a sparse coverage of smooth muscle cells, which help in pumping the lymph forward. In our study, we have characterized the molecular and morphological events leading to formation of collecting lymphat, Människans cirkulationssystem omfattar två parallella kärlsystem, blodkärlen och lymfkärlen. Blodkärlen transporterar syre och näring till vävnaderna, medan lymfkärlssystemets viktigaste uppgift är att dränera den vätska som läckt ut ur blodet till vävnaderna, och transportera den tillbaka till blodkärlen. Försämrad dränering av vävnadsvätskan på grund av defekter i lymfkärlen leder till ansamlad vätska och svullnad i vävnaderna, så kallad lymfödem. Under den embryonala utvecklingen är cirkulationssystemet det först funktionella organet som bildas. Blodkärlen bildas genom vaskulogenes och angiogenes, till stor del genom reglering av VEGF familjens tillväxtfaktorer. Lymfkärlen bildas något senare ur embryonala vener i en process kallad lymfangiogenes, vilken regleras av besläktade medlemmar av VEGF familjen, samt transkriptionsfaktorerna Prox1 och Sox18. Efter att de primära blod- och lymfkärlens bildats, måste de omformas till funktionella och hierarkiska nätverk, vilket regleras av specifika proteiner. Blodkärlen utvecklas till artärer, vener och blodkapillärer, och lymfkärlen specialiseras till lymfkapillärer och större samlande lymfkärl. Lymfkapillärernas uppgift är att samla upp vävnadsvätskan, medan de samlande lymfkärlen transporterar vätskan vidare till lymfgångarna och slutligen tillbaka till blodomloppet. De större lymfkärlen har, liksom venerna, lymfklaffar, vilka hindrar lymfvätskan från att rinna bakåt. Glatta muskelceller kring de större lymfkärlen hjälper även att pumpa lymfväskan framåt. I denna studie har vi utforskat utvecklingen och omformningen av lymfkärlen, och karakteriserat de proteiner som är viktiga för denna process. Våra resultat visar att transkriptionsfaktorerna FOXC2 och NFATc1 tillsammans reglerar omformningen och den sena utvecklingen av lymfkärlen. Lymfkärlen hos möss utan fungerande FOXC2 eller NFATc1 bildas till en början, men utvecklas och specialiseras inte normalt till fungerande lymfkapillärer och samlande lymfkärl. De större d

Erwinia carotovora subsp. carotovora (Ecc) is a Gram-negative enterobacterium that causes soft-rot in potato and other crops. The main virulence determinants, the extracellular plant cell wall -degrading enzymes (PCWDEs), lead to plant tissue maceration. In order to establish a successful infection the production of PCWDEs are controlled by a complex regulatory network, including both specific and global activators and repressors. One of the most important virulence regulation systems in Ecc is mediated by quorum sensing (QS), which is a population density -dependent cell-to-cell communication mechanism used by many Gram-negative bacteria. In these bacteria N-acylhomoserine lactones (AHSL), act as diffusible signaling molecules enabling communication between bacterial cells. The AHSLs are structurally diverse and differ in their acyl chain length. This gives the bacteria signaling specificity and enables the recognition and communication within its own species. In order to detect and respond to the AHSLs the bacteria use QS regulators, LuxR-type proteins. The aim of this study was to get a deeper understanding of the Ecc QS system. In the first part of the study we showed that even different strains of Ecc use different dialects and of physiological concentrations, only the cognate AHSL with the correct acyl chain is recognized as a signal that can switch on virulence genes. The molecular basis of the substrate specificity of the AHSL synthase ExpI was investigated in order to recognize the acyl chain length specificity determinants of distinct AHSL synthases. Several critical residues that define the size of the substrate-binding pocket were identified. We demonstrated that in the ExpISCC1 mutations M127T and F69L are sufficient to change the N-3-oxohexanoyl-L-homoserine lactone producing ExpISCC1 to an N-3-oxooctanoyl-L-homoserine lactone (3-oxo-C8-HSL) producing enzyme. In the second study the means of sensing specificity and response to the AHSL signaling molecu, Bakteerien välinen keskustelu johtaa kasvitautiin Kasvitaudin aiheuttavalla bakteerilla on edessään sille elintärkeä tehtävä, ravinnon saanti isäntäkasvista. Saadakseen ravintoa sen on hajotettava kasvin solukkoa. Bakteeri tietää, että yksin se ei tässä pärjää, mutta jos kavereita on tarpeeksi lähistöllä, tehtävä ei ole mahdoton. Bakteereilla on oiva tapa tähän, viestimolekyylien avulla ne huutavat toisilleen: Hei, täällä ollaan! Yksi parhaiten tunnetuista bakteerien viestimolekyyleistä on asyyli-homoseriini laktoni, jota käyttävät yli 70 eri eläin- ja kasvitaudin aiheuttajaa. Molekyylien hienosäädöllä, muun muassa asyyliketjun pituudella, bakteerit määrittävät oman viestimurteensa, jonka lähisukulaiset tunnistavat parhaiten. Näin yritetään turvata oman lajin selviäminen ympäristössä, jossa käydään kovaa kilpailua ravinnosta ja elintilasta. Bakteerin sisällä viestimolekyyli sitoutuu tunnistajaproteiiniin. Tämän seurauksena solun sisällä käynnistyy useiden geenien ilmentyminen, jotka ovat mm oleellisia taudinaiheutuskyvylle. Tunnistajaproteiini reagoi viestimolekyyleihin vasta kun niitä on suuri määrä ympäristössä. Viestin avulla bakteeri pystyy arvioimaan populaationsa tiheyden ja kun bakteereita on tarpeeksi koolla voivat nämä hyökätä menestyksekkäästi isäntänsä kimppuun. Tämän tutkimustyön kohteena oli kasvitaudin aiheuttavan bakteerin Erwinia carotovora alalajike carotovoran (Ecc) viestintäjärjestelmä. Ecc-bakteeri aiheuttaa märkämätää, muun muassa perunoille, tuottamalla suuria määriä kasvien soluseinää hajottavia entsyymejä. Näiden entsyymien valmistus on viestimolekyyleistä riippuvainen ja mikäli nämä poistetaan, katoaa bakteerien taudinaiheuttamiskyky. Eri Ecc-bakteerilajit puhuvat eri murteita, tuottaen kahta erilaista viestimolekyyliä. Tutkimuksessa tunnistettiin ne viestimolekyyliä tuottavan entsyymin rakennekivet, aminohapot, jotka vaikuttavat viestimolekyylin asyyliketjun pituuteen, eli tietyn murteen syntyyn ja pystyttiin muokkaamaan entsyymin lopputuot

To obtain data on phytoplankton dynamics with improved spatial and temporal resolution, and at reduced cost, traditional phytoplankton monitoring methods have been supplemented with optical approaches. In this thesis, I have explored various fluorescence-based techniques for detection of phytoplankton abundance, taxonomy and physiology in the Baltic Sea. In algal cultures used in this thesis, the availability of nitrogen and light conditions caused changes in pigmentation, and consequently in light absorption and fluorescence properties of cells. In the Baltic Sea, physical environmental factors (e.g. mixing depth, irradiance and temperature) and related seasonal succession in the phytoplankton community explained a large part of the seasonal variability in the magnitude and shape of Chlorophyll a (Chla)-specific absorption. The variability in Chla-specific fluorescence was related to the abundance of cyanobacteria, the size structure of the phytoplankton community, and absorption characteristics of phytoplankton. Cyanobacteria show very low Chla-specific fluorescence. In the presence of eukaryotic species, Chla fluorescence describes poorly cyanobacteria. During cyanobacterial bloom in the Baltic Sea, phycocyanin fluorescence explained large part of the variability in Chla concentrations. Thus, both Chla and phycocyanin fluorescence were required to predict Chla concentration. Phycobilins are major light harvesting pigments for cyanobacteria. In the open Baltic Sea, small picoplanktonic cyanobacteria were the main source of phycoerythrin fluorescence and absorption signal. Large filamentous cyanobacteria, forming harmful blooms, were the main source of the phycocyanin fluorescence signal and typically their biomass and phycocyanin fluorescence were linearly related. Using phycocyanin fluorescence, dynamics of cyanobacterial blooms can be detected at high spatial and seasonal resolution not possible with other methods. Various taxonomic phytoplankton pigment groups, Optiset automaattilaitteet tarjoavat kustannustehokkaan ja ajallisesti ja paikallisesti hyvin kattavan tavan seurata planktonlevien dynamiikkaa. Tässä väitöskirjatyössä olen selvittänyt erilaisten fluoresenssimenetelmien käyttöä planktonlevien määrän, levälajiston vaihtelun ja fysiologisen tilan mittaamisessa Itämerellä. Leväviljelmiä käyttäen havaitsin, että typen saatavuus ja valaistus vaikuttivat leväsolujen pigmentaatioon, sekä absorptio- ja fluoresenssiominaisuuksiin. Itämeressä fysikaaliset ympäristötekijät (sekoittuvan vesikerroksen syvyys, auringon säteilyn määrä, ja lämpötila) ja kasviplanktonyhteisöjen vuosisukkessio selittivät suuren osan a-klorofyllin spesifisen absorption voimakkuudesta ja spektraalisesta vaihtelusta. Havaittua a-klorofylli-spesifisen fluoresenssin vaihtelua selittivät syanobakteerien osuus planktonlevien biomassasta, planktonleväyhteisöjen kokojakauma ja planktonlevien absorptio-ominaisuudet. Elävien syanobakteerien sisältämän a-klorofyllin fluoresenssi on hyvin alhainen. Muiden planktonlevien läsnäollessa a-klorofyllin fluoresenssia ei voikaan käyttää syanobakteerien esiintymisen selvittämiseen. Syanobakteerikukintojen aikaan Itämerellä fykosyaniinin fluoresenssi selitti suuren osan a-klorofyllin pitoisuuksien vaihtelusta. Tutkimusteni mukaan, luotettavan arvion saaminen Itämeren levämäärästä kesäaikaan vaatiikin a-klorofyllin fluoresenssin lisäksi fykosyaniinin fluoresenssin mittaamista. Fykobiliinit ovat syanobakteerien tärkeimmät fotosynteettiset pigmentit. Avoimella Itämerellä fykoerytriinin fluoresenssin ja absorption määrä liittyi pienikokoisten syanobakteerien esiintymiseen. Fykosyaniinin fluoresenssi oli puolestaan peräisin isoista rihmamaisista syanobakteereista, jotka muodostavat haitallisia kukintoja. Solulaskentojen perusteella arvioidun rihmamaisten syanobakteerien biomassan ja fykosyaniinin fluoresenssin välille saatiin lineaarinen riippuvuussuhde. Fykosyaniinin fluoresenssin sen avulla voidaan arvioida syanobakteerikuki

Microbial degradation pathways play a key role in the detoxification and the mineralization of polyaromatic hydrocarbons (PAHs), which are widespread pollutants in soil and constituents of petroleum hydrocarbons. In microbiology the aromatic degradation pathways are traditionally studied from single bacterial strains with capacity to degrade certain pollutant. In soil the degradation of aromatics is performed by a diverse community of micro-organisms. The aim of this thesis was to study biodegradation on different levels starting from a versatile aromatic degrader Sphingobium sp. HV3 and its megaplasmid, extending to revelation of diversity of key catabolic enzymes in the environment and finally studying birch rhizoremediation in PAH-polluted soil. To understand biodegradation of aromatics on bacterial species level, the aromatic degradation capacity of Sphingobium sp. HV3 and the role of the plasmid pSKY4, was studied. Toluene, m-xylene, biphenyl, fluorene, phenanthrene were detected as carbon and energy sources of the HV3 strain. Tn5 transposon mutagenesis linked the degradation capacity of toluene, m-xylene, biphenyl and naphthalene to the pSKY4 plasmid and qPCR expression analysis showed that plasmid extradiol dioxygenases genes (bphC and xylE) are inducted by phenanthrene, m-xylene and biphenyl whereas the 2,4-dichlorophenoxyacetic acid herbicide induced the chlorocatechol 1,2-dioxygenase gene (tfdC) from the ortho-pathway. A method to study upper meta-pathway extradiol dioxygenase gene diversity in soil was developed. The extradiol dioxygenases catalyse cleavage of the aromatic ring between a hydroxylated carbon and an adjacent non-hydroxylated carbon (meta-cleavage). A high diversity of extradiol dioxygenases were detected from polluted soils. The detected extradiol dioxygenases showed sequence similarity to known catabolic genes of Alpha-, Beta-, and Gammaproteobacteria. Five groups of extradiol dioxygenases contained sequences with no close homologues in th, Maaperän mikro-organismit (bakteerit, arkit, sienet ja alkueläimet) muodostavat valtavan lajien ja aineenvaihdunnan monimuotoisuuden kirjon. Tämä monimuotoisuus vastaa pääasiallisesti luonnossa tapahtuvasta orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden kierrosta. Kaikki luonnolliset ja suurin osa ihmisten tuottamista yhdisteistä toimivat mikro-organismien energian lähteenä hajoten prosessissa lopulta lähtöaineiksi. Mikro-organismit hajottavat myös useita ympäristömyrkyiksi luettavia yhdisteitä. Esitumallisten (bakteerit ja arkit) eliöiden määrä maaperässä on valtava, tyypillisesti gramma maata sisältää 1-10 miljardia solua. Maailmanlaajuisesti esitumalliset eliöt sisältävät yhtä paljon hiiliyhdisteitä kuin kasvit ja kymmenen kertaa enemmän typpeä ja fosforia. Maaperän esitumallisten aineenvaihdunta tunnetaan kuitenkin heikosti, koska vain murto-osaa lajeista pystytään viljelemään laboratoriossa, mikä mahdollistaisi niiden fysiologian yksityiskohtaisen tutkimisen. Tässä väitöskirjassa kuvattiin suomalaisesta peltomaasta eristetyn Sphingobium sp. HV3 bakteerikannan genetiikkaa ja aromaattisten hiilivetyjen hajotuskykyjä. Kehitettiin molekyylibiologinen tutkimusmenetelmä aromaattisen aineiden hajotuksesta vastaavien geenien havaitsemiseen maaperän mikrobiyhteisöissä. Menetelmällä arvioitiin koivun (Betula pendula) juuriston vaikutusta hajoittajabakteeriyhteisöihin polyaromaattisilla yhdisteillä saastuneessa maassa. Aromaattisiin hiilivetyihin kuuluu monia ympäristömyrkkyjä, jotka leviävät ihmisen toiminnan seurauksena ekosysteemiin mm. öljyvahingoissa, petrokemian teollisuuden päästöinä ja epätäydellisissä palamisreaktioissa. Työssä osoitettiin, että Sphingobium sp. HV3 kanta pystyy hajottamaan useita erityyppisiä myös ympäristömyrkkyinä tunnettuja aromaattisia hiilivetyjä: kaksi- ja kolmirenkaisia polyaromaatteja, bifenyyliä ja fluoreenia sekä mono-aromaattisia liuottimia. Kun HV3-bakteerikannan sisältämän kehämäisen geneettisen elementin (plasmidin) pSKY4:n geenien täydelli

Programed cell death (PCD) is a fundamental biological process that is as essential for the development and tissue homeostasis as cell proliferation, differentiation and adaptation. The main mode of PCD - apoptosis - occurs via specifi c pathways, such as mitochondrial or death receptor pathway. In the developing nervous system, programed death broadly occurs, mainly triggered by the defi ciency of different survival-promoting neurotrophic factors, but the respective death pathways are poorly studied. In one of the best-characterized models, sympathetic neurons deprived of nerve growth factor (NGF) die via the classical mitochondrial apoptotic pathway. The main aim of this study was to describe the death programs activated in these and other neuronal populations by using neuronal cultures deprived of other neurotrophic factors. First, this study showed that the cultured sympathetic neurons deprived of glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) die via a novel non-classical death pathway, in which mitochondria and death receptors are not involved. Indeed, cytochrome c was not released into the cytosol, Bax, caspase-9, and caspase-3 were not involved, and Bcl-xL overexpression did not prevent the death. This pathway involved activation of mixed lineage kinases and c-jun, and crucially requires caspase-2 and -7. Second, it was shown that deprivation of neurotrophin-3 (NT-3) from cultured sensory neurons of the dorsal root ganglia kills them via a dependence receptor pathway, including cleavage of the NT- 3 receptor TrkC and liberation of a pro-apoptotic dependence domain. Indeed, death of NT-3-deprived neurons was blocked by a dominant-negative construct interfering with TrkC cleavage. Also, the uncleavable mutant of TrkC, replacing the siRNA-silenced endogeneous TrkC, was not able to trigger death upon NT-3 removal. Such a pathway was not activated in another subpopulation of sensory neurons deprived of NGF. Third, it was shown that cultured midbrain dopaminer, Ei saatavilla

For the past twenty years, several indicator sets have been produced on international, national and regional levels. Most of the work has concentrated on the selection of the indicators and on collection of the pertinent data, but less attention has been given to the actual users and their needs. This dissertation focuses on the use of sustainable development indicator sets. The dissertation explores the reasons that have deterred the use of the indicators, discusses the role of sustainable development indicators in a policy-cycle and broadens the view of use by recognising three different types of use. The work presents two indicator development processes: The Finnish national sustainable development indicators and the socio-cultural indicators supporting the measurement of eco-efficiency in the Kymenlaakso Region. The sets are compared by using a framework created in this work to describe indicator process quality. It includes five principles supported by more specific criteria. The principles are high policy relevance, sound indicator quality, efficient participation, effective dissemination and long-term institutionalisation. The framework provided a way to identify the key obstacles for use. The two immediate problems with current indicator sets are that the users are unaware of them and the indicators are often unsuitable to their needs. The reasons for these major flaws are irrelevance of the indicators to the policy needs, technical shortcomings in the context and presentation, failure to engage the users in the development process, non-existent dissemination strategies and lack of institutionalisation to promote and update the indicators. The importance of the different obstacles differs among the users and use types. In addition to the indicator projects, materials used in the dissertation include 38 interviews of high-level policy-makers or civil servants close to them, statistics of the national indicator Internet-page downloads, citations of the nationa, Kestävän kehityksen indikaattoreita on tuotettu viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana runsaasti niin kansainvälisellä, kansallisella kuin alueellisellakin tasolla. Indikaattoreiden kehitystyössä on keskitytty indikaattoreiden valintaan ja tilastotiedon hankintaan, käyttäjien ja heidän tarpeiden jäädessä vähemmälle huomiolle. Tässä väitöskirjassa tarkastellaan kestävän kehityksen indikaattoreiden käyttöä. Väitöskirja selvittää käyttöä vähentäneitä syitä, indikaattoreiden roolia päätöksentekoprosessissa sekä laajentaa käytön käsitettä esittelemällä kolme erilaista tutkitun tiedon käyttötyyppiä. Työ perustuu kahden eri indikaattorihankkeen kehitysprosessien vertailuun. Hankkeet ovat Suomen kansalliset kestävän kehityksen indikaattorit sekä Kymenlaakson ekotehokkuuden mittaamista tukevat sosiaalis-kulttuuriset indikaattorit. Prosesseja vertaillaan tutkimuksessa kootun viitekehyksen avulla, joka sisältää viisi indikaattoriprosessin laadun pääperiaatetta. Periaatteet ovat merkittävä politiikkarelevanssi, hyvä indikaattoreiden laatu, tehokas osallistuminen, vaikuttava viestintä ja pitkän aikavälin institutionalisointi. Pääperiaatteita tarkennetaan erityisillä kriteereillä. Viitekehyksen avulla määritettiin indikaattoreiden käyttöä vaikeuttavat tekijät. Merkittävimmät ongelmat ovat käyttäjien tietämättömyys indikaattoreiden olemassa olosta sekä indikaattoreiden sopimattomuus heidän käyttötarkoituksiinsa. Syyt näihin ongelmiin ovat indikaattoreiden epärelevanttius, huono esitystekniikka ja tilastokuvioiden laatu, käyttäjien osallistumattomuus indikaattoreiden kehittämisvaiheeseen, viestintäsuunnitelmien puute sekä indikaattoreiden ylläpidon ja päivittämisen puutteet. Ongelmien merkitys vaihtelee käyttäjien ja käyttötyyppien mukaan. Indikaattoriprosessien lisäksi väitöskirjassa käytetty materiaali sisältää 38 kansanedustajien ja heidän avustajiensa sekä korkeiden virkamiesten haastattelua. Lisäksi työssä on hyödynnetty kansallisten indikaattorien Internet-sivujen käyttötilas

Viruses of Archaea are the least studied group of viruses. Fewer than 50 archaeal viruses have been reported which constitutes less than one percent of all the isolated prokaryotic viruses. Only about one third of the isolated archaeal viruses infect halophiles. The diversity of haloviruses, virus ecology in highly saline environments and the interactions of haloviruses with their hosts have been little studied. The exiguous knowledge available on halophilic systems is not only due to inadequate sampling but also reflects the extra challenge highly saline systems set on biochemical studies. In this study six new haloviruses were isolated and characterized. Viruses included four archaeal viruses and two bacteriophages. All of the other isolates exhibited head-tail morphology, except SH1 which was the first tailless icosahedral virus isolated from a high salt environment. Production and purification procedures were set up for all of these viruses and they were subjected to stability determinations. Archaeal virus SH1 was studied in more detail. Biochemical studies revealed an internal membrane underneath the protein capsid and a linear dsDNA genome. The overall structure of SH1 resembles phages PRD1, PM2 and Bam35 as well as an archaeal virus STIV. SH1 possesses about 15 structural proteins that form complexes under non-reducing conditions. Quantitative dissociation provided information about the positions of these proteins in the virion. The life cycle of SH1 was also studied. This lytic virus infects Haloarcula hispanica. Adsorption to the host cells is fairly inefficient and the life cycle rather long. Finally, virus responses in a variety of ionic conditions were studied. It was discovered that all of the studied viruses from low salt, marine and high salt environments tolerated larger range of salinities than their bacterial or archaeal hosts. The adsorption efficiency was not determined by the natural environment of a virus. Even though viruses with the slowest, Solulliset eliöt jaetaan kolmeen domeeniin: eukaryootit, bakteerit ja arkit. Virukset infektoivat eliöitä näistä kaikista ryhmistä. Vähiten tutkittu virusryhmä on arkkeja infektoivat virukset. Alle 50 arkkivirusta on eristetty ja karakterisoitu, mikä on vähemmän kuin yksi prosentti tunnetuista bakteereita infektoivista viruksista. Korkean suolapitoisuuden virukset, halovirukset, ovat suurelta osin arkkiviruksia, ja eristetyistä arkkiviruksista näitä on noin kolmannes. Väitöskirjatyössä eristettiin ja karakterisoittin kuusi halovirusta. Neljä näistä viruksista infektoi arkkeja ja kaksi bakteereita. Morfologialtaan ne olivat viruksia, joilla oli pää ja häntä, paitsi yksi joka oli ikosahdraalinen hännätön virus ja morfologialtaan uusi halovirusten joukossa. Tästä ikosahdraalisesta viruksesta tehtiin muita tarkempi karakterisaatio. Lisäksi väitöskirjatyössä tutkittiin myös laajemmin eristettyjen halovirusten ja muiden, sekä korkean että matalan suolan, virusten sopeutumista vaihtelevaan suolapitoisuuteen. Tämä tehtiin seuraamalla viruksen tarttumista isäntäsoluihin erilaisissa ioniolosuhteissa sekä tutkimalla viruksen suolankestävyyttä.

Cerebral Autosomal Dominant Arteriopathy with Subcortical Infarcts and Leukoencephalopathy (CADASIL) is the most common hereditary vascular dementia. CADASIL is a systemic disease of small and medium-sized arteries although the symptoms are almost exclusively neurological, including migraineous headache, recurrent ischemic episodes, cognitive impairment and, finally, subcortical dementia. CADASIL is caused by over 170 different mutations in the NOTCH3 gene, which encodes a receptor expressed in adults predominantly in the vascular smooth muscle cells. The function of NOTCH3 is not crucial for embryonic development but is needed after birth. NOTCH3 directs postnatal arterial maturation and helps to maintain arterial integrity. It is involved in regulation of vascular tone and in the wound healing of a vascular injury. In addition, NOTCH3 promotes cell survival by inducing expression of anti-apoptotic proteins. NOTCH3 is a membrane-spanning protein with a large extracellular domain (N3ECD) containing 34 epidermal growth factor-like (EGF) repeats and a smaller intracellular domain with six ankyrin repeats. All CADASIL mutations are located in the EGF repeats and the majority of the mutations cause gain or loss of one cysteine residue in one of these repeats leading to an odd number of cysteine residues, which in turn leads to misfolding of N3ECD. This misfolding most likely alters the maturation, targetting, degradation and/or function of the NOTCH3 receptor. CADASIL mutations do not seem to affect the canonical NOTCH3 signalling pathway. The main pathological findings are the accumulation of the NOTCH3 extracellular domain on degenerating vascular smooth muscle cells (VSMCs), accumulation of granular osmiophilic material (GOM) in the close vicinity of VSMCs as well as fibrosis and thickening of arterial walls. Narrowing of the arterial lumen and local thrombosis cause insufficient blood flow, mainly in small arteries of the cerebral white matter, resulting in tissue d, CADASIL (lyhenne tulee tautia kuvaavien löydösten alkukirjaimista: Cerebral Autosomal Dominant Arteriopathy with Subcortical Infarcts and Leukoencephalopathy) on yleisin perinnöllinen verisuoniperäinen dementiaa aiheuttava sairaus. Taudin oireina esiintyy migreenityyppistä päänsärkyä, toistuvia aivohalvauksia, henkisen suorituskyvyn heikentymistä ja lopulta dementiaa. Vaikka oireet ovat lähes yksinomaan neurologisia, taudin aiheuttamia muutoksia esiintyy elimistön kaikissa pienissä ja keskisuurissa valtimoissa. CADASIL-tauti aiheutuu kehitysopillisesti tärkeän NOTCH3-geenin mutaatioista, joita on tähän mennessä löydetty yli 170 erilaista. NOTCH3-geeni koodittaa NOTCH3-reseptoria, jota aikuisella ihmisellä ilmennetään lähes yksinomaan verisuonten seinämien sileälihassoluissa. NOTCH3:n toimintaa tarvitaan syntymän jälkeisessä yksilönkehityksessä ohjaamaan kehittyvien verisuonien erilaistumista valtimoiksi ja ylläpitämään valtimoiden tyypillistä rakennetta. NOTCH3 osallistuu myös verisuonten jäntevyyden säätelyyn ja on osallisena verisuonivaurioiden korjaamisessa CADASIL-taudin on ehdotettu johtuvan mutaatioiden aiheuttamasta NOTCH3-reseptorin solunulkoisen osan väärinlaskostumisesta. NOTCH3:n mutaatioiden ei kuitenkaan ole todettu vaikuttavan NOTCH3-reseptorin klassiseen viestintäreittiin. Kudostason päälöydökset CADASIL-taudissa ovat NOTCH3-reseptorin solunulkoisen osan kertyminen rappeutuvien sileälihassolujen pinnalle, ns. granulaarisen osmiofiilisen materiaalin (GOM) kertyminen sileälihassolujen läheisyyteen sekä pienten valtimoiden seinämien paksuuntuminen sidekudoksen kertymisen vuoksi. Valtimoiden sisätilan ahtautuminen ja paikalliset verihyytymät heikentävät aivojen verenkiertoa, pääasiassa pienissä valtimoissa aivojen valkean aineen alueella, ja johtavat paikallisiin kudoskuolioihin. CADASIL-tauti voidaan varmentaa todentamalla sairauden aiheuttava NOTCH3-mutaatio DNA näytteestä tai GOM:n kertyminen ihobiopsian elektronimikroskooppisella tutkimuksella. Väitös

Visual pigments of different animal species must have evolved at some stage to match the prevailing light environments, since all visual functions depend on their ability to absorb available photons and transduce the event into a reliable neural signal. There is a large literature on correlation between the light environment and spectral sensitivity between different fish species. However, little work has been done on evolutionary adaptation between separated populations within species. More generally, little is known about the rate of evolutionary adaptation to changing spectral environments. The objective of this thesis is to illuminate the constraints under which the evolutionary tuning of visual pigments works as evident in: scope, tempo, available molecular routes, and signal/noise trade-offs. Aquatic environments offer Nature s own laboratories for research on visual pigment properties, as naturally occurring light environments offer an enormous range of variation in both spectral composition and intensity. The present thesis focuses on the visual pigments that serve dim-light vision in two groups of model species, teleost fishes and mysid crustaceans. The geographical emphasis is in the brackish Baltic Sea area with its well-known postglacial isolation history and its aquatic fauna of both marine and fresh-water origin. The absorbance spectrum of the (single) dim-light visual pigment were recorded by microspectrophotometry (MSP) in single rods of 26 fish species and single rhabdoms of 8 opossum shrimp populations of the genus Mysis inhabiting marine, brackish or freshwater environments. Additionally, spectral sensitivity was determined from six Mysis populations by electroretinogram (ERG) recording. The rod opsin gene was sequenced in individuals of four allopatric populations of the sand goby (Pomatoschistus minutus). Rod opsins of two other goby species were investigated as outgroups for comparison. Rod absorbance spectra of the Baltic subspecies or populat, Viimeisten vuosikymmenten aikana näön ekologista tutkimusta on tehty vertailemalla eri lajeja ja niiden elinympäristöjä. Nyt valmistuneessa tutkimuksessa valoympäristön vaikutusta näköpigmentin evolutiiviseen säätymiseen tarkasteltiin uudella tavalla. Tutkimukseen valittiin saman kala- ja katkalajin erilaisissa valoympäristöissä eläviä populaatioita. Työssä keskityttiin valoympäristön vaikutuksen arviointiin pimeänäön pigmenttimolekyyli, rodopsiinin osalta: sen aminohapporakenteeseen ja spektraaliherkkyyteen eli siihen mitä aallonpituuksia pigmenttimolekyyli vastaanottaa. Samalla arvioitiin evolutiivisten muutosten nopeutta, jos eläimen valoympäristö muuttuu. Tutkimusympäristöksi valittiin Itämeri, jonka jääkausiin liittyvät kehitysvaiheet ja eläinlajiston muuttohistoria tunnetaan tarkasti. Menetelminä käytettiin 1) mikrospektrofotometriaa näköpigmenttien spektraaliherkkyyden mittaamiseksi ja 2) sekvensointia näköpigmentin aminohapporakenteen selvittämiseksi. Tutkimuksen kalamallilajina käytettiin hietatokkoa ja sen neljää Euroopan rannikolla esiintyvää populaatiota. Populaatioiden välillä havaittiin pieniä, mutta merkityksellisiä eroja spektraaliherkkyysarvossa ja rodopsiiniproteiinin aminohapporakenteessa. Tulokset voidaan selittää hyvin valoympäristön erojen perusteella. Lisäksi havaittiin, että Itämeren hietatokkopopulaatio koostui kahdesta pienemmästä alapopulaatiosta, joilla näön spektraaliherkkyys ja proteiinin aminohapporakenne erosivat toisistaan. Ilmeisesti Itämeren vaihtelevat elinolosuhteet ylläpitävät Itämeren hietatokkopopulaation kahtiajakautumista. Toisella mallilajilla, Mysis jäännehalkoisjalkaisella, havaittiin myös valoympäristöön sopeutumista. Mysiksen järvipopulaation spektraaliherkkyys oli selvästi erilaiselle aallonpituusalueelle kuin Itämeressä elävällä populaatiolla vastaten siten paremmin järven valoympäristöä. Tutkimukseen liittyi myös 22 Itämeressä esiintyvän kalalajin spektraaliherkkyysmittaukset. Näiltä lajeilta mitattiin lisäksi niiden

Mutation and recombination are the fundamental processes leading to genetic variation in natural populations. This variation forms the raw material for evolution through natural selection and drift. Therefore, studying mutation rates may reveal information about evolutionary histories as well as phylogenetic interrelationships of organisms. In this thesis two molecular tools, DNA barcoding and the molecular clock were examined. In the first part, the efficiency of mutations to delineate closely related species was tested and the implications for conservation practices were assessed. The second part investigated the proposition that a constant mutation rate exists within invertebrates, in form of a metabolic-rate dependent molecular clock, which can be applied to accurately date speciation events. DNA barcoding aspires to be an efficient technique to not only distinguish between species but also reveal population-level variation solely relying on mutations found on a short stretch of a single gene. In this thesis barcoding was applied to discriminate between Hylochares populations from Russian Karelia and new Hylochares findings from the greater Helsinki region in Finland. Although barcoding failed to delineate the two reproductively isolated groups, their distinct morphological features and differing life-history traits led to their classification as two closely related, although separate species. The lack of genetic differentiation appears to be due to a recent divergence event not yet reflected in the beetles molecular make-up. Thus, the Russian Hylochares was described as a new species. The Finnish species, previously considered as locally extinct, was recognized as endangered. Even if, due to their identical genetic make-up, the populations had been regarded as conspecific, conservation strategies based on prior knowledge from Russia would not have guaranteed the survival of the Finnish beetle. Therefore, new conservation actions based on detailed studies of the, Mutaatiot ja geneettinen rekombinaatio ovat luonnonpopulaatioiden perinnöllisen muuntelun perusta. Evoluutio muovaa tätä ainesta luonnonvalinnan ja ajautumisen kautta. On ilmeistä, että mutaatiofrekvenssin tutkiminen valaisee niin evoluution kulkua kuin eliöiden sukulaisuussuhteita. Tässä väitöskirjassa tutkittiin kahta molekyylibiologien työkalua, DNA-viivakoodia ja molekyylikelloa. Työn ensimmäisessä osassa tarkasteltiin eri geenialueiden kykyä luonnehtia lähisukuisia lajeja ja tämän kysymyksen merkitystä luonnonsuojelubiologiassa. Työn toisessa osassa tutkittiin hypoteesia, jonka mukaan hyönteisten mutaatiofrekvenssi noudattaa molekyylikelloa. Kohteena oli erityisesti hypoteesi, jonka mukaan molekyylikellon tarkkuutta voi parantaa huomioimalla eri lajien lämpötila. DNA-viivakoodauksella otaksutaan voitavan erottaa lajeja toisistaan tietyn geenialueen avulla. Tutkimuksessa verrattiin Suomesta hiljattain uudelleen löydetyn kovakuoriaisen, haapasepikän ja lajin venäläisten yksilöiden geenialueita keskenään. Kaikki yksilöt osoittautuivat identtisiksi jokaisen tutkitun geenialueen suhteen. Toisaalta suomalaiset ja venälaiset yksilöt erosivat toisistaan niin elintapojensa kuin rakenteensa suhteen. Suomessa laji kehittyi kovapuisissa halavissa ja mustuvapajuissa, Venäjällä suurissa lahoavissa haavoissa. Suomalaiset yksilöt olivat myös hiukan hoikkarakenteisempia kuin venäläiset ja molempien muotojen koiraiden sukupuolielimet olivat selvästi toisistaan eroavat. Näillä perusteilla Suomesta kuvattu laji piti vanhan tieteellisen nimensä, Hylochares cruentatus (Gyllenhal), mutta suomeksi se ristittiin uudelleen halavasepikäksi. Haapasepikän nimi jätettiin maamme rajojen ulkopuolella elävälle lajille, joka kuvattiin tieteelle uutena nimellä Hylochares populi Brüstle -- Muona. Haapasepikän biologiaa ei tunnettu Suomesta, koska siitä tiedettiin vain kaksi hyvin vanhaa löytöä. Lajin katsottiin hävinneen maastamme suurten haapojen myötä, elihän se tällaisissa puissa Venäjän Karja

Jordens ekologiska system undergår för tillfället stora förändringar pga. människans aktiviteter. Ett växande antal studier visar att dessa förändringar påverkar naturliga och sexuella urvalet och därmed evolutiva processer. Målet med detta arbete var att undersöka effekterna av omgivningsförändringar på sexuella urvalet genom att använda den ökade övergödningen inom storpiggen Gasterosteus aculeatus lekområden som modell system. Sexuella urvalet är en viktig evolutiv kraft med följder på populations- och artnivå (Kapitel 1). Avhandlingens olika delar fokuserar på övergödningens effekter på upptäckandet av partners, användningen av visuella- och doftsignaler i partnersval, och fördelningen av parningsframgången mellan bobyggande hanar. I Kapitel II och III simuleras hur grumlighet orsakad av fytoplankton påverkar hastigheten med vilken potentiella partners påträffas, genom effekter på synligheten. Resultaten visar att normala algblomningar i Östersjön har en måttlig effekt på finnandet av potentiella partners. Detta tyder på att algblomningarna troligen inte kommer att minska på selektiva parningen pga. ökade sökkostnader. I Kapitel IV visas att storspiggen ändrar relativa användningen av olika signaler när vattnets grumlighet ökar; visuella signaler minskar i betydelse medan doftsignaler ökar i betydelse. Samtidigt underlättas användandet av doftsignaler av ändringar i vattnets kemiska sammansättning då fotosyntesen intensifieras (Kapitel V). Lek i övergödda vatten kan ändå vara kostsamt både på individ- och populationsnivån, då parasiterade hanar, som troligen är dåligt genetiskt anpassade till sin miljö, lyckas få mer ägg i sina bon än friskare hanar som troligen är av högre genetisk kvalitet (Kapitel VI). Övergödningen påverkar således partnersval och konkurrensen om partners genom att påverka upptäckandet av potentiella partners, evalueringen av partners och fördelningen av partners inom lekområdena. De följder detta kan ha för evolutionen av sexuellt selektera, The increasing ecological footprint of the human population alters ecosystems worldwide. A growing number of studies reveal that human-induced changes interfere with natural and sexual selection. The aim of this thesis was to determine how environmental change alters sexual selection by using eutrophication of the breeding habitats of the threespine stickleback Gasterosteus aculeatus as a model system. Sexual selection is an important evolutionary process, with consequences at individual, population and species level (Chapter I). The different parts of the thesis focus on the influence of eutrophication on mate detection, the use of visual and olfactory mate choice cues, and the distribution of mating success among nesting males. In Chapter II and III, we simulate how phytoplankton turbidity decreases mate encounter rate by constraining the visual range. We show that the reduction in mate encounter rate is moderate at the breeding grounds in the Baltic Sea at normal spring bloom turbidity values. This suggests that phytoplankton turbidity is unlikely to decrease assortative mating due to increased search costs. Chapter IV shows that sticklebacks alter the use of cues used in mate choice when visibility decreases, reducing the use of visual cues and increasing the use of olfactory cues. Moreover changes in the water chemistry in eutrophied areas, caused by intensified photosynthetic production, seem to facilitate the use of olfactory cues (Chapter V). However, a field experiment revealed that breeding in eutrophied waters could be costly at both the individual and the population level, since more parasitized males received more eggs in eutrophied waters, although these males most likely are of low genetic quality (Chapter VI). Eutrophication clearly affects mate choice and mate competition by influencing mate detection, mate assessment and the distribution of mates on the breeding grounds, but the consequences this may have on sexual selection on traits and ultimatel

The composition of the carnivore community influences the different forms of inter-specific interactions. Furthermore, inter-specific interactions of carnivores have important implications for intra-guild competition, epidemiology and strategies of species-specific population management. Zoonooses, such as rabies, are diseases that can be transmitted from wildlife to people. Knowing the ecological characteristics of the species helps us to choose the right preventive actions and to time them accurately. In this thesis, I have studied how raccoon dogs Nyctereutes procyonoides, European badgers Meles meles, red foxes Vulpes vulpes and domestic cats Felis silvestris catus act as members of carnivore community, and how these interactions relate to the transmission risk of rabies. In the study area, these species form a community of medium-sized and rather generalist predators. They live in the same areas, in spatially and temporally overlapping home ranges and use the same habitats and dens and even have similar diets. However, there is no direct evidence of competition. Shared dens point to good tolerance of other species. Numerous observations of animals moving in each other’s proximity give similar clues. However, overlapping home ranges and similar habitat preferences lead to frequent inter-specific contacts, which increase the risk of possible rabies transmission. Also, the new insight of habitat use gained by this study illustrates the similar favouring of deciduous forests and fields by these sympatric medium-sized carnivores, creating a basis for contact zones, i.e. risky habitats for rabies transmission and spread. This study is so far the only simultaneous radio tracking study of raccoon dogs, badgers, foxes and cats. These results give new insight of the interactions in the carnivore community, as well as of the behaviour of each individual species. Also, these results have significant implications for the planning of rabies control. In order to reach viable, Samalla alueella yhtä aikaa esiintyvät pedot muodostavat yhteisön. Petoyhteisön koostumus vaikuttaa petojen välisen vuorovaikutuksen muotoihin. Samankokoiset pedot hyödyntävät todennäköisesti samantapaisia resursseja ja siten niiden välillä voi esiintyä kilpailua. Kilpailu taas vaikuttaa petojen väliseen käyttäytymiseen. Yhteisössä esiintyvät petolajit ja niiden välinen käyttäytyminen vaikuttavat tautien, kuten rabies, leviämiseen lajista toiseen sekä tautien leviämiseen lajin sisällä. Supikoira, mäyrä ja kettu muodostavat keskikokoisten nisäkäspetojen yhteisön, johon oman lisänsä tuo myös vapaana liikkuva kotikissa. Kissa myös yhdistää ihmisen kotieläimineen tähän petoyhteisöön. Tämä väitöskirja käsittelee supikoiran, mäyrän, ketun ja kissan elinympäristön käyttöä ja yksilöiden välisiä vuorovaikutuksia. Tulkitsen saamiamme tuloksia erityisesti rabieksen tarttumisen ja epidemian syntymisen näkökulmasta. Eläinten radiolähetinseurantaa suoritettiin Kaakkois-Suomessa, Virolahdella vuosien 2000 – 2004 aikana. Väitöskirjani ensimmäisessä osatutkimuksessa tarkastelimme villieläinrabieksen ja mahdollisten isäntäeläinten ekologian nykytietämystä Euroopassa. Lisäksi pohdimme uuden isäntäeläimen, supikoiran, merkitystä torjuntatoimenpiteiden ja tautimallinnuksen kannalta. Toisessa osatutkimuksessa tarkastelimme supikoirien, mäyrien, kettujen ja kissojen elinpiirien kokoa ja päällekkäisyyttä, sekä eläintiheyksiä ja nuorten eläinten laskennallisia dispersaalimatkoja (liikkumista omalle elinalueelle). Kolmannessa osatutkimuksessa tutkimme yhtäaikaisten radiopaikannusten perusteella laskettuja eläinyksilöiden välisiä etäisyyksiä. Neljännessä osatutkimuksessa tarkastelimme supikoiran, mäyrän, ketun ja kissan elinpiirien sijoittumista maisemassa ja eri elinympäristötyyppien esiintymistä sekä kokonaiselinpiireillä että ydinalueilla. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että pienpetoyhteisössä esiintyy tiiviitä vuorovaikutussuhteita; eri lajit elävät päällekkäisillä elinpiireillä, kohtaa

Secondary growth of plants is of pivotal importance in terrestrial ecosystems, providing a significant carbon sink in the form of wood. As plant biomass accumulation results largely from the cambial growth, it is surprising that quite little is known about the hormonal or genetic control of this important process in any plant species. The central aim of my thesis studies was to explore the function of cytokinin in the regulation of cambial development. Since their discovery as regulators of plant cell divisions, cytokinins have been assumed to participate in the control of cambial development. Evidence for this action was deduced from hormone treatment experiments, where exogenously applied cytokinin was shown to enhance cambial cell divisions in diverse plant organs and species. In my thesis work, the conservation of cytokinin signalling and homeostasis genes between a herbaceous plant, Arabidopsis, and a hardwood tree species, Populus trichocarpa. Presumably reflecting the ancient origin of cytokinin signalling system, the Populus genome contains orthologs for all Arabidopsis cytokinin signalling and homeostasis genes. Thus, genes belonging to five main families of isopentenyl transferases (IPTs), cytokinin oxidases (CKXs), two-component receptors, histidine containing phosphotransmitters (HPts) and response regulators (RRs) were identified from the Populus genome. Three subfamilies associated with cytokinin signal transduction, the CKI1-like family of two-component receptors, the AHP4-like HPts, and the ARR22-like atypical RRs, were significantly larger in Populus genome than in Arabidopsis. Potential contribution to the extensive secondary development of Populus by the members of these considerably expanded gene families will be discussed. Representatives of all cytokinin signal transduction elements were expressed in the Populus cambial zone, and most of the expressed genes appeared to be slightly more abundant on the phloem side of the meristem. The abundance, Väitöskirjatyöni käsittelee erään kasvihormonin, sytokiniinin, tehtävää puun paksuuskasvun säätelyssä. Puut kasvavat paksuutta jällen solujen jakautumisen kautta. Jälsi tuottaa ulospäin nilaa, joka kuljettaa yhteyttämistuotteita lehdistä muualle kasviin, ja sisäänpäin puuta, joka kuljettaa rungossa vettä juurista lehtiin. Tutkimuksessani havaittiin sytokiniini-hormonin reseptoreiden ilmentyvän runsaasti jällen jakaantuvissa soluissa. Tämä havainto osoitti, että sytokiniini-hormoni toimii jällen soluissa. Tutkiakseni jällen sytokiniinin merkitystä puun paksuuskasvulle, tuotin siirtogeenisiä hybridihaapoja, joissa jällen sytokiniini-pitoisuutta oli alennettu. Siirtogeenisten puiden sytokiniini-määrän vähentäminen oli toteutettu lisäämällä tätä hormonia hajottavan entsyymin ilmentymistä jälsisolukossa. Näitä puita tutkittaessa havaittiin, että jällen jakautuvien solujen määrä oli alentunut. Tämä johti vähentyneeseen uuden puun ja nilan tuottoon, joten sytokiniini-pitoisuudeltaan alentuneet siirtogeeniset puut olivat rungoltaan tavanomaista ohuempia. Näiden havaintojen perusteella voin todeta sytokiniini-kasvihormonin olevan keskeinen jällen toimintaa ja puiden paksuuskasvua säätelevä tekijä. Tutkimuksestani saatua tietoa voidaan jatkossa hyödyntää kokeissa, joissa on tavoitteena jällen toiminnan ja siten puun paksuuskasvun nopeuttaminen. Puiden lisääntyneestä biomassan tuotannosta saattaa tulevaisuudessa olla merkittävää kansantaloudellista hyötyä.

Mismatch repair (MMR) mechanisms repair DNA damage occurring during replication and recombination. To date, five human MMR genes, MSH2, MHS6, MSH3, MLH1 and PMS2 are known to be involved in the MMR function. Human MMR proteins form 3 different heterodimers: MutSα (MSH2 and MSH6) and MutSβ (MSH2 and MSH3), which are needed for mismatch recognition and binding, and MutLα (MLH1 and PMS2), which is needed for mediating interactions between MutS homologues and other MMR proteins. The other two MutL homologues, MLH3 and PMS1, have been shown to heterodimerize with MLH1. However, the heterodimers MutLγ (MLH1and MLH3) and MutLβ (MLH1 and PMS1) are able to correct mismatches only with low or no efficiency, respectively. A deficient MMR mechanism is associated with the hereditary colorectal cancer syndrome called hereditary nonpolyposis colorectal cancer (HNPCC) or Lynch syndrome. HNPCC is the most common hereditary colorectal cancer syndrome and accounts for 2-5% of all colorectal cancer cases. HNPCC-associated mutations have been found in 5 MMR genes: MLH1, MSH2, MSH6, PMS2 and MLH3. Most of the mutations have been found in MLH1 and MSH2 (~90%) and are associated with typical HNPCC, while mutations in MSH6, PMS2 and MLH3 are mainly linked to putative HNPCC families lacking the characteristics of the syndrome. More data of MLH3 mutations are needed to assess the significance of its mutations in HNPCC. In this study, were functionally characterized 51 nontruncating mutations in the MLH1, MLH3 and MSH2 genes to address their pathogenic significance and mechanism of pathogenicity. Of the 36 MLH1 mutations, 22 were deficient in more than one assay, 2 variants were impaired only in one assay, and 12 variants behaved like the wild type protein, whereas all seven MLH3 mutants functioned like the wild type protein in the assays. To further clarify the role and relevance of MLH3 in MMR, we analyzed the subcellular localization of the native MutL homologue proteins. Our immunofluoresc, Solujen toimintaa ohjaavat DNA ja siinä sijaitsevat geenit. DNA:han kertyy virheitä niin ympäristöstä kuin solujen toiminnan tuloksenakin. Solun erilaiset DNA:n korjausmenetelmät pyrkivät korjaamaan nämä DNA:han kertyneet virheet. DNA:n kahdentumisen aikana syntyviä pieniä DNA emäspariutumavirheitä korjaa ns. mismatch repair (MMR) mekanismi. Toiselta vanhemmalta peritty mutaatio jossain viidestä MMR proteiinia koodaavasta geenistä (MLH1, MSH2, MSH6, PMS2 tai MLH3) altistavat kantajan perinnölliselle ei-polypoottiselle paksusuolisyövälle (hereditary nonpolyposis colorectal cancer HNPCC), joka kattaa noin 2-5 % kaikista paksusuolisyöpätapauksista. HNPCC on vallitsevasti periytyvä syöpäoireyhtymä, jossa peritty altistava mutaatio aiheuttaa yksilölle huomattavasti suurentuneen riskin sairastua syöpään. Sairastumisikä on noin 40 vuotta, joka on noin 20 vuotta alhaisempi kuin ei periytyvissä syövissä. Tyypillisimmät geenimutaatiot löytyvät MLH1 ja MSH2 geeneistä kun taas MSH6, PMS2 ja MLH3 geenien mutaatiot ovat harvinaisempia ja liitetään useimmiten epätyypillisiin HNPCC oireisiin. Erityisesti löydettyjen MLH3 mutaatioiden vaikutusta MMR mekanismiin ja yhteyttä HNPCC:hen tulee selvittää tarkemmin. Syövälle altistavien eli patogeenisten mutaatioiden löytäminen ja niiden erottelu ei-altistavista varianteista on tärkeää potilaiden neuvonnan ja seurannan takia. Geenien mutaatiot, jotka muuttavat proteiinia merkittävästi, kuten lyhentävät proteiinia, ovat selvästi patogeenisiä. Kuitenkin suuri ja koko ajan kasvava määrä erilaisia pieniä yhden emäsparin geenivirheitä, ns. missense mutaatioita, on löydetty ja näiden DNA muutosten vaikutus proteiinin toimintaan on usein hankala selvittää ilman erilaisia biokemiallisia menetelmiä. Tässä tutkimuksessa pyrittiin erilaisin biokemiallisin testein määrittämään ovatko syöpäpotilailta löydetyt MMR geenien missense tyyppiset mutaatiot patogeenisiä. Työssä oli mukana 36 MLH1 geenin mutaatiota, joista 22 osoittautui patogeenisiksi useammas

Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) and its family members neurturin (NRTN), artemin (ARTN) and persephin (PSPN) are growth factors, which are involved in the development, differentiation and maintenance of many neuron types. In addition, they function outside of the nervous system, e.g. in the development of kidney, testis and liver. GDNF family ligand (GFL) signalling happens through a tetrameric receptor complex, which includes two glycosylphosphatidylinositol (GPI)-anchored GDNF family receptor (GFRα) molecules and two RET (rearranged during transfection) receptor tyrosine kinases. Each of the ligands binds preferentially one of the four GFRα receptors: GDNF binds to GFRα1, NRTN to GFRα2, ARTN to GFRα3 and PSPN to GFRα4. The signal is then delivered by RET, which cannot bind the GFLs on its own, but can bind the GFL-GFRα complex. Under normal cellular conditions, RET is only phosphorylated on the cell surface after ligand binding. At least the GDNF-GFRα1 complex is believed to recruit RET to lipid rafts, where downstream signalling occurs. In general, GFRαs consist of three cysteine-rich domains, but all GFRα4s except for chicken GFRα4 lack domain 1 (D1). We characterised the biochemical and cell biological properties of mouse PSPN receptor GFRα4 and showed that it has a significantly weaker capacity than GFRα1 to recruit RET to the lipid rafts. In spite of that, it can phosphorylate RET in the presence of PSPN and contribute to neuronal differentiation and survival. Therefore, the recruitment of RET to the lipid rafts does not seem to be crucial for the biological activity of all GFRα receptors. Secondly, we demonstrated that GFRα1 D1 stabilises the GDNF-GFRα1 complex and thus affects the phosphorylation of RET and contributes to the biological activity. This may be important in physiological conditions, where the concentration of the ligand or the soluble GFRα1 receptor is low. Our results also suggest a role for D1 in heparin binding and, conse, GDNF (glial cell line-derived neurotrophic factor), neurturiini, artemiini ja persefiini ovat GDNF-perheen kasvutekijöitä, jotka osallistuvat useiden hermosolutyyppien kehitykseen, erilaistumiseen ja ylläpitoon. Lisäksi ne vaikuttavat hermoston ulkopuolella mm. munuaisen, testiksen ja maksan kehitykseen. Erityisesti GDNF-kasvutekijä on herättänyt paljon tieteellistä mielenkiintoa, sillä GDNF:n on osoitettu edistävän keskiaivojen dopaminergisten hermosolujen elossa pysymistä. Esimerkiksi Parkinsonin taudin oireiden uskotaan johtuvan juuri näiden hermosolujen tuhoutumisesta. GDNF-perheen kasvutekijät välittävät viestinsä soluille reseptorikompleksin avustamana: kaksi GFRα (GDNF family ligand receptor α) molekyyliä ja kaksi RET (rearranged during transfection) molekyyliä muodostavat solun pinnalla kompleksin kahden pysyvästi yhteen liittyneen GDNF-perheen kasvutekijän kanssa. Solukalvon lävistävä RET välittää signaalin solun sisälle, jossa signaali jatkaa kulkuaan. Kaikilla GDNF-perheen kasvutekijöillä on oma GFRα-reseptorinsa, johon ne pääasiassa sitoutuvat: GDNF sitoutuu GFRα1:een, neurturiini GFRα2:een, artemiini GFRα3:een ja persefiini GFRα4:ään. Ainakin GFRα1-molekyylin, RET:n ja GDNF:n muodostaman kompleksin uskotaan syntyvän solukalvon erikoistuneissa osissa, ns. lipidilautoilla. GFRα-molekyylit koostuvat yleensä kolmesta osasta, joita kutsutaan domeeneiksi. GFRα4 tekee kuitenkin poikkeuksen: useimpien eläinlajien GFRα4:stä ensimmäinen domeeni puuttuu kokonaan. Työssämme karakterisoimme hiiren GFRα4-molekyylin ominaisuuksia ja osoitimme, että GFRα4:n, persefiinin ja RET:n kompleksi ei muodostu lipidilautoilla. Tästä huolimatta persefiini ja GFRα4 pystyvät yhdessä RET:n kanssa edistämään hermosolujen erilaistumista ja elossa pysymistä. Näyttää siis siltä, että kompleksin muodostuminen lipidilautoilla ei ole välttämätöntä kompleksin biologisen aktiivisuuden kannalta. Tutkimme myös GFRα1-molekyylin ensimmäisen domeenin merkitystä molekyylin toiminnalle ja osoitimme

It has been only recently realized that sexual selection does not end at copulation but that post-copulatory processes are often important in determining the fitness of individuals. In this thesis, I experimentally studied both pre- and post-copulatory sexual selection in the least killifish, Heterandria formosa. I found that this species suffers from severe inbreeding depression in male reproductive behaviour, offspring viability and offspring maturation times. Neither sex showed pre-copulatory inbreeding avoidance but when females mated with their brothers, less sperm were retrieved from their reproductive system compared to the situation when females mated with unrelated males. Whether the difference in sperm numbers is due to female or male effect could not be resolved. Based on theory, females should be more eager to avoid inbreeding than males in this species, because females invest more in their offspring than males do. Inbreeding seems to be an important part of this species biology and the severe inbreeding depression has most likely selected for the evolution of the post-copulatory inbreeding avoidance mechanism that I found. In addition, I studied the effects of polyandry on female reproductive success. When females mated with more than one male, they were more likely to get pregnant. However, I also found a cost of polyandry. The offspring of females mated to four males took longer to reach sexual maturity compared to the offspring of monandrous females. This cost may be explained by parent-offspring conflict over maternal resource allocation. In another experiment, in which within-brood relatedness was manipulated, offspring sizes decreased over time when within-brood relatedness was low. This result is partly in accordance with the kinship theory of genomic imprinting. When relatedness decreases, offspring are expected to be less co-operative and demand fewer resources from their mother, which leads to impaired development. In the last chapter of my th, Parittelukumppani valitaan usein ennen parittelua, jonkin kumppanin laadusta kertovan ominaisuuden perusteella. Usein naaraat kuitenkin parittelevat useamman kuin yhden koiraan kanssa lyhyen ajan sisällä. Tällöin seksuaalivalinta jatkuu parittelun jälkeen eri koiraiden siittiöiden välisenä spermakilpailuna. Naaraat saattavat myös suosia tiettyjen koiraiden siittiöitä, joilloin näiden hedelmöittämien munien määrä lisääntyy. Selvitin useiden koiraiden kanssa parittelusta (polyandriasta) koituvia hyötyjä ja haittoja sekä parittelua edeltävää ja sen jälkeistä seksuaalivalintaa käyttämällä mallilajina kääpiöhammaskarppia. Useiden koiraiden kanssa paritelleet naaraat saivat poikasia todennäköisemmin kuin yhden koiraan kanssa paritelleet naaraat. Toisaalta kuitenkin useiden koiraiden kanssa paritelleiden naaraiden poikaset sukukypsyivät myöhemmin kuin yhden koiraan kanssa paritelleiden naaraiden poikaset, eli polyandriasta aiheutui naaraille myös haittaa. Sisäsiitoksen vaikutuksia lisääntymiskäyttäytymiseen ei ole aiemmin juurikaan tutkittu. Tutkimuksessani havaitsin, että sisäsiittoiset koiraat olivat laiskempia parittelijoita kuin vertailukoiraat. Koska sisäsiitos on haitallista, kääpiöhammaskarppien kannattaisi välttää sitä. Havaitsin, että kumpikaan sukupuoli ei välttänyt sukulaisiaan ennen parittelua, mutta löysin parittelun jälkeisen sisäsiitoksen välttämismekanismin. Kun naaraat olivat paritelleet veljiensä kanssa, niiden siittiövarastot olivat pienemmät kuin silloin, kun ne olivat paritelleet ei-sukulaiskoiraiden kanssa. Teoria tukee sitä tulkintaa, että naaraat kykenevät jollain keinolla säätelemään siittiöiden määrää elimistössään. Tosin en tässä tutkimuksessa pystynyt kumoamaan sitä vaihtoehtoa, että koiraat olisivat pitäneet siskojaan vähemmän haluttavina parittelukumppaneina ja ejakuloineet vähemmän siittiöitä niihin. Mikäli naaraiden hedelmällisyydessä on eroja, koiraiden tulisi suosia parhaita naaraita. Kääpiöhammaskarppikoiraat pitivät enemmän pienistä kuin

In the 21st century, human-induced global climate change has been highlighted as one of the most serious threats to ecosystems worldwide. According to global climate scenarios, the mean temperature in Finland is expected to increase by 1.8 4.0°C by the end of the century. The regional and seasonal change in temperature has predicted to be spatially and temporally asymmetric, where the High-Arctic and Antarctic areas and winter and spring seasons have been projected to face the highest temperature increase. To understand how species respond to the ongoing climate change, we need to study how climate affects species in different phases of their life cycle. The impact of climate on breeding and migration of eight large-sized bird species was studied in this thesis, taking food availability into account. The findings show that climatic variables have considerable impact on the life-history traits of large-sized birds in northern Europe. The magnitude of climatic effects on migration and breeding was comparable with that of food supply, conventionally regarded as the main factor affecting these life-history traits. Based on the results of this thesis and the current climate scenarios, the following not mutually exclusive responses are possible in the near future. Firstly, asymmetric climate change may result in a mistiming of breeding because mild winters and early spring may lead to earlier breeding, whereas offspring are hatching into colder conditions which elevate mortality. Secondly, climate induced responses can differ between species with different breeding tactics (income vs. capital breeding), so that especially capital breeders can gain advantage on global warming as they can sustain higher energy resources. Thirdly, increasing precipitation has the potential to reduce the breeding success of many species by exposing nestlings to more severe post-hatching conditions and hampering the hunting conditions of parents. Fourthly, decreasing ice cover and earlier ice, Globaali ilmastonmuutos on nostettu 2000-luvulla yhdeksi suurimmista uhkista maailman ekosysteemeille. Ilmastoennusteiden perusteella maapallon keskilämpötilan on ennustettu nousevan 1.8 4.0 astetta kuluvan vuosisadan loppuun mennessä. Muutosten on esitetty olevan ajallisesti ja paikallisesti epäsymmetristä: lämpötilan nousu on voimakkainta napa-alueilla sekä talvi- ja kevätkuukausina. Ymmärtääksemme, miten lajit pystyvät vastaamaan muuttuviin ilmasto-oloihin, on tutkittava miten ilmastotekijät vaikuttavat lajeihin eri elinkierron vaiheissa. Tässä tutkimuksessa selvitettiin, miten ilmasto vaikutti muuton ajoittumiseen ja pesintään kahdeksalla suurikokoisella lintulajilla ottaen ravinto-olosuhteet huomioon. Tulokset osoittavat, että ilmastomuuttujilla on useilla lajeilla yhtä suuri merkitys pesintään kuin ravinnolla, jota on perinteisesti pidetty keskeisenä lisääntymiseen vaikuttavana tekijänä. Tulosten ja vallitsevien ilmastoskenaarioiden perusteella muuttuvan ilmaston on ennustettavissa vaikuttaa Pohjois-Euroopan lintulajeihin seuraavilla tavoilla. Lämpenevä lopputalvi ja alkukevät aikaistavat kevätmuuttoa ja pesintää. Toiseksi, lämpimämpi alkukesä parantaa ja sateisempi alkukesä heikentää pesimämenestystä. Kolmanneksi, voimakkaasti lämmennyt alkukevät voi johtaa yhä aikaisempaan pesimäkauden aloitukseen. Koska epäsymmetrisen ilmastonmuutoksen myötä loppukevät ja alkukesä eivät kuitenkaan ole lämmenneet yhtä voimakkaasti kuin alkukevät, saattavat jälkeläiset kuoriutua aikaistuneen pesinnän takia yhä kylmempiin olosuhteisiin, mikä voi heikentää pesimämenestystä. Neljänneksi, lajit, jotka kartuttavat lisääntymistä varten tarvitsemansa vararavintonsa pitkällä aikavälillä ennen pesintää (ns. capital breeder lajit, kuten haahka, viirupöllö), saattavat hyötyä lämpenemisestä, koska lämpimän talven ja kevään aikana vararavinnon kartuttaminen ja ylläpitäminen on helpompaa kuin kylminä kausina. Viidenneksi, vähenevä jääpeite ja aikaisempi jäänlähtö mahdollistaa aikaisemman v

The traditional aim of community ecology has been to understand the origin and maintenance of species richness in local communities. Why certain species occur in one place but not in another, how ecologically apparently similar species use resources, what is the role of the regional species pool in affecting species composition in local communities, and so forth. Madagascar offers great opportunities to conduct such studies, since it is a very large island that has been isolated for tens of million of years. Madagascar has remarkable faunal and floral diversity and species level endemism reaches 100% in many groups of species. Madagascar is also exceptional for endemism at high taxonomic levels and for the skewed representation of many taxa in comparison with continental faunas. For example, native ungulates that are dominant large herbivorous mammals on the African continent are completely lacking in Madagascar. The largest native Malagasy herbivores, and the main dung producers for Malagasy dung beetles, are the endemic primates, lemurs. Cattle was introduced to Madagascar about 1,000 yrs ago and is today abundant and widespread. I have studied Malagasy dung beetle communities and the distributional patterns of species at several spatial scales and compared the results with comparable communities in other tropical areas. There are substantial differences in dung beetle communities in Madagascar and elsewhere in the tropics in terms of the life histories of the species, species ecological traits, local and regional species diversities, and the sizes of species geographical ranges. These differences are attributed to Madagascar s ancient isolation, large size, heterogeneous environment, skewed representation of the mammalian fauna, and recent though currently great human impact., Yhteisekologia tutkii muun muassa, miten lajit esiintyvät yhteisöissä ja miten ekologisesti samankaltaiset lajit jakavat resursseja kuten ravintoa. Tähän Madagaskar tarjoaa ihanteellisen luonnonlaboratorion, koska se on ollut kymmeniä miljoonia vuosia eristyksissä. Suurin osa lajeista on kotoperäisiä eli ne ovat syntyneet saarella, eikä niitä esiinny missään muualla. Madagaskar on myös lajirikkaimpia alueita maailmassa. Tutkin väitöskirjassani, miten Madagaskarin luonnonhistoria sekä ihmisasutuksen ja karjankasvatuksen alkaminen noin 1500 vuotta sitten ovat vaikuttaneet lantakuoriaisyhteisöihin ja lajien levinneisyysalueisiin, sekä miten ne eroavat vastaavista muista troopisista yhteisöistä. Kotoperäisiä lantakuoriaislajeja tunnetaan Madagaskarilta runsaat 250. Madagaskarilta puuttuu useita eläinryhmiä, kuten kavio- ja sorkkaeläimet. Saaren suurimmat kasvinsyöjänisäkkäät ovat kotoperäisiä pieniä makiapinoita. Lantakuoriaisten näkökulmasta lantaa on vähän ja laadultaan yksipuolisesti jättäen lajit kilpailemaan erittäin niukoista resursseista. Vaikka Madagaskarilla on hyvin rikas lantakuoriaislajisto, paikallisissa yhteisöissä on vain vähän lajeja ja lajien esiintymisalueet ovat kapeita verrattuna muihin trooppisiin yhteisöihin. Ravinnon vähyys ehkäisee useiden samankaltaisten kilpailevien lajien esiintymisen samoissa yhteisöissä. Lajisto vaihtuu kuitenkin lyhyilläkin välimatkoilla, ja useat lajit ovat jopa paikallisesti kotoperäisiä, mikä selittää saaren suuren lajimäärän. Karjankasvatus on edesauttanut muutaman kotoperäisen lajin levittäytymisen koko saarelle. Uutena ja runsaana resurssina lehmän lanta on ollut lajeille kilpailusta vapaa. Paikallisissa metsäyhteisöissä ekologisesti samankaltaiset lajit jakavat niukan ravinnon esiintymällä eri korkeuksilla tai eri aikaan vuorokaudesta. Lajeista 70 % on siirtynyt käyttämään myös muuta ravintoa, kuten raatoja. Koska lantakasat ovat pieniä, lajistosta puuttuvat suuret lajit ja pienet lajit muodostavat suurimman osan lan

Forkhead box class O (FoxO) transcription factors are members of the forkhead box transcription factor superfamily, with orthologues in various species such as human, worm and fly. FoxO proteins are key regulators of growth, metabolism, stress resistance and, consequently, life span. FoxOs integrate signals from different pathways, e.g. the growth controlling Insulin-TOR signaling pathway and the stress induced JNK and Hippo signaling pathways. FoxO proteins have evolved to guide the cellular response to varying energy and stress conditions by inducing the expression of genes involved in the regulation of growth and metabolism. This work has aimed to deepen the understanding of how FoxO executes its biological functions. A particular emphasis has been laid to its role in growth control. Specifically, evidence is presented indicating that FoxO restricts tissue growth in a situation when TOR signaling is high. This finding can have implications in a human condition called Tuberous sclerosis, manifested by multiple benign tumors. Further, it is shown that FoxO directly binds to the promoter and regulates the expression of a Drosophila Adenylate cyclase gene, ac76e, which in turn modulates the fly s development and growth systemically. These results strengthen FoxOs position among central size regulators as it is able to operate at the level of individual cells as well as in the whole organism. Finally, an attempt to reveal the regulatory network upstream of FoxO has been carried out. Several putative FoxO activity regulators were identified in an RNAi screen of Drosophila kinases and phosphatases. The results underscore that FoxO is regulated through an elaborate network, ensuring the correct execution of key cellular processes in metabolism and response to stress. Overall, the evidence provided in this study strengthens our view of FoxO as a key integrator of growth and stress signals., Forkhead box class O (FoxO) geenienluennan säätelijä on konservoitunut proteiini, jonka toiminta liittyy mm. energia-aineenvaihduntaan, kasvun säätelyyn sekä solun suojeluun stressin aiheuttamilta vaurioilta. FoxO-proteiinit muodostavat perheen, jonka jäseniä esiintyy lähes kaikissa monisoluisissa. Näihin kuuluvat mm. ihminen, sukkulamato ja banaanikärpänen. FoxO-proteiinin tärkeimpänä tunnettuna tehtävänä voidaan pitää sen osallistumista aineenvaihdunnan ja kasvun mukauttamiseen ravinnon saatavuuteen. Sen säätelijöinä toimivat mm. ravinnetasoon reagoiva insuliini/TOR signalointiverkosto sekä solustressin aktivoimat JNK- ja Hippo-signaalinvälitysreitit. Kasvulle suotuisissa olosuhteissa FoxO-proteiinin aktiivisuus estetään insuliinisignaloinnin välityksellä. Kun ravinteita on vähän tai kun solun stressitaso kasvaa, esim. lisääntyneiden happiradikaalien seurauksena, FoxO siirtyy solulimasta tumaan, jossa se säätelee useiden eri geenien luentaa. Tällaisiin lukeutuvat mm. glukoosin uudismuodostuksessa oleellisten entsyymien pepck- ja g6pase-geenit, sekä solun jakautumisen negatiivisina säätelijöinä toimivat p27kip1- ja p21cip1-geenit. FoxO toimii sekä koko elimistön, että yksittäisen solun tasolla. Esimerkiksi maksassa FoxO-proteiinin tehtävänä on säädellä veren sokeritasoa, glukoosin uudismuodostuksen kautta. Energiaa kuluttavissa ja varastoivissa kudoksissa, kuten lihaksissa ja rasvakudoksessa, FoxO hidastaa kasvua ja aktivoi energiavaraston käyttöönottoa. Näiden prosessien säätely on elimistön aineenvaihdunnan tasapainon kannalta oleellista. Häiriöt FoxO-proteiinin säätelyssä onkin yhdistetty aineenvaihdunnan sairauksiin kuten insuliiniresistenssiin ja syövän syntyyn. Tässä työssä on tutkittu FoxO-proteiinin aktiivisuuden säätelyä sekä toimintaa, erityisesti kasvun säätelyn mekanismeja joissa FoxO on osallisena. Tutkimus on jaettu osajulkaisuihin, joiden tuloksena (1) on identifioitu uusia FoxO-proteiinin aktiivisuuden säätelijöitä (mm. PKC-, GSK-3β- ja POLO-kinaasi

Trimeric autotransporters are a family of secreted outer membrane proteins in Gram-negative bacteria. These obligate homotrimeric proteins share a conserved C-terminal region, termed the translocation unit. This domain consists of an integral membrane β-barrel anchor and associated α-helices which pass through the pore of the barrel. The α-helices link to the extracellular portion of the protein, the passenger domain. Autotransportation refers to the way in which the passenger domain is secreted into the extracellular space. It appears that the translocation unit mediates the transport of the passenger domain across the outer membrane, and no external factors, such as ATP, ion gradients nor other proteins, are required. The passenger domain of autotransporters contains the specific activities of each protein. These are usually related to virulence. In trimeric autotransporters, the main function of the proteins is to act as adhesins. One such protein is the Yersinia adhesin YadA, found in enteropathogenic species of Yersinia. The main activity of YadA from Y. enterocolitica is to bind collagen, and it also mediates adhesion to other molecules of the extracellular matrix. In addition, YadA is involved in serum resistance, phagocytosis resistance, binding to epithelial cells and autoagglutination. YadA is an essential virulence factor of Y. enterocolitica, and removal of this protein from the bacteria leads to avirulence. In this study, I investigated the YadA-collagen interaction by studying the binding of YadA to collagen-mimicking peptides by several biochemical and biophysical methods. YadA bound as tightly to the triple-helical model peptide (Pro-Hyp-Gly)10 as to native collagen type I. However, YadA failed to bind a similar peptide that does not form a collagenous triple helix. As (Pro-Hyp-Gly)10 does not contain a specific sequence, we concluded that a triple-helical conformation is necessary for YadA binding, but no specific sequence is required. To further in, Vaikka suurin osa ihmisen elimistössä tavattavista bakteereista ovat harmittomia tai jopa edistävät isäntänsä terveyttä, bakteerit yleensä mielletään tautien aiheuttajina. Taudinaiheuttajat eli patogeenit lisääntyvät isännän kudoksissa hyödyntäen tämän rikkaan ympäristön ravinteita isännän omien solujen kustannuksella. Taudinaiheutuskyky perustuu patogeenien tuottamiin tekijöihin, jotka edistävät bakteereiden kasvua ja säilymistä isännän kudoksissa. Näitä kutsutaan virulenssitekijöiksi. Virulenssitekijät voivat olla mm. toksiineja jotka häiritsevät isäntäsolujen normaalia toimintaa, adhesiineja joiden avulla bakteerit tarttuvat kudoksiin, tai tekijöitä jotka suojaavat patogeenia isännän puolustusvasteilta. Jotta virulenssitekijät voisivat vuorovaikuttaa isännän kanssa, ne pitää erittää bakteerisolun pinnalle tai ulkopuolelle. Bakteereille on kehittynyt useita valkuaisaineiden eli proteiinien eritysjärjestelmiä, ja koska virulenssitekijät ovat pääasiassa eritettäviä proteiineja, eritysjärjestelmien toiminnan ymmärtäminen on tärkeää. Myös virulenssitekijöiden ja isännän kohdemolekyylien välisen vuorovaikutuksen määrittäminen biokemiallisesti ja rakennebiologisesti voi mahdollistaa mm. uusien lääkkeiden kehittämisen. Eräs tärkeä ryhmä gram-negatiivisten bakteereiden virulenssitekijöitä ovat ns. trimeeriset autotransportterit. Nimensä mukaisesti nämä proteiinit ovat trimeerisiä, eli kolmen polypeptidiketjun muodostamia. Autotransportaatio puolestaan viittaa tapaan, joilla nämä proteiinit kuljetetaan bakteerisolun ulkokalvon läpi: ne ilmeisesti erittävät itse itsensä. Saavutettuaan solun pinnan, nämä proteiinit toimivat ensisijaisesti adhesiineina, mutta niillä on lisäksi muita aktiivisuuksia kuten suojaaminen bakteereita solusyönniltä ja seerumin sisältämiltä bakteereja tappavilta proteiineilta. Tyyppiesimerkki trimeerisestä autotransportterista on YadA, joka on Yersinia enterocolitica -bakteerin kollageeniin sitoutuva proteiini. Y. enterocolitica on suolistopatogeeni

The actin cytoskeleton is essential for many cellular processes, including motility, morphogenesis, endocytosis and signal transduction. Actin can exist in monomeric (G-actin) or filamentous (F-actin) form. Actin filaments are considered to be the functional form of actin, generating the protrusive forces characteristic for the actin cytoskeleton. The structure and dynamics of the actin filament and monomer pools are regulated by a large number of actin-binding proteins in eukaryotic cells. Twinfilin is an evolutionarily conserved small actin monomer binding protein. Twinfilin is composed of two ADF/cofilin-like domains, separated by a short linker and followed by a C-terminal tail. Twinfilin forms a stable, high affinity complex with ADP-G-actin, inhibits the nucleotide exchange on actin monomers, and prevents their assembly into filament ends. Twinfilin was originally identified from yeast and has since then been found from all organisms studied except plants. Not much was known about the role of twinfilin in the actin dynamics in mammalian cells before this study. We set out to unravel the mysteries still covering twinfilins functions using biochemistry, cell biology, and genetics. We identified and characterized two mouse isoforms for the previously identified mouse twinfilin-1. The new isoforms, twinfilin-2a and -2b, are generated from the same gene through alternative promoter usage. The three isoforms have distinctive expression patterns, but are similar biochemically. Twinfilin-1 is the major isoform during development and is expressed in high levels in almost all tissues examined. Twinfilin-2a is also expressed almost ubiquitously, but at lower levels. Twinfilin-2b turned out to be a muscle-specific isoform, with very high expression in heart and skeletal muscle. It seems all mouse tissues express at least two twinfilin isoforms, indicating that twinfilins are important regulators of actin dynamics in all cell and tissue types. A knockout mouse line was gen, Aktiinitukiranka on oleellisen tärkeä useissa solun toiminnoissa, kuten liikkuminen, signaalien välittäminen, endosytoosi ja jakautuminen. Aktiini esiintyy soluissa monomeeri- tai säiemuodossa. Aktiinin toiminnallinen muoto soluissa on säiemäinen. Aktiinisäikeiden rakentumista ja purkamista säätelee suuri joukko solunsisäisiä proteiineja. Twinfiliini on keskeinen proteiini tässä säätelyssä. Twinfiliini paina noin 40 kDa ja koostuu kahdesta ADF-H (homologinen actin depolymerizing factor:lle) domeenista. Twinfiliini muodostaa kompleksin aktiini-monomeerin kanssa, estää nukleotidin vaihtumisen aktiini-monomeerissa ja estää aktiinisäikeiden muodostumisen. Twinfiliini tunnistettiin ensin hiivassa ja on sen jälkeen löydetty kaikista tutkituista eliölajeista, paitsi kasveista. Nisäkkään twinfiliinistä ei tiedetty juuri mitään ennen tämän tutkimuksen aloittamista. Käyttäen solubiologisia, biokemiallisia ja perinnöllisyystieteellisiä menetelmiä olemme pyrkineet selvittämään hiiren twinfiliinin roolia aktiinitukirangan säätelyssä. Tunnistimme ja karakterisoimme kaksi uutta muotoa aiemmin tunnistetulle hiiren twinfiliinille, twinfiliini-1:lle. Uudet muodot, twinfiliini-2a ja -2b, jakavat twinfiliini-1:n biokemialliset ominaisuudet, mutta ilmentyvät eri kudoksissa. Kaikki twinfiliini-muodot sitoutuvat ADP-aktiini-monomeereihin ja aktiinifilamenttien päihin sekä capping proteiiniin. Soluissa twinfiliinit paikallistuvat solulimaan ja aktiini-rikkaisiin alueisiin. Twinfiliinien solunsisäistä sijaintia säädellään eri tavoin, mikä mahdollistaa eri muotojen erilaisen roolin solun toiminnoissa. Twinfiliini-1 on keskeinen muoto yksilönkehityksen aikana ja twinfiliini-2b esiintyy vain lihaskudoksissa. Kaikissa hiiren kudoksissa ilmentyy ainakin kaksi twinfiliinin muotoa, osoittaen, että twinfiliinin täytyy olla tärkeä osatekijä aktiinin säätelyssä. Tutkimuksen aikana loimme poistogeenisen hiirilinjan twinfiliini-2a:n suhteen. Poistogeeniset hiiret olivat elinkelpoisia ja kehittyivät nor

Angiosperms represent a huge diversity in floral structures. Thus, they provide an attractive target for comparative developmental genetics studies. Research on flower development has focused on few main model plants, and studies on these species have revealed the importance of transcription factors, such as MADS-box and TCP genes, for regulating the floral form. The MADS-box genes determine floral organ identities, whereas the TCP genes are known to regulate flower shape and the number of floral organs. In this study, I have concentrated on these two gene families and their role in regulating flower development in Gerbera hybrida, a species belonging to the large sunflower family (Asteraceae). The Gerbera inflorescence is comprised of hundreds of tightly clustered flowers that differ in their size, shape and function according to their position in the inflorescence. The presence of distinct flower types tells Gerbera apart from the common model species that bear only single kinds of flowers in their inflorescences. The marginally located ray flowers have large bilaterally symmetrical petals and non-functional stamens. The centrally located disc flowers are smaller, have less pronounced bilateral symmetry and carry functional stamens. Early stages of flower development were studied in Gerbera to understand the differentiation of flower types better. After morphological analysis, we compared gene expression between ray and disc flowers to reveal transcriptional differences in flower types. Interestingly, MADS-box genes showed differential expression, suggesting that they might take part in defining flower types by forming flower-type-specific regulatory complexes. Functional analysis of a CYCLOIDEA-like TCP gene GhCYC2 provided evidence that TCP transcription factors are involved in flower type differentiation in Gerbera. The expression of GhCYC2 is ray-flower-specific at early stages of development and activated only later in disc flowers. Overexpression of GhCYC2 i, Kukkien kehitysbiologinen tutkimus pyrkii selvittämään mitkä säätelytekijät ohjaavat kukkaelinten kehitystä sekä kukan muodon ja koon määräytymistä. Vertailemalla geenien toimintaa ja säätelyverkostoja eri kasvilajien välillä saadaan arvokasta tietoa kukkien rakenteen kehityksestä sekä evoluution toimintamekanismeista. Tämän työn tutkimuskohteena on ollut auringonkukkien heimoon kuuluva Gerbera hybrida, jonka kukinnon rakenne on monimutkaisempi kuin perinteisesti kukan kehitysbiologian tutkimuksessa käytetyillä mallikasveilla, kuten lituruoholla ja leijonankidalla. Gerberan kukinto koostuu sadoista yksittäisistä kukista, jotka ovat erilaistuneet sekä rakenteeltaan että toiminnaltaan. Kukinnon reunoilla olevissa laitakukissa on näyttävät terälehdet jotka houkuttelevat pölyttäjiä kukinnon keskustaan. Kukinnon keskellä olevat kehräkukat ovat pienempiä ja vain niissä on toiminnalliset heteet. Tutkimuksen tavoitteena on ollut löytää tekijöitä, jotka säätelevät Gerberan kukkatyyppien erilaistumista ja kehitystä. Vaikka auringonkukkien heimo on yksi suurimmista kasviheimoista, heimolle tyypillisen kukintorakenteen, mykerön, kehityksen säätelystä on vain vähän aiempaa tietoa. Työssä keskityttiin kahteen geeniperheeseen, MADS-box ja TCP-geeneihin, joiden tiedetään olevan tärkeitä kasvien kehityksen säätelytekijöitä. MADS-box geenit säätelevät muun muassa kukkaelinten identiteettiä kun taas TCP-geenit ohjaavat yleisemmin kasvien muodon kehitystä kuten haaroittumista ja kukkien symmetrian kehitystä. Gerberan kukkatyyppien välisten rakenteellisten erojen havaittiin muodostuvan jo hyvin varhaisessa mykerönkehityksen vaiheessa. Geenien ilmentymisen vertailu mikrosirukokeella laita- ja kehräkukkien välillä osoitti, että useat MADS-box geeniperheen jäsenet ilmentyvät eri tavalla eri kukkatyypeissä. Tulokset viittaavat siihen, että MADS proteiinit vaikuttavat kukkatyyppien erilaistumiseen muodostamalla erilaisia proteiinikomplekseja eri kukkatyypeissä. TCP säätelytekijöillä havaitti

One major reason for the global decline of biodiversity is habitat loss and fragmentation. Conservation areas can be designed to reduce biodiversity loss, but as resources are limited, conservation efforts need to be prioritized in order to achieve best possible outcomes. The field of systematic conservation planning developed as a response to opportunistic approaches to conservation that often resulted in biased representation of biological diversity. The last two decades have seen the development of increasingly sophisticated methods that account for information about biodiversity conservation goals (benefits), economical considerations (costs) and socio-political constraints. In this thesis I focus on two general topics related to systematic conservation planning. First, I address two aspects of the question about how biodiversity features should be valued. (i) I investigate the extremely important but often neglected issue of differential prioritization of species for conservation. Species prioritization can be based on various criteria, and is always goal-dependent, but can also be implemented in a scientifically more rigorous way than what is the usual practice. (ii) I introduce a novel framework for conservation prioritization, which is based on continuous benefit functions that convert increasing levels of biodiversity feature representation to increasing conservation value using the principle that more is better. Traditional target-based systematic conservation planning is a special case of this approach, in which a step function is used for the benefit function. We have further expanded the benefit function framework for area prioritization to address issues such as protected area size and habitat vulnerability. In the second part of the thesis I address the application of community level modelling strategies to conservation prioritization. One of the most serious issues in systematic conservation planning currently is not the deficiency of methodology for, Luonnon monimuotoisuuden väheneminen on yksi vakavimmista tämän päivän ympäristöongelmista. Monimuotoisuuden vähenemisen pääasiallisia syitä ovat hyvänlaatuisten elinympäristöjen väheneminen ja pirstoutuminen. Tätä kehitystä vastaan voidaan toimia lisäämällä luonnonsuojelualueiden määrää. Luonnonsuojeluun tarjolla olevat taloudelliset resurssit ovat kuitenkin varsin rajalliset, joten niiden käyttö on suunniteltava huolellisesti jotta suurin hyöty saavutetaan. Systemaattinen suojelualuesuunnittelu on lähestymistapa joka kehitettiin tätä tarkoitusta varten. Viimeisten kahden vuosikymmenen aikana ala on kehittynyt sekä menetelmällisesti että teoreettisesti kohti lähestymistapoja joissa huomioidaan erilaiset suojelutavoitteet, suojelun tuloksellisuus, taloudelliset tekijät (suojelun hinta ja epäsuorat kustannukset yhteiskunnalle) sekä sosio-poliittiset rajoitteet. Tämä väitöskirja käsittelee kahta laajempaa suojelusuunnitteluun liittyvää teemaa. Ensimmäisessä osassa tarkastelen lajien tai muiden monimuotoisuuden yksiköiden arvottamista. Lajien priorisointi voi perustua esimerkiksi niiden uhanalaisuuteen (valkoselkätikka vs. käpytikka), niiden evolutiivisen historian ainutlaatuisuuteen (neidonhiuspuu vs. leinikki) tai esimerkiksi niiden merkitykseen ekosysteemien toiminnalle. Suojelusuunnittelussa tulisi huomioida lajien eriarvoisuus. Suojeluresurssien kohdentaminen tiettyihin lajeihin voi tuottaa monimuotoisuuden kannalta kokonaisuudessaan paremman lopputuloksen kuin toisiin lajeihin keskittyminen. Samaan teemaan liittyen väitöskirjassa kehitetään suojelualuesuunnittelun menetelmiä biologisesti toimivampaan suuntaan. Menetelmissämme huomioidaan esimerkiksi se, että lajin säilymistodennäköisyys on suurempi silloin kun lajia esiintyy mahdollisimman monella suojelualueella, ja kun suojelualueverkoston yksittäiset alueet ovat suurempia. Toinen väitöskirjan teema on lajiyhteisötason mallinnusmenetelmien käyttö suojelusuunnittelussa. Tilastollisten mallinnus- ja laskentamenet

Neurotrophic factors (NTFs) are secreted proteins which promote the survival of neurons, formation and maintenance of neuronal contacts and regulate synaptic plasticity. NTFs are also potential drug candidates for the treatment of neurodegenerative diseases. Parkinson’s disease (PD) is mainly caused by the degeneration of midbrain dopaminergic neurons. Current therapies for PD do not stop the neurodegeneration or repair the affected neurons. Thus, search of novel neurotrophic factors for midbrain dopaminergic neurons, which could also be used as therapeutic proteins, is highly warranted. In the present study, we identified and characterized a novel protein named conserved dopamine neurotrophic factor (CDNF), a homologous protein to mesencephalic astrocyte-derived neurotrophic factor (MANF). Others have shown that MANF supports the survival of embryonic midbrain dopaminergic neurons in vitro, and protects cultured cells against endoplasmic reticulum (ER) stress. CDNF and MANF form a novel evolutionary conserved protein family with characteristic eight conserved cysteine residues in their primary structure. The vertebrates have CDNF and MANF encoding genes, whereas the invertebrates, including Drosophila and Caenorhabditis have a single homologous CDNF/MANF gene. In this study we show that CDNF and MANF are secreted proteins. They are widely expressed in the mammalian brain, including the midbrain and striatum, and in several non-neuronal tissues. We expressed and purified recombinant human CDNF and MANF proteins, and tested the neurotrophic activity of CDNF on midbrain dopaminergic neurons using a 6-hydroxydopamine (6-OHDA) rat model of PD. In this model, a single intrastriatal injection of CDNF protected midbrain dopaminergic neurons and striatal dopaminergic fibers from the 6-OHDA toxicity. Importantly, an intrastriatal injection of CDNF also restored the functional activity of the nigrostriatal dopaminergic system when given after the striatal 6-OHDA lesion. Thus, Hermokasvutekijät ovat solun erittämiä proteiineja, jotka edistävät neuronien eloonjäämistä, kontaktien muodostumista ja säätelevät hermosolujen toimintaa. Edullisten ominaisuuksien vuoksi hermokasvutekijöitä on tutkittu mahdollisina lääkkeinä hermoston rappeumasairauksiin. Parkinsonin tauti on etenevä liikesairaus, jossa keskiaivojen mustatumakkeen dopamiinineuronit vähitellen tuhoutuvat. Tautiin ei ole olemassa hoitoa, joka pysäyttäisi neuronien tuhoutumisen tai edistäisi niiden toiminnan palautumista. Ryhmämme tutkii hermokasvutekijöitä, joista voisi olla hyötyä myös hermoston rappeumatautien hoidossa tulevaisuudessa. Tässä työssä kuvattiin uusi conserved dopamine neurotrophic factor (CDNF)-proteiini, joka on läheistä sukua aiemmin kuvatulle MANF-proteiinille. Selkärankaisten CDNF ja MANF, sekä selkärangattomien eläinten, kuten banaanikärpäsen ja sukkulamadon MANF muodostavat evoluutiossa varhain syntyneen proteiiniperheen. Osoitimme, että nisäkkäiden CDNF ja MANF ovat solusta erittyviä proteiineja, jotka ilmentyvät laajasti aivokudoksessa. Ne ilmentyvät paitsi keskiaivoissa, myös muissa aivojen osissa ja useissa hermoston ulkopuolisissa kudoksissa. Työssä tuotimme CDNF-proteiinia ja testasimme sen vaikutusta kokeellisessa Parkinsonin taudin mallissa rotilla. Rotille aiheutettiin 6-hydroksidopamiini (6-OHDA)-toksiinilla Parkinsonin tautia muistuttava vaurio. Osoitimme, että CDNF estää dopamiinineuronien tuhoutumisen, kun CDNF injisoidaan rotan aivoihin ennen toksiinia. Toisessa koesarjassa, jossa CDNF injisoitiin aivoihin neljä viikkoa toksiinivaurion jälkeen, CDNF korjasi dopamiinineuronien toimintaa ja rottien liikehäiriötä. Jälkimmäinen koeasetelma muistuttaa tilannetta Parkinson-potilailla, kun jo olemassa olevaa vauriota pyritään korjaamaan lääkehoidolla. Kokeiden perusteella CDNF saattaa olla hyödyllinen Parkinsonin taudin hoidossa. Työssä selvitimme myös CDNF- ja MANF-proteiinien molekyylirakenteen, josta on apua tutkittaessa näiden proteiinien toimintamek

Neurotrophic factors play essential role in the development and functioning of the nervous system and other organs. Glial cell line-Derived Neurotrophic Factor (GDNF) family ligands (GFLs) are of particular interest because they promote the survival of dopaminergic neurons in vitro, in Parkinson s disease animal models and in patients. GDNF is also a potent survival factor for the central motoneurons and thus is considered as a potential lead for the treatment of amyotrophic lateral sclerosis. The survival promoting receptor complex for GFLs consists of a ligand-specific co-receptor, GFRα and a signal transducing module, receptor tyrosine kinase RET. At least GDNF and persephin, a GFL, have established functions outside central nervous system. GDNF is crucial for enteric nervous system and kidney development as well as for spermatogenesis. Persephin controls calcitonin secretion. Communication between cells often occurs in the extracellular matrix (ECM), a meshwork, which is secreted and deposited by the cells and is mainly composed of fibrillar proteins and polymerized sugars. We evaluated the relationship between GFLs and extracellular matrix components and demonstrated that three GFLs - GDNF, neurturin and artemin bind heparan sulfates with nanomolar affinities. The fourth member of the family - persephin binds these polysaccharides thousand times less tightly. GDNF, neurturin and artemin also bind with high affinity to heparan sulfate proteoglycan (HSPG) isolated from the nervous system, syndecan-3. GDNF signals through HSPGs, evoking Src family kinase activation. This signaling induces cell spreading, hippocampal neurite outgrowth in vitro and cellular migration. Specifically, GDNF signaling through syndecan-3 is important for embryonic cortical neuron migration. Syndecan-3-deficient mice, similarly to mice lacking GDNF, have less GABAergic neurons in their cortex, as compared to the wild-type mice. This fact provides indirect evidence that GDNF interaction wit, GDNF reseptorit: veteraanit ja noviisit Hermokasvutekijöillä on välttämätön rooli hermoston ja muiden elinten kehityksessä ja toiminnassa. Gliasoluperäinen hermokasvutekijä (GDNF)-perheen ligandit (GFL:t) ovat erityisen kiinnostavia sillä ne edistävät dopamiinia välittäjäaineenaan käyttävien neuronien eloonjäämistä soluviljelmissä, Parkinsonin taudin eläinmalleissa ja potilaissa. GDNF edistää myös tehokkaasti keskushermoston liikehermosolujen eloonjäämistä ja siksi sitä pidetään lupaavana proteiinina amyotrofisen lateraaliskleroosin hoitoon. Eloonjäämistä edistävä GFL:ien reseptorikompleksi koostuu GFRα-apureseptorista, joka määrää spesifisyyden ligandille, ja RET reseptori tyrosiinikinaasista, joka välittää signaalin soluun. Tässä työssä raportoimme GDNF:n ja sen apureseptorin muodostaman kompleksin rakenteen. Kuvaamme myös vaihtoehtoisen reseptorin GDNF:lle, syndekaani-3 proteoglykaanin. Nämä tulokset saattavat olla hyödyllisiä suunniteltaessa GDNF:n toimintaa jäljitteleviä aineita neurologisten sairauksien hoitoon.

This study addressed the large-scale molecular zoogeography in two brackish water bivalve molluscs, Macoma balthica and Cerastoderma glaucum, and genetic signatures of the postglacial colonization of Northern Europe by them. The traditional view poses that M. balthica in the Baltic, White and Barents seas (i.e. marginal seas) represent direct postglacial descendants of the adjacent Northeast Atlantic populations, but this has recently been challenged by observations of close genetic affinities between these marginal populations and those of the Northeast Pacific. The primary aim of the thesis was to verify, quantify and characterize the Pacific genetic contribution across North European populations of M. balthica and to resolve the phylogeographic histories of the two bivalve taxa in range-wide studies using information from mitochondrial DNA (mtDNA) and nuclear allozyme polymorphisms. The presence of recent Pacific genetic influence in M. balthica of the Baltic, White and Barents seas, along with an Atlantic element, was confirmed by mtDNA sequence data. On a broader temporal and geographical scale, altogether four independent trans-Arctic invasions of Macoma from the Pacific since the Miocene seem to have been involved in generating the current North Atlantic lineage diversity. The latest trans-Arctic invasion that affected the current Baltic, White and Barents Sea populations probably took place in the early post-glacial. The nuclear genetic compositions of these marginal sea populations are intermediate between those of pure Pacific and Atlantic subspecies. In the marginal sea populations of mixed ancestry (Barents, White and Northern Baltic seas), the Pacific and Atlantic components are now randomly associated in the genomes of individual clams, which indicates both pervasive historical interbreeding between the previously long-isolated lineages (subspecies), and current isolation of these populations from the adjacent pure Atlantic populations. These mixed pop, Pohjolaa reunustavien merialueiden eliöyhteisöt ovat muotoutuneet vasta jääkauden jälkeen, viimeisten 10 000 vuoden aikana. Tätä ennen aluetta peitti paksu mannerjää, jonka väistyttyä vapautuneet reunameret, etenkin Itämeri, ovat olleet valtamerilajeille haasteellisia elinympäristöjä. Niissä menestyvät vain harvat, vähäsuolaisuutta sietävät lajit. Näitä ovat liejusimpukka (Macoma balthica) ja idänsydänsimpukka (Cerastoderma glaucum). Ennen oletettiin, että reunamerten simpukat polveutuvat suoraan läheisen Koillis-Atlantin populaatioista. Uudempi tutkimus on kuitenkin viitannut täysin erilaiseen historiaan, kun eräiden Itämeren simpukoiden lähimmät sukulaiset ovatkin löytyneet Tyynestämerestä. Väitöstutkimuksessa jäljitettiin simpukoiden historiaa Pohjois-Euroopan reunamerissä ja laajemmin pohjoisissa merissä erilaisten geenituntomerkkien sisältämän informaation perusteella. Mitokondrio-DNA:n polveutumistutkimus osoitti, että liejusimpukat käsittävät useita eri kehityslinjoja, jotka historian saatossa ovat eri aikoina itsenäisesti saapuneet Tyynestämerestä Jäämeren kautta Atlantin altaaseen. Euroopassa näitä linjoja on kaksi: jo ennen jääkausiaikaa saapunut Pohjanmeren linja (alalaji) ja toinen, ilmeisesti vasta pian jääkauden jälkeen Tyynestämerestä saapunut, Itämeressä ja Vienanmeressä nyt vallitseva linja. Idänsydänsimpukan osalta, joka puolestaan on pelkästään eurooppalainen laji, tutkimus kumosi oletuksen perusjaosta Välimeren ja Atlantin populaatioiden välillä; vain Mustanmeren ja itäisimmän Välimeren sydänsimpukat eroavat toisesta, yleiseurooppalaisesta kehityslinjasta, jonka levinneisyys ulottuu Kreikasta Itämereen. Erityisesti liejusimpukka-analyysin tulokset muuttavat perusteellisesti perinteisiä käsityksiä Itämeren ja Pohjois-Euroopan muiden reunamerten eliöstön historiasta ja omaperäisyydestä. Ensiksi, hiljattain mutta kuitenkin ennen ihmisen väliintuloa Tyynestämerestä saapunut simpukkakanta edustaa täällä ennen tuntematonta eläinmaantieteellistä element

The diversity of functions of eukaryotic cells is preserved by enclosing different enzymatic activities into membrane-bound organelles. Separation of exocytic proteins from those which remain in the endoplasmic reticulum (ER) casts the foundation for correct compartmentalization. The secretory pathway, starting from the ER membrane, operates by the aid of cytosolic coat proteins (COPs). In anterograde transport, polymerization of the COPII coat on the ER membrane is essential for the ER exit of proteins. Polymerization of the COPI coatomer on the cis-Golgi membrane functions for the retrieval of proteins from the Golgi for repeated use in the ER. The COPII coat is formed by essential proteins; Sec13/31p and Sec23/24p have been thought to be indispensable for the ER exit of all exocytic proteins. However, we found that functional Sec13p was not required for the ER exit of yeast endogenous glycoprotein Hsp150 in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Hsp150 turned out to be an ATP phosphatase. ATP hydrolysis by a Walker motif located in the C-terminal domain of Hsp150 was an active mediator for the Sec13p and Sec24p independent ER exit. Our results suggest that in yeast cells a fast track transport route operates in parallel with the previously described cisternal maturation route of the Golgi. The fast track is used by Hsp150 with the aid of its C-terminal ATPase activity at the ER-exit. Hsp150 is matured with a half time of less than one minute. The cisternal maturation track is several-fold slower and used by other exocytic proteins studied so far. Operative COPI coat is needed for ER exit by a subset of proteins but not by Hsp150. We located a second active determinant to the Hsp150 polypeptide s N-terminal portion that guided also heterologous fusion proteins out of the ER in COPII coated vesicles under non-functional COPI conditions for several hours. Our data indicate that ER exit is a selective, receptor-mediated event, not a bulk flow. Furthermore, it suggests t, Aitotumallisessa solussa toiminnat osastoituvat rasvakalvojen rajaamiin jaoksiin, joissa on runsaasti kalvonläpäiseviä sekä liukoisia valkuaisaineita eli proteiineja. Niiden laadulla, määrällä ja sijainnilla on perustavaa laatua oleva vaikutus solun hyvinvoinnille ja kommunikoinnille elinympäristössään. Proteiinin sijoitusprosessi alkaa aminohappoketjun rakentuessa solulimakalvostoon. Laskostuttuaan oikeaan muotoon se erotetaan solulimakalvostoon jäävistä proteiineista kalvon ulkopuolelle rakentuvan proteiinikuoren (COPII) yhteyksillä kalvoproteiineihin. Liukoiset erittyvät proteiinit tunnistetaan ja lajitellaan välittäjäaineen avulla. COPII-kuori kuroo proteiineja sisältävän rasvarakkulan irti solukalvostosta ja se sulautuu seuraavaan osastoon Golgin laitteeseen. Golgista proteiinit kuljetetaan toimintakohteeseensa. Tätä tapahtumaa kutsutaan eritysreitiksi. Toinen kuorijärjestelmä, COPI, toimii uudelleen käytettävien osien, kuten välittäjäaineiden palautuksessa takaisin solulimakalvostoon. Olemme tutkineet perusaitotumallisen solun, leivinhiivan liukoisen proteiinin Hsp150:n kuljetusvaihtoehtoja solulimakalvoston ja Golgin laitteen välillä käyttämällä ylälämpötiloissa toimimattomia kuoriproteiinimuotoja. Havaitsimme, että Hsp150-proteiinissa on kaksi ominaisuutta, mitkä ohjaavat sen ulos solulimakalvostosta. Hsp150:n loppupäässä on alue, joka purkaa korkeaenergistä yhdistettä, ATP:tä. Tätä ominaisuutta Hsp150 tarvitsee kulkeakseen reitillä, mikä toimii osan COPII kuoresta (sec13-1, sec24-1) ollessa toimimaton, muiden proteiinien jäädessä solulimakalvostoon. Solulimakalvostosta poistuminen on aktiivista ja valikoivaa, sillä Hsp150 loppupäähän liitettynä muutoin erittymätön testiproteiini erittyi COPII mutanteissa. Lisäksi Hsp150:n kuljetusvauhti solulimakalvostosta läpi Golgin laitteen on nopeampi kuin muiden tutkittujen proteiinien, mikä viittaa toisenlaiseen Golgin läpi kuljetukseen kuin aiemmin hiivassa tunnettu Golgin osastojen kypsymisreitti (cisternal maturati

Nature conservation in everyday life: Private landowners perceptions of and experiences on temporary nature conservation and its renewing process This study explores the legitimacy of official nature conservation of private lands. It describes how temporary nature conservation became a part of Finnish nature conservation policy and how forest owners perceived this tool and its usage. In addition, the study analyses forest owners' attitudes on official nature conservation. The study combines individual and official perspectives, and presents a nature conservation politics of everyday life. The theoretical background of the study is learning processes of environmentally responsible participation, and especially empowerment. Main methods in gathering the material for the study have been interviews and a survey. In the 1990 s, Finnish landowners opposed the implementation of nature conservation, especially conservation of shores and the establishment of the European-wide network of conservation areas (Natura 2000). After negative experiences on these conservation efforts, some private landowners were disempowered and some even rejected conservation completely. The Nature Conservation Act of 1996 launched an option to conserve nature officially for fixed time-periods. Use of such a policy tool did not immediately become a widely-used and appreciated conservation practice. During the following decade, however, it attracted remarkable attention within Finnish nature conservation policy discussions. The perspective of landowners began to be emphasised when local and regional organisations for nature conservation and forestry together defined the ideas of natural values trading. Later, the national governance process of the committee defining the Forest Biodiversity Programme for Southern Finland (METSO) institutionalised these ideas in one of its pilot projects. Landowners participated in the project of natural values trading by offering their forests for conservation, whic, Luonnonarvokauppa toi esiin maanomistajien omat suojelunäkemykset Vuosina 2003 2007 toteutetussa Satakunnan luonnonarvokaupassa maanomistajat tarjosivat määräaikaiseen luonnonsuojeluun luontokohteita, joita he itse pitivät suojeluun sopivina. Näin heidän henkilökohtaiset, paikkasidonnaiset ja kulttuuriset tulkinnat luonnonsuojelusta tulivat osaksi virallista luonnonsuojelupolitiikkaa. Nyt maanomistajien suojelunäkemykset eivät peittyneet luonnonsuojeluviranomaisen yleisen tarkastelun ja luonnontieteellisen todennettavuuden alle, kuten usein aiemmin on käynyt. Maa- ja metsätaloustieteiden maisteri Riikka Paloniemi on väitöskirjassaan tutkinut maanomistajien arkielämälähtöistä näkökulmaa tilapäiseen luonnonsuojeluun ja sen uudistumisen prosessiin. Hänen väitöskirjatutkimuksensa Luonnonsuojelu arjessa tarkastetaan 14.11.2008 Helsingin yliopistossa. Tutkimuksessa analysoitu Satakunnan luonnonarvokauppa on paikallinen innovaatio, jonka teki mahdolliseksi valtakunnallinen Etelä-Suomen metsien suojeluohjelma METSO. Satakuntalaiset luonnonsuojelun ja metsätalouden toimijat neuvottelivat keskenään siitä, millainen luonnonsuojelukeino voisi ylittää aiemmat luonnonsuojelussa hiertäneet kiistat. He esittivät, että maanomistajat voisivat vapaaehtoisesti vuokrata maillaan esiintyviä luontoarvoja valtiolle. Satakuntalainen ideaa kannatettiin METSO:ssa, ja luonnonarvokauppa hyväksyttiin yhdeksi METSO:n kokeiluhankkeeksi. Kokeiluhankkeen aikana monet metsänomistajat voimaantuivat tarjoamaan maitaan tilapäiseen suojeluun, ja yksityismaiden luonnonsuojelun paikallinen hyväksyttävyys lisääntyi. Luonnonarvokaupassa yksityismetsien luonnonsuojelun hyväksyntä kiteytyy kolmeen ulottuvuuteen: vapaaehtoisuuteen, tilapäisyyteen ja vuoropuheluun luonnonsuojelun ja metsätalouden välillä. Tutkimuksessa esitetään, että tulevaisuudessa yksityismaiden luonnonsuojelun hyväksyttävyyden lisääntymisen kannalta olisi tärkeää, että luonnonsuojelun kehittämisessä huomio kiinnitettäisiin suojelukeinojen oh

Sediment resuspension, the return of the bottom material into the water column, is an important process that can have various effects on a lake ecosystem. Resuspension caused by wind-induced wave disturbance, currents, turbulent fluctuations and bioturbation affects water quality characteristics such as turbidity, light conditions, and concentrations of suspended solids (SS) and nutrients. Resuspension-mediated increase in turbidity may favour the dominance of phytoplankton over macrophytes. The predator-prey interactions contributing to the trophic state of a lake may also be influenced by increasing turbidity. Directly, the trophic state of a lake can be influenced by the effect of sediment resuspension on nutrient cycling. Resuspension enhances especially the cycling of phosphorus by bringing the sedimentary nutrients back into the water column and may thereby induce switches between phosphorus and nitrogen limitation. The contribution of sediment resuspension to gross sedimentation, turbidity, and concentration of SS and nutrients was studied in a small, deep lake as well as in a multibasin lake with deep and shallow areas. The effect of ice cover on sediment resuspension and thereby on phosphorus concentrations was also studied. The rates of gross sedimentation and resuspen¬sion were estimated with sediment traps and the associations between SS and nutrients were considered. Sediment resuspension, caused by wind activity, comprised most of the gross sedimenta¬tion and strongly contributed to the concentration of SS and turbidity in the lakes studied. Additionally, via the influence on SS, resuspension affected the concentration of total phosphorus (TP) and soluble reactive phosphorus (SRP), as well as the total nitrogen to total phosphorus (TN:TP) ratio. Although contrasting results concerning the dependence between the SS and SRP concentrations were observed, it could be concluded that sediment resuspension during strong algal blooms (pH > 9) led to aerobic re, Järven pohjaan laskeutunut aines, pohjasedimentti, voi sekoittua uudelleen vesimassaan aallokon, erilaisten virtausten ja eliöiden (kalat, pohjaeläimet) vaikutuksesta. Ilmiöllä, jota kutustaan sedimentin resuspendoitumiseksi, voi olla merkittäviä vaikutuksia järviekosysteemiin. Sedimentin sekoittuminen vesimassaan vaikuttaa esimerkiksi veden ravinnepitoisuuksiin sekä kiintoainepitoisuuden ja sameuden nousun kautta valaistusolosuhteisiin. Valaistusolosuhteiden muuttuminen saattaa johtaa leväbiomassan lisääntymiseen vesikasvillisuuden kustannuksella. Myös näön perusteella saalistavien eliöiden ravinnonhankinta voi vaikeutua sameuden kasvaessa. Sedimentin resuspensio vaikuttaa usein myös vesistöjen tärkeän perusravinteen, fosforin kiertoon ja sillä on näin ollen rehevöitymistä edistävä vaikutus. Tämän väitöskirjan osajulkaisuissa tutkittiin kahden eri järven sedimentaatiota (aineksen laskeutumista vesipatsaassa) sekä sedimentin resuspension vaikutusta jär¬vien veden sameuteen, kiintoainepitoisuuteen ja ravinnepitoisuuksiin. Yhdessä osajulkaisussa tutkittiin myös jääpeitteen vaikutusta resuspensioon ja järven fosforipitoisuuksiin. Tutkimusten mukaan suurin osa järvien sedimentaatiosta muodostui sedimentin resuspensiosta. Resuspensiolla oli myös selkeä vaikutus järvien kiintoainepitoisuuksiin ja sameuteen. Kiintoainepitoisuuksien nousu vaikutti lisäksi voimakkaasti ravinnepitoisuuksiin (fosfori, typpi, typpi:fosfori-suhde). Tutkimuksen merkittävin tulos oli, että sedimentin sekoittuessa vesipatsaaseen matalassa ja rehevässä järvessä voimakkaiden leväkukintojen aikaan, sedimenttipartikkeleista vapautui fosforia levien käyttöön. Tämä nosti veden kokonaisfosforipitoisuuksia ja laski typpi:fosfori-suhdetta. Kyseinen kehityskulku oli todennäköisesti keskikesällä havaittujen runsaiden sinileväkukintojen syy. Tutkimuksen tulokset osoittavat myös, että matalassa tuulille alttiissa järvessä sedimentin resuspension aiheuttama ravinnekuormitus voi olla monikertainen ulkoiseen kuorm

Biological invasions are considered as one of the greatest threats to biodiversity, as they may lead to disruption and homogenization of natural communities, and in the worst case, to native species extinctions. The introduction of gene modified organisms (GMOs) to agricultural, fisheries and forestry practices brings them into contact with natural populations. GMOs may appear as new invasive species if they are able to (1) invade into natural habitats or (2) hybridize with their wild relatives. The benefits of GMOs, such as increased yield or decreased use of insecticides or herbicides in cultivation, may thus be reduced due the potential risks they may cause. A careful ecological risk analysis therefore has to precede any responsible GMO introduction. In this thesis I study ecological invasion in relation to GMOs, and what kind of consequences invasion may have in natural populations. A set of theoretical models that combine life-history evolution, population dynamics, and population genetics were developed for the hazard identification part of ecological risks assessment of GMOs. In addition, the potential benefits of GMOs in management of an invasive pest were analyzed. In the first study I showed that a population that is fluctuating due to scramble-type density dependence (due to, e.g., nutrient competition in plants) may be invaded by a population that is relatively more limited by a resource (e.g., light in plants) that is a cause of contest-type density dependence. This result emphasises the higher risk of invasion in unstable environments. The next two studies focused on escape of a growth hormone (GH) transgenic fish into a natural population. The results showed that previous models may have given too pessimistic a view of the so called Trojan gene -effect, where the invading genotype is harmful for the population as a whole. The previously suggested population extinctions did not occur in my studies, since the changes in mating preferences caused by the, Tulokaslajit ovat yksi luonnon monimuotoisuutta pahiten uhkaavista tekijöistä elinympäristöjen tuhoutumisen ohella. Tulokaslajit voivat kilpailla samoista resursseista alueen alkuperäislajien kanssa, joka voi johtaa jopa alkuperäislajin syrjäytymiseen alueelta. Toisaalta tulokkaat voivat myös risteytyä sukulaislajiensa kanssa, jolloin alkuperäislaji voi lopulta sulautua tulokaspopulaatioon, mikäli tulokkaan tai syntyvän risteymän kelpoisuus on parempi kuin alkuperäislajin. Maan- ja vesiviljelyn tuottavuuden tehostamiseksi kehitetyt muuntogeeniset organismit (GMO), kuten tuholaisen kestävät viljelyskasvit tai kasvuhormonilisätyt kalat, voivat kehittyä uusiksi tulokaslajeiksi, mikäli ne pystyvät runsastumaan luonnonympäristöissä tai risteytymään villien sukulaistensa kanssa. Siksi arvioitaessa GMO lajikkeista saatavaa hyötyä verrattuna tavanomaisiin lajikkeisiin, on myös niihin liittyvät riskitekijät otettava huomioon. Väitöskirjassani selvitin, minkälaiset ominaisuudet GMO lajikkeissa voisivat johtaa niiden levittäytymiseen ympäristöön ja minkälaisia vaikutuksia sillä voisi olla alueen alkuperäislajistolle populaatioekologisten ja -geneettisten mallien avulla. Toisaalta tarkastelin olisiko GMO- lajikkeen torjuntateho parempi tuholaislajin leviämistä vastaan, kuin tavanomaiset menetelmät. Tulokset osoittivat, että epävakaan dynamiikan omaava alkuperäispopulaatio on altis dynamiikaltaan vakaan tulokaslajin invaasiolle. Invaasioalttius on siten suurin esim. häirityissä ja ravinnekilpailun rajoittamissa kasvipopulaatioissa. Häiriöitä sietävä ja valorajoitteinen tulokaslaji (tai GMO lajike) voi jopa syrjäyttää tällaisen alkuperäispopulaation kilpailussa. Tarkastellessani kasvuhormonimuunnellun kalan mahdollisuutta levittäytyä luonnonpopulaatioon risteytymisen kautta havaitsin, että GMO lajike voi syrjäyttää alkuperäislajikkeen, jos GMO muotoa suositaan seksuaalivalinnassa. Risteytyminen voi johtaa myös koko populaation koon pienenemiseen, jos GMO:n elinkyky on heikompi ku

The ongoing rapid fragmentation of tropical forests is a major threat to global biodiversity. This is because many of the tropical forests are so-called biodiversity 'hotspots', areas that host exceptional species richness and concentrations of endemic species. Forest fragmentation has negative ecological and genetic consequences for plant survival. Proposed reasons for plant species' loss in forest fragments are, e.g., abiotic edge effects, altered species interactions, increased genetic drift, and inbreeding depression. To be able to conserve plants in forest fragments, the ecological and genetic processes that threaten the species have to be understood. That is possible only after obtaining adequate information on their biology, including taxonomy, life history, reproduction, and spatial and genetic structure of the populations. In this research, I focused on the African violet (genus Saintpaulia), a little-studied conservation flagship from the Eastern Arc Mountains and Coastal Forests hotspot of Tanzania and Kenya. The main objective of the research was to increase understanding of the life history, ecology and population genetics of Saintpaulia that is needed for the design of appropriate conservation measures. A further aim was to provide population-level insights into the difficult taxonomy of Saintpaulia. Ecological field work was conducted in a relatively little fragmented protected forest in the Amani Nature Reserve in the East Usambara Mountains, in northeastern Tanzania, complemented by population genetic laboratory work and ecological experiments in Helsinki, Finland. All components of the research were conducted with Saintpaulia ionantha ssp. grotei, which forms a taxonomically controversial population complex in the study area. My results suggest that Saintpaulia has good reproductive performance in forests with low disturbance levels in the East Usambara Mountains. Another important finding was that seed production depends on sufficient pollinator s, Jotta metsäpirstaleiden uhanalaisia kasvilajeja osattaisiin suojella oikealla tavalla, on tunnettava ekologiset ja geneettiset tekijät, jotka niitä uhkaavat. Tämän väitöstutkimuksen kohteena olivat saintpauliat (suku Saintpaulia), jotka kasvavat kotoperäisinä Eastern Arc-vuorten ja niiden lähellä olevien rannikkometsien monimuotoisuusalueella Tansaniassa ja Keniassa. Tutkimuksen päätarkoituksena oli lisätä tämän vähän tutkitun kasvisuvun ekologian ja populaatioiden genetiikan tuntemusta suojelutoimien suunnittelua varten. Kaikki neljä osatutkimusta kohdistuivat yhteen Saintpaulia ionanthan alalajiin (ssp. grotei), joka muodostaa taksonomisesti kiistanalaisen populaatioiden ryhmän. Kenttätutkimukset suoritin Amanin luonnonpuistossa Itä-Usambara-vuorilla Tansaniassa, jonka lisäksi tutkimukseen kuului geneettisiä laboratoriotöitä sekä ekologisia kokeita Helsingin yliopistossa. Tutkimukseni perusteella näyttää siltä, että saintpauliat lisääntyvät hyvin Itä Usambara-vuorten niissä metsissä, joissa häiriö on ollut vähäistä. Toinen tärkeä havainto oli, että kasvi tarvitsee pölyttäjän käynnin kukassa, jotta se voisi tuottaa siemeniä. Pölyttäjien läsnäolo on siis otettava huomioon uhanalaisten saintpaulia-kasvustojen suojelua suunniteltaessa. Tutkitut populaatiot olivat elinvoimaisia niiden demografisen rakenteen perusteella, sillä taimien ja nuorten kasvien osuus oli suuri. Koska havaitsimme metsän latvuston avoimuuden ja kuivan kasvualustan lisäävän etenkin nuorten kasvien kuolleisuutta, on hyvin perusteltua epäillä, että metsien pirstoutumisen mukanaan tuomat mikroilmaston muutokset uhkaavat saintpaulia-kasvustojen uusiutumista. Metsän ennallistamien on siten tärkeä suojelutoimi kasvupaikoilla, joilla varjostus ei enää ole riittävä. ISSR-markkereiden avulla selvitetty geneettinen muuntelu populaatioiden sisällä oli varsin korkea, minkä vuoksi voi olettaa, että ne kykenevät pitkällä aikavälillä sopeutumaan ympäristön muutoksiin. Geneettiset hoitotoimet eivät siten ole tarp

Eukaryotic cells are characterized by having a subset of internal membrane compartments, each one with a specifi c identity, structure and function. Proteins destined to be targeted to the exterior of the cell need to enter and progress through the secretory pathway. Transport of secretory proteins from the endoplasmic reticulum (ER) to the Golgi takes place by the selective packaging of proteins into COPII-coated vesicles at the ER membrane. Taking advantage of the extensive genetic tools available for S. cerevisiae we found that Hsp150, a yeast secretory glycoprotein, selectively exited the ER in the absence of any of the three Sec24p family members. Sec24p has been thought to be an essential component of the COPII coat and thus indispensable for exocytic membrane traffic. Next we analyzed the ability of Hsp150 to be secreted in mutants, where post-Golgi transport is temperature sensitive. We found that Hsp150 could be selectively secreted under conditions where the exocyst component Sec15p is defective. Analysis of the secretory vesicles revealed that Hsp150 was packaged into a subset of known secretory vesicles as well as in a novel pool of secretory vesicles at the level of the Golgi. Secretion of Hsp150 in the absence of Sec15p function was dependent of Mso1p, a protein capable of interacting with vesicles intended to fuse with the plasma membrane, with the SNARE machinery and with Sec1p. This work demonstrated that Hsp150 is capable of using alternative secretory pathways in ER-to-Golgi and Golgi-to-plasma membrane traffi c. The sorting signals, used at both stages of the secretory pathway, for secretion of Hsp150 were different, revealing the highly dynamic nature and spatial organization of the secretory pathway. Foreign proteins usually misfold in the yeast ER. We used Hsp150 as a carrier to assist folding and transport of heterologous proteins though the secretory pathway to the culture medium in both S. cerevisiae and P. pastoris. Using this technique we, Ei saatavilla

Kidney transplantation (Tx) is the treatment of choice for end stage renal disease. Immunosuppressive medications are given to prevent an immunological rejection of the transplant. However, immunosuppressive drugs increase e.g. the risk of infection, cancer or nephrotoxicity. A major genetic contributors to immunological acceptance of the graft are human leukocyte antigen (HLA) genes. Also other non-HLA gene polymorphisms may predict the future risk of complications before Tx, possibly enabling individualised immunotherapy. Graft function after Tx is monitored using non-specific clinical symptoms and laboratory markers. The definitive diagnosis of graft rejection however relies on a biopsy of the graft. In the acute rejection (AR) diagnostics there is a need for an alternative to biopsy that would be an easily repeatable and simple method for regular use. Frequent surveillance of acute or subclinical rejection (SCR) may improve long-term function. In this thesis, associations between cytokine and thrombosis associated candidate genes and the outcome of kidney Tx were studied. Cytotoxic and co-stimulatory T lymphocyte molecule gene expression biomarkers for the diagnosis of the AR and the SCR were also investigated. We found that polymorphisms in the cytokine genes tumor necrosis factor and interleukin 10 (IL10) of the recipients were associated with AR. In addition, certain IL10 gene polymorphisms of the donors were associated with the incidence of cytomegalovirus infection and occurrence of later infection in a subpopulation of recipients. Further, polymorphisms in genes related to the risk of thrombosis and those of certain cytokines were not associated with the occurrence of thrombosis, infarction, AR or graft survival. In the study of biomarkers for AR, whole blood samples were prospectively collected from adult kidney Tx patients. With real-time quantitative PCR (RT-QPCR) gene expression quantities of CD154 and ICOS differentiated the patients with AR from thos, Terminaalisen munuaissairauden paras hoitomuoto on munuaissiirto. Immuunivastetta heikentävää lääkitystä (immunosuppressiivit) annetaan estämään siirteen immunologinen hyljintä. Toisaalta immunosuppressiivit ovat haitallisia munuaisille ja lisäävät infektioiden ja syövän vaaraa. Tärkeimmät siirteen immunologiseen hyväksyntään vaikuttavat geenit ovat ihmisen valkosoluantigeeneja koodaavat geenit (HLA). Muut HLA:n ulkopuolisten geenien eri muodot voivat ennustaa ennen siirtoa hoidon sivuvaikutuksia ehkä mahdollistaen yksilöllisen immunosuppressiivisen lääkityksen. Siirron jälkeen siirteen toimintaa seurataan yleisluontoisten sairauden oireiden ja laboratoriokokeiden avulla. Siirteen hyljintä määritetään ottamalla neulakoepala siirteestä. Äkillisen hyljinnän määritykseen tarvitaan koepalan oton sijaan helposti toistettava ja yksinkertainen menetelmä säännölliseen seurantaan, mikä voi parantaa siirteen pitkäaikaistoimintaa. Väitöskirjassa tutkittiin sytokiinigeeneistä ja laskimotukokseen liittyvistä geeneistä eri geenimuotoja ja näiden vaikutusta munuaissiirteen ennusteeseen. Hyljinnän määrityksen avuksi tutkittiin myös soluille myrkyllisiä ja soluja ärsyttäviä T-imusolumolekyyligeenien ilmentymisbiomerkkejä. Sytokiinigeenien TNF ja IL10 tietyt muodot siirteen saajissa vaikuttivat hyljintäriskiin pienessä aineistossa. Lisäksi IL10 geenin tietyt muodot siirteen luovuttajissa vaikuttivat sytomegaloviruksen lisääntymiseen tietyissä siirteen saajissa. Toisaalta emme löytäneet laskimotukokselle, infarktille, hyljintään sairastuvuudelle tai siirteen elinikää lyhentäville altistavia sytokiini- tai tukosgeenimuotoja. Hyljinnän biomerkkejä tutkittaessa reaaliaikaisella kvantitatiivisella polymeraasiketjureaktiolla CD154- ja ICOS-geenien ilmentyminen oli erilaista hyljintäpotilaiden ja normaalien potilaiden välillä muttei muiden hyljinnänkaltaisia oireita ilmentäneiden potilaiden ja hyljintäpotilaiden välillä. Tutkittaessa kliinisesti oireettomien mutta koepalan perusteella hylji

Long-term monitoring data collected from wild smolts of Atlantic salmon (Salmo salar) in the Simojoki river, northern Finland, were used in studying the relationships between the smolt size and age, smolt and postsmolt migration, environmental conditions and postsmolt survival. The onset of the smolt run was significantly dependent on the rising water temperature and decreasing discharge of the river in the spring. The mean length of smolts migrating early in the season was commonly higher and the mean age always older than among smolts migrating later. Many of the smolts migrating early in the season and almost all smolts migrating later had started their new growth in spring in the river before their sea entry. Among postsmolts, the time required for emigration from the estuary was dependent on the sea surface temperature (SST) off the river, being significantly shorter in years with warm than cold sea temperatures. After leaving the estuary, the postsmolts migrated southwards along the eastern coast of the northern Gulf of Bothnia, the geographical distribution of the tag recoveries coinciding with the warm thermal zone in spring in the coastal area. After arriving in the southern Gulf of Bothnia in late summer the postsmolts mostly migrated near the western coast, reaching the Baltic Main Basin in late autumn. Until the early 1990s there was only a weak positive association between smolt length and postsmolt survival. However, following a subsequent decrease in the mean smolt size, a significant positive dependence was observed between smolt size and the reported recapture rate of tagged salmon. The differences in recapture rates between smolts tagged during the first and second half of the annual migration season were insignificant, indicating that the seasonal variation in smolt size and age seem to be too small to affect survival. Among the climatic factors examined, the summer SST in the Gulf of Bothnia was most clearly related to the survival of the wild po, Simojoen lohikannan pitkäaikaisseurannassa vaelluspoikasista eli smolteista kerättyä aineistoa käytettiin lohen (Salmo salar) villien smolttien koon ja iän, ympäristöolojen, saaliseläinten runsauden ja smolttien mereentulovuoden aikaisen eli ns. postsmolttivaiheen eloonjäännin välisten suhteiden tutkimiseksi. Smolttivaelluksen ajoittuminen keväällä riippui jokiveden lämpötilan noususta yli 10 ºC:een ja joen virtaaman vähenemisestä. Vaelluskauden alkupuoliskolla smoltit olivat yleensä keskimäärin pitempiä ja aina keskimäärin vanhempia kuin myöhemmin vaeltavat. Monet vaelluskauden alkupuolella vaeltaneet smoltit ja lähes kaikki vaelluskauden loppupuolella vaeltaneet olivat alkaneet kasvunsa keväällä joessa jo ennen mereen tuloaan. Postsmolttien tarvitsema aika jokisuulta poistumiseen riippui pintaveden lämpötilasta meressä; se oli merkitsevästi lyhyempi keväinä, jolloin merivesi oli lämmintä kuin jos se oli kylmää. Jokisuulta lähdettyään postsmoltit vaelsivat etelään Perämeren itärannikkoa pitkin, jolloin merkkipalautusten maantieteellinen jakautuminen vastasi lämpimän veden vyöhykkeen keväistä esiintymistä rannikolla. Saavuttuaan loppukesällä Selkämerelle postsmoltit vaelsivat enimmäkseen länsirannikon läheisyydessä ja saapuivat Itämeren pääaltaalle myöhään syksyllä. 1990-luvun alkupuoliskolle saakka villien smolttien pituuden ja postsmolttien eloonjäännin välillä oli vain heikko positiivinen yhteys. Sen jälkeen kuitenkin smolttikoko pieneni, jolloin havaittiin merkitsevä positiivinen riippuvuus smolttikoon ja lohien merkkipalautusprosentin välillä; suurten smolttien eloonjäänti oli parempi kuin pienten. Merkkipalauksissa ei ollut merkitseviä eroja vuotuisen smolttivaelluksen alku- ja loppupuoliskolla merkittyjen smolttien välillä. Tutkituista ilmastollisista tekijöistä Pohjanlahden pintaveden lämpötilalla kesällä oli selvimmin vaikutusta villien postsmolttien eloonjääntiin. Postsmolttien eloonjäänti oli paras vuosina, jolloin pintaveden lämpötila vaihteli kesäkuussa

Tropospheric ozone (O3) is one of the most common air pollutants in industrialized countries, and an increasing problem in rapidly industrialising and developing countries in Asia, Africa and South America. Elevated concentrations of tropospheric O3 can lead to decrease in photosynthesis rate and therefore affect the normal metabolism, growth and seed production. Acute and high O3 episodes can lead to extensive damage leading to dead tissue in plants. Thus, O3 derived growth defects can lead to reduction in crop yield thereby leading to economical losses. Despite the extensive research on this area, many questions remain open on how these processes are controlled. In this study, the stress-induced signaling routes and the components involved were elucidated in more detail starting from visual damage to changes in gene expression, signaling routes and plant hormone interactions that are involved in O3-induced cell death. In order to elucidate O3-induced responses in Arabidopsis, mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling was studied using different hormonal signaling mutants. MAPKs were activated at the beginning of the O3 exposure. The activity of MAPKs, which were identified as AtMPK3 and AtMPK6, reached the maximum at 1 and 2 hours after the start of the exposure, respectively. The activity decreased back to clean air levels at 8 hours after the start of the exposure. Both AtMPK3 and AtMPK6 were translocated to nucleus at the beginning of the O3 exposure where they most likely affect gene expression. Differences were seen between different hormonal signaling mutants. Functional SA signaling was shown to be needed for the full protein levels and activation of AtMPK3. In addition, AtMPK3 and AtMPK6 activation was not dependent on ethylene signaling. Finally, jasmonic acid was also shown to have an impact on AtMPK3 protein levels and AtMPK3 activity. To further study O3-induced cell death, an earlier isolated O3 sensitive Arabidopsis mutant rcd1 was mapped, cl, Tämän väitöstyön tarkoituksena oli tutkia kasvien signaalinvälitystä solukuoleman eri vaiheissa. Otsoni (O3) on yksi maailman yleisimmistä ilmansaasteista teollistuneissa maissa ja kasvava ongelma myös kehittyvissä maissa. Kohonneet alailmakehän O3-pitoisuudet johtavat yhteyttämiskyvyn alenemiseen ja sitä kautta heikentävät kasvien kasvua ja siementuottoa. Äkilliset, korkeat O3-pitoisuudet puolestaan voivat aiheuttaa laajoja vaurioita, jotka lopulta johtavat solukon kuolemaan ja siten aiheuttavat satotappioita. Vielä ei tiedetä, miten otsonin aiheuttama solukuolema alkaa ja etenee, ja miten näitä prosesseja säädellään. Väitöstutkimukseni tarkoituksena olikin selvittää yksityiskohtaisesti otsonin aiheuttaman stressin signaalireittejä ja solukuoleman muodostumiseen osallistuvia tekijöitä. Väitöskirjassani solukuolema-ilmiötä tutkittiin usealla tasolla lähtien näkyvistä vaurioista aina muutoksiin geenien ilmentymisessä, signalointiverkostoissa sekä kasvihormonien pitoisuuksissa. Väitöstyössä käytettiin materiaalina mallikasvi lituruohoa (Arabidopsis thaliana), jonka koko genomi tunnetaan. Otsonin aiheuttamia vasteita tutkittiin käyttäen lituruohoa ja sen eri mutantteja. MAPK (mitogen-activated protein kinase) signalointia tutkittiin käyttäen hormonisignalointi-mutanteja, joiden kyky siirtää signaalia kasvissa eteenpäin on muuttunut. MAP kinaasit aktivoituivat heti O3 käsittelyn alussa. Tarkempien tutkimusten perusteella havainnoitiin, että AtMPK3 ja AtMPK6 proteiinit siirtyivät tumaan, missä ne ilmeisesti vaikuttivat geenien ilmenemiseen. Eri hormonisignalointi-mutantit erosivat toisistaan vasteiltaan, mikä osoitti että hormonisignalointi on tärkeä osa O3-MAPK -vasteissa. Otsonin aiheuttamaa solukuolemaa tutkittiin myös otsoniherkän lituruohomutantin rcd1: n (radical-induced cell death1) avulla. Ensin rcd1 mutaatio kartoitettiin ja karakterisoitiin tarkasti. RCD1 geenin havaittiin koodaavan tuntematonta proteiinia. Sekvenssianalyysien perusteella geenissä tunnistettiin

The life cycle and genetic diversity of the red alga Furcellaria lumbricalis (Hudson) Lamouroux were investigated in 15 populations in northern Europe. The occurrence of different life cycle phases and seasonality of reproduction were studied in four brackish populations in the northern Baltic Sea. Furthermore, a new method, based on genome screening with ISSR markers combined with a restriction-ligation method, was developed to discover microsatellite markers for population genetic analyses. The mitochondrial DNA cox2-3 spacer sequence and four microsatellite markers were used to examine the genetic diversity and differentiation of red algal populations in northern Europe. In addition, clonality and small-scale genetic structure of one Irish and four Baltic Sea populations were studied with microsatellite markers. It was discovered that at the low salinities of the northern Baltic Sea, only tetrasporophytes and males were present in the populations of F. lumbricalis and that winter was the main season for tetrasporangial production. Furthermore, the population occurring at the lowest salinity (3.6 practical salinity units, psu) did not produce spores. The size of the tetraspores was smaller in the Baltic Sea populations than that in the Irish population, and there were more deformed spores in the Baltic Sea populations than in the Irish populations. Studies with microsatellite markers indicated that clonality is a common phenomenon in the Baltic Sea populations of F. lumbricalis, although the proportion of clonal individuals varied among populations. Some genetic divergence occurred within locations both in Ireland and in the northern Baltic Sea. Even though no carpogonia were detected in the field samples during the study, the microsatellite data indicated that sexual reproduction occurs at least occasionally in the northern Baltic Sea. The genetic diversity of F. lumbricalis was highest in Brittany, France. Since no variation was discovered in the mtDNA cox2-3 sp, Monivuotinen punaleviin kuuluva haarukkalevä (Furcellaria lumbricalis), muodostaa Itämeressä punalevävyöhykkeen kalliorannoilla rakkolevävyöhykkeen alapuolella. Punalevävyöhykkeen esiintymissyvyys vaihtelee erilaisten ympäristötekijöitten vaikutuksesta ja rehevöitymisen seurauksena se voi myös rannalta puuttua. Haarukkalevän merkitys rannan eliöyhteisössä on merkittävä, sillä levät tarjoavat kasvualustan monille rihmalevälajeille ja paikallaan eläville selkärangattomille, mutta myös suojapaikkoja liikkuville selkärangattomille ja kaloille. Atlantin valtameressä haarukkalevää tavataan Pohjois-Espanjasta arktisille alueille. Laji elää Atlantilla useimmiten runsaina kasvustoina vuorovesilammikoissa, mutta se voi kasvaa myös rannan syvemmissä osissa. Tutkin väitöskirjatyössäni haarukkalevän elinkiertoekologiaa ja geneettistä monimuotoisuutta Pohjois-Euroopassa. Punalevien elinkierto on monimutkainen, koostuen sekä haploidista että kahdesta diploidista elinkierron vaiheesta, sekä kolmesta erilaisesta itiötyypistä. Aikaisemmin on ajateltu, että Itämeren alhainen suolapitoisuus vaikuttaa punaleviin siten, että suvullinen lisääntyminen estyy ja punalevät lisääntyvät vain paloittumalla. Tutkin eri elinkierron vaiheiden esiintymistä ja lisääntymisen ajoittumista keräämällä näytteitä Suomen rannikolla esiintyvistä haarukkaleväpopulaatioista, minkä lisäksi mittasin myös itiöiden kokoa ja muotoa sekä Itämeressä että Atlantin valtameressä. Tutkimuksessa ilmeni, että populaatioista löytyi vain koiraita ja tetrasporofyyttisiä yksilöitä, naaraita ei tavattu lainkaan. Alhaisessa suolapitoisuudessa (3.6 psu, practical salinity units) itiöitä ei tavattu lainkaan. Tetrasporofyytit tuottivat itiöitä pääosin talviaikaan. Valtameripopulaatioiden ja Itämeressä elävien populaatioiden välillä oli huomattavaa eroa itiöiden koossa, Itämeressä tuotetut itiöt (tetraspoorit) olivat pienempiä. Tämän lisäksi Itämeressä tuotetut haarukkalevän itiöt olivat myös useammin epämuodostuneita kuin valtameri

The matrix of blood is a liquid plasma that transports molecules and blood cells within vessels lined by endothelial cells. High-mobility group B1 (HMGB1) is a protein expressed in blood cells. Under normal circumstances, HMGB1 is virtually absent from plasma, but during inflammation or trauma its level in plasma is increased. In resting and quiescent cells, HMGB1 is usually localized in the intracellular compartment, with the exception of motile cells that express HMGB1 on their outer surface to mediate cell migration. During cell transformation or immune cell activation HMGB1 can be actively secreted outside of the cell. Further, when a cell is damaged, HMGB1 can passively leak into extracellular environment. Extracellular HMGB1 can then participate in regulation of the immune response and under some conditions it can mediate lethality in systemic inflammatory response. The aim of this study was to evaluate the expression and functions of HMGB1 in cells of the vascular system and to investigate the prognostic value of circulating HMGB1 in severe sepsis and septic shock. HMGB1 was detected in platelets, leukocytes, and endothelial cells. HMGB1 was released from platelets and leukocytes, and it was found to mediate their adhesive and migratory functions. During severe infections the plasma levels of HMGB1 were elevated; however, no direct correlation with lethality was found. Further, the analysis of proinflammatory mechanisms suggested that HMGB1 forms complexes with other molecules to activate the immune system. In conclusion, HMGB1 is expressed in the cells of the vascular system, and it participates in inflammatory mechanisms by activating platelets and leukocytes and by mediating monocyte migration., Veren plasma ja verisolut kiertävät verenkierrossa endoteelisolujen peittämää verisuonistoa myöten. HMGB1 on valkuaisaine, jota veri- ja endoteelisolut ilmentävät. Aktivoimattomissa soluissa HMGB1 esiintyy yleensä solun sisällä, poikkeuksena aktiivisesti liikkuvat solut, jotka käyttävät solun ulkoista HMGB1-proteiinia liikkumiseen. Solun vaurioituessa tai valkosolun aktivoituessa ne vapauttavat HMGB1-valkuaisainetta ulos soluista, joten tulehduksen tai kudosvaurion yhteydessä plasman HMGB1-taso kohoaa. Solun ulkoinen HMGB1 säätelee elimistön puolustusmekanismeja, mutta voi joissakin olosuhteissa esim. verenmyrkytyksessä olla myös haitallinen. Väitöskirjatutkimukseni tarkoituksena on ollut selvittää HMGB1:n ilmentymistä ja sen välittämiä toimintoja verenkiertoelimistön soluissa. Lisäksi tarkoituksena on ollut tutkia plasman HMGB1-tasojen määrityksen käyttökelpoisuutta vakaviin infektioihin sairastuneiden potilaiden ennusteen laatimisessa. Työ tehtiin yhteistyössä ruotsalaisten ja yhdysvaltalaisten tutkimusryhmien kanssa. Työssä kehitettiin uusi HMGB1:n analyysimenetelmä. Lisäksi HMGB1:n eritysmekanismia ja tulehdusta välittävää mekanismia pystyttiin selvittämään, ja HMGB1:n tärkeä merkitys tulehdukseen liittyvässä veren valkosolujen kulkeutumisessa endoteelin läpi kudokseen kyettiin osoittamaan. Väitöskirjatyön tulokset tuovat lisätietoa HMGB1-valkuaisaineen merkityksestä tulehdustaudeissa ja auttavat kliinisten HMGB1- analyysimenetelmien kehitystyötä.

The eukaryotic cell nucleoplasm is separated from the cytoplasm by the nuclear envelope. This compartmentation of eukaryotic cells requires that all nuclear proteins must be transported from the cytoplasm into the nucleus. Transport of macromolecules between the nucleus and the cytoplasm occurs through nuclear pore complexes (NPCs). Proteins to be targeted into the nucleus by the classical nuclear import system contain nuclear localization signals (NLSs), which are recognized by importin alpha, the NLS receptor. Importin alpha binds to importin beta, which docks the importin-cargo complex on the cytoplasmic side of the NPC and mediates the movement of the complex into the nucleus. Presently six human importin alpha isoforms have been identified. Transcription factors are among the most important regulators of gene expression in eukaryotic organisms. Transcription factors bind to specific DNA sequences on target genes and modulate the activity of the target gene. Many transcription factors, including signal transducers and activators of transcription (STAT) and nuclear factor kB (NF-kB), reside in the cytoplasm in an inactive form, and upon activation they are rapidly transported into the nucleus. In the nucleus STATs and NF-kB regulate the activity of genes whose products are critical in controlling numerous cellular and organismal processes, such as inflammatory and immune responses, cell growth, differentiation and survival. The aim of this study was to investigate the nuclear import mechanisms of STAT and NF-kB transcription factors. This work shows that STAT1 homodimers and STAT1/STAT2 heterodimers bind specifically and directly to importin alpha5 molecule via unconventional dimer-specific NLSs. Importin alpha molecules have two regions, which have been shown to directly interact with the amino acids in the NLS of the cargo molecule. The Arm repeats 2-4 comprise the N-terminal NLS binding site and Arm repeats 7-8 the C-terminal NLS binding site. In this work it, Tumakalvo erottaa eukaryoottisolun nukleoplasman sytoplasmasta. Tämän vuoksi kaikki sytoplasmassa tuotetut tumaproteiinit kuljetetaan tumakalvolla sijaitsevien tumahuokosten kautta sytoplasmasta tumaan. Tumalokalisaatiosignaalit (nuclear localization signals; NLSs) välittävät tumaan kuljetettavien proteiinien tunnistusta. NLS-signaalin tunnistaa alfa-importiini, NLS-reseptori, joka puolestaan sitoutuu beta-importiiniin. Beta-importiini on kuljetusproteiini, joka välittää tumaan kuljetettavan proteiinin ja alfa-importiinin muodostaman kompleksin sitoutumisen tumahuokoseen ja siirtymisen tumaan. Ihmisellä alfa-importiini-molekyylejä on tunnistettu kuusi erilaista alatyyppiä. Transkriptiotekijät ovat tärkeimpiä geenien ilmentymiseen vaikuttavia molekyylejä. Transkriptiotekijät sitoutuvat tarkoin määrättyihin säätelyjaksoihin DNA-molekyylissä ja vaikuttavat geenien ilmentymiseen. Useat transkriptiotekijät, kuten sytokiinien indusoimat signal transducers and activators of transcription (STAT) ja nuclear factor kB (NF-kB), esiintyvät sytoplasmassa inaktiivisina ja aktivoiduttuaan kulkeutuvat nopeasti tumaan saaden aikaan muutoksia geenien ilmentymisessä. STAT- ja NF-kB-transkriptiotekijät ovat hyvin tärkeitä geenien toiminnan säätelijöitä mm. elimistön puolustusjärjestelmässä viruksia ja mikrobeja vastaan, solujen kehittymisessä ja erilaistumisessa sekä solukuoleman säätelyssä. Tässä työssä selvitimme STAT- ja NF-kB-transkriptiotekijöiden tumakuljetusta. Osoitimme STAT1-homodimeerien ja STAT1/STAT2-heterodimeerien sitoutuvan suoraan alfa5-importiiniin epätavallisten, rakenteellisten NLS-signaalien välityksellä. Alfa-importiinissa on kaksi aluetta, joiden on aiemmin osoitettu suoraan sitoutuvan tumaan kuljetettavien proteiinien NLS-signaalien aminohappoihin. Nämä alueet koostuvat alfa-importiinin N-terminaalisista Arm 2-4 -toistojaksoista, sekä C-terminaalisista Arm 7-8 -toistojaksoista. Selvitimme STAT1-homodimeerien ja STAT1/STAT2-heterodimeerien sitoutuvan alfa5-importi

Multipotent stem cells can self-renew and give rise to multiple cell types. One type of mammalian multipotent stem cells are neural stem cells (NSC)s, which can generate neurons, astrocytes and oligodendrocytes. NSCs are likely involved in learning and memory, but their exact role in cognitive function in the developing and adult brain is unclear. We have studied properties of NSCs in fragile X syndrome (FXS), which is the most common form of inherited mental retardation. FXS is caused by the lack of functional fragile X mental retardation protein (FMRP). FMRP is involved in the regulation of postsynaptic protein synthesis in a group I metabotropic glutamate receptor 5 (mGluR5)-dependent manner. In the absence of functional FMRP, the formation of functional synapses is impaired in the forebrain which results in alterations in synaptic plasticity. In our studies, we found that FMRP-deficient NSCs generated more neurons and less glia than control NSCs. The newborn neurons derived from FMRP-deficient NSCs showed an abnormally immature morphology. Furthermore, FMRP-deficient NSCs exhibited aberrant oscillatory Ca2+ responses to glutamate, which were specifically abolished by an antagonist of the mGluR5 receptor. The data suggested alterations in glutamatergic differentiation of FMRP-deficient NSCs and were further supported by an accumulation of cells committed to glutamatergic lineage in the subventricular zone of the embryonic Fmr1-knockout (Fmr1-KO) neocortex. Postnatally, the aberrant cells likely contributed to abnormal formation of the neocortex. The findings suggested a defect in the differentiation of distinct glutamatergic mGluR5 responsive cells in the absence of functional FMRP. Furthermore, we found that in the early postnatal Fmr1-KO mouse brain, the expression of mRNA for regulator of G-protein signalling-4 (RGS4) was decreased which was in line with disturbed G-protein signalling in NSCs lacking FMRP. Brain derived neurotrophic factor (BDNF) promotes neur, Olemme tutkineet hermoston kantasolujen erilaistumista hermoston soluiksi fragiili X-oireyhtymässä. Hermoston kantasolut ovat multipotentteja soluja, jotka voivat erilaistua erityyppisiksi hermoston soluiksi: hermosoluiksi sekä hermoston tukisoluiksi eli astrosyyteiksi ja oligodendrosyytteiksi. Fragiili X-oireyhtymä on yleisin perinnöllinen älyllisen kehitysvammaisuuden syy. Oireyhtymän aiheuttaa fragile X mental retardation 1-geenin mutaatio, joka suurimmassa osassa tapauksia johtaa FMR1-proteiinin (FMRP) puutokseen. FMRP osallistuu proteiinisynteesin säätelyyn hermosoluissa. Kun FMRP:n määrä on vähäinen, on toimivien synapsien muodostuminen aivoissa häiriintynyt. Tutkimuksissamme totesimme, että FMRP:n puuttuessa hermoston kantasolujen erilaistuminen poikkesi normaalista siten, että syntyi enemmän morfologialtansa poikkeavia hermosoluja ja vähemmän astrosyyttejä. Lisäksi totesimme erilaistuvissa hermoston kantasoluissa poikkeavia solunsisäisiä Ca2+-oskillaatioita, jotka pääasiassa välittyivät metabotrooppisten glutamaattireseptorien kautta. Havaitsimme myös, että Fmr1-poistogeenisen hiiren alkion aivojen sivukammioiden seinämien reuna-alueille on kertynyt epänormaali solupopulaatio. Nämä solut osoittautuivat glutamaattia hermovälittäjäaineenaan käyttävien hermosolujen epäkypsiksi muodoiksi. Lisäksi totesimme, että viiden päivän ikäisten Fmr1-poistogeenisten hiirten isoaivokuorella on hermosolujen jakautumisessa määrällisiä muutoksia villityypin hiiriin verrattuna. Nämä tulokset viittaavat glutamaattia hermovälittäjäaineenaan käyttävien hermosolujen erilaistumisen häiriöön FMRP:n ilmentymisen ollessa puutteellista. Totesimme myös, että muutaman päivän ikäisten Fmr1-poistogeenisten hiirten etuaivoissa regulator of G-protein signaling-4 -geenin (RGS4) lähetti-RNA:n ilmentyminen on vähentynyt, mikä voi liittyä havaitsemaamme G-proteiinisignaloinnin häiriöön FMRP:a puutteellisesti ilmentävissä hermoston kantasoluissa. Aivoperäinen neurotrofinen tekijä (BDNF) säätelee h

Three different Norway spruce cutting clones growing in three environments with different soil and climatic conditions were studied. The purpose was to follow variation in the radial growth rate, wood properties and lignin content and to modify wood lignin with a natural monolignol, coniferyl alcohol, by making use of inherent wood peroxidases. In addition, the incorporation of chlorinated anilines into lignin was studied with synthetic model compounds and synthetic lignin preparations to show whether unnatural compounds originating from pesticides could be bound in the lignin polymer. The lignin content of heartwood, sapwood and earlywood was determined by applying Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and a principal component regression (PCR) technique. Wood blocks were treated with coniferyl alcohol by using a vacuum impregnation method. The effect of impregnation was assessed by FTIR and by a fungal decay test. Trees from a fertile site showed the highest growth rate and sapwood lignin content and the lowest latewood proportion, weight density and modulus of rupture (MOR). Trees from a medium fertile site had the lowest growth rate and the highest latewood proportion, weight density, modulus of elasticity (MOE) and MOR. The most rapidly growing clone showed the lowest latewood proportion, weight density, MOE and MOR. The slowest growing clone had the lowest sapwood lignin content and the highest latewood proportion, weight density, MOE and MOR. Differences between the sites and clones were small, while fairly large variation was found between the individual trees and growing seasons. The cutting clones maintained clone-dependent wood properties in the different growing sites although variation between trees was high and climatic factors affected growth. The coniferyl alcohol impregnation increased the content of different lignin-type phenolic compounds in the wood as well as wood decay resistance against a white-rot fungus, Coriolus versicolor. During, Työssä tutkittiin kolmea erilaista kuusipistokaskloonia, jotka kasvavat kolmella maaperä- ja ilmasto-olosuhteiltaan erilaisella kasvupaikalla. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää sädekasvunopeuden, puun ominaisuuksien ja ligniinipitoisuuden vaihtelua sekä modifioida ligniiniä luonnollisella monomeerilla, koniferyylialkoholilla, käyttäen hyväksi puussa olevia peroksidaasientsyymejä. Työssä tutkittiin myös torjunta-aineiden hajoamistuotteiden, kloorattujen aniliinien, sitoutumista ligniinipolymeeriin synteettisten malliaineiden ja synteettisen ligniinin avulla. Sydän-, pinta- ja kevätpuun ligniinipitoisuus määritettiin infrapunaspektroskopian (FTIR) ja pääkomponenttiregression (PCR) avulla. Puunäytteet käsiteltiin koniferyylialkoholilla alipainekyllästysmenetelmää käyttäen. Käsittelyn vaikutus arvioitiin FTIR:llä ja puun kestävyys testattiin lahotuskokeen avulla. Viljavalla kasvupaikalla kuusen kasvunopeus ja pintapuun ligniinipitoisuus olivat suurimmat mutta kesäpuuosuus, tiheys ja murtolujuus pienimmät. Kasvunopeus oli pienin karulla kasvupaikalla, kun taas kesäpuuosuus ja tiheys olivat suurimmat ja lujuusominaisuudet parhaimmat. Nopeimmin kasvaneen kloonin kesäpuuosuus ja tiheys olivat pienimmät ja lujuusominaisuudet heikoimmat. Hitaimmin kasvaneen kloonin pintapuun ligniinipitoisuus oli pienin, kesäpuuosuus ja tiheys suurimmat ja lujuusominaisuudet parhaimmat. Kasvupaikkojen ja kloonien väliset erot olivat pieniä, kun taas yksittäisten puiden ja kasvukausien välinen vaihtelu oli melko suurta. Koniferyylialkoholi-käsittely lisäsi puun ligniinin kaltaisten fenolisten yhdisteiden pitoisuutta ja kestävyyttä valkolahottajasientä (Coriolus versicolor) vastaan. 3,4-dikloorianiliini sitoutui synteettisen ligniinin β-O-4 rakenteisiin bentsyyliamiinisidoksella. Havainnot osoittivat, että pistokaskloonien ominaisuudet säilyivät eri kasvupaikoilla, vaikka puiden välinen vaihtelu oli suurta ja ilmastotekijät vaikuttivat kasvuun. Luonnollista monomeeria, koniferyylialkoholi

RAPADILINO syndrome is an autosomally resessively inherited condition that belongs to a group of rare syndromes more common in Finland than in other parts of the world. RAPADILINO is characterized by pre- and postnatal growth retardation, radial ray defects, diarrhoea of unknown aetiology during chilhood, a facial resemblance with other patients and normal intelligence. In Finland, 15 patients with this condition have been found which compares with only five patients in other parts of the world. We found RECQL4 gene mutations in RAPADILINO patients and proved this syndrome to be allelic with a subgroup of Rothmund-Thomson syndrome (RTS). Later we found RECQL4 mutations in patients with Baller-Gerold syndrome (BGS). These three syndromes share clinical findings and differential diagnostics rely on poikiloderma and craniosynostosis not seen in RAPADILINO syndrome. We found five different mutations in the Finnish RAPADILINO patients. The g.2545delT mutation is the founder mutation in the Finnish population as all the patients are either homozygotes or compound heterozygotes for it. This mutation leads to the inframe skipping of exon seven from mRNA. The protein encoded by this mutant mRNA lacks the nuclear retention signal and thus leads to the mislocalization of the mutant protein. The genotype-phenotype correlation is not straightforward but it seems that RAPADILINO could be due to alteration in protein function and truncating mutations in both alleles are more common among RTS patients. RTS patients with RECQL4 mutations have an elevated risk for osteosarcoma, but their risk to develop other types of malignancies is not increased.Two Finnish RAPADILINO patients have been diagnosed with osteosarcoma, but in addition to this we have found an excess of lymphoma cases among the Finnish RAPADILINO patients. This difference between cancer types could be due to different mutations found in these syndromes. The mutation screening of the patients will help to differentiate p, RAPADILINO-oireyhtymä on harvinainen suomalaiseen tautiperintöön kuuluva autosomaalisesti peittyvästi periytyvä oireyhtymä, joka on Suomessa löydetty 15 henkilöltä ja muualla maailmassa viideltä henkilöltä. Useimmiten potilailla on jo ennen syntymää alkanut kasvuhäiriö, joka jatkuu syntymän jälkeen ja johtaa pienikasvuisuuteen. Lisäksi heillä on luuston kehityshäiriöitä, kuten puuttuvat tai alikehittyneet peukalot, värttinäluut sekä polvilumpiot. Potilaat kärsivät lapsuudessaan selittämättömästä syystä johtuvasta ripulista, joka yleensä paranee itsestään lasten kasvaessa. Potilaat muistuttavat kasvonpiirteiltään toisiaan ja oireyhtymään ei liity henkistä jälkeenjääneisyyttä. RAPADILINO-oireyhtymän taustalta löytyivät mutaatiot RECQL4-geenissä. Kuten muissakin suomalaisen tautiperinnön taudeissa, RAPADILINO-oireyhtymän taustalla on yksi yhteinen perustajamutaatio. Lisäksi Suomesta on tunnistettu neljä muuta harvinaisempaa mutaatiota. Mutaatiot RECQL4-geenissä voivat aiheuttaa myös Rothmund-Thomson (RTS) sekä Baller-Gerold (BGS) oireyhtymät. Nämä oireyhtymät ovat oireistoltaan osittain samanlaisia RAPADILINO-oireyhtymän kanssa, mutta erottavina piirteinä ovat poikilodermaksi kutsuttu ihottuma sekä kraniosynostasia eli kallonluiden liian aikainen sulkeutuminen, joita ei ole tavattu RAPADILINO-potilailla. Aiemmin osteosarkoomien eli luusyöpien ajateltiin olevan RTS-potilailla tietyn tyyppisiin mutaatioihin liittyvä piirre, mutta tutkimuksissamme olemme huomanneet kohonneen syöpäriskin liittyvän muihinkin RECQL4-geenin mutaatiosta aiheutuviin oireyhtymiin. Lisäksi havaitsimme suomalaisilla RAPADILINO-potilailla kohonneen riskin sairastua lymfoomaan, mitä ei muilla näihin oireyhtymiin kuuluvilla potilailla ole havaittu. Geenitestin avulla voidaan tunnistaa ne potilaat joiden oireyhtymä johtuu RECQL4-geenin mutaatioista. Koska näihin oireyhtymiin liittyy kohonnut syöpäalttius, täytyy potilaiden terveydentilaa seurata mahdollisten kasvainten havaitsemiseksi, sillä aikainen

Increasing concern about global climate warming has accelerated research into renewable energy sources that could replace fossil petroleum-based fuels and materials. Bioethanol production from cellulosic biomass by fermentation with baker s yeast Saccharomyces cerevisiae is one of the most studied areas in this field. The focus has been on metabolic engineering of S. cerevisiae for utilisation of the pentose sugars, in particular D-xylose that is abundant in the hemicellulose fraction of biomass. Introduction of a heterologous xylose-utilisation pathway into S. cerevisiae enables xylose fermentation, but ethanol yield and productivity do not reach the theoretical level. In the present study, transcription, proteome and metabolic flux analyses of recombinant xylose-utilising S. cerevisiae expressing the genes encoding xylose reductase (XR) and xylitol dehydrogenase (XDH) from Pichia stipitis and the endogenous xylulokinase were carried out to characterise the global cellular responses to metabolism of xylose. The aim of these studies was to find novel ways to engineer cells for improved xylose fermentation. The analyses were carried out from cells grown on xylose and glucose both in batch and chemostat cultures. A particularly interesting observation was that several proteins had post-translationally modified forms with different abundance in cells grown on xylose and glucose. Hexokinase 2, glucokinase and both enolase isoenzymes 1 and 2 were phosphorylated differently on the two different carbon sources studied. This suggests that phosphorylation of glycolytic enzymes may be a yet poorly understood means to modulate their activity or function. The results also showed that metabolism of xylose affected the gene expression and abundance of proteins in pathways leading to acetyl-CoA synthesis and altered the metabolic fluxes in these pathways. Additionally, the analyses showed increased expression and abundance of several other genes and proteins involved in cellular r, Ilmaston lämpeneminen ja fossiilisten polttoaineiden rajallisuus on lisännyt kiinnostusta uusiutuvista raaka-aineista valmistettaviin polttoaineisiin ja tuotteisiin. Polttoaine-etanoli, joka on tuotettu fermentoimalla kasviperäistä selluloosaa ja hemiselluloosaa sisältävää kasvimateriaalia, on paljon tutkittu vaihtoehto fossiilisille polttoaineille. Kaikkien kasvimateriaalissa olevien sokereiden hyödyntäminen on tärkeää etanolin tuotannon taloudelliselle kannattavuudelle. Laajalti etanolin tuottoon käytettävä leivinhiiva S. cerevisiae fermentoi kuitenkin tehokkaasti vain glukoosia ja heksoosisokereita eikä kykene käyttämään hemiselluloosassa suhteellisen runsaana esiintyvää viisihiilistä pentoosisokeria ksyloosia. Ksyloosin käytön mahdollistavat entsyymit ksyloosireduktaasi ja ksylitolidehydrogenaasi, joita ilmentävät geenit on siirretty leivinhiivaan Pichia stipitis -hiivasta. Ksyloosia käyttävät muuntogeeniset leivinhiivakannat tuottavat ksyloosista etanolia, mutta etanolin saanto ja tuottonopeus eivät vielä yllä toivotulle tasolle. Tässä työssä on etsitty uusia keinoja parantaa leivinhiivan ksyloosin fermentointikykyä vertaamalla ksyloosia käyttävän leivinhiivan ksyloosiaineenvaihduntaa glukoosiaineenvaihduntaan DNA-sirujen, proteomiikan ja aineenvaihduntavuoiden mallintamisen avulla. Tulokset osoittavat, että ksyloosi ei kykene glukoosin tavoin vaimentamaan leivinhiivassa sitruunahappokierron, glyoksylaattisyklin ja glukoneogeneesin proteiineja ilmentäviä geenejä eikä useita muita geenejä, jotka liittyvät muiden hiilen lähteiden kuin sokereiden käyttöön. Ksyloosin käyttö muutti myös asetyyli-CoA:n valmistukseen liittyvien geenien ilmentymistä sekä asetyyli-CoA:n aineenvaihduntareitillä olevien proteiinien määriä. Lisäksi ksyloosin käyttö aktivoi geenejä, joiden ilmentyminen on aiemmin liitetty hiilen lähteen ja ravinteiden loppumiseen. Mielenkiintoinen havainto oli, että glykolyysiin osallistuvat entsyymit heksokinaasi, glukokinaasi ja enolaasi fosforyloituivat

Metanogeenit ovat hapettomissa oloissa eläviä arkkien pääryhmään kuuluvia mikrobeja, joiden ainutlaatuisen aineenvaihdunnan seurauksena syntyy metaania. Ilmakehässä metaani on voimakas kasvihuonekaasu. Yksi suurimmista luonnon metaanilähteistä ovat kosteikot. Pohjoisten soiden metaanipäästöt vaihtelevat voimakkaasti eri soiden välillä ja yhden suon sisälläkin, riippuen muun muassa vuodenajasta, suotyypistä ja kasvillisuudesta. Väitöskirjatyössä tutkittiin metaanipäästöjen vaihtelun mikrobiologista taustaa. Tutkimuksessa selvitettiin suotyypin, vuodenajan, tuhkalannoituksen ja turvesyvyyden vaikutusta metanogeeniyhteisöihin sekä metaanintuottoon kolmella suomalaisella suolla. Lisäksi tutkittiin ei-metanogeenisia arkkeja ja bakteereita, koska ne muodostavat metaanin tuoton lähtöaineet osana hapetonta hajotusta. Mikrobiyhteisöt analysoitiin DNA- ja RNA-lähtöisillä, polymeraasiketjureaktioon (PCR) perustuvilla menetelmillä. Merkkigeeneinä käytettiin metaanin tuottoon liittyvää mcrA-geeniä sekä arkkien ja bakteerien ribosomaalista 16S RNA-geeniä. Metanogeeniyhteisöt ja metaanintuotto erosivat huomattavasti happaman ja vähäravinteisen rahkasuon sekä ravinteikkaampien sarasoiden välillä. Rahkasuolta löytyi lähes yksinomaan Methanomicrobiales-lahkon metanogeeneja, jotka tuottavat metaania vedystä ja hiilidioksidista. Sarasoiden metanogeeniyhteisöt olivat monimuotoisempia, ja niillä esiintyi myös asetaattia käyttäviä metanogeeneja. Vuodenaika vaikutti merkittävästi metaanintuottoon. Talvella havaittiin odottamattoman suuri metaanintuottopotentiaali sekä viitteitä aktiivisista metanogeeneista. Arkkiyhteisön koostumus sen sijaan vaihteli vain vähän. Tuhkalannoitus, jonka tarkoituksena on edistää puiden kasvua ojitetuilla soilla, ei merkittävästi vaikuttanut metaanintuottoon tai -tuottajiin. Ojitetun suon yhteisöt kuitenkin muuttuivat turvesyvyyden mukaan. Vertailtaessa erilaisia PCR-menetelmiä todettiin, että kolmella mcrA-geeniin kohdistuvalla alukeparilla havaittiin pääosin, Methanogens are anaerobic Archaea with unique energy metabolism resulting in production of methane (CH4). In the atmosphere methane is an effective greenhouse gas. The largest natural sources of atmospheric methane are wetlands, including peat-forming mires. Methane emissions vary greatly between and within mires, depending on season and hydrological and botanical characteristics. The aim of this work was to elucidate the microbiology underlying the variation. Methanogens and potential methane production were assessed along spatial and temporal gradients of ecohydrology, season, ash fertilization, and peat depth in three Finnish boreal mires. Non-methanogenic Archaea and Bacteria were additionally addressed as potential substrate producers and competitors to methanogens. Characterization of microbial communities targeted the mcrA gene, essential in methane production, and archaeal or bacterial 16S ribosomal RNA gene. The communities were differentiated by analysis of clone libraries, denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), and terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) fingerprinting. Methanogen communities and methane production changed markedly along an ecohydrological gradient from fen to bog, with changing vegetation and pH. The most acidic Sphagnum bog showed mainly Methanomicrobiales-associated, hydrogenotrophic Fen cluster methanogens, whereas the oligotrophic and mesotrophic fens with higher pH and sedge coverage had more diverse communities including acetoclastic methanogens. Season had a minor effect on the archaeal community in an acidic oligotrophic fen, but the temporal variation of methane production potential was substantial. Winter potential was unexpectedly high, and active methanogens were detected in winter peat. Ash fertilization, a forestry practice for promoting tree growth, had no substantial effects on methane production or methanogen communities in a drained bog, but the communities changed with peat depth. Comparison

Cortinarius is the largest genus of Agaricales with a worldwide distribution. So far, over 4000 Cortinarius names and combinations have been published. Cortinarius spp. form ectomycorrhizae with different trees and shrubs. A majority of the Cortinarius species have narrow ecological preferences and many form ectomycorrhiza with only one or few host species. The subgenus Telamonia sensu lato (s. lat.), comprising the greatest number of species, is the most poorly known of the subgenera of Cortinarius. The centre of diversity is in the northern hemisphere, although some species of the group are also recognized in the southern hemisphere. The aim of this thesis was to study the taxonomy of Cortinarius subgenus Telamonia p.p. species based on morphological and molecular data, as well as to study the ecology and distribution of the species in North Europe. The taxonomical problems encountered and the difficulty in finding and studying all the relevant names and types slowed down the study. The diversity of the subgenus Telamonia s. lat. in North Europe (excluding sect. Hydrocybe, Icrustati and Anomali) was found to be far greater than previously thought. Even many of the common species have not yet been described. So far, ca. 200 species have been recognised from the Nordic countries, but the sampling in most groups does not cover the whole diversity and especially the southern deciduous forest species are underrepresented in our study. In most cases phylogenetic (only based on ITS data) and morphological species recognition were in concordance, but in a few cases morphologically delimited species had almost identical ITS sequences, raising the question as to whether ITS is always variable enough for species recognition. The opposite situation, in which a morphologically uniform species included two phylogenetically distinct lineages, however, was also encountered, suggesting the possibility of cryptic species in Cortinarius. In our studies no taxa below species level we, Seitikit ovat helttasienten suurin suku. Ne ovat ektomykorritsasieniä ja niillä on huomattava merkitys metsäpuiden ravinnetaloudelle. Monet seitikit ovat herkkiä ympäristönmuutosten ilmentäjiä ja niitä on käytetty arvokkaiden luontokohteiden indikaattorilajeina mm. Ruotsissa ja Tanskassa. Huopaseitikit on seitikkien alasuvuista kaikkein suurin ja huonoimmin tunnettu. Sen levinneisyyden pääpaino on pohjoisella pallonpuoliskolla. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää huopaseitikkien taksonomiaa, ekologiaa ja levinneisyyttä Pohjois-Euroopassa. Huopaseitikkejä kasvaa Pohjois-Euroopassa paljon enemmän kuin aiemmin oletettiin. Tähän mennessä olemme tunnistaneet jo yli 200 lajia, mutta kaikkia lajiryhmiä ei ole tutkittu yhtä tarkasti ja etenkin eteläisempien lehtimetsien lajit olivat tutkimuksessamme aliedustettuina. Lajit on rajattu morfogeneettisen lajikonseptin perusteella eli ne voidaan tunnistaa myös morfologisesti. Osa lajeista sisältää kuitenkin geneettisesti eriytyneitä yksiköitä, jotka saattavat olla kryptisiä lajeja. Kryptisiä lajeja on löydetty myös muista sienisuvuista ja voikin olla, että huopaseitikkien todellinen lajimäärä on arvioimaamme vieläkin suurempi. Uudet molekyylisystemaattiset tutkimusmenetelmät ovat haastaneet myös käsityksemme seitikkien suvun sisäisestä luokittelusta. Osa aiemmin käytetyistä huopaseitikkien sisäisistä ryhmittelyistä osoittautui tutkimuksissamme epäluonnollisiksi. Tutkimuksen tuottama aineisto lisää olennaisesti tietämystä pohjoismaiden seitikkilajistosta sekä sen levinneisyydestä ja ekologiasta. Pohjois-Euroopasta löytyy vielä runsaasti meillä ennestään tuntemattomia ja myös kokonaan tieteelle uusia seitikkilajeja. Monet aiemmin tuntemattomista lajeista ovat hyvin yleisiä ja osa on myös melko helposti maastossa tunnistettavia. Tutkimuksemme ovat keskittyneet Pohjois-Eurooppaan, mutta löysimme myös joitakin yhtäläisyyksiä Pohjois-Amerikan lajiston kanssa. Vielä on kuitenkin liian aikaista arvioida seitikkien monimuotoisuu

Currently, there are nine known human herpesviruses and these viruses appear to have been a very common companion of humans throughout the millenia. Of human herpesviruses, herpes simplex viruses 1 and 2 (HSV-1, HSV-2), causative agents of herpes labialis and genital herpes, and varicella-zoster virus (VZV), causative agent of chicken pox, are also common causes of central nervous system (CNS) infections. In addition, human cytomegalovirus (CMV), Epstein-Barr virus (EBV) and human herpesviruses 6A, 6B, and 7 (HHV-6A, HHV-6B, HHV-7), all members of the herpesvirus family, can also be associated with encephalitis and meningitis. Accurate diagnostics and fast treatment are essential for patient recovery in CNS infections and therefore sensitive and effective diagnostic methods are needed. The aim of this thesis was to develop new potential detection methods for diagnosing of human herpesvirus infections, especially in immunocompetent patients, using the microarray technique. Therefore, methods based on microarrays were developed for simultaneous detection of HSV-1, HSV-2, VZV, CMV, EBV, HHV-6A, HHV-6B, and HHV-7 nucleic acids, and for HSV-1, HSV-2, VZV, and CMV antibodies from various clinical samples. The microarray methods developed showed potential for efficiently and accurately detecting human herpesvirus DNAs, especially in CNS infections, and for simultaneous detection of DNAs or antibodies for multiple different human herpesviruses from clinical samples. In fact, the microarray method revealed several previously unrecognized co-infections. The microarray methods developed were sensitive and provided rapid detection of human herpesvirus DNA, and therefore the method could be applied to routine diagnostics. The microarrays might also be considered as an economical tool for diagnosing human herpesvirus infections., Herpesvirukset ovat kulkeneet ihmisen kumppaneina vuosituhat toisensa jälkeen ja tällä hetkellä tunnetaan yhdeksän ihmiselle patogeenista herpesvirusta. Huuli- ja genitaaliherpestä aiheuttavat herpes simplex virus 1 ja 2 (HSV-1, HSV-2) sekä vesirokkoa aiheuttava varicalla-zoster virus (VZV) ovat ihmisen herpesviruksia, jotka voivat aiheuttaa myös vakavia keskushermostoperäisiä infektioita. Ihmisen herpesviruksista myös ihmisen cytomegalovirus (CMV), Epstein-Barr virus (EBV), ihmisen herpesvirukset 6 ja 7 (HHV-6, HHV-7), voidaan liittää aivokuumeeseen ja aivokalvontulehdukseen. Näiden virusten nopea ja tarkka diagnostiikka on oleellista oikean hoidon aloittamiselle sekä potilaan toipumiselle varsinkin keskushermostoperäisissä infektioissa. Taudinaiheuttajien diagnosoimiseksi tarvitaan herkkiä ja tehokkaita menetelmiä. Tämän väitöskirjan tavoitteina oli kehittää uusia mikrosirupohjaisia menetelmiä ihmisen herpesvirusten aiheuttamien infektioiden diagnostiikkaan. Kehitetyillä mikrosiruilla tunnistettiin yhtä aikaa kahdeksan eri herpesviruksen nukleiinihappoa erilaisista kliinisistä näytteistä. Toisella serologisella mikrosirulla detektoitiin HSV-1, HSV-2, VZV ja CMV:lle spesifisiä vasta-aineita. Herpesvirusten nukleiinihappojen ja vasta-aineiden tunnistamiseen kehitetyt mikrosirumenetelmät osoittautuivat soveltuviksi usean herpesviruksen samanaikaiseen diagnosointiin. Varsinkin keskushermostopohjaisten infektioiden tunnistamisessa mikrosiru osoittautui tehokkaaksi. Mikrosirujen avulla tunnistettiin myös mahdollisia useamman viruksen samanaikaisia infektioita.

DNA ja siinä sijaitsevat geenit ohjaavat kaikkea solujen toimintaa. DNA-molekyyleihin kuitenkin kertyy mutaatioita sekä ympäristön vaikutuksen, että solujen oman toiminnan tuloksena. Mikäli virheitä ei korjata, saattaa tuloksena olla solun muuttuminen syöpäsoluksi. Soluilla onkin käytössä useita DNA-virheiden korjausmekanismeja, joista yksi on ns. mismatch repair (MMR). MMR vastaa DNA:n kahdentumisessa syntyvien virheiden korjauksesta. Periytyvät mutaatiot geeneissä, jotka vastaavat MMR-proteiinien rakentamisesta, aiheuttavat ongelmia DNA:n korjauksessa ja altistavat kantajansa periytyvälle ei-polypoottiselle paksusuolisyöpäoireyhtymälle (hereditary nonpolyposis colorectal cancer, HNPCC). Yleisimmin mutatoituneet MMR-geenit ovat MLH1 ja MSH2. HNPCC periytyy vallitsevasti, eli jo toiselta vanhemmalta peritty geenivirhe altistaa syövälle. MMR-geenivirheen kantaja sairastuu syöpään elämänsä aikana suurella todennäköisyydellä, ja sairastumisikä on vain noin 40 vuotta. Syövälle altistavan geenivirheen löytäminen mutaation kantajilta on hyvin tärkeää, sillä säännöllinen seuranta mahdollistaa kehittymässä olevan kasvaimen havaitsemisen ja poistamisen jo aikaisessa vaiheessa. Tämän on osoitettu alentavan syöpäkuolleisuutta merkittävästi. Varma tieto altistuksen alkuperästä on tärkeä myös niille syöpäsuvun jäsenille, jotka eivät kanna kyseistä mutaatiota. Syövälle altistavien mutaatioiden ohella MMR-geeneistä löydetään säännöllisesti muutoksia, jotka ovat normaalia henkilöiden välistä geneettistä vaihtelua, eikä niiden oleteta lisäävän syöpäaltistusta. Altistavien mutaatioiden erottaminen näistä neutraaleista variaatioista on vaikeaa, mutta välttämätöntä altistuneiden tehokkaan seurannan varmistamiseksi. Tässä väitöskirjassa tutkittiin 18:a MSH2 -geenin mutaatiota. Mutaatiot oli löydetty perheistä, joissa esiintyi paljon syöpiä, mutta niiden vaikutus DNA:n korjaustehoon ja syöpäaltistukseen oli epäselvä. Työssä tutkittiin kunkin mutaation vaikutusta MSH2-proteiinin normaalii, Hereditary nonpolyposis colorectal cancer (HNPCC) is a hereditary cancer syndrome, which associates with high penetrance of early onset colorectal and endometrial tumours. Susceptibility for HNPCC is dominantly inherited with germline defects in the mismatch repair (MMR) genes MLH1, MSH2, MSH6 and PMS2. A truncating mutation in one of these genes leads to deficient MMR, predisposing the mutation carriers to HNPCC, but a nontruncating mutation can either be neutral or lead to increased cancer risk and HNPCC. The correct determination of the pathogenicity of a found mutation is very important, as the verification of the causative mutation enables genetic counselling and surveillance of mutation carriers. This has been shown to lead to significantly lowered mortality. MSH2 is the second most commonly mutated HNPCC susceptibility gene and defects in it account for 39% of all identified HNPCC mutations. The aim of this work was to gather functional evidence on the pathogenicity of patient-derived nontruncating MSH2 variants. The proteins corresponding to the original genetic variants were expressed and purified. The expression level, MMR efficiency, interaction with MSH6, mismatch binding, and mismatch release capabilities of the protein variants were studied. The results of the functional assays were compared to the clinical characteristics of the mutation carriers. 12 of the studied 18 mutations were found to exhibit severe defects in the functional assays, supporting the hypothesis that these mutations were the underlying cause of the cancer phenotype in mutation carriers. 2 mutations reduced but did not abolish the function of the protein, leaving their pathogenicity status inconclusive. 4 mutations showed no or only a minor defect in the assays, suggesting nonpathogenicity. The functional defects were mediated through different mechanisms. The majority of the MMR-deficient mutations which were located in the amino-terminal domains of MSH2 demonstrated defects in the

Gamma-aminobutyric acid (GABA) acting through ionotropic GABAA receptors plays a crucial role in the activity of the central nervous system (CNS). It triggers Ca2+ rise providing trophic support in developing neurons and conducts fast inhibitory function in mature neuronal networks. There is a developmental change in the GABAA reversal potential towards more negative levels during the first two postnatal weeks in rodent hippocampus. This change provides the basis for mature GABAergic activity and is attributable to the developmental expression of the neuron-specific potassium chloride cotransporter 2 (KCC2). In this work we have studied the mechanisms responsible for the control of KCC2 developmental expression. As a model system we used hippocampal dissociated cultures plated from embryonic day (E) 17 mice embryos before the onset of KCC2 expression. We showed that KCC2 was significantly up-regulated during the first two weeks of culture development. Interestingly, the level of KCC2 upregulation was not altered by chronic pharmacological blockage of action potentials as well as GABAergic and glutamatergic synaptic transmission. By in silico analysis of the proximal KCC2 promoter region we identified 10 candidate transcription factor binding sites that are highly conserved in mammalian KCC2 genes. One of these transcription factors, namely early growth response factor 4 (Egr4), had similar developmental profile as KCC2 and considerably increased the activity of mouse KCC2 gene in neuronal cells. Next we investigated the involvement of neurotrophic factors in regulation of Egr4 and KCC2 expression. We found that in immature hippocampal cultures Egr4 and KCC2 levels were strongly up-regulated by brain derived neurotrophic factor (BDNF)and neurturin. The effect of neurotrophic factors was dependent on the activation of a mitogen activated protein kinase (MAPK) signal transduction pathway. Intact Egr4-binding site in proximal KCC2 promoter was required for BDNF-induced, Ei saatavilla