Browsing by Title

MikroRNA:t ovat tärkeitä, transkription jälkeen geenien ilmenemiseen vaikuttavia säätelijöitä. MikroRNA:iden tuotantoa on löydetty konservoituneena useista eri eliöryhmistä ja kudoksista, mikä osaltaan kertoo niiden toiminnan tärkeydestä. Rakenteeltaan miRNA:t ovat lyhyitä, noin 22 nukleotidin mittaisia yksijuosteisia RNA:ita, jotka tuotetaan pidemmistä esi-RNA:sta entsymaattisesti leikkaamalla. Geenien säätelyssä miRNA:iden teho perustuu niiden kykyyn tunnistaa kohdegeenit miRNA:n ja lähetti-RNA:n sekvenssien komplementaarisuuden perusteella. MikroRNA:iden kohteiden tunnistuksen kannalta tärkeätä, 6-8 nukleotidin jaksoa kutsutaan miRNA:n ydinalueeksi (seed-region). Yhdellä miRNA:lla voi potentiaalisesti olla satoja kohdegeenejä, joita se säätelee, minkä vuoksi näitä miRNA-mRNAinteraktioita on pyritty bioinformatiivisesti ennakoimaan useiden ohjelmien ja algoritmien avulla. miRNA:iden toiminnan tutkimista mutkistavat isomiR:it, jotka ovat yleisesti tunnettujen, kanonisten, miRNA:iden vaihtoehtoisia muotoja. IsomiR:ejä tuottavat poikkeamat miRNA:iden esiasteiden prosessoinnissa ja mikroRNA:ihin kohdistuva RNA-editointi. Tuloksena saadaan mikroRNA:ita joiden pituus tai emäskompositio eroavat kanonisista sekvensseistä. Myös miRNA:iden toiminta voi muun muassa alkaa kohdistamaan säätelyä eri geeneihin, kuin mitä kanonisen sekvenssin perusteella voisi olettaa. Tässä pro gradu -projektissa analysoin suurtehosekvensoinnilla tuotettua dataa kahdesta aivoalueesta kuudelta eri laboratoriohiirikannalta. Normalisoin datan ja todettuani sen laadun hyväksi jatkoin miRNA:iden ilmenemisen tarkastelua eri analyyseillä: Selvitin mitkä miRNA:t ilmentyivät tutkituilla aivoalueille jamiten niiden ekspressio erosi eri aivoalueiden ja hiirikantojen välillä. Tämän jälkeen tarkastelin miRNA:sta tuotettujen vaihtoehtoisten sekvenssien, isomiR:ien ilmentymistä. Vertailimme lisäksi aineistossa havaitsemiemme isomiR:ien ekspressiossa eroja aivoalueiden ja hiirikantojen välillä. Lopuksi pyrimme osoittamaan havaittujen isomiR:ejä tuottavien RNAeditointitapahtumien olevan funktionaalisesti merkittäviä. Tätä tarkoitusta varten transfektoimme soluviljelmiä lusiferaasi-reportterivektorilla ja editoiduilla ja editoimattomilla miRNA:ta muistuttavilla sekvensseillä. Analyysien tuloksena havaitsimme lukuisia miRNA:ita, jotka olivat eritavoin ilmentyneitä joko aivoaluiden, hiirikantojen tai molempien välillä. Lisäksi havaitsimme lukuisia isomiR-sekvenssejä: Noin 90%:sta havaittuja miRNA:ita löydettiin vähintään yksi vaihtoehtoinen, ei-kanoninen sekvenssi. IsomiR:ien suuresta määrästä huolimatta,miRNA:iden kokonaisekspressiosta suurin osaoli yleensä vain muutaman isomiR:in aikaansaannosta. Aineistoista löysimme myös runsaasti merkkejä RNA-editoinnista, ja erityisesti ADAR-entsyymin toiminnasta. Funktionaaliset kokeemme antoivat myös vahvoja viitteitä siitä, että miRNA:iden ydinalueisiin kohdistuvat editoinnit ovat funktionaalisesti merkittäviä tapahtumia. Muutosten seurauksena havaitsimme muuttuneiden ydinaluiden tunnistavan eri kohdegeenejä kuin kanoninen muuntelematon miRNA-sekvenssi. Johtopäätöksenä miRNA:iden ja erityisesti niiden isomiR:ien muunteluun on jatkossa syytä kiinnittää nykyistä enemmän huomiota. Parempi ymmärrys isomiR:eistä ja niitä synnyttävistä mekanismeista voivat jatkossa mahdollistaa tehokkaamman koesuunnittelun ja helpottaa saatujen tulosten tulkintaa.

Advancements in both calcium indicators and optical instrumentation have led to new in vivo techniques, such as Miniscopes, capable of recording the spatiotemporal activity of multiple neurons during unrestrained behaviour in rodents. With these microendoscopic techniques, neuronal populations can be stably recorded over multiple sessions. As a result, Miniscopes allow for the investigation of a brain region’s changing activity patterns as a result of disease progression or behaviour. Recently, open source Miniscope initiatives have led to affordable and accessible versions of this technique. In addition, the collaborative open-source community facilitates rapidly evolving modifications, implementations and designs. Notwithstanding the potential and ever-increasing popularity of Miniscopes, the technique is still in its infancy and not widespread. This study consisted of a background review and a pilot study attempting to image neuronal ensembles in the central nucleus of the amygdala (CeA) using the open-source UCLA V3 Miniscope in mice. Despite not being able to successfully record neuronal activity in the CeA, the study has made progress in generating a protocol for Miniscope implementation at the Pharmacology department of Helsinki. Moreover, the study proposes different adjustments that might be implemented in the future. With the continuation of a synergistic collaboration with the Department of Psychology at the university of Jyväskylä, it is likely that both departments will be able to effectively implement the Miniscope technique in the foreseeable future.

Tutkimuksen tarkoituksena oli kartoittaa MIPSin ja ekologisen selkärepun käyttöön tuotteiden potentiaalisten ympäristövaikutusten vertailun menetelminä liittyviä ongelmia. Näkökulmana oli menetelmäkritiikki ja menetelmänä laadullinen sisällönanalyysi aiemmin esitetystä suoraan ja epäsuorasti MIPSiin ja ekologiseen selkäreppuun kohdistuvasta kritiikistä. Aineisto kerättiin pääasiassa tieteellisistä julkaisuista. Kritiikki lajiteltiin aihepiireittäin, sen pätevyyttä ja epäsuoran kritiikin sovellettavuutta arvioitiin ja sitä täydennettiin paikoin omalla kritiikillä. Analyysissä nousi esiin monentyyppisiä ongelmia, joista osa kyseenalaistaa voimakkaasti MIPSin ja ekologisen selkärepun käyttökelpoisuuden. Indikaattorien jakaminen viiteen luokkaan ei ole tuonut ongelmiin helpotusta. Entropia ei tarjoa MIPSille ja ekologiselle selkärepulle pitävää teoriataustaa, eikä ole perusteita olettaa aineen määrän olevan ratkaisevassa asemassa ympäristövaikutusten suuruuden kannalta, kun muutkin tekijät muuttuvat. Näin aggregoidun massan käytölle potentiaalisten ympäristövaikutusten suuruuden mittarina ei ole teoreettisia perusteita. MIPS ja ekologinen selkäreppu eivät eksplisiittisesti arvioi materiaalivirtojen ympäristövaikutuksia. Ne eivät kykene kuvaamaan tuotteen aiheuttamien ympäristövaikutusten määrää, koska ne käytännössä antavat saman painoarvon kaikille päästöille luontoon ja poistoille sieltä huolimatta niiden yksilöllisistä ja suuruudeltaan toisistaan paljon poikkeavista ympäristövaikutuksista. Koska MIPS ja ekologinen selkäreppu eivät kykene arvioimaan ympäristövaikutuksia suoraan, eikä aggregoidun massan käytölle välillisessä arvioinnissa ole pitävää teoriaperustaa, ne eivät ole tuotteiden ympäristövaikutusten indikaattoreita. Sen sijaan ne indikoivat tuotteiden haitallisuutta dematerialisaatiotavoitteen kannalta. Dematerialisaation nostamiselle tuotelähtöisen ympäristön-suojelun ensisijaiseksi tavoitteeksi ei ole perusteita. MIPS ja ekologinen selkäreppu käyttävät sisäänrakennettua arvottamista, jolloin arvovalinnat on tehty käyttäjän puolesta. Arvovalintoja ei kuitenkaan tulisi piilottaa tai jättää indikaattorien kehittäjille. MIPS ja ekologinen selkäreppu ovat äärimmäisessä yksinkertaisuudessaan menetelmiä, jotka eivät vaadi arvioinnin tekijöiltä tai päätöksentekijöiltä käsillä olevien ongelmien ymmärtämistä tai niiden merkityksen arviointia. Neeivät myöskään mahdollista eturyhmien osallistumista arviointiprosessiin. Dematerialisaation ainoaksi tavoitteeksi asettamisen taustalla oleva käsitys ympäristöongelmista voi jäädä käyttäjälle hämäräksi. Tämä on ongelmallista, sillä MIPS ja ekologinen selkäreppu arvottavat kaikki päästö- ja poistokilogrammat samanarvoisiksi, mikä on järjetöntä ellei käyttäjä ole nimenomaisesti halunnut asettaa dematerialisaatiota ainoaksitavoitteeksi. Näiden merkittävimpien ongelmien lisäksi relevanteiksi ongelmiksi osoittautuivat epävarmuuksien arvioinnin puute, datan keräämisen ja valmiiden tietokantojen käytön ongelmat, rajausten erot ja keinotekoinen rajanveto ihmisen ja luonnon systeemien välillä sekä menetelmien vaatima työmäärä.

Studerande i början av sina akademiska studier har en varierande nivå av förhandskunskaper och det är väl rapporterat inom pedagogisk forskning att den tidigare kunskapen påverkar studerandens inlärning av olika koncept. Den konstruktivistiska inlärningsteorins grundprincip är att all ny kunskap byggs ovanpå den tidigare kunskapen och därför kan den tidigare kunskapen i stor mån förutspå hur väl inlärningen sker. Teorier kring konceptuell förändring bygger vidare på den konstruktivistiska inlärningsteorin och förklarar konceptuell förändring som den delen av inlärningen där mottagningen av den nya kunskapen leder till en omorganisering av den tidigare erfarna kunskapen, så att den tidigare kunskapen bearbetas och revideras så att den passar in med den nya kunskapen. De olika teorierna kring konceptuell förändring lyfter också fram att den tidigare kunskapen kan stå i strid med den nya kunskapen, och att det i dessa fall kan leda till att inlärningen av den nya kunskapen försvåras. I denna avhandling används begreppet missuppfattningar då man avser förståelse av koncept där tidigare kunskap står i strid med den nya kunskapen. Missuppfattningar kan delas in i faktuella och robusta missuppfattningar baserat på hur grova de är och i fyra olika kategorier enligt deras typ: felaktiga antaganden, bristfälliga mentala modeller, misskategorisering och avsaknad av schema. Denna studie undersökte utvecklingen av studerandes förståelse mellan det första, andra och tredje akademiska studieåret och förekomsten av missuppfattningar under det tredje akademiska studieåret. Studerandena som deltog i studien började studera i kandidatprogrammet i miljövetenskaper år 2019 och har besvarat studien under hösten i tre år i rad: år 2019 (N = 46) , 2020 (N = 37) och 2021 (N = 34). Studerandena besvarade ett frågeformulär med åtta öppna frågor som gällde centrala biologiska koncept: fotosyntesen, cellandningen, växternas roll ur näringskedjans perspektiv, växternas roll ur atmosfärens perspektiv och evolutionen. Svaren analyserades sedan kvantitativt för att undersöka utvecklingen av studerandenas förståelse mellan det första, andra och tredje akademiska studieåret. Dessutom analyserades svaren från det tredje (N = 34) akademiska studieåret kvalitativt för att undersöka vilka (miss)uppfattningar som förekom hos studerandena. Resultaten visar att studerandena klarade sig bättre i de uppgifter som mätte förmågan att ange fakta och sämre i de uppgifter som mätte förmågan att tillämpa kunskap. Det var en större variation mellan studerandenas svar i de faktabaserade uppgifterna, vilket överensstämmer med tidigare studiers resultat. I de tillämpade uppgifterna var studerandenas svar ganska korta och ytliga. Studerandenas prestationer under det tredje året varierade beroende på uppgift, och som förväntat baserat på tidigare studiers resultat hade den största utvecklingen skett i uppgiften som handlade om växternas roll ur näringskedjans perspektiv, medan studerandena i uppgiften om evolutionen presterat sämre under tredje året än under andra året. Evolutionen var också det koncept som hade flest grova missuppfattningar av typen avsaknad av schema, vilket indikerar att det finns en bristfällig förståelse för evolutionen. Då man känner till hur viktig roll den tidigare kunskapen har för inlärningen och hur väl kunskapen i början av de akademiska studierna kan förutspå studerandens inlärningsförmåga och prestationer i fortsatta akademiska studier förstår man hur viktigt det är att förstå sig på konceptuell förändring.

Luontosuhde on noussut tärkeäksi tutkimuskohteeksi muun muassa ympäristövastuullisen käyttäytymisen ja ihmis-ten hyvinvoinnin tutkimuksessa. Ihmisen ja luonnon suhteeseen liittyvä käsitteistö on kuitenkin vielä hyvin haja-naista, ja itse termi ”luontosuhde” voi viitata useampiin eri asioihin. Tämän työn tärkeimpänä tavoitteena on muo-dostaa yhtenäinen, kokonaisvaltaiseen tarkasteluun ohjaava käsitteellinen kehys luontosuhdetutkimuksen käyttöön ja toisaalta työkaluksi ympäristökasvatukseen. Työssä tarkastellaan tieteidenvälisesti sitä, miten luontosuhde käsitetään luontosuhdetutkimuksessa. Työssä etsitään Galtungin-Kuitusen tiedekäsityksen mukaisesti vastauksia kysymyksiin “Miten asioiden pitäisi [luontosuhdetutki-muksessa] olla?”, “Miten asiat ovat nyt?” ja “Miten asioita tulisi kehittää?” Näiden kolmen kysymyksen mukaan muotoiltiin kolme tutkimustehtävää, joita ratkotaan kokonaisvaltaisen lähestymistavan, hermeneuttisen kehän ja ab-duktiivisen päättelyn tuella. Vastauksena kysymykseen ”miten asioiden pitäisi olla?” muodostetaan käsitteellis-teoreettisesti kokonaisvaltaisen luontosuhdekäsityksen kehys, jolla pyritään tavoittamaan luontosuhteen monet eri puolet ja ilmenemistavat. Kehys koostuu kolmesta tasosta, joilla luontosuhdetta voidaan tarkastella. Lähtökohtana ja kehyksen ensimmäisenä tasona on näkemys luontosuhteesta ihmisen suhteena luonnon kokonaisuuteen, jonka osa hän systeemeineen itsekin on. Kehyksen toisella tasolla tarkastellaan käsityksiä ihmisen ja todellisuuden inhimillisen ulottuvuuden (esim. kaupun-git, tietokoneet, ajatusrakennelmat) kuulumisesta luontoon sekä ihmisen oman ekologisen ulottuvuuden, sisäisen luontomme, roolia osana luontosuhdetta. Kolmannella tasolla luontosuhde jäsennetään neljään eri ulottuvuuteen: ekologinen, tajunnallinen, toiminnallinen ja sosiokulttuurinen. Kehyksen avulla analysoidaan systemoidun kirjallisuuskatsauksen keinoin luontosuhdetutkimusten käsityksiä luon-tosuhteesta (vastauksena kysymykseen ”miten asiat ovat?”). Aineistoksi rajattiin 28 luontosuhdetutkimusta rapor-toivaa artikkelia. Tutkimuksista tunnistettiin neljä erilaista luontosuhdekäsityksen tyyppiä. Kokonaisuudessaan luon-tosuhdetutkimuksissa painottui luontosuhteen tajunnallisen ulottuvuuden sekä ihmisen ja muun luonnon suhteen tut-kiminen. Ihmisen omaa ekologista ulottuvuutta käsiteltiin hyvin harvassa tutkimuksessa. Todellisuuden inhimillinen ulottuvuus taas asetettiin läpi aineiston luonnon ulkopuolelle, ja useissa tutkimuksissa se kuvattiin ihmisen luonnosta eriyttävänä tekijänä. Systemoituun kirjallisuuskatsaukseen sisältyi teoriaohjaava sisällönanalyysi, jossa selvitettiin luontosuhdekäsitysten lisäksi luontosuhdetutkimusten kehityskohtia vastauksena kysymykseen “miten asioita tulisi kehittää?” Luontosuh-detutkimuksen käyttöön ehdotetaan kolmea, työssä muodostetun kokonaisvaltaisen luontosuhdekäsityksen mukaista välinettä, joista yksi soveltuu erityisen hyvin myös ympäristökasvatuksen välineeksi. Työn tulosten perusteella luon-tosuhdetutkimuksessa tulisi nostaa selvemmin esiin erityisesti luontosuhteen ilmeneminen myös todellisuuden inhi-millisen ulottuvuuden kautta sekä ihmisen oman ekologisen ulottuvuuden rooli luontosuhteen kokemisessa.

Kaupungistumisen myötä yhä suurempi osa ihmisistä on yhä harvemmin yhteydessä luontoon arkielämässään. Tätä ilmiötä vahvistaa yhä tiivistyvä kaupunkirakenne, jolloin viheralueet ovat jatkuvan rakentamispaineen alla ja uhkaavat vähetä ja pirstaloitua. Ihmisten vähentyneet mahdollisuudet kokea luontoa voivat johtaa luonnosta etääntymiseen. Ihmisen ja luonnon välisen kuilun kasvaessa vähenee myös luonnonsuojeluhalukkuus, mikä voi johtaa välinpitämättömiin asenteisiin luonnonsuojelua kohtaan. Yksi tämän päivän tärkeimpiä ympäristökysymyksiä on luonnon monimuotoisuuden kato. Ihmisten luontoyhteyden katoaminen sekä sen myötä vähenevä luonnonsuojeluhalukkuus uhkaa luonnon monimuotoisuuden säilymistä, sillä välinpitämätön asenne luontoa kohtaan heijastuu myös luonnonsuojelullisiin toimenpiteisiin. Julkiset viheralueet ovat tärkeimpiä paikkoja tarjoamaan kaupunkilaisille arkielämän luontokokemuksia. Tässä tutkielmassa selvitetään, voivatko rakennetut kaupunkipuistot tarjota luonnon monimuotoisuuden kokemuksia kaupunkilaisille, sekä löytyykö eroavaisuuksia väestöryhmien kokemuksissa luonnon monimuotoisuudesta puistoympäristössä. Puistot julkisina viheralueina tuottavat kaupunkilaisille luontokokemuksia, jotka taas edistävät niin psyykkistä kuin fyysistäkin hyvinvointia. Aiemman tutkimuksen perusteella koettuun hyvinvointiin liittyy vahvemmin kokemus luonnon monimuotoisuudesta kuin viheralueen todellinen luonnon monimuotoisuus. Eri väestöryhmien erot koetussa luonnon monimuotoisuudessa voivat siten antaa osviittaa siitä, että puistot voivat tuottaa erilaisia hyötyjä eri väestöryhmille. Tutkielmassa luonnon monimuotoisuutta käsitellään lajirikkauden kautta. Tavoitteena oli selvittää, miten lajirikkaiksi puistot koetaan eri lajiryhmien osalta (puut ja pensaat, putkilokasvillisuus, koristekasvillisuus, perhoset, linnut, jäkälät ja sienet), eroaako kokemus luonnon monimuotoisuudesta eri sosioekonomisten ryhmien kesken, sekä vaikuttaako puistoon liitettävät ominaisuudet, kuten puiston todellinen lajirikkaus tai puiston pinta-ala, kokemukseen. Tutkielman aineisto on kerätty EU:n rahoittaman GREEN SURGE -tutkimushankkeen puitteissa. Tutkimusryhmässämme keräsimme haastattelu- ja lajistoaineistot kahdestatoista helsinkiläisestä puistoista, joille tutkimushanke asetti tietyt kriteerit. Haastattelut toteutettiin paikan päällä ja niitä kertyi yhteensä 596. Lajistoinventoinnit tehtiin kussakin puistossa neljälle lajiryhmälle: puut ja pensaat, putkilokasvillisuus, linnut ja jäkälät. Aineistoa analysoitiin kvantitatiivisesti, pääasiallisina tilastollisina menetelminä ANOVA ja korrelaatioanalyysit. Puistot koettiin ylipäänsä melko lajirikkaiksi ympäristöiksi. Eroja löytyi kuitenkin eri lajiryhmien välillä: puut ja pensaat sekä muu kasvillisuus koettiin kaikkein lajirikkaimmiksi lajiryhmiksi, mikä voi viitata siihen, että nämä lajiryhmät ovat puistokävijöille helpommin havaittavia muihin tässä tutkielmassa mukana oleviin lajiryhmiin verrattuna. Perhosten, jäkälien ja sienten lajirikkautta vastaajien oli vaikein hahmottaa. Myös puistojen välillä oli eroja siinä, miten lajirikkaiksi ne koettiin. Puiden ja pensaiden todellisella lajirikkaudella ei näyttänyt olevan yhteyttä siihen, miten paljon eri puu- ja pensaslajeja puistoissa koettiin olevan, vaan merkittävämpää näytti olevan puiden korkeus. Sen sijaan putkilokasvien todellisen ja koetun lajirikkauden välillä löytyi yhteys, mikä viittaa siihen, että ihmiset huomaavat kasvillisuuden lajirunsauden. Lisäksi vastaajat kokivat puiston kasvien lajirikkauden sitä suuremmaksi, itä monimuotoisempi puisto oli rakenteeltaan. Eri sosioekonomisten ja -kulttuuristen ryhmien välillä ei ollut juurikaan eroja siinä, miten monimuotoisiksi puistot koettiin, joskin iäkkäät vastaajat kokivat lintulajirikkauden suuremmaksi kuin nuoremmat vastaajat. Sen sijaan koettuun monimuotoisuuden vaikutti ennemminkin puiston käyttöaste, mikä viittaisi siihen, että osa tekijöistä, jotka vaikuttavat kokemukseen puiston luonnon monimuotoisuudesta, liittyvät itse puistoon tai alla piileviin puistoon liitettyihin arvostuksiin, jotka näyttäytyvät suurempana puiston käyttöasteena. Tämän tutkielman perusteella ei voida vetää suoria johtopäätöksiä siitä, mitkä tekijät vaikuttavat luonnon monimuotoisuuden kokemukseen rakennetuissa kaupunkipuistoissa, mutta tulokset antavat viitteitä siitä, että puiston ominaisuuksilla sekä puiston käyttöasteella on jonkinlainen vaikutus kokemukseen luonnon monimuotoisuudesta. Tämä taas osoittaa sen, että puistot tulee nähdä sosio-ekologisina kokonaisuuksina, jotka yhtäältä edistävät kaupunkilaisten hyvinvointia ja luontoyhteyttä, ja samalla ylläpitävät kaupungin luonnon monimuotoisuutta ja sopeutumiskykyä ympäristömuutoksille, sekä toisaalta taas puistot itse muokkautuvat jatkuvasti yhteiskunnassa esiintyvien toiveiden ja vaatimusten mukaisesti.

Tutkielmassa tarkastellaan makrotason kehityksen ja hyvinvoinnin mittaamiseksi kehitettyjä mittareita, ja tuodaan yhteen niistä sekä 70-luvulla että nykypäivänä käytyä keskustelua. Erityisesti keskitytään neljän esimerkkimittarin avulla mittareiden ympäristömuuttujissa viimeisen neljänkymmenen vuoden aikana tapahtuneeseen muutokseen. Tarkasteltu keskustelu pohjautuu talouskasvun arvostuksen ja kansantalouden tilinpidon keskeisten indikaattoreiden kuten bruttokansantuotteen (BKT) kritiikkiin. Aate- ja tieteenhistorialle ominaisin tavoin tutkin ympäristön käsitteelle annettuja merkityksiä mittareiden historiallisessa kontekstissa. Luokittelen esimerkkimittarit kahteen ryhmään: rahamääräisiin taloudellisen hyvinvoinnin mittareihin sekä sosiaalista ja ekologista hyvinvointia monipuolisesti yhdistäviin kokonaishyvinvointi-indekseihin. Esimerkkimittarit eli James Tobinin ja William Nordhausin kehittämä Measure of Economic Welfare (MEW), Redefining Progress -kansanlaisjärjestön Genuine Progress Indicator (GPI), Jan Drewnowskin Level of Living -indeksi (LLI) ja Robert Prescott-Allenin luoma Wellbeing-indeksi (WI) käsittelevät ympäristöä eri tavoin johtuen sekä mittareiden kehittämisen ajankohdasta ja aikakauden tavasta lähestyä ympäristökysymyksiä sekä siitä, millaisia metodologisia valintoja mittareiden kohdalla tehtiin. Sekä GPI että WI edustavat nykypäivän kehityksen mittaamisesta käytyä keskustelua ja pyrkivät korostamaan ympäristön tärkeyttä inhimilliselle hyvinvoinnille nyt ja tulevaisuudessa. Ne käsittelevät monipuolisesti erilaisia ympäristötekijöitä. Toisaalta 70-luvun alussa kehitettyjen MEW:n ja LLI:n huomioima lähiympäristön viihtyisyys ei saa GPI:ssä ja WI:ssä enää merkittävää sijaa. MEW ja LLI edustavatkin yleisen ympäristökeskustelun heräämisen aikaa ja antavat ympäristölle vielä melko vähäisen merkityksen hyvinvoinnin ja kehityksen tekijänä. Yleisesti on todettava, että hyvinvoinnin ja kehityksen mittaamiseen liittyy monia ongelmia. Samoja ongelmia, joita koettiin 70-luvulla pohditaan nytkin. Toisaalta mittarit voivat kriittisesti esiteltyinä ja tarkasteltuina tarjota hyvää materiaalia sosiaalisen ja ympäristön hyvinvoinnin ja niiden kehitysvaikutuksien määrittelyyn liittyvään arvokeskusteluun.

Neurodevelopmental disorders (NDDs) are disabilities in which the formation and development of the central nervous system is altered. NDDs severely impact the quality of life of the individuals that are affected by them, however little is known about the causes or the molecular mechanisms that are behind their onset. For this reason, being able to model them is pivotal to our society since, by understanding the mechanisms underlying such disorders, we could develop possible treatments. Previous research has suggested that disturbances in the early neuronal development could be at the basis of NDDs onset. Therefore, in this work, I have modeled neuronal differentiation in Kabuki syndrome (KS), a known NDD, assaying the expression of key early neurodevelopmental markers at four specific timepoints, using induced pluripotent stem cell (iPSC) technology. By concurrently differentiating three KS patient-derived and three control iPSC lines to neural precursor cells (NPCs) and profiling them with immunocytochemistry (ICC) and quantitative real-time PCR (RT-qPCR), I was able to identify differences in the early developmental trajectories of NPCs between the two conditions. The ICC data suggested that differentiating KS cell lines incur in precocious differentiation when compared to control cell lines, suggesting that the disease-causing mutations could lead to accelerated neuronal maturation of early NPCs. However, RT-qPCR analysis of the expression patterns of key neurogenesis markers was unable to statistically confirm the observed trend between the two phenotypes, likely due to limitations in statistical power. Despite this, the expression of four out of seven NPC markers was higher in early KS cells than in control cell lines, supporting the hypothesis of accelerated neuronal maturation. Taken together, this work highlighted some of the challenges related to iPSC-based disease modelling studies, and the need to further confirm the inferred mechanisms of asynchronous neuronal development observed in this work.

Tiivistelmä gradun pdf-tiedostossa.

Lethal congenital contracture syndrome 1 (LCCS1) is a severe developmental disorder that is part of the Finnish disease heritage. The affected foetuses die in utero and show a lack of motor neurons accompanied by severe atrophy of the ventral spinal cord and muscles and severe contracture of joints, which result in a lack of involuntary movements. Other associated symptoms include hydrops, micrognatia (small jaw), pulmonary hypodysplasia and small size. The syndrome leads to prenatal death before 32nd gestational week, but the cause remains elusive. LCCS1 is caused by a homozygous mutation, FINmajor, in GLE1 RNA export mediator (GLE1) -gene. The mutation is a c.432- 10A > G substitution at the border of intron three and exon four, resulting in a new splice acceptor site 10 nucleotides upstream of the intron-exon junction. This results in aberrant splicing and nine extra nucleotides in the mRNA, corresponding to three extra amino acids in the GLE1 protein of the affected individuals. GLE1 is an important player in RNA biology in cells. In humans it has two isoforms, GLE1A and GLE1B, that have distinct roles. While GLE1A plays a role in cells’ stress response by mediating the formation and disassembly of stress granules in the cytoplasm, GLE1B is found at the nuclear envelope where it mediates mRNA transport from the nucleus to the cytoplasm. Earlier studies using HeLa cells and zebrafish have demonstrated that FINmajor in GLE1 knock-down background disrupts the mRNA export from nucleus to cytoplasm and leads to apoptosis in neural precursors and abnormal arborization of motor neurons, thus mimicking some of the phenotypic features observed in human patients. Kuure group has generated a mouse model with endogenous FINmajor, but it fails to morphologically phenocopy the human disorder (unpublished data). Importantly, human-origin non-cancerous models with endogenous FINmajor mutation have not yet been used in the studies of GLE1 and LCCS1. My aim in the thesis was to create a human embryonic stem (hES) cell line carrying homozygous FINmajor mutation in its genome. A relatively new tool, CRISPR/CAS -system allows for precise genetic engineering in a variety of model organisms. By optimizing the system to efficiently edit the GLE1 gene, I was able to introduce FINmajor mutation in hES cells, creating a new model system to study this disorder. While previous models had relied on temporary silencing of the gene with morpholinos or siRNAs, the hES cell line with GLE1 FINmajor mutation will for the first time give insights on how the mutation affects cellular functions, mRNA biology and cell differentiation in LCCS1. This way the hES cell line I have generated will yield new information on the development, progression and manifestation of the syndrome to better understand its mechanisms.