Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Browsing by Title

Sort by: Order: Results:

  • Pehkonen, Teresa (2010)
    Biologisesti aktiivisilla oligosakkarideilla on vaikutuksia kasvin kasvuun ja kehittymiseen. Tietyn tyyppiset oligosakkaridit voivat myös indusoida puolustusreaktion valikoivasti oligosakkaridista riippuen. Useat biologisesti aktiiviset oligosakkaridit on löydetty kasvien soluseinää keinotekoisesti hajottamalla. Pro gradu -tutkielman tarkoituksena oli karakterisoida kuusen (Picea abies) solukkolinjan A3/85 solususpensiokasvatukseen erittämiä oligosakkarideja. Kuusisolukko A3/85 on otollinen kandidaatti tutkimukseen, sillä sen on todettu erittävän solunulkoista ligniiniä suspensioliuokseen. Oligosakkarideja karakterisoitiin yhden ja neljän vuorokauden kasvatuksista. Alustan sokeripitoisuutta alennettiin neljän vuorokauden kasvatuksissa karakterisoinnin helpottamiseksi. Oligosakkaridien pitoisuudet voivat olla hyvin alhaisia, joten solujen tuottamia yhdisteitä seurattiin myös radioaktiivisen D-[U-14C]-glukoosin avulla. Kasvien soluseinässä yleiset glukuronihappo, galakturonihappo, ksyloosi, arabinoosi ja apioosi valmistetaan glukoosi-6-fosfaatista, joko myo-inositolihapetusreitin tai sokerihapetusreitin kautta. Lisäksi tutkittiin, muuttuuko radioaktiivisen leiman jakautuminen näytteissä, kun kasvatusliuoksessa on tai ei ole myo-inositolia. Kasvatusliuos fraktioitiin geelisuodatuskromatografialla. Fraktioiden sisältämät yhdisteet eroteltiin paperikromatografialla ja värjättiin hopeanitraatilla, aniliinivetyftalaatilla tai ninhydriinillä. Hopeanitraatti on hyödyllinen monosakkaridien, oligosakkaridien ja alditolien värjäyksessä. Radioaktiivisuuden kertymistä yhdisteisiin seurattiin nestetuikelaskimella ja autoradiografialla. Paperikromatografialla erotelluista yhdisteistä valittiin mielenkiintoiseksi koetut yhdisteet, jotka eristettiin preparatiivisella paperikromatografialla. Eristetyille yhdisteille tehtiin happohydrolysointi, borohydridikäsittely tai entsymaattinen Driselaasi -käsittely. Happohydrolysointi avaa sokeriyksiköiden väliset glykosidiset sidokset. Natriumborohydridipelkistys muuttaa oligosakkaridiketjun pelkistävän sokerin sokerialkoholiksi ja Driselaasi -käsittely avaa isoprimeveroosin Xyl-α-(1 –> 6)-Glc -sidosta lukuun ottamatta muut glykosidiset sidokset. 14C-leima on jakautunut myo-inositolin kanssa kasvatetun näytteen fraktioinnissa vahvemmin suurimolekyylisiin yhdisteisiin, kun taas ilman myo-inositolia kasvatetussa näytteessä suurin aktiivisuus D-[U-14C]-glukoosin jälkeen on trisakkaridien alueella. Suspensioliuoksista analysoitiin useita oligosakkarideja polymerisaatioasteella 1-4. Analysoiduista yhdisteistä kolme sisälsivät ksyloosia, jota solut voivat syntetoida joko myo-inositolin hapetusreitin tai glukoosin hapetusreitin kautta. Myo-inositolin puuttuminen alustasta lisäsi näiden leimattujen yhdisteiden pitoisuutta. Alustan myo-inositoli ei ole radioaktiivista, joten myo-inositolihapetusreitin kautta valmistetut monosakkaridit eivät näy autoradiografiassa. Vaikuttaisi siis siltä, että myo-inositolihapetusreitti on aktiivinen ainakin, jos solukolle tarjotaan myo-inositolia. Lisätty myo-inositoli vähentää sokerihapetusreitin aktiivisuutta. Työn aikana onnistuttiin eristämään ja osittain tunnistamaan useita kuusen suspensioliuoksen yhdisteitä. Myo-inositolihapetusreitti todettiin aktiiviseksi solukkokasvatuksessa, kun ravintoalustassa on myo-inositolia.
  • Smalén, Mirjami (2012)
    Valtaosa maapallon eliölajeista odottaa yhä tieteellistä kuvausta. Perinteisten menetelmien soveltaminen miljoonien nimeämättömien lajien kuvaamiseen on kuitenkin hidasta ja edellyttää enemmän taksonomista työvoimaa, kuin mitä todellisuudessa lienee koskaan saatavilla. Uutena ongelmana morfologisin menetelmin kuvattujen lajien sisältä on yhä enenevässä määrin paljastunut jopa useita piileviä eli kryptisiä lajeja, jotka eroavat merkittävästi muilta kuin ulkoisilta ominaisuuksiltaan. Ratkaisuksi näihin haasteisiin on ehdotettu DNA-taksonomiaa; lyhyiden, vakioitujen DNA-sekvenssien käyttöä uusien lajien tunnistamiseksi ja kryptisten lajien erottamiseksi. Tähän tarkoitukseen soveltuvaksi alueeksi eläimille on osoittautunut osa sytokromi c oksidaasi I (COI) -geeniä. Tutkielmassani tarkastelen DNA-taksonomian soveltuvuutta vastikään kuvatun, ulkoisin tuntomerkein vaikeasti eroteltavan lajiparin Aphodius fimetarius (pihalantiainen) ja Aphodius pedellus (salalantiainen) lajinmääritykseen. Kysyn: Onko näiden kromosomituntomerkein erotettujen lajien tunnistaminen mahdollista COI -geenin sekvenssierojen avulla? Voiko lajit tunnistaa aiemmin esitetyin ulkoisin tuntomerkein? Mikä on tutkimuslajien maailmanlaajuinen levinneisyys? Kumpi lajeista esiintyy Suomessa, ja millainen on tämän lajin geneettinen populaatiorakenne? Selvittääkseni tutkimieni lantakuoriaisyksilöiden lajin käytin kahta geneettistä menetelmää: kromosomipreparaatteja ja COI-geenin sekvenssejä, sekä vähäisiin ulkoisiin tuntomerkkeihin perustuvaa määrityskaavaa. Selvitykseni salalantiaisen esiintymisestä Suomessa perustui kahteen koko maan kattavaan lantakuoriaisaineistoon, sekä itse Etelä- ja Länsi-Suomesta keräämääni aineistoon. Käytössäni oli myös museonäytteitä maailmalta, sekä GenBankissa julkaistuja COIsekvenssejä. COI-sekvensseissä havaitsemani erot jakoivat aineiston kahdeksi toisistaan merkittävästi eroavaksi lajiksi: lajien välillä oli 8,1 % ero emäsjärjestyksessä, mutta lajien sisältä löytyi vain vähän muuntelua (0,2–0,7 %). Sekvenssituntomerkit erottelivat salalantiaisen ja pihalantiaisen samoiksi lajeiksi kuin aiemmin kuvatut kromosomituntomerkit. Määrityskaava sijoitti yli puolet yksilöistä samoihin ryhmiin kuin sekvenssitkin, mutta monilla yksilöillä oli kummankin lajin tuntomerkkejä. Kehittämäni DNA-lajitunnisteet osoittivat, että Suomessa esiintyy tutkituista lajeista vain salalantiainen, ei pihalantiainen. COI-tuntomerkein tunnistin salalantiaisen ensimmäisenä täysin varmana havaintona myös Pohjois-Amerikasta sekä Nepalista. Suomessa tavatuista salalantiaisen 27 COI-haplotyypistä yksi on yleinen ja laajalle levinnyt, muut harvinaisempia jalevinneisyydeltään paikallisia. Suomalaisen haplotyyppiverkoston tähtimäinen muoto viittaa siihen, että salalantiainen olisi vastikään nopeasti levittäytynyt uusille alueille. Kokonaisuudessaan tulokset osoittivat DNA-lajitunnisteet tarkaksi työkaluksi piha- ja salalantiaisen erottelemiseksi. DNA-tuntomerkkien toimivuus perustuu siihen, että lajien välinen sekvenssivaihtelu on merkittävästi lajinsisäistä vaihtelua runsaampaa. Soveltamalla uutta tunnistustyökalua laajaan aineistoon osoitin yhden maamme yleisimmän kovakuoriaisen kuuluvan eri lajiin kuin aiemmin on oletettu, ja tämän lajin olevan maailmalla laajalle levinnyt. Ilman COIsekvenssien tarjoamaa erottelukykyä morfologiset tuntomerkit eivät olisi riittäneet asian selvittämiseen. Tulevaisuudessa olisi kiinnostavaa solveltaa kehittämiäni tuntomerkkejä näiden lajien maailmanlaajuisen levinneisyyden entistä tarkempaan selvittämiseen. Vertailu kotimaiseen museoaineistoon voisi valaista, onko pihalantiainen kuitenkin joskus asuttanut maatamme ja kenties joutunut väistymään nopeasti levittäytyvän sisarlajinsa tieltä. Tähän lajitunnisteet tarjoavat nopean ja varman keinon.
  • Rinne, Hanna (2019)
    The purpose of the study was to find out what environmental effects would soil remediation in a waste treatment centre in Southern Finland have. Of particular interest were the cross-impacts caused by remediation, because there are both uncertainties and work-phases that cause environmental effects perse associated with remediation activities. Using a method derived from life-cycle assessment environmental effects of bioremediation with composting, vapour extraction and landfilling of slightly contaminated soil were examined. The method used was a qualitative life-cycle management method, that has been designed to address the contaminated soil remediation life-cycle assessments. The results highlight the many phases of remediation activities requiring transport and machinery and environmental effects caused by these, and on the other hand the risks associated with landfilling. The method used was not able to find many differences in the environmental effects of composting and vapour extraction. The risk of toxic contaminants to air was evaluated higher in vapour extraction than in composting and results mainly from the qualities of soil that is suitable for remediation with vapour extraction. The evaluation of the environmental impacts of landfilling of contaminated soil is associated with difficulties of assessing risk over a prolonged time frame. The possibility to reduce the consumption of virgi n soil and transport could make composting and vapour extraction superior to landfilling as remediation options. According to the results contaminated soil should be remediated with a suitable treatment option first, and then be utilised as backfilling or landfill structure. The uncertainties and need of further study are associated with the qualitative and subjective nature of the method used and the comparing of the results of different life-cycle assessments. It would be beneficial to study further the quantitative secondary and tertiary environmental effects of the remediation options.
  • Immonen, Peter (2020)
    Maaperän fysikaaliset, kemialliset ja biologiset ominaisuudet tarjoavat lukuisia ekosysteemipalveluja, joista erityisesti haitallisten yhdisteiden, mukaan lukien hiilidioksidin, sidonta on saanut paljon huomiota ilmastonmuutosta hillitsevän potentiaalinsa tähden. Orgaanisten ja epäorgaanisten yhdisteiden varastointi on tärkeää etenkin kaupungeissa, jotka kuuluvat suurimpiin kasvihuonekaasujen päästölähteisiin. Kaupunkien vihermaat kuuluvat tehokkaimpiin sitojiin runsaiden orgaanisen aineen varantojensa ansiosta, minkä lisäksi ne tuottavat useita muita paikallisia ekosysteemipalveluja sekä toimivat virkistysalueina. Vihermaat vähenevät kuitenkin jatkuvan rakentamisen vuoksi, kun niitä peitetään esimerkiksi asfaltilla ja mukulakivillä, minkä seurauksena myös pinnoitetun kaupunkimaaperän merkitystä on alettu tutkia. Selvitysten mukaan pinnoitettu maa on hiili- ja typpivarannoiltaan selkeästi pinnoittamattomia vihermaita niukempi, mikä johtuu fyysisen esteen rajoittavasta vaikutuksesta kaasujenvaihtoon ja veden läpäisyyn. Lisäksi hiilen (C) ja typen (N) sidonnassa ja ravinnekierrossa olennainen pintamaa poistetaan ja korvataan C:n ja N:n osalta niukemmalla rakennusmaalla. On tärkeää selvittää, kuinka nämä muutokset vaikuttavat kaupunkimaaperän kykyyn sitoa ilmakehän hiiltä ja haitallisia yhdisteitä ja ylläpitää ainekiertoja. Tutkimuksessani tarkastelin pinnoitetun kaupunkimaan ominaisuuksia Helsingissä, sillä Suomen kaltaisilla kylmillä alueilla tutkimukseen perustuvaa tietoa ei käytännössä ole. Tätä varten keräsin maanäytteen 11 katutyöojasta kahdelta eri syvyydeltä rakennusmaasta. Näytteistä mitattiin kokonaishiili ja –typpi, hiilen ja typen suhdeluku (C/N), orgaanisen aineen määrä, kosteusprosentti, pH, maahengitys ja tiheys (engl. bulk density). Vertailin maan ominaisuuksia syvyyksien, pinnoitetun ja pinnoittamattoman maan sekä kylmien ja lämpimämpien alueiden välillä, minkä lisäksi laskin tulosten perusteella pinnoitetun ja pinnoittamattoman maan C- ja N-varastot Helsingin keskustassa sekä pinnoitteen osuuden maa-alasta. Aikaisempien tutkimusten perusteella laadin 3 hypoteesia: 1) Pinnoitetun maan C- ja N-pitoisuudet ovat selkeästi pienempiä pinnoittamattomaan maahan nähden. 2) Pinnoitetussa maassa C- ja N-pitoisuuksien erot kahden syvyyden välillä ovat tasaisemmat kuin pinnoittamattomassa maassa, sillä C- ja N-rikas pintamaa on vaihdettu niukempaan rakennusmaahan ja pinnoite estää karikkeen tuomaa C:tä ja N:ä kulkeutumasta ja keskittymästä pintamaahan. 3) Kylmillä alueilla pinnoitteen aiheuttama C- ja N-hävikki on suurempi kuin lämpimämmillä alueilla paksumman rakennusmaakerroksen vuoksi. Odotusten mukaisesti 1) pinnoitetun maan C- ja N-pitoisuudet olivat pienemmät kuin pinnoittamattomassa maassa, 2) pinnoitetun maan C- ja N-pitoisuudet pysyivät tasaisina eri syvyyksillä verrattuna pinnoittamattomaan maahan ja 3) Helsingin C- ja N-hävikki on suurempi verrattuna aiempiin tutkimustuloksiin lämpimämmistä maista. Kaikkien kolmen tarkastelukohdan tulokset ovat yhdistettävissä maanvaihdon ja pinnoituksen aiheuttamiin muutoksiin. Muidenkin muuttujien tulokset vastasivat kirjallisuuden luomia ennakkokäsityksiä. Helsingin C- ja N-varastot ovat myös huomattavasti pienentyneet pinnoitteen lisäännyttyä, mikä heikentää kaupungistuneiden alueiden ekosysteemipalvelupotentiaalia. Tulokset vahvistavat oletuksia pinnoitteen tuomista muutoksista maaperän sitomiskykyyn sekä yleisesti että verrattaessa kylmiä ja lämpimämpiä alueita keskenään.
  • Pietikäinen, Tia-Marie (2021)
    Ihmisten aiheuttama ympäristönmuutos nähdään nykyään joka puolella maailmassa. Haitallisimmat ihmisperäiset vaikutukset ovat elinympäristöjen heikkeneminen, häviäminen ja pirstoutuminen. Muutokset eliöiden ympäristössä vaikuttaa väistämättä niiden elinympäristönvalintaan. Monien eliölajien ohella myös lepakoiden on havaittu herkistyneen ympäristön muutoksen, erityisesti vanhojen metsien häviämisen, vaikutuksille. Tästä syystä ne toimivatkin oivina tutkimuskohteina ympäristönmuutoksen vaikutusten selvittämisessä. Tutkimuksessa selvitin Suomessa yleisesti tavatun lepakkolajin, pohjanlepakon (Eptesicus nilssonii), elinympäristönvalintaa ihmisen muokkaamassa ympäristössä sekä luonnontilaisessa ympäristössä. Tutkimuksessa otettiin huomioon erilaiset ympäristömuuttujat mutta myös kauden sisäinen vaihtelu aktiivisuudessa eri kuukausien välillä. Tutkimusalueeksi rajattiin koko pääkaupunkiseudun kattava 400 km2 kokoinen alue, joka kattoi osan Helsingistä, Vantaasta sekä Espoosta. Koko tutkimusalue jaettiin viiteen ympäristöluokkaan: vanha metsä, talousmetsä, maatalousalue, esikaupunkialue ja kaupunkialue, joiden jokaisen oli tarkoitus edustaa erilaista ihmisperäistä ympäristönmuutosta. Tutkimuksessa oletettiin, että ympäristöluokista esikaupunki olisi ollut eniten käytetty ympäristöluokka ja kaupunki sen sijaan vähiten käytetty. Lepakoiden aktiivisuuden seuranta toteutettiin bioakustista ääniaineistoa keräämällä AudioMoth-passiividetektoreja käyttäen. Tutkimuksen tilastoanalyysit koostuivat kahdesta pääanalyysistä: spatiotemporaalinen analyysi sekä ympäristöanalyysi. Analyyseillä pyrittiin selvittämään pohjanlepakon riippuvuutta habitaatista sekä erilaisista ympäristömuuttujista. Spatiotemporaalisessa analyysissä aktiivisuudessa havaittiin eroja ympäristöluokkien ja kuukausien välillä. Ympäristöluokista vanhoissa suojelluissa metsissä aktiivisuus oli kaikkein suurinta. Lepakkoaktiivisuus oli korkeimmillaan elokuussa. Ympäristöanalyysiin valituista ympäristömuuttujista rakennusten lukumäärä, lehtipuiden latvuspeittävyys ja etäisyys vesistöön vaikuttivat pohjanlepakon aktiivisuuteen eniten. Tulokset viittaavat siihen, että pohjanlepakko kykenee käyttämään hyvinkin moninaisia elinympäristöjä, mutta hieman vaihtelevalla intensiteetillä. Kuitenkin vähintään yhtä merkittävä, ellei jopa merkittävin aktiivisuuteen vaikuttava tekijä oli oletettavasti kauden sisäinen vaihtelu ympäristössä sekä pohjanlepakon käyttäytymisessä. Tulosten perusteella vanhoja suojeltuja metsiä voidaan pitää tärkeimpänä elinympäristönä pohjanlepakolle. Sen sijaan esikaupunkialueet voitaisiin alhaisen aktiivisuuden perusteella nähdä vähiten sopivaksi elinympäristöksi pohjanlepakon kannalta. Vaikka tulokset vahvistavat käsitystä siitä, että pohjanlepakko kykenee esiintymään myös alueilla, joissa ihmisperäinen häiriö on vahvasti läsnä korostavat ne lepakoiden kannalta tärkeiden habitaattien, kuten vanhojen suojeltujen metsien, säilyttämisen merkitystä.
  • Aittamäki, Anne (2020)
    Rakkohauru (Fucus vesiculosus) on ruskeisiin leviin kuuluva makrolevä, joka kasvaa Atlantin valtameressä laajalla alueella Grönlannista Portugaliin asti. Rakkohauru on valtamerissä vuorovesivyöhykkeen laji, joka sietää laajaa suolaisuuden ja lämpötilan vaihtelua. Itämeressä rakkohauru kasvaa kilpailun vähäisyyden vuoksi sublitoraalissa vyöhykkeessä jopa kymmenen metrin syvyyteen asti ja on tärkeä elinympäristöjä muodostava laji. Rakkohaurua pidetään useimmiten kovien pohjien lajina, joka kiinnittyy alustaansa tyvilevyn avulla. Rakkohaurusta tunnetaan kuitenkin myös toinen tyyppi, joka elää pehmeillä hiekkapohjilla tai suistoalueilla eikä ole kiinnittynyt tyvilevyllä pohjaan. Tässä työssä selvitettiin, ovatko kiinnittyneet ja vapaana elävät rakkohaurut geneettisesti erilaisia, mistä vapaana kasvavat yksilöt ovat peräisin ja voivatko ne lisääntyä itsenäisesti. Suomen ja Ruotsin rannikoilta kerättiin kymmenestä eri paikasta sekä vapaana kasvavia että kiinnittyneitä rakkohaurunäytteitä, joita verrattiin toisiinsa. Keräyspaikat sijaitsivat yhden, muutaman tai satojen kilometrien päässä toisistaan. Kerätyistä näytteistä eristettiin viisi DNA-mikrosatelliittimarkkeria, joiden perusteella tehtiin geneettiset analyysit. Tutkimustuloksista selvisi, että Suomen ja Ruotsin rakkohaurupopulaatioiden välillä ei ollut tilastollisesti merkittävää geneettistä eroa eivätkä populaatioiden väliset geneettiset erot riippuneet niiden välisestä etäisyydestä. Niinpä kysymykseen siitä, mistä vapaana kasvavat populaatiot ovat lähtöisin, ei saatu vastausta. Sen sijaan vapaana kasvavat ja kiinnittyneet rakkohaurun muodot erosivat toisistaan geneettisesti. Tämä viittaa siihen, että vapaana kasvavat populaatiot lisääntyvät ainakin osittain itsenäisesti. On mahdollista, että tämä johtaa ajan kuluessa vapaana kasvavien ja kiinnittyneiden rakkohaurun muotojen kehittymiseen omiksi lajeikseen, mutta tällä hetkellä se ei vaikuta kovin todennäköiseltä. Koska tutkitut populaatiot olivat pieniä ja käytettyjen mikrosatelliittien määrä vähäinen, lisätutkimukset ovat tarpeen tulosten luotettavuuden varmistamiseksi.
  • Tuominen, Adele (2020)
    Tekstiiliteollisuudessa käytetään merkittäviä määriä kemikaaleja, joista osa on ympäristölle ja terveydelle haitallisia. Tekstiiliteollisuuskehityksen kasvaessa ja kulutuskäytäntöjen kiihtyessä pois heitettävän tekstiilin määrä lisääntyy. Samalla haitalliset kemikaalit vapautuvat saastuttamaan ihmistä ja ympäristöä. Tämä käy ilmi aiemmasta tutkimuksesta, vaikka poistotekstiilien ympärillä tehty tutkimus on muutoin vähäistä. Tämä tutkimus tehdään yritysyhteistyössä Lounais-Suomen Jätehuolto Oy:n kanssa määrittämään poistotekstiilien lajittelutyön yhteydessä ilmeneviä terveysvaikutuksia ja sovellettavia testimenetelmiä yrityksen tarpeisiin. Tutkielman tavoitteena oli ensisijaisesti selvittää kemikaalien, pölyn ja homeen terveysvaikutukset ja ne testimenetelmät, joita tulisi terveysvaikutusten vähentämiseksi tehdä. Muiden tutkimuskysymysten osalta tarkoituksena oli selvittää poistotekstiilien sisältämät merkittävimmät haitalliset kemikaalit ja niiden enimmäisraja-arvot. Näitä tutkittiin tutkimuksen teoreettisessa viitekehyksessä. Tutkimuksessa käytettiin laadullista tutkimussuuntausta ja sen menetelmiä. Aineiston keruumenetelmänä oli asiantuntijahaastattelu, jossa tietoja kerättiin puolistrukturoidun kysymyksenasettelun kautta neljältä asiantuntijataholta: Turun ammattikorkeakoululta, Terveyden- ja hyvinvoinninlaitokselta, Työterveyslaitokselta ja Aalto-yliopistolta. Haastattelut toteutettiin puhelinhaastatteluina. Aineistoa analysoitiin temaattisen sisällönanalyysin avulla, jossa aineisto luokiteltiin tutkimuksen kannalta merkittävimpiin teemoihin. Saatuja tuloksia verrattiin olemassa olevaan tutkimuskirjallisuuteen. Hengitystievälitteinen altistuminen yksistään pölylle nähtiin merkittävimmäksi terveysriskiksi laitosolosuhteissa. Kemikaalien, pölyn ja homeen aiheuttamien terveysvaikutusten vähentämiseksi soveltuvimpina testimenetelminä nähtiin erilaisten keräävien menetelmien käyttö ja biomonitorointi. On selvää, että poistotekstiilit sisältävät ihmisen terveydelle ja ympäristölle haitallisia kemikaaleja, pölyä ja homeita. Testimenetelmiä hyödyntämällä voidaan terveysriskejä paikantaa ja niiden osuutta työperäisessä altistumisessa vähentää. Tutkimustulosten tieteellisen luotettavuuden lisäämiseksi on suositeltavaa, että laitoksella otetaan käyttöön kokeelliset testausmenetelmät.
  • Seppälä, Päivi (2020)
    In reductive dehalogenation, halogenated compounds act as electron acceptors in respiration or cometabolic reactions. The halogen atom is removed and usually replaced with hydrogen. Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) are persistent and toxic compounds, which have been extensively used as flame retardants. Even after bans and use restrictions, they are released to the environment from products manufactured earlier. PBDEs have been found ubiquitously in the environment. In anaerobic conditions like in sediments, they can be degraded through reductive dehalogenation. While remediating contaminated sediments, knowledge is needed about factors affecting the degradation of PBDEs. In the present work, anaerobic debromination of two PBDEs, BDE-47 and BDE-209 in sediment was investigated in microcosms. Sediment samples were taken from the estuary of the Kymijoki River from the Baltic, and from two sites in Lake Kernaalanjärvi, one representing clean and the other contaminated sediment. In addition to sampling site, the effect of incubation temperature on the degradation rate and products was investigated with different treatments, and possible abiotic degradation was examined with autoclaved controls. The samples were analyzed with gas chromatograph with electron capture detector (GC-µECD). The amounts of Dehalococcoides and total bacteria as 16S rRNA gene copies were determined with qPCR. Hypotheses were that debromination is faster in contaminated sediments, in warmer temperature, and in the microcosms with more bacteria of the genus Dehalococcoides. The half-time of BDE-47 varied from 173 to 7701 weeks, and that of BDE-209 from 28 to 173 weeks. The debromination rate could not be explained with sampling sites or incubation temperature, but the degradation of BDE-47 was significantly slower in autoclaved microcosms. In the microcosms where BDE-47 was removed most, the main debromination product was BDE-8. In the microcosms with sediment from the clean site of Lake Kernaalanjärvi, the amount of BDE-47 did not decrease. Obviously, bacteria capable of degrading it are not abundant in sites with little or no previous contamination with organohalogens. The removal of BDE-209 in autoclaved microcosms is probably explained with abiotic degradation or adsorption so that the compound is not extractable. At the end of incubation, there were more total bacteria in the microcosms with BDE-47 than those with BDE-209. The proportion of Dehalococcoides was greater in the microcosms with BDE-209, those incubated in room temperature, and those not autoclaved. Debromination was faster in the microcosms with more total bacteria in the beginning or Dehalococcoides at the end. BDE-47 proved to be more persistent than in the literature reviewed. The hypotheses about the effect of the incubation temperature and the contamination of the sediment did not reach statistical significance, but the importance of Dehalococcoides for debromination was established according to the hypothesis.
  • Tiusanen, Mikko (2015)
    Ihmistoiminta muuttaa elinympäristöjä maailmanlaajuisesti. Vaikutukset näkyvät niin yksittäisten lajien populaatioissa, lajien välisissä vuorovaikutuksissa kuin kokonaisten ekosysteemien toiminnassakin. Monimutkaisuutensa ja vaikean havainnoitavuutensa takia lajien väliset vuorovaikutukset ja erityisesti niiden yhteys ekosysteemien toimintaan tunnetaan osin huonosti. Ympäristömuutoksista ilmaston lämpeneminen vaikuttaa erityisen voimakkaasti arktisella alueella. Muuttuva ja yksinkertainen arktinen eliöyhteisö tarjoaakin loistavan malliekosysteemin lajien välisten vuorovaikutusten havainnoimiselle ja niiden rakenteen mallintamiselle. Tässä tutkielmassa selvitän pölyttäjäyhteisön rakennetta ja toimintaa yhden kasvilajin, lapinvuokon Dryas octopetala × integrifolia, pölytyksessä. Lapinvuokko on runsain kukkakasvi monilla pohjoisilla alueilla, ja sitä voidaankin pitää avainlajina paikallisissa pölytysyhteisöissä. Liittääkseni pölyttäjäyhteisön rakenteen lapinvuokon siementuotannon onnistumiseen havainnoin lapinvuokon pölyttäjäyhteisön vaihtelua tilassa ja ajassa. Tähän käytin kukanmuotoisia liimapahvista valmistettuja pyydyksiä. Tein liimakukkapyyntejä 21 koealalla Zackenbergin laaksossa Grönlannissa. Tutkin koealoilla lisäksi lapinvuokon siementuotantoa. Tutkimuksessani havaitsin, että lapinvuokon kukinnan ajoittumisessa on suurta alueellista vaihtelua. Ensimmäiset kukat puhkeavat heti pälvien ilmestyessä ja viimeisten yksilöiden kukinta alkaa vasta juuri ennen ensilumia. Myös lapinvuokon siementuotannon onnistuminen vaihtelee paljon (12,7 - 52,7 % kukista) alueellisesti. Alueellinen vaihtelu siementuotannon onnistumisessa johtuu osittain ympäristöolosuhteista, mutta myös pölyttäjäyhteisöllä on selvä vaikutuksensa. Lapinvuokolla tapahtuu itse- ja tuulipölytystä (8,6 % onnistuneesta siementuotannosta), mutta pölyttäjien läsnä ollessa siementuotanto on moninkertainen (33,7 %). Tutkimusalueellani Zackenbergissa maailmanlaajuisesti tärkeimmät pölyttäjät, mesipistiäiset, puuttuvat lähes tyystin. Runsaimpien pölyttäjien paikan ovat vallanneet kärpäset erityisen runsaslukuisten sukaskärpästen johdolla. Havaintojeni perusteella sukaskärpästen runsaus selittääkin parhaiten lapinvuokon siementuotannon onnistumista. Kesän edetessä havaitsin pölyttäjäyhteisön kasvavan huomattavasti sekä yksilö- että lajimäärältään. Pölyttäjäyhteisön runsastuminen kasvukauden edetessä antaa olettaa, että lapinvuokon pölytys voi parantua ainakin lyhyellä aikavälillä. Ilmaston lämmetessä pölyttäjien esiintymisen on havaittu liukuvan aikaisemmaksi kasvien kukintaa nopeammin. Näin ollen aikaisin kukkivat kasvit kohtaavat yhä enemmän pölyttäjiä ja myöhäisimmätkin kasvit onnistuvat tuottamaan siemeniä ennen syksyä, kun niiden kukinta siirtyy absoluuttisesti aikaisemmaksi. Toisaalta sukaskärpästen määrän on havaittu vähenevän ilmaston lämmetessä. Tutkimukseni pohjalta sukaskärpäset ovat lapinvuokon tärkeimpiä pölyttäjiä, ja jos niiden väheneminen jatkuu, on lapinvuokon pölytys Zackenbergissa uhattuna. Kaiken kaikkiaan tutkimukseni viittaa siihen, että lapinvuokon pölytys voi lyhyellä aikavälillä parantua, mutta pitkällä aikavälillä muutokset pölyttäjäyhteisössä uhkaavat lapinvuokon pölytyksen onnistumista. Lapinvuokko on arktisen alueen tärkeimpiä kasveja niin pölyttäjien kuin monien muidenkin hyönteisten ravintona. Siten muutokset sen menestyksessä heijastunevat koko pölyttäjien ja kukkakasvien muodostamaan yhteisöön.
  • Mäkelä, Mikko (2021)
    Ilmastonmuutos koettelee ankarimmin planeettamme pohjoisia alueita. Näiden alueiden eliöyhteisöt ovat ennestään erityisen herkkiä ympäristön muutoksille. Vaikka arktisen ympäristön fysikaaliset muutokset ovat jo monin paikoin nähtävillä, ovat tiedot näiden muutosten vaikutuksista alueen eliöyhteisöihin ja ekologisiin vuorovaikutussuhteisiin edelleen hyvin puutteelliset. Pohjoisten keväiden aikaistuminen altistaa yhteisöt fenologiselle irtautumiselle, jossa läheisessä ekologisessa vuorovaikutuksessa olevat lajit ajautuvat esiintymisaikojensa suhteen erilleen. Pölyttäjähyönteisen sekä pölytettävän kukkakasvin tapauksessa tästä voi olla seurauksena pölytystehon väheneminen. Tämän ja ilmastomuutoksen muiden seurausten ennustamiseksi käytetään usein nk. ajan ja tilan rinnastus –menetelmää. Menetelmän oletuksena on, että eliöt reagoivat ympäristötekijöihin samalla tavalla, tapahtuivatpa ne sitten ajallisesti tai paikallisesti. Selvittääkseni, onko arktisella alueella havaittavissa fenologista irtautumista, tarkastelen lapinvuokon sekä lajin pölyttäjäyhteisöön kuuluvan 14 hyönteisheimon fenologiaa Koillis-Grönlannissa. Tarkastellakseni, miten ilmaston vaihtelu vuosien välillä kuvastuu hyönteisaktiviteetin ajoittumiseen ja lajiryhmien väliseen vaihteluun, hyödynnän kahdenkymmenen vuoden aikasarjaa (jatkossa: aikasarja-aineisto). Selvittääkseni, miten ilmaston vaihtelu tilassa heijastuu paikallisiin eroihin pölyttäjäaktiviteetin fenologiaan, seuraan hyönteisaktiviteetin ajoittumisen yhden kasvukauden aikana maaston eri osissa (jatkossa: tila-aineisto). Molemmista aineistoista selvitän, mikä ympäristötekijä määrittää voimakkaimmin pölyttäjäyhteisön fenologiaa, keskittyen lumenlähtöpäivään ja lämpösummaan. Lopuksi arvioin, kuinka hyvin ajallinen ja paikallinen ulottuvuus vastaavat toisiaan. Näin pyrin selvittämään sitä, kuinka käyttökelpoinen ajan ja tilan rinnastus –menetelmä on pohjoisten pölyttäjäyhteisöjen tutkimuksessa. Totesin lumenlähtöpäivän selittävän lapinvuokon pölyttäjäyhteisön fenologiaa kokonaisuutena parhaiten. Tämä pätee sekä tila- että aikasarja-aineistossa. Lumenlähtöpäivän ja lämpösumman vaihdellessa eri lajiryhmien ajoitus muuttuu eri tavoin. Muutokset tilassa ja ajassa olivat lapinvuokon tärkeimpien pölyttäjäryhmien kohdalla suhteellisen yhteneväiset, mutta eräiden muiden ryhmien (esim. kukkakärpästen) kohdalla ja samalla koko yhteisön tasolla ennusteet olivat heikompia. Tulokseni osoittavat, että ilmaston vaihdellessa arktisissa yhteisöissä on nähtävissä fenologista irtautumista. Yhteisön sisällä eri lajiryhmät reagoivat sekä lumenlähtöpäivään että lämpösummaan eri tavoin. Tämä altistaa yhteisöjä fenologiselle irtautumiselle ympäristön edelleen muuttuessa. Pölyttäjäfenologiaa tutkittaessa ajan ja tilan rinnastus -menetelmä näyttää toimivan hyvin lapinvuokon ja tämän kasvilajin tärkeimpien pölyttäjäheimojen kohdalla. Koko yhteisön tasolla rinnastuksen ennusteet ovat kuitenkin puutteelliset, sillä joidenkin ryhmien ennusteet eroavat toisistaan merkittävästi sekä ajassa että tilassa. Tulevaisuudessa tulisikin selvittää tarkemmin sitä, kuinka nyt havaittu pölyttäjäyhteisön fenologinen epäyhtenäisyys heijastuu lajien välisiin vuorovaikutussuhteisiin eri trofiatasojen välillä.
  • Gkini, Vasiliki (2021)
    Gliomas are the most common malignant brain tumours. The most aggressive and lethal type of glioma is glioblastoma. It has a dismal prognosis, and, despite aggressive treatment, the average patient survival is 1-2 years. Although glioblastoma has a heavy impact on individuals and their families, as well as on healthcare systems, our current lack of mechanistic knowledge hinders the development of improved treatments and diagnostics. Recent studies showed that glutaminolysis, a metabolic pathway utilizing glutamine to produce α-ketoglutarate, is promoted in tumour cells, suggesting a significant role of α-ketoglutarate concentration in tumour progression. Therefore, I hypothesise that reduction of α-ketoglutarate concentration in glioblastoma might suppress glioblastoma aggressiveness. To address this hypothesis, I focus on another metabolic pathway controlling α-ketoglutarate concentration, namely the GABA metabolism. Here, I show that the expression of ABAT and GAD1, which encode rate-limiting enzymes of the GABA metabolism, is associated with the lower-grade of glioma and a better prognosis for patients. Interestingly the expression of ABAT and GAD1 negatively correlates with the expression of CD109, a glioma stemness marker. Furthermore, suppression of glioblastoma stemness by CD109 silencing induces ABAT and GAD1 expression. Taken together these results suggest that the upregulation of the GABA metabolism reduces glioblastoma stemness and proliferation. In future, I am planning to examine the effect of ABAT and GAD1 overexpression and knockdown on glioblastoma stemness and proliferation, as well as the underlying molecular mechanisms to understand how the GABA metabolism suppresses the glioblastoma progression.
  • Neiro, Jakke (2019)
    In recent years, the two-spotted field cricket Gryllus bimaculatus has emerged as a central model for studies on insect development, regeneration and physiology. At the moment, G.bimaculatus has the most extensive molecular toolkit within the Exopterygota, making it the foremost model for evolutionary developmental biology and comparative physiology within the field of entomology. However, the postembryonic development of G. bimaculatus has received considerably less attention than embryonic development. In this thesis, I have studied the postembryonic development of G. bimaculatus to better understand the evolution and physiology of the understudied Exopterygota. My thesis encompasses five parts: postembryonic morphology, wing development, appendage regeneration, allometry, and growth. The postembryonic stages, the nymphal stages, have never been properly characterised in G. bimaculatus. By following postembryonic development daily at 30 C, 8 nymphal stages (instars) were identified. Size, coloration, sclerotisation of the thorax, and morphology of the wings, the hind tibia and the ovipositor were useful characters in distinguishing the stages. The Dpp/BMP signalling pathway patterns the wing venation in the endopterygotan insects Drosophila melanogaster and Athaliae rosae, but nothing is virtually known about wing development in exopterygotan insects. The wings and the wing venation pattern in different nymphal stages of G. bimaculatus were studied using the hydrogen peroxide clearing protocol along with both brightfield and fluorescence microscopy, while the role of the Dpp/BMP signalling pathway was studied using immunohistochemistry (IHC), in situ hybridisation (ISH), and RNA interference (RNAi). The longitudinal veins are patterned in the 3rd and 4th nymphal stages, while the secondary veins in the 8th stage. The IHC and ISH experiments displayed only non-specific staining, while the RNAi experiments did not produce any change in the phenotype, possibly because of molecular redundancy. The nymphal legs of G. bimaculatus are known to be highly regenerative, and the Dpp/BMP signalling pathway has been shown to provide positional information in leg regeneration. However, nothing is known about the regeneration of the other appendages in G. bimaculatus. Antennae and cerci were amputated in different nymphal stages, and the degree of final regeneration depended on the nymphal stage. RNAi experiments did not produce any change in the phenotype, possibly because of molecular redundancy. The interrelationship between static, ontogenetic and evolutionary allometry in insects is poorly understood. The allometry of hind femur length with respect to body length has been shown to be negative in Orthoptera (i.e. evolutionary allometry), but nothing is known about corresponding ontogenetic and static allometry. By measuring hind femur length and body length in G. bimaculatus in different nymphal stages, the ontogenetic allometry was determined to be slightly positive or isometric, while the static allometries of different stages tended to be negative but highly variable. This may indicate that allometric relationships constrain development in the microevolutionary perspective, but are nevertheless evolvable in a macroevolutionary perspective of millions of years. The growth conditions and rearing of crickets and other insects have been widely reported, but the shape of the growth curve itself has been less investigated. The exponential, the von Bertalanffy (VBGF), the West, Brown and Enquist (WBE), and the dynamic energy budget (DBE) models have been proposed as continuous models for insect growth. These models were t to growth data from G. bimaculatus and the DBE and was shown to be optimal with parameter values α=0 and pAm = 0.69. The insects have been thought to follow Dyar's law, i.e. that the growth ratio or moulting increment (MI) is constant throughout development, although numerous other competing moulting models have been devised for the crustaceans. By fitting different moulting models to head width data from G. bimaculatus, the log-linear model (Mauchline's model) turned out to explain the MI the best. Lastly, the oxygen-dependent induction of moulting (ODIM) model has been proposed to explain moulting patterns in insects, but the model has never been applied to exopterygotan taxa. By fitting the ODIM model to growth data from G. bimaculatus, the model could predict moulting mass but not instar durations, probably because of high postembryonic plasticity in G. bimaculatus.
  • Zhuang, Yuan (2018)
    Mitochondrial dysfunction is involved in many neurodegenerative diseases, including Alzheimer's disease (AD), Parkinson's disease (PD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and Huntington's disease (HD). Most of the mitochondrial disorders lack effective treatments so far. One of the important defects of mitochondrial dysfunction is the blockade of mitochondrial respiratory chain. An alternative oxidase (AOX), originated from Ciona intestinalis, has been found to counteract this defect by providing a bypath of the mitochondrial respiratory chain in plants, drosophila, mice and human cultured cells. Therefore, we suggest that AOX might be a promising tool for curing neurodegenerative diseases from the aspect of alleviating mitochondrial defects. An engineered mouse model has been created to express the Ciona intestinalis AOX ubiquitously in the whole animal. Our study aims at investigating the expression and function of AOX in the transgenic mouse brain and exploring therapeutic potential of AOX in human diseases. AFG3l2 gene encodes a subunit of m-AAA metalloprotease, which is involved in mitochondrial protein quality control process. Mutations in the AFG3L2 is known to be related to spinocerebellar ataxias 28 (SCA28), a neurodegenerative disease resulting from cerebellar damage. Loss of AFG3L2 gene causes OPA1 protein cleavage and mitochondrial fragmentation which are easily detected. Thus, we propose an in vitro neurodegenerative disease model generated by knocking down of AFG3L2 in target cells. We used western blotting to detect the expression level of AOX in the brain and primary neuro-glia cells of the transgenic mice, finding that the AOX protein reduces in the brain along with age. Antimycin A treatment on neuro-glia cells demonstrated the function of AOX in transgenic pups. However, the respiratory activity caused by AOX also decreases with the mice age. In addition, we constructed a lentiviral vector with DNA recombinant technology to express AOX in U2OS cells. To examine the function of AOX under disease condition, we established an in vitro neurodegenerative disease model by knocking down the AFG3L2 gene of U2OS cells with siRNA, and infected the cells with AOX lentivirus. By comparing the immunostaining images of wild-type and AOX infected cells, we saw a significant difference in the degree of mitochondrial fragmentation between these cells. Nevertheless, the cleavage pattern of OPA1 protein, which is mainly responsible for mitochondrial fragmentation, remains unchanged whether AOX is present in the cell or not. In conclusion, our study first investigated the expression and function of AOX in the brain of this transgenic mouse model. And we established a lentivirus vector to apply AOX gene to human cells, testing the therapeutic function of AOX in a neurodegenerative disease model in vitro. Moreover, the mitochondrial fragmentation of the disease model is alleviated by AOX despite of OPA1 cleavage, indicating that the mitochondrial phenotype caused by loss of AFG3L2 is not only due to OPA1 cleavage, but also related to respiratory defects. This highlights the possibility to rescue the mitochondrial morphological changes from new aspects.
  • Korvenmaa, Päivi (2020)
    Female breast cancer incidence rate has been growing world-wide and it is the most common cancer in women. In the battle against the breast cancer mortality, early detection is the strongest tool. This is the reason why national mammography screening programs are widely established for selected age groups, usually for women between 50 to 70 years old. Although it is well established that these programs save lives, mammography screening is not feasible to apply to younger and/or older groups due to increasing radiation load as well as economically. There is a room for a non-invasive, easy and cost-effective breast imaging modality, which could be used for all age groups e.g. in connection with regular health checks. In this theses breast cancer as a disease and its present clinical diagnostic tools are presented. As a possible new pre-diagnostic tool, infrared imaging combined with modern analytical and machine learning tools, is introduced. Also, preliminary results of an on-going study are presented, which encourage to continue the development.
  • Rajala, Tuomas (2023)
    Forests play a key role in mitigating climate change and maintaining biodiversity. The ability of forests to sequester carbon dioxide and store it in wood biomasses and soils reduces the amount of carbon dioxide in the atmosphere. However, forests are cut down for various reasons, such as economic ones, releasing carbon dioxide from the trees into the atmosphere. One way to combat climate change and biodiversity loss is to provide forest owners a voluntary incentive scheme that provides a new objective for forest owners to use their forests. The use of forests in the future will be decided by the new forest owners, i.e., the younger generation of forest owners. For this reason, it’s important to study their preferences for a voluntary incentive scheme. The study examined the characteristics of absentee and non-absentee forest owners under the age of 40 and compared the preferences for a voluntary incentive scheme directed to these two groups. The survey response rate was low (7,3%). Choice experiment method and a binary logistic regression model was used to find out the forest owners’ preferences in relation to accept the programme. In the binary logistic regression model, absentee residence was the only factor that positively and reliably increases the acceptance of the programme. Absentee and non-absentee forest owners appreciate similar aspects of forest property, for example relaxation and financial security. The biggest difference between these two groups came with consideration of forestry work and/or wood for household as nonabsentee forest owners valued that aspect higher. The study points out that knowledge of a METSO programme is relatively low, as 35% of absentee and 23% of non-absentee forest owners who responded have heard of the programme. Some young forest owners may not have a clear idea on how to manage forests, because forest ownership is new to them and therefore it is often difficult for novice forest owners to know which forest management practices to apply in one's own forests. According to the study, economic income from the forest property is important, but it isn’t an important source of economic security for a large number of young forest owners, especially when the share of absentee forest owners’ characteristics and preferences are on the rise among forest owners.
  • Zeinoddin, Narjes (2020)
    Endocytosis is the process responsible for internalising membrane components and as such plays a key role in the biology of this structure. Mammalian cells have evolved various endocytic strategies, but Clathrin-Mediated Endocytosis (CME) is the most common type. Since the discovery of CME, around 50 years ago, the field has built a remarkable wealth of knowledge on the core CME components. In stark contrast, our understanding on the relationship between CME and the actin cytoskeleton, which is present throughout the process, is still in its infancy. In this thesis, I show the production and characterisation of recombinant, SpyCatcher tagged transferrin (TF), a canonical CME ligand. TF was expressed in E. coli and using an optimised protocol, successfully solubilised and refolded from inclusion bodies. The protein was then labelled with a fluorophore and purified to a high level of purity. Tests in mammalian cells showed that home-made TF has the same endocytic behaviour as TF purified from human plasma. Moreover, I could show that the SpyCatcher moiety attached to our home-made TF is capable to mediate its covalent linkage to its counterpart SpyTag. The successful production, refolding and functional characterization of recombinant TF in this study is an important first step to examine the participation of the actin cytoskeleton during CME.
  • Aho, Kukka (2012)
    In multicellular organisms, complex signalling mechanisms have evolved to guide the behaviour of individual cells. Growth factors are secreted proteins that can stimulate the proliferation and/or differentiation of cells. Vascular endothelial growth factor D (VEGF-D) is a ligand for VEGF receptor 2 (VEGFR-2) and for VEGFR-3, which are predominantly expressed on blood vascular endothelial cells and on lymphatic endothelial cells, respectively. Thus VEGF-D can contribute to growth of both blood vessels (angiogenesis) and lymphatic vessels (lymphangiogenesis). Although there have been many reports showing the angiogenic and lymphangiogenic effects of VEGF-D, its physiological role is still largely unknown. Most of these reports are severely hampered by incomplete characterization of the specific form of VEGF-D that was used. During or after secretion, VEGF-D undergoes complicated proteolytic processing. Alternative Nterminal cleavage results in two different fully processed forms, VEGF-D major and VEGF-D minor. Processing significantly increases the activity of VEGF-D towards its receptors. Surprisingly, it is still unknown whether the differential N-terminal cleavage of VEGF-D has any effect on receptor binding activity or on receptor activation. The goal of this study was to produce and purify high quality biologically active VEGF-D which is needed for studying the physiological role of this growth factor. Several different forms of recombinant human VEGF-D were produced using the Drosophila Schneider 2 insect cell system. A bioassay utilizing the Ba/F3 cells expressing chimeric VEGFR/EpoR receptors was used to determine the receptor binding activities of recombinant VEGF-Ds. Two constructs producing biologically active VEGF-Ds were chosen for chromatographic purification (untagged major and his-tagged major forms). During purification, the activity of both VEGF-D forms towards their receptors decreased significantly. In case of the untagged form, this was presumably due to some residual proteolytic activity during purifications. The results might indicate that only the major form is responsible for the activation of VEGFR-3. The fact that no activity of the minor forms was detected when screening the cell supernatants with Ba/F3-VEGFR-3-EpoR-bioassay, supports this explanation. If this explanation can be verified, the role of the alternative N-terminal cleavage becomes obvious: By proteolysis the activity of VEGF-D can be redirected from the lymphatics towards the blood vessels.
  • Nordlin, Patric (2023)
    The discovery and development of new antifungal drugs has lagged behind the clinical needs for effective treatments of fungal infections. Invasive fungal infections can be challenging to treat and can become life-threatening, particularly for immunosuppressed individuals. Despite the need for new and improved antifungal drugs, the pipeline for antifungal drug development has been relatively slow, with only a few new agents being approved in recent years. Many existing antifungal drugs have toxic side effects, limiting their use and highlighting the need for more targeted and effective therapeutics. The glycosylphosphatidylinositol biosynthesis pathway has been proposed as a potential new target for antifungal drugs. The glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchor is a complex glycoconjugate that is attached to many proteins found on the surface of eukaryotic cells. GPI anchored proteins play important roles in various cellular processes, including signaling, cell adhesion, and cell recognition. The biosynthesis of GPI anchors involves multiple enzymatic steps, including the transfer of the GPI anchor to a target protein. Gpi3 is one of the key enzymes involved in the first step of GPI biosynthesis and is the catalytic subunit of the GPI GlcNAc-PI synthesis complex. The naturally occurring molecule Jawsamycin has been shown to selectively inhibit fungal Gpi3 while not interfering with its human ortholog. However, the development and research of Jawsamycin and other potential inhibitors of the GPI synthesis pathway are hampered by the lack of structural data on the proteins involved in the pathway. This thesis aimed to express and purify functionally active Gpi3 as a recombinant fusion protein using the SUMO tag expression system, with the end goal of utilizing the protein for structural studies through crystallography to better understand the function of Jawsamycin. In this thesis, Gpi3 was successfully expressed and purified as a fusion protein. However, enzymatic activity of Gpi3 was not observed, additionally, the purification and stability of the Gpi3 fusion proteins were shown to be problematic and no crystal structure of the protein of interest was acquired. These results indicate that a different approach is needed to gain structural insights into the function and interaction between Gpi3 and Jawsamycin. A likely path forward is the purification of the whole GPI GlcNAc synthesis complex which could give more insights into the organization and function of both Gpi3 and Jawsamycin.
  • Pikkarainen, Kaisa (2018)
    One open question related to microplastics found in seas is the sources and routes of microplastics into seas. In Helsinki about one third of the snow collected from urban areas is dumped directly into the Baltic sea. When snow is collected from an urban area also the possible waste in the snow becomes collected. This is the first study that examines the numerical quantity and the characteristics of waste in urban snow. In order to study waste contained in snow, samples were collected from three different urban areas in Helsinki in February 2016. Snow was collected from Hakaniemen tori, Kullervonkatu in Käpylä and Sörnäisten rantatie. Solid matter in snow samples was divided into particles sized over 4 mm and 0.3–4 mm. Waste particles were visually identified utilizing the morphology of the particles. Material of selected waste particles was analysed using a FTIR spectrometer. Snow samples collected from Käpylä contained more waste by weight and number than samples collected from other areas. Reasons for differences between sampling areas did not become clear in this study. The most common waste in urban snow were particles disengaged from asphalt pavement and road markings, along with paper, plastic and rubber waste. All snow samples contained microplastics. Urban snow contained more microplastics than purified wastewater leaving from Viikinmäki wastewater treatment plant and seawater in the Gulf of Finland. Stormwaters have been identified as a route for microplastics from urban areas into inland waters and seas, and according to this study also dumping of urban snow into seas acts as a route for microplastics. In urban snow road marking and plastic particles were the most common microplastics. In snow samples collected from road areas road marking particles were clearly the most common microplastic by number. In snow collected from Hakaniemen tori about half of the microplastics were plastic particles and almost a half road marking particles. Most of the microplastics in snow were different kinds of fragments. Like in earlier microplastics studies also in urban snow the most common materials of small plastic particles were polyethylene and polypropylene. In this study sources of the waste in snow are estimated to be the abrasion of asphalt pavement, road markings, tyres, plastic products and possibly also wood and metal products and different kinds of textiles. In addition to that numerous waste items had ended up in urban areas through littering or inadequate waste disposal. Littering is the most significant environmental impact of dumping urban snow into the sea in Helsinki. Marine Strategy Framework Directive states that properties and quantities of marine litter are not to cause harm to the coastal and marine environment. According to the guidelines of the City of Helsinki, snow that is brought to snow collection sites needs to be clean and not to contain waste. Nevertheless, according to this study through dumping snow into the sea in Hernesaaren ranta several thousand kilograms of waste and approximately over fifty million microplastic particles end up in the Baltic Sea. A monitoring program should be established to investigate and monitor the amount and the characteristics of waste in urban snow in Helsinki.