Two levels of MCT1 and CD147 expression in the equine red blood cells and muscle

Monocarboxylate transporters (MCTs), especially the isoforms MCT1 - MCT4, cotransport lactate and protons across the cell membranes. They are thus essential for pH regulation and homeostasis in glycolytic cells such as red blood cells (RBCs), and skeletal muscle cells during intense exercise. In 70% of the Standardbred horses the lactate transport activity (TA) in RBCs is high and transport is mediated mainly by MCTs. In the rest 30% of the Standardbreds MCT mediated transport route is not active and the TA is low. MCTs need an ancillary protein for their proper localization and functioning in the plasma membrane. The ancillary protein for MCT1 and MCT4 is a member of immunoglobulin superfamily, CD147. Here we determined the expression of MCT isoforms and CD147 in equine RBCs and gluteal muscle. We sequenced the cDNA of horse MCT1 and CD147 to achieve horse-specific antibodies and to reveal sequence variations that may affect the TA of RBCs. The amount of MCT1 and CD147 mRNA in muscle were also studied. ---- In all, 73 horses representing different breeds were used. Blood samples were drawn from the jugular vein and muscle samples were taken either from gluteal muscle using biopsy needle or during castration from expendable cremaster muscle. The TA of RBCs was studied using radiolabeled lactate and the amount of MCT isoforms and CD147 in the plasma membranes using Western blotting. The level of mRNA in muscle cells was determined using qPCR. Isoforms MCT1 and MCT2 were found in the RBCs and isoforms MCT1 and MCT4 in the muscle cells of horses. The TA of RBCs was dependent on the expression of CD147 and MCT1 in the plasma membrane. Sequence variations were found in the cDNA of both MCT1 and CD147, but they did not explain the inactivity of MCT1 mediated transport route. The single nucleotide polymorphism (SNP) Met125Val in CD147 that existed parallel with an SNP in 3´-untranslated region explained, however, attenuation in CD147 expression in Standardbreds. A single mutation Ile51Val also decreased the expression of CD147 in one Warmblood. The MCT1 and CD147 mRNA concentrations in the gluteal muscle were higher in horses with higher MCT1 and CD147 expression in RBCs and lower in horses with minor expression of CD147 and MCT1. This suggests that the bimodal distribution of TA is due to differences in transcriptional regulation that is functioning in parallel in MCT1 and CD147 gene.

Campylobacter jejuni and C.coli in Finnish poultry production

Campylobacter, mainly Campylobacter jejuni and C. coli, are worldwide recognized as a major cause of bacterial food-borne gastroenteritis (World Health Organization 2010). Epidemiological studies have shown handling or eating of poultry to be significant risk factors for human infections. Campylobacter contamination can occur at all stages of a poultry meat production cycle. In summer 1999, every broiler flock from all three major Finnish poultry slaughterhouses was studied during a five month period. Caecal samples were taken in the slaughterhouses from five birds per flock. A total of 1 132 broiler flocks were tested and 33 (2.9%) of those were Campylobacter-positive. Thirty-one isolates were identified as C. jejuni and two isolates were C. coli. The isolates were serotyped for heat-stable antigens (HS) and genotyped by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). The most common serotypes found were HS 6,7, 12 and 4-complex. Using a combination of SmaI and KpnI patterns, 18 different PFGE types were identified. Thirty-five Finnish C. jejuni strains with five SmaI/SacII PFGE types selected among human and chicken isolates from 1997 and 1998 were used for comparison of their PFGE patterns, amplified fragment length polymorphism (AFLP) patterns, HaeIII ribotypes, and HS serotypes. The discriminatory power of PFGE, AFLP and ribotyping with HaeIII were shown to be at the same level for this selected set of strains, and these methods assigned the strains into the same groups. The PFGE and AFLP patterns within a genotype were highly similar, indicating genetic relatedness. An HS serotype was distributed among different genotypes, and different serotypes were identified within one genotype. From one turkey parent flock, the hatchery, six different commercial turkey farms (together 12 flocks) and from 11 stages at the slaughterhouse a total of 456 samples were collected during one and the half year. For the detection of Campylobacter both conventional culture and a PCR method were used. No Campylobacter were detected in either of the samples from the turkey parent flock or from the hatchery samples using the culture method. Instead PCR detected DNA of Campylobacter in five faecal samples from the turkey parent flock and in one fluff and an eggshell sample. Six out of 12 commercial turkey flocks were found negative at the farm level but only two of those were negative at slaughter. Campylobacter-positive samples within the flock at slaughter were detected between 0% and 94%, with evisceration and chilling water being the most critical stages for contamination. All of a total of 121 Campylobacter isolates were shown to be C. jejuni using a multiplex PCR assay. PFGE analysis of all isolates with KpnI restriction enzyme resulted in 11 PFGE types (I-XI) and flaA-SVR typing yielded nine flaA-SVR alleles. Three Campylobacter-positive turkey flocks were colonized by a limited number of Campylobacter genotypes both at the farm and slaughter level.In conclusion, in our first study in 1999 a low prevalence of Campylobacter in Finnish broiler flocks was detected and it has remained at a low level during the study period until the present. In the turkey meat production, we found that flocks which were negative at the farm became contaminated with Campylobacter at the slaughter process. These results suggest that proper and efficient cleaning and disinfection of slaughter and processing premises are needed to avoid cross-contamination. Prevention of colonization at the farm by a high level of biosecurity control and hygiene may be one of the most efficient ways to reduce the amount of Campylobacter-positive poultry meat in Finland. In Finland, with a persistent low level of Campylobacter-positive flocks, it could be speculated that the use of logistic slaughtering, according to Campylobacter status at farm, might have be advantageous in reducing Campylobacter contamination of retail poultry products. However, the significance of the domestic poultry meat for human campylobacteriosis in Finland should be evaluated.

GATA Factors Regulate Inner Ear Development and Midbrain Neurogenesis

The zinc-finger transcription factors GATA2 and GATA3 in vertebrates belong to the six-member family that are essential regulators in the development of various organs. The aim of this study was to gain new information of the roles of GATA2 and GATA3 in inner ear morphogenesis and of the function of GATA2 in neuronal fate specification in the midbrain using genetically modified mouse and chicken embryos as models. A century ago the stepwise process of inner ear epithelial morphogenesis was described, but the molecular players regulating the cellular differentiation of the otic epithelium are still not fully resolved. This study provided novel data on GATA factor roles in several developmental processes during otic development. The expression analysis in chicken suggested that GATA2 and GATA3 possess redundant roles during otic cup and vesicle formation, but complementary cell-type specific functions during vestibular and cochlear morphogenesis. The comparative analysis between mouse and chicken Gata2 and Gata3 expression revealed many conserved aspects, especially during later stages of inner ear development, while the expression was more divergent at early stages. Namely, expression of both Gata genes was initiated earlier in chicken than mouse otic epithelium relative to the morphogenetic stages. Likewise, important differences concerning Gata3 expression in the otic cup epithelium were detected between mouse and chicken, suggesting that distinct molecular mechanisms regulate otic vesicle closure in different vertebrate species. Temporally distinct Gata2 and Gata3 expression was also found during otic ganglion formation in mouse and chicken. Targeted inactivation of Gata3 in mouse embryos caused aberrant morphology of the otic vesicle that in severe cases was disrupted into two parts, a dorsal and a ventral vesicle. Detailed analyses of Gata3 mutant embryos unveiled a crucial role for GATA3 in the initial inner ear morphogenetic event, the invagination of the otic placode. A large-scale comparative expression analysis suggested that GATA3 could control cell adhesion and motility in otic epithelium, which could be important for early morphogenesis. GATA3 was also identified as the first factor to directly regulate Fgf10 expression in the otic epithelium and could thus influence the development of the semicircular ducts. Despite the serious problems in the early inner ear development, the otic sensory fate establishment and some vestibular hair cell differentiation was observable in pharmacologically rescued Gata3-/- embryos. Cochlear sensory differentiation was, however, completely blocked so that no auditory hair cells were detected. In contrast to the early morphogenetic phenotype in Gata3-/- mutants, conditional inactivation of Gata2 in mouse embryos resulted in a relatively late growth defect of the three semicircular ducts. GATA2 was required for the proliferation of the vestibular nonsensory epithelium to support growing of the three ducts. Concurrently, with the role in epithelial semicircular ducts, GATA2 was also required for the mesenchymal cell clearance from the vestibular perilymphatic region between the membranous labyrinth and bony capsule. The gamma-aminobutyric acid-secreting (GABAergic) neurons in the midbrain are clinically relevant since they contribute to fear, anxiety, and addiction regulation. The molecular mechanisms regulating the GABAergic neuronal development, however, are largely unknown. Using tissue-specific mutagenesis in mice, GATA2 was characterized as a critical determinant of the GABAergic neuronal fate in the midbrain. In Gata2-deficient mouse midbrain, GABAergic neurons were not produced, instead the Gata2-mutant cells acquired a glutamatergic neuronal phenotype. Gain-of-function experiments in chicken also revealed that GATA2 was sufficient to induce GABAergic differentiation in the midbrain.

Naudanlihan jalostusketjun hiilijalanjälki Suomessa

Kirjallisuustutkimuksen tavoitteena oli perehtyä kasvihuoneilmiön taustoihin ja kartoittaa aiempia tutkimuksia naudan- ja muiden lihatuotteiden kasvihuonekaasupäästöistä. Lisäksi kirjallisuustutkimuksessa perehdyttiin aiemmissa tutkimuksissa elintarvikkeiden hiilijalanjäljen laskemisessa sovellettuun elinkaarianalyysiin ISO 14040-standardin mukaisesti. Kokeellisen osion tavoitteena oli määrittää naudanlihan hiilijalanjälki Suomessa maatilan portilta kuluttajan ruokapöytään. Tavoitteena oli myös ymmärtää jalostusketjun päästöjen merkitys verrattuna koko naudanlihan tuotantoketjuun ja määrittää jalostusketjun vaiheiden merkitys ketjussa. Työn toiminnallisena yksikkönä toimi kilo naudanlihaa. Työ toteutettiin perehtymällä yksityiskohtaisesti yhteen naudanlihan jalostusketjuun Suomessa. Päästöt laskettiin todellisten yhteistyöyritykseltä saatujen prosessitietojen perusteella. Tiedot kerättiin tiedonkeruulomakkeella vierailemalla yhteistyöyrityksen kahdessa tuotantolaitoksessa ja täydentämällä tietoja haastatteluilla. Naudanlihan jalostusketjun päästöt olivat 1240 g CO2-ekv/lihakilo. Eniten päästöjä tuottivat jalostusvaihe (310 g CO2-ekv/lihakilo), teurastus (280 g CO2-ekv/lihakilo) ja lihatuotteiden kuljetus kuluttajalle (210 g CO2-ekv/lihakilo). Koko naudanlihan tuotantoketjusta jalostusketjun päästöt muodostivat alle 4 %, sillä syntymästä maatilan portille syntyviksi päästöiksi laskettiin kirjallisuuden perusteella yli 30 000 g CO2-ekv/lihakilo. Jatkossa naudanlihan hiilijalanjälkeä voitaisiin pääasiassa pienentää kehittämällä prosessia maatilan portille asti. Tämän työn tulokset olivat hyvin samansuuruiset verrattuna aiempaan tutkimukseen broilerin jalostusketjun päästöistä Suomessa (Katajajuuri ym. 2008). Tämä vastasi ennakko-odotuksia, sillä jalostusketjujen vaiheissa ei ollut merkittäviä eroja. Aiempia tutkimuksia naudanlihan jalostusketjun päästöistä ei ollut saatavilla.

Suolistopatogeenisten Escherichia coli -bakteerien esiintyvyys ripulipotilailla ja raa’oissa lihatuotteissa Burkina Fasossa sekä enterohemorraagisten E. coli -kantojen karakterisointi

Suolistopatogeeniset Escherichia coli -bakteerit eli ripulikolit aiheuttavat ihmisellä suolistoinfektioita. Kuten normaalimikrobiston E. coli -bakteerit, ne esiintyvät ihmisen lisäksi muiden nisäkkäiden, etenkin märehtijöiden, ja lintujen suolistossa. Lisäksi ne voivat esiintyä maaperässä ja vesistöissä. Ihminen voi saada tartunnan eläinperäisten elintarvikkeiden välityksellä tai juomalla eläinten tai ihmisen ulosteilla saastunutta vettä. Ripulikolit voidaan jakaa ainakin viiteen ryhmään perustuen niiden erilaisiin virulenssiominaisuuksiin: enteropatogeeninen E. coli (EPEC), enterotoksigeeninen E. coli (ETEC), enterohemorraaginen E. coli (EHEC), enteroinvasiivinen E. coli (EIEC) ja enteroaggregatiivinen E. coli (EAEC). EPEC aiheuttaa etenkin kehitysmaissa pikkulapsille ripulia. ETEC aiheuttaa turistiripulia ja vastasyntyneiden ripulia kehitysmaissa. EHEC aiheuttaa ripulia tai veriripulia, joka voi varsinkin pienillä lapsilla johtaa hemolyyttis-ureemiseen oireyhtymään (HUS) ja munuaisten vaurioitumiseen. EIEC aiheuttaa Shigellan kaltaista ripulia, joka voi olla veristä. EAEC on yhdistetty lähinnä pitkittyneisiin ripuleihin. Tutkimuksessa selvitettiin suolistopatogeenisten E. coli -bakteerien esiintyvyyttä Burkina Fasossa, josta ei ole saatavilla aikaisempaa tietoa ripulikolien esiintymisestä ihmisissä ja elintarvikkeissa. Ulostenäytteitä otettiin ripulia sairastavilta alle viisivuotiailta lapsilta maaseudulta kahdesta kylästä, Boromosta ja Gourcysta, ja maan pääkaupungista Ouagadougousta (110 näytettä). Lihanäytteitä (kanaa, nautaa, lammasta ja naudan suolta, jota käytetään ihmisravinnoksi) otettiin Ouagadougoun toreilla myytävistä kypsentämättömistä lihoista (120 näytettä). Näytteistä saadut bakteerisekaviljelmät tutkittiin monialukkeisella PCR-menetelmällä, joka tunnistaa viiden ripulikoliryhmän virulenssigeenejä. Lisäksi lihanäytteistä eristettiin 20 EHEC-kantaa shigatoksiinin stx-geenin havaitsemiseen perustuvalla pesäkehybridisaatiolla ja PCR-seulonnalla, ja karakterisoitiin mahdollisten virulenssiominaisuuksien selvittämiseksi. Tutkimus osoitti, että ripulikolien aiheuttamat suolistoinfektiot ovat yleisiä ripulia sairastavilla pikkulapsilla Burkina Fasossa. Ulostenäytteistä 59 % oli positiivisia. Useimmiten lapsilla esiintyi EAEC- (32 %) ETEC- (31 %) ja EPEC-patoryhmiä (20 %). EIEC- (2 %) ja EHEC-patoryhmiä (1 %) esiintyi vähän. Myös useamman patoryhmän sekainfektiot olivat yleisiä (24 %). Eri paikkakuntien välillä oli tilastollisesti merkitseviä eroja ripulikolien esiintymisessä. Gourcyssa ripulikoleja esiintyi useammin kuin Ouagadougoussa ja Boromossa. Tutkimuksessa kävi ilmi, että Ouagadougoun toreilla myytävissä lihoissa on paljon ripulikoleja. Lihanäytteistä 43 % oli positiivisia. Yleisimmin lihoissa esiintyi EHEC (28 %), EPEC (20 %), ETEC (8 %) ja EAEC (5 %). EIEC-ryhmää ei havaittu lihoissa. Myös useamman patoryhmän sekakontaminaatioita löytyi (17 %) lihoista. Ripulikolien esiintyvyydessä eri lihojen välillä ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja, kun tarkasteltiin kaikkia patoryhmiä yhdessä. Eri patoryhmien esiintyvyyttä tarkasteltaessa EHEC-patoryhmää ei esiintynyt ollenkaan kanassa ja ero oli tilastollisesti merkitsevä muihin lihoihin verrattuna. Lihoista eristetyt 20 EHEC-kantaa kuuluivat 14 eri serotyyppiin, joista osa on aikaisemmin eristetty suolistoinfektioihin ja HUSoireyhtymään sairastuneilta ihmisiltä. Kaikki kannat olivat stx1-positiivisia ja puolella oli lisäksi stx2-geeni, jota pidetään shigatoksiinin virulentimpana muotona. Kahdelta EHEC-kannalta löytyi myös ETECpatoryhmän lämpöstabiilin enterotoksiini Ia:n geeni eli kannat olivat kahden patoryhmän välimuotoa ja osoitus geenien siirtymisestä eri patoryhmien välillä. Vaikka nuorimmat näytteen antaneet lapsipotilaat tuskin söivät lihaa, sen voidaan ajatella silti olevan edustava näyte lasten elinympäristöstä, sillä lasten ruoka valmistetaan usein samoissa oloissa, joissa raakaa lihaa käsitellään. Saastunut liha voi siten olla pikkulasten ripulikoli-infektioiden aiheuttaja.