Historiantutkimuksen vaivat ja voimat : keskustelua

Keskustelua. Kommentti artikkeliin: Vaivaako historiantutkimusta mikään? / Juha Sihvola / Historiallinen aikakauskirja 102 (2004) : 1

Type II aromatic polyketide biosynthetic tailoring enzymes: diversity and adaptation in Streptomyces secondary metabolism.

Members of the bacterial genus Streptomyces are well known for their ability to produce an exceptionally wide selection of diverse secondary metabolites. These include natural bioactive chemical compounds which have potential applications in medicine, agriculture and other fields of commerce. The outstanding biosynthetic capacity derives from the characteristic genetic flexibility of Streptomyces secondary metabolism pathways: i) Clustering of the biosynthetic genes in chromosome regions redundant for vital primary functions, and ii) the presence of numerous genetic elements within these regions which facilitate DNA rearrangement and transfer between non-progeny species. Decades of intensive genetic research on the organization and function of the biosynthetic routes has led to a variety of molecular biology applications, which can be used to expand the diversity of compounds synthesized. These include techniques which, for example, allow modification and artificial construction of novel pathways, and enable gene-level detection of silent secondary metabolite clusters. Over the years the research has expanded to cover molecular-level analysis of the enzymes responsible for the individual catalytic reactions. In vitro studies of the enzymes provide a detailed insight into their catalytic functions, mechanisms, substrate specificities, interactions and stereochemical determinants. These are factors that are essential for the thorough understanding and rational design of novel biosynthetic routes. The current study is a part of a more extensive research project (Antibiotic Biosynthetic Enzymes; www.sci.utu.fi/projects/biokemia/abe), which focuses on the post-PKS tailoring enzymes involved in various type II aromatic polyketide biosynthetic pathways in Streptomyces bacteria. The initiative here was to investigate specific catalytic steps in anthracycline and angucycline biosynthesis through in vitro biochemical enzyme characterization and structural enzymology. The objectives were to elucidate detailed mechanisms and enzyme-level interactions which cannot be resolved by in vivo genetic studies alone. The first part of the experimental work concerns the homologous polyketide cyclases SnoaL and AknH. These catalyze the closure of the last carbon ring of the tetracyclic carbon frame common to all anthracycline-type compounds. The second part of the study primarily deals with tailoring enzymes PgaE (and its homolog CabE) and PgaM, which are responsible for a cascade of sequential modification reactions in angucycline biosynthesis. The results complemented earlier in vivo findings and confirmed the enzyme functions in vitro. Importantly, we were able to identify the amino acid -level determinants that influence AknH and SnoaL stereoselectivity and to determine the complex biosynthetic steps of the angucycline oxygenation cascade of PgaE and PgaM. In addition, the findings revealed interesting cases of enzyme-level adaptation, as some of the catalytic mechanisms did not coincide with those described for characterised homologs or enzymes of known function. Specifically, SnoaL and AknH were shown to employ a novel acid-base mechanism for aldol condenzation, whereas the hydroxylation reaction catalysed by PgaM involved unexpected oxygen chemistry. Owing to a gene-level fusion of two ancestral reading frames, PgaM was also shown to adopt an unusual quaternary sturucture, a non-covalent fusion complex of two alternative forms of the protein. Furthermore, the work highlighted some common themes encountered in polyketide biosynthetic pathways such as enzyme substrate specificity and intermediate reactivity. These are discussed in the final chapters of the work.

A Diagnostic view of the Genetics of CASADIL

Cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy (CADASIL, OMIM #125310) is an inherited vascular disease. The main symptoms include migraineous headache, recurrent strokes and progressive cognitive impairment. CADASIL is caused by mutations in the NOTCH3 gene which result in degeneration of vascular smooth muscle cells, arteriolar stenosis and impaired cerebral blood flow. The aims of this study were assessment of the genetic background of Finnish and Swedish CADASIL patients, analysis of genetic and environmental factors that may influence the phenotype, and identification of the optimal diagnostic strategy. The majority of Finnish CADASIL patients carry the p.Arg133Cys mutation. Haplotype analysis of 18 families revealed a region of linkage disequilibrium around the NOTCH3 locus, which is evidence for a founder effect and a common ancestral mutation. Despite the same mutational background, the clinical course of CADASIL is highly variable between and even within families. The association of several genetic factors with the phenotypic variation was investigated in 120 CADASIL patients. Apolipoprotein E allele 4 was associated with earlier occurrence of strokes, especially in younger patients. Study of a pair of monozygotic twins with CADASIL revealed environmental factors which may influence the phenotype, i.e. smoking, statin medication and physical activity. Knowledge of these factors is useful, since life-style choices may influence the disease progression. The clinical CADASIL diagnosis can be confirmed by detection of either the NOTCH3 mutation or granular osmiophilic material by electron microscopy in skin biopsy, although the sensitivity estimates have been contradictory. Comparison of these two methods in a group of 131 diagnostic cases from Finland, Sweden and France demonstrated that both methods are highly sensitive and reliable.

Toimintamalli asuinkiinteistö öljyvahingon hoitamiseksi

Pienkiinteistöjen öljyvahingot ovat viime vuosina lisääntyneet. Tämän työn tarkoituksena on luoda öljyvahingon torjuntaan ja jälkihoitoon osallistuvalle urakoitsijalle toimintamalli asuinkiinteistön öljyvahingon hoitamiseksi. Mallin halutaan erityisesti kuvaavan öljyvahingon hoitoon osallistuvien viranomaisten ja muiden tahojen vastuita ja velvollisuuksia. Työn tavoitteena on myös tunnistaa pienkiinteistöissä tapahtuvat öljyvahinkotyypit sekä niille altistavat riskitekijät. Öljyn päästäminen ympäristöön sekä öljyn käsittely ja varastointi niin, että siitä aiheutuu öljyvahingon vaara, kielletään laissa. Vahinkojen torjumiseksi on annettu määräyksiä muun muassa öljylämmityslaitteistojen turvallisuutta koskien. Asuinkiinteistöjen öljyvahingot liittyvät yleensä öljysäiliön täyttötilanteisiin. Vahinkojen syynä on usein säiliön ja sen varusteiden puutteellisuus tai huono kunto. Asuinrakennusten lämmitykseen käytetään kevyttä polttoöljyä. Maahan joutuessaan polttoöljy imeytyy sora- ja hiekkamaahan nopeasti, jolloin vaarana on öljyn kulkeutuminen pohjaveteen ja vesistöihin. Asuinkiinteistön öljyvahingossa öljyä joutuu usein myös rakenteisiin. Öljyvahingosta tulee ilmoittaa aina hätäkeskukseen. Vastuu öljyvahinkojen torjunnasta kuuluu alueelliselle pelastustoimelle. Torjuntatoimiin osallistuu usein myös urakoitsija. Jos vahinkokohdetta ei torjuntatoimin saada kunnostettua, alueellinen ympäristökeskus voi määrätä puhdistamisesta vastuussa olevan selvittämään pilaantuneen alueen laajuuden ja puhdistamistarpeen sekä toteuttamaan mahdollisen kunnostuksen. Pilaantuneen maaperän kunnostus voidaan toteuttaa massan vaihtona tai paikan päällä maata kaivamatta. Likaantuneiden rakenteiden saneerausta tarvitaan sisäilman hajuhaittojen poistamiseksi. Öljyvahingon kustannukset voivat nousta hyvinkin suuriksi. Ensisijainen vastuu niistä kuuluu vahingonaiheuttajalle.

Resurssien ja kyvykkyyksien vastaavuus alan muuttuviin vaatimuksiin

Tämän diplomityön tavoitteena on tutkia kohdeyrityksen strategista muutosta perinteisestä tuotetoimittajasta ratkaisujen toimittajaksi. Toimialan muutosta arvioidaan tarkemmin, jotta voidaan selvittää kuinka yrityksen tulisi mukauttaa resurssejaan ja kyvykkyyksiään sopeutuakseen muutoksen tuomiin uusiin haasteisiin. Tarkastelun alla on erityisesti yrityksen strateginen muutos ja kuinka löytää strategian kannalta ne dynaamiset kyvykkyydet joiden avulla yritys saa pysyvää kilpailuetua. Yritykset pyrkivät strategisessa suunnittelussaan pysyvään kilpailuetuun. Strategista johtamisen teorioita on esitetty useita ja niiden kautta on vaikea selittää nykyisin nopeasti muuttuvassa toimintaympäristössä toimivien yritysten menestystä. Dynaamisten kyvykkyyksistä on haettu selitystä menestyksen taakse. Yritysten tavoitellessa kokonaan uusia liiketoiminta-alueita niihin kohdistuu suuria muutoksia niin ulkoisesti kuin sisäisestikin. Tällöin on kriittistä tunnistaa ne ydinkyvykkyydet joiden avulla voidaan menestyä uusilla liiketoiminta-alueilla. Työn ensimmäisessä osassa esitetään strategiaan ja kyvykkyyksiin liittyviä teorioita. Teoriaosiossa tarkastellaan myös palveluyritykseksi muuntautumisen haasteita, jonka jälkeen esitellään kohdeyrityksen strategiset tavoitteet ja kuinka puuttuvia resursseja voidaan tunnistaa. Resurssipohjaisen lähestymistavan avulla päästiin hyvin käsiksi toimialan muutoksen aiheuttamiin puuttuviin resursseihin. Analyysin aikana tunnistettiin puutteita tavoitteisiin nähden ja tässä työssä nousi yhtenä keskeisimpänä esille ICT-osaaminen kohdeyrityksen siirtyessä laitevalmistajan roolista kohti ratkaisun toimittajaa. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että resurssipohjaisen lähestymistavan avulla voidaan tunnistaa tämän tyyppisessä yrityksessä resurssipuutteita joita kehittämällä yritys voi saavuttaa pysyvää kilpailuetua.

Euroopan unionin kestävyyskriteerien soveltuvuus liikenteen biopolttoaineiden kasvihuonekaasuvaikutusten arviointiin

Euroopan unioni on niin sanotussa RES-direktiivissä asettanut tavoitteet uusiutuvan energian käytön lisäämiseksi 10 %:iin liikenteen energian kulutuksesta kaikissa jäsenmaissa vuoteen 2020 mennessä. Eräs näistä uusiutuvan energian muodoista on biopolttoaineet. Tässä työssä testataan RES-direktiivissä esitettyä laskentamenetelmää biopolttoaineiden tuotannon ja käytön kasvihuonekaasupäästöjen arviointiin. Esimerkkitapauksena on yhdyskuntien ja teollisuuden jätemateriaalia raaka-aineena käyttävän jäte-etanoliprosessin ja siihen yhdistetyn sähköä ja lämpöä tuottavan CHP-laitoksen päästölaskenta. Laskennan yhteydessä käy ilmi RES-direktiivin laskentamenetelmän tulkinnanvaraisuus. Laskentamenetelmän perusteella järjestelmäraja voidaan asettaa usealla eri tavalla, jolloin saadut päästövähennystulokset vaihtelevat huomattavasti eri tulkintavaihtoehtojen välillä. Jäte-etanolin tapauksessa tulokset ovat myös hyvin riippuvaisia jätemateriaalille määritellystä päästökertoimesta. Laskennan perusteella voidaankin sanoa, että RES-direktiivin laskentamenetelmällä saadut päästövähennystulokset biopolttoaineille ovat hyvin epävarmoja ja riippuvat sekä laskennan lähtöoletuksista että direktiivin tulkintatavasta. RES-direktiivin laskentamenetelmää voidaan myös pitää hyvin suppeana lähestymistapana biopolttoaineiden kasvihuonekaasuvaikutusten arviointiin. Tarkastelua tehdään suppealla järjestelmärajalla ja esimerkiksi biopolttoaineketjujen aiheuttamat epäsuorat ilmastovaikutukset jäävät huomioimatta. RES-direktiivin laskentamenetelmä perustuu perinteiseen staattiseen elinkaariarviointiin eli syytarkasteluun eikä sovellu arvioimaan muutosta. Ilmastomuutoksen hillinnän haastavuuden ja kiireellisyyden vuoksi biopolttoaineiden ilmastovaikutuksia tulisi kuitenkin arvioida myös laajemmin muutostarkasteluna, ja verrata biopolttoaineiden avulla saatuja päästövähennyksiä muilla keinoin saavutettuihin päästövähennyksiin. Näin voitaisiin paremmin arvioida sitä, mitkä keinot soveltuvat parhaiten nopeiden päästövähennysten saavuttamiseen.

Exposure to Tobacco Smoke and Markers of Subclinical Atherosclerosis in Children and Adolescents. The STRIP Study.

Background: Measurement of serum cotinine, a major metabolite of nicotine, provides a valid marker for quantifying exposure to tobacco smoke. Exposure to tobacco smoke causes vascular damage by multiple mechanisms, and it has been acknowledged as a risk factor for atherosclerosis. Multifactorial atherosclerosis begins in childhood, but the relationship between exposure to tobacco smoke and arterial changes related to early atherosclerosis have not been studied in children. Aims: The aim of the present study was to evaluate exposure to tobacco smoke with a biomarker, serum cotinine concentration, and its associations with markers of subclinical atherosclerosis and lipid profile in school-aged children and adolescents. Subjects and Methods: Serum cotinine concentration was measured using a gas chromatographic method annually between the ages 8 and 13 years in 538-625 children participating since infancy in a randomized, prospective atherosclerosis prevention trial STRIP (Special Turku coronary Risk factor Intervention Project). Conventional atherosclerosis risk factors were measured repeatedly. Vascular ultrasound studies were performed among 402 healthy 11-year-old children and among 494 adolescents aged 13 years. Results: According to serum cotinine measurements, a notable number of the school aged children and adolescents were exposed to tobacco smoke, but the exposure levels were only moderate. Exposure to tobacco smoke was associated with decreased endothelial function as measured with flow-mediated dilation of the brachial artery, decreased elasticity of the aorta, and increased carotid and aortic intima-media thickness. Longitudinal exposure to tobacco smoke was also related with increased apolipoprotein B and triglyceride levels in 13-year-old adolescents, whose body mass index and nutrient intakes did not differ. Conclusions: These findings suggest that exposure to tobacco smoke in childhood may play a significant role in the development of early atherosclerosis. Key Words: arterial elasticity, atherosclerosis, children, cotinine, endothelial function, environmental tobacco smoke, intima-media thickness, risk factors, ultrasound