Miljöstrategi för Södra Österbotten, Mellersta Österbotten och Österbotten 2014 - 2020 – Mot en europeisk föregångsregion för hållbar utveckling, del 1

Den gemensamma miljöstrategin för Södra Österbotten, Mellersta Österbotten och Österbotten under perioden 2014 – 2020 har utarbetats i omfattande regionalt samarbete. Miljöstrategin för föregående period har uppdaterats för att den ska motsvara den förändrade verksamhetsmiljön. Strategiperioden följer EU-programperioden. Miljöstrategin är NTM-centralerna i Södra Österbottens och Österbottens samt Södra Österbottens förbunds, Mellersta Österbottens förbunds och Österbottens förbunds gemensamma riktlinje för miljöns bästa och hållbar utveckling i regionen. Den gemensamma regionala visionen är att området ska utvecklas till en europeisk föregångsregion för hållbar utveckling och en regional föregångare fram till år 2030. För att verkställa visionen poängteras fem olika teman som är bättre vattenstatus och hantering av översvämningsrisker, tryggande av den bebyggda miljöns livskraft, utsläppssnålhet, bekämpning av klimatförändringen, tryggande av mångfalden samt främjande av miljömedvetenhet. Dessa teman har delats in i nyckelindikatorer och andra uppföljningsindikatorer. NTM-centralen i Södra Österbotten har haft ansvaret för att koordinera utarbetningen av miljöstrategin.

Genetic diversity and phenotypic variability of phytoplankton populations in the Baltic Sea

En av naturens mest grundläggande aspekter är den enorma mängd av variation som existerar mellan arter. Denna variation har lett oss till att klassificera olika organismer på basis av morfologiska skillnader och på senare tid till att jämföra genetiska skillnader på individens nivå. Den marina kiselalgen Skeletonema marinoi är en av de vanligaste växtplanktonarter i Östersjön under vårblomningen och anses viktig för den årliga produktionen. En av mina främsta målsättningar var att beskriva den intra-specifika diversiteten hos denna art längs med miljögradienter i Östersjön. Ett annat mål var att klargöra de faktorer som eventuellt är involverade i konfigurationen av genetisk diversitet och differentiering. Med hjälp av genetiska markörer visade jag att den genetiska diversiteten hos S. marinoi populationer i Östersjön är lägre jämfört med populationer i östra delen av Nordsjön. Arten är genetiskt uppdelad så att en utpräglad population förekommer i Östersjön och en annan, genetiskt åtskild population förekommer norr om de Danska sunden. Resultaten visar att de genetiskt åtskilda populationerna är anpassade till lokala salinitetsförhållanden. Genflödet mellan populationerna korrelerade kraftigt med havströmmar i området. Mina studier avslöjade även omfattande variation av fenotypiska, ekologiskt vikitga särdrag hos olika kloner. Djurplankton som äter kiselalger kunde modifiera den klonala mångfalden av fenotypiskt variabla S. marinoi populationer. En ökad klonal mångfald ledde till högre prestationsförmåga i fråga om primär produktion och stabiliserade ekofysiologiska funktioner. Som visas i denna avhandling består en art allt som oftast av åtskilliga genetiska varianter med fenotypiska skillnader. Kunskap om sådana intra-specifika skillnader är en förutsättning för att vi skall kunna förstå var och varför arter förekommer. Denna kunskap utgör även en grund för prognoser som siktar på att förutspå huruvida arter kan anpassa sig till framtida miljöförhållanden. ------------------------------------------------------ Suunnaton määrä variaatioita eliölajien välillä on perustavanlaatuinen ominaisuus luonnossa. Perinteisesti tätä monimuotoisuutta on käytetty organismien luokittelemiseen eri lajeihin niiden morfologisten eroavaisuuksien perusteella. Hiljattain myös geneettisten erojen huomioimista yksilötasolla on hyödynnetty lajien luokittelemisessa. Merialueilla esiintyvä piilevä, Skeletonema marinoi on yksi Itämeren tavallisimmista kasviplanktonlajeista kevätkukinnan aikana. Tavoitteenani oli selventää geneettistä ja fenotyyppistä monimuotoisuutta pitkin Itämeren ympäristögradienttejä. Geneettisen monimuotoisuuteen ja erkaantumiseen vaikuttavien tekijöiden selvittäminen oli tärkeä aspekti väitöstutkimuksessani. Geneettisiä markkereita käyttämällä pystyin toteamaan, että S. marinoi levän geneettinen monimuotoisuus on Itämeressä merkittävästi alhaisempi kuin läheisessä Pohjanmeren itäosassa. Tutkittu laji jakautuu geneettisesti yhteen erilliseen populaatioon Itämeressä ja toiseen selvästi erottuvaan populaatioon Tanskan salmien pohjoispuolella. Kokeellisten tulosten perusteella nämä geneettisesti erilaistuneet populaatiot ovat kumpikin sopeutuneet paikalliseen veden suolapitoisuuteen. Populaatioiden välisen geenivirran ja merivirtojen luoman yhteyden välillä havaittiin vahva korrelaatio. Tutkimukseni paljastivat myös laajaa vaihtelua Skeletonema-kloonien ekologisesti tärkeissä ominaisuuksissa. Kokeellisten tutkimusteni perusteella laiduntajat pystyivät muuttamaan geneettisten kloonien lukumäärää monimuotoisissa S. marinoi populaatioissa. Lisääntynyt kloonien lukumäärä paransi perustuotantokykyä ja vakautti ekofysiologisia toimintoja. Kuten tässä väitöstutkimuksessa osoitetaan, lajit koostuvat useimmiten lukuisista geneettisistä muunnelmista, jotka eroavat usein fenotyypeiltään. Ymmärtääksemme missä tietyt lajit esiintyvät ja miksi, tarvitsemme tietoa lajien sisäisistä vaihteluista. Tämä tieto on tarpeellista, jotta voimme ennustaa lajien sopeutumista tuleviin ympäristönmuutoksiin.

Collagen binding integrins and cancer testis antigens in prostate cancer and melanoma

Camilla Pelo Collagen Binding Integrins and Cancer Testis Antigens in Prostate Cancer and Melanoma Department of Biochemistry, MediCity Research Laboratory, University of Turku, Finland Annales Universitatis Turkuensis, Painosalama Oy, Turku, Finland 2016 ABSTRACT Prostate cancer is the second most common cancer in men worldwide. The incidence of melanoma, in turn, is increasing faster than any other cancer incidences. In Finland, more than 5000 prostate cancer and 1200 new melanoma cases are diagnosed each year. One approach to further understand the cellular processes involved in prostate cancer and melanoma is to gain better knowledge about alterations in gene expression and their potential impact on the progression of the diseases. This thesis is focused on expression studies in two gene families; integrins and cancer testis antigens (CT antigens), in human prostate adenocarcinoma and advanced human melanoma. Integrins are heterodimeric transmembrane receptors which regulate many important cellular processes such as cell proliferation, migration and survival. CT antigens are frequently expressed in different types of cancers, but are only expressed in testis in healthy individuals. CT antigens are also highly immunogenic proteins. Due to the properties mentioned above, integrins and CT antigens can function as target molecules for the development of cancer diagnostics and drugs. One of the main purposes of this thesis was to study the expression of the four collagen binding integrins α1β1, α2β1, α10β1, α11β1 and the cancer testis antigen 16 (CT16) in cancer cell lines and human tissues of prostate cancer and metastatic melanoma. Additional aims included studies on the biological role of CT16 and the abundance of CT16 in sera of advanced melanoma patients. The prognostic and diagnostic significance of CT16 and the collagen binding integrins were also evaluated. Expression studies on collagen binding integrins and the CT antigen CT16 in melanoma and prostate cancer were limited and the biological role of CT16 was unknown. In this thesis, the expression levels of α2β1 and α11β1 were found to be significantly altered in prostate cancer tissues. Integrin α2β1 decreased gradually during disease progression while α11 was elevated in prostate carcinoma compared to healthy tissues. In advanced melanoma, enhanced levels of α2 were associated with a significant shorter overall survival in advanced melanoma. In this thesis, CT16 was identified as a frequently expressed melanoma CT antigen with an anti-apoptotic function. To conclude, this thesis presents α2β1 and CT16, as potential and promising biomarkers for advanced melanoma. This thesis reports also the first functional study of CT16. Keywords: Collagen binding integrins, α1β1, α2β1, α10β1, α11β1, Cancer Testis antigens, CT16, melanoma, prostate cancer, expression

Physicochemical characteristics of silica nanoparticles tailored for nanomedicine

Multifunktionella kiseldioxidnanopartiklar har en bred tillämpning inom nanomedicin. En attraktiv kombination är samtidig läkemedelstillförsel och spårning av nanopartiklarna, vilket är känt som ”teranostik”. Genom kontrollerad design av kiseldioxidnanopartiklarna kan terapi och diagnostik på detta sätt kombineras i samma partikel. För en lyckad användning av nanopartiklar inom nanomedicin måste deras fysikalisk-kemiska egenskaper vara välkontrollerade för att kunna förutspå deras beteende i biologiska system. I denna studie tillverkades kiseldioxidnanopartiklar med varierande storlek, form, yta och sammansättning med fokus på att utrusta nanopartiklarna med multifunktionalitet och på så sätt främja deras användning inom biomedicinska tillämpningar. Kiseldioxidnanopartiklar med sfäriska och stav-liknande former, porösa, icke-porösa och ihåliga strukturer tillverkades. De erhållna resultaten visade att nanopartiklarnas form har större inverkan på upptaget i celler jämfört med effekten av deras ytladdning. Nanopartiklarnas dispersionsstabilitet är en annan viktig aspekt för både diagnostiska och terapeutiska tillämpningar. Genom att ändra kiseldioxidnanopartiklarnas fysikalisk-kemiska ytegenskaper med ytfunktionalisering, bedömdes dispersionstabiliteten av nanopartiklarna. Nanopartiklarnas ytsammansättning justerades och skillnader i dispergerbarhet och dispersionsstabilitet undersöktes i biologiskt medium. Inom terapeutiska tillämpningar är målsökande läkemedelsfyllda nanopartiklar en lovande taktik som medför lägre läkemedelsdoser och minskar sidoeffekterna. I denna avhandling designades mesoporösa kiseldioxidnanopartiklar för användning som målsökande läkemedelsbärare. Dessa partiklar laddades med ett potentiellt anti-cancer läkemedel. En klart högre apoptotisk effekt kunde påvisas med de läkemedelsfyllda partiklarna jämfört med fri drog in vitro. En viktig egenskap för sådana multifunktionella nanopartiklar är också att kunna spåra dem under läkemedelsfrisättningen i biologisk miljö med olika bildåtergivningsmetoder. Detta kan uppnås genom att infoga en markör i kiseldioxidnätverket. Kiseldioxidnanopartiklarnas bildåtergivningsförmåga modifierades på olika sätt och inverkan på detekterbarheten analyserades med fluorescerande metoder och med magnetisk resonanstomografi. Denna avhandling lyfter fram de kritiska parametrarna vid syntes av kiseldioxidnanopartiklar för teranostiska tillämpningar. Olika metoder undersöktes för att erhålla skräddarsydda nanopartiklar. Detta arbete bidrar med en djup insikt i hur nanopartiklarnas fysikalisk-kemiska egenskaper påverkar deras beteende i biologisk miljö, och arbetet kan därför fungera som riktlinje för att designa säkra och effektiva nanomediciner.