Regulation of epidermal tight junctions by calcium ATPases and p38

The epidermis is the upper layer of the skin and keratinocytes are its most abundant cells. Tight junctions are cell junctions located in the granular layer of the epidermis. They maintain the polarity of the cells and regulate the movement of water-soluble molecules. Epidermal tight junctions may lose their integrity when there are defects in intercellular calcium regulation. Hailey-Hailey and Darier´s disease are dominantly inherited, blistering skin diseases. Hailey-Hailey disease is caused by mutations in the ATP2C1 gene encoding a calcium/manganese ATPase SPCA1 of the Golgi apparatus. Darier´s disease is caused by mutations in the ATP2A2 gene encoding a calcium ATPase SERCA2 of the endoplasmic reticulum. p38 regulates the differentiation of keratinocytes. The overall regulation of epidermal tight junctions is not well understood. The present study examined the regulation of tight junctions in the human epidermis with a focus on calcium ATPases and p38. Skin from Hailey-Hailey and Darier´s disease patients was studied by using immunofluorescence labeling which targeted intercellular junction proteins. Transepidermal water loss was also measured. ATP2C1 gene expression was silenced in cultured keratinocytes, by siRNA, which modeled Hailey-Hailey disease. Expression of intercellular junction proteins was studied at the mRNA and protein levels. Squamous cell carcinoma and normal human keratinocytes were used as a model for impaired and normal keratinocyte differentiation, and the role of p38 isoforms alpha and delta in the regulation of intercellular junction proteins was studied. Both p38 isoforms were silenced by adenovirus cell transduction, chemical inhibitors or siRNA and keratinocyte differentiation was assessed. The results of this thesis revealed that: i.) intercellular junction proteins are expressed normally in acantholytic skin areas of patients with Hailey-Hailey or Darier´s disease but the localization of ZO-1 expanded to the stratum spinosum; ii.) tight junction proteins, claudin-1 and -4, are regulated by ATP2C1 in non-differentiating keratinocytes; and iii.) p38 delta regulates the expression of tight junction protein ZO-1 in proliferating keratinocytes and in squamous cell carcinoma derived cells. ZO-1 silencing, however, did not affect the expression of other tight junction proteins, suggesting that they are differently regulated. This thesis introduces new mechanisms involved in the regulation of tight junctions revealing new interactions. It provides novel evidence linking intracellular calcium regulation and tight junctions.

The Integrin Tail: A Tale of Cell Motility and Division

Integrin transmembrane receptor functions are regulated by adaptor molecules binding to their alpha and beta subunit intracellular domains, or tails, thus affecting integrin traffic and adhesion during e.g. cell motility. Interestingly, many cellular proteins function in both cell motility and cell division, thus raising the possibility that integrins might be involved in regulating the cell cycle. A thorough understanding of cell division is essential in cell biology and in human malignancies. It is well established that failures to complete cell cycle can give rise to genetically unstable cells with tumorigenic properties. Transformed cells promote the disruption of intercellular adhesions such as tight junctions, and this correlates with the onset of cell motility, invasion and unfavorable prognosis in cancer. In this study, we analyzed integrin regulation, mediated by adaptor binding to the  subunit tail, during cell motility and cell division. We revealed a novel molecular mechanism by which Rab21, through association with the integrin alpha subunits, drives integrin endosomal traffic during mitotic phases. In addition, we found indications for this finding in vivo, as RAB21 gene deletions were mapped in ovarian and prostate cancer samples. Importantly, the multinucleated phenotype of cultured ovarian cancer cells could be reverted by Rab21 overexpression. In this thesis work, we also show how the tight junction protein ZO-1 unexpectedly interacts with the 5 integrin cytoplasmic domain in the lamellipodia to promote cell motility and at the cleavage furrow to support separation of the daughter cells. The alpha5-ZO-1 complex formation was dependent on PKC which regulates ZO-1 phosphorylation and its subcellular localization. In addition, by an in situ detection method, we showed that a subset of metastatic human lung cancers expressed the alpha5beta-ZO-1 complex. Taken together, we were able to identify new molecular pathways that regulate integrin functions in an alpha tail-mediated fashion. These findings firmly suggest that genetic alterations in integrin traffic may lead to progression of tumorigenesis as a result of failed cell division. Also, the interplay of integrins and ZO-1 in forming spatially regulated adhesive structures broadens our view of crosstalk between pathways and distinct adhesive structures that can be involved in cancer cell biology.

Fluid flow in T-junction of pipes

The aim of this work is to study flow properties at T-junction of pipe, pressure loss suffered by the flow after passing through T-junction and to study reliability of the classical engineering formulas used to find head loss for T-junction of pipes. In this we have compared our results with CFD software packages with classical formula and made an attempt to determine accuracy of the classical formulas. In this work we have studies head loss in T-junction of pipes with various inlet velocities, head loss in T-junction of pipes when the angle of the junction is slightly different from 90 degrees and T-junction with different area of cross-section of the main pipe and branch pipe. In this work we have simulated the flow at T-junction of pipe with FLUENT and Comsol Multiphysics and observed flow properties inside the T-junction and studied the head loss suffered by fluid flow after passing through the junction. We have also compared pressure (head) losses obtained by classical formulas by A. Vazsonyi and Andrew Gardel and formulas obtained by assuming T-junction as combination of other pipe components and observations obtained from software experiments. One of the purposes of this study is also to study change in pressure loss with change in angle of T-junction. Using software we can have better view of flow inside the junction and study turbulence, kinetic energy, pressure loss etc. Such simulations save a lot of time and can be performed without actually doing the experiment. There were no real life experiments made, the results obtained completely rely on accuracy of software and numerical methods used.

Current-phase relation in graphene Josephson junction

In this thesis, we present the results of high-frequency measurements on superconductor-graphene-superconductor junctions. We obtained the relation between the supercurrent through the junction and the superconducting phase. The relation allowed us to extract true critical current and to determine the transport regime of graphene in our SGS-junction samples at the Dirac point and away from it. An experimental temperature dependence of the current-phase relation is presented. We have calculated theoretical supercurrent-phase relation in the case of ballistic and diffusive junction. For the diffusive case, we have considered short and long limits where the coherence length is larger or smaller than the sample length, respectively.

Repository Junction Broker

Poster at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Modification of a quantum efficiency measurement system for multi-junction solar cells

In this thesis the basic structure and operational principals of single- and multi-junction solar cells are considered and discussed. Main properties and characteristics of solar cells are briefly described. Modified equipment for measuring the quantum efficiency for multi-junction solar cell is presented. Results of experimental research single- and multi-junction solar cells are described.

Muuttuvien ammattitaitovaatimusten mukaisen koulutuksen käyttöönotto toisen asteen koulutuksessa

Yritykset tarvitsevat nopealla toimitusajalla uudenlaista osaamista omaavia työntekijöitä. Tämän vuoksi kouluttajien täytyy pystyä reagoimaan nopeasti työelämän esittämiin haasteisiin Kehittämällä uusi toimintamalli muuttuvien ammattitaitovaatimusten mukaisen koulutuksen käynnistämiseksi voidaan saavuttaa mittavia taloudellisia ja ajallisia säästöjä uusien osaajien koulutuksessa. Mallin avulla tapauskohtaisesti oikeat henkilöt tekevät oikea aikaisesti juuri oikeita toimenpiteitä ja näin toimien päästään mahdollisimman lyhyeen koulutusaikaan koulutustarvesignaalien vastaanottamisesta hetkeen, jolloin opiskelijat ovat valmiita siirtymään työelämään. Mikäli koulutuksen käynnistämiseen liittyvien tehtävien kanssa työskentelevät henkilöt, joilla ei ole kokonaisnäkemystä tai heiltä puuttuu päätösvalta päätösten tekemiseksi, niin tärkeää aikaa ja energiaa kuluu hukkaan. Samoin jos signaalien oikeita kulkuväyliä työelämästä oppilaitokselle ei tunnisteta tai ei osata hyödyntää, koulutusten aloittaminen viivästyy tai koulutusjää kokonaan toteutumatta.Tiiviissä yhteistyössä metallialan yritystoiminnan jakoulutuksen järjestäjän kanssa kehitetty robotisoitu laserhitsauskoulutus mahdollistaa juuri oikeanlaista osaamista omaavien työtekijöiden tuottamisen mahdollisimman tehokkaasti. Tehokkuus on todettavissa koulutuksen käynnistämiseen ja kouluttamiseen tarvittavan ajan lyhenemisenä sekä koulutuksesta syntyvien kustannusten vähenemisenä.

Jatkuvavaletun teräksen leikkaussuunnitelman optimointi

Teollisuuden tuotannon eri prosessien optimointi on hyvin ajankohtainen aihe. Monet ohjausjärjestelmät ovat ajalta, jolloin tietokoneiden laskentateho oli hyvin vaatimaton nykyisiin verrattuna. Työssä esitetään tuotantoprosessi, joka sisältää teräksen leikkaussuunnitelman muodostamisongelman. Valuprosessi on yksi teräksen valmistuksen välivaiheita. Siinä sopivaan laatuun saatettu sula teräs valetaan linjastoon, jossa se jähmettyy ja leikataan aihioiksi. Myöhemmissä vaiheissa teräsaihioista muokataan pienempiä kokonaisuuksia, tehtaan lopputuotteita. Jatkuvavaletut aihiot voidaan leikata tilauskannasta riippuen monella eri tavalla. Tätä varten tarvitaan leikkaussuunnitelma, jonka muodostamiseksi on ratkaistava sekalukuoptimointiongelma. Sekalukuoptimointiongelmat ovat optimoinnin haastavin muoto. Niitä on tutkittu yksinkertaisempiin optimointiongelmiin nähden vähän. Nykyisten tietokoneiden laskentateho on kuitenkin mahdollistanut raskaampien ja monimutkaisempien optimointialgoritmien käytön ja kehittämisen. Työssä on käytetty ja esitetty eräs stokastisen optimoinnin menetelmä, differentiaalievoluutioalgoritmi. Tässä työssä esitetään teräksen leikkausoptimointialgoritmi. Kehitetty optimointimenetelmä toimii dynaamisesti tehdasympäristössä käyttäjien määrittelemien parametrien mukaisesti. Työ on osa Syncron Tech Oy:n Ovako Bar Oy Ab:lle toimittamaa ohjausjärjestelmää.

Value Sales Approach in Digital Printing

Digitaalinen tulostus osana informaatiologistiikan toimialaa elää murroskautta kovankilpailun ja palveluiden kehittymisen myötä. Moderni teknologia mahdollistaa uudenlaisia älykkäitä palveluita, jotka antavat lisäarvoa niin yritysasiakkaille kuin kuluttajillekin. Siten myös myyntiprosesseja kehitetään tukemaan arvon luontia. Tutkimuksen teoreettisessa osuudessa sovellettiin arvon luomiseen ja myymiseen liittyviä keskeisiä teorioita, sekä organisaation ostokäyttäytymisen ja suhdemarkkinoinnin asioita. Empiirinen tutkimus toteutettiin asiakas- ja asiantuntijahaastatteluiden sekä kansainvälisten koulutuspäivien avulla. Työn tavoitteena oli luoda teoreettisen ja empiirisen tutkimuksen tulosten pohjalta ohjeistus digitaalisen tulostuksen palveluiden arvomyyntiin. Lisäksi työssä käsiteltiin myyntiprosessiin liittyviä kysymyksiä alan ominaispiirteet huomioon ottaen.

Software SMEs asStrategic Partners in the Partner Programs of Large International Companies

Tutkielman tavoitteena oli tutkia pienten- ja keskisuurten (PK) ohjelmistoyritysten kansainvälisiä kumppanuuksia. Päätavoitteena oli löytää keinoja kuinka PK-ohjelmistoyritykset voisivat tulla strategisiksi kumppaneksi suurten kansainvälisten yritysten kumppanuusohjelmissa. Lisäksi tutkielmassa oli tavoitteena selvittää kuinka kumppaneiden välistä sitoutumista voitaisiin vahvistaa, jotta PK-ohjelmistoyritykset voisivat saavuttaa todellista lisäarvoa ja kansainvälistä kasvua kumppanuusohjelmien kautta. Tutkielma jakaantuu teoreettiseen ja empiiriseen osaan. Teoreettinen osa keskittyy tarkastelemaan korkean teknologian markkinointia ohjelmistoalalla sekä kansainvälisiä kumppanuuksia. Suurten yritystenkumppanuusohjelmia ei ole tutkittu suomalaisten PK-ohjelmistoyritysten näkökulmasta, minkä vuoksi empiirinen tutkimus on perusteltua. Empiirinen tutkimus toteutettiin laadullisena case-tutkimuksena ja tutkimusmenetelmänä käytettiin puolistrukturoitua haastattelua. Tutkimustulokset osoittavat, että strategisen kumppanin aseman saavuttaminen on pitkä ja haastava matka PK-yrityksille. Suurten kansainvälisten yritysten kumppanuusohjelmat ovat useimmiten monimutkaisia ja todellisen lisäarvon saavuttaminen kumppanuusohjelman kautta vaatii paljon resursseja PK-yrityksiltä. Jotta PK-yritykset voisivat saavuttaa ja säilyttää strategisen kumppanin aseman kumppanuusohjelmassa, vaatii se aktiivista ja päivittäistä vuorovaikutusta kumppaneiden kesken. Erityisesti tiiviit henkilösuhteet oikeiden avainhenkilöiden kanssa ovat välttämättömyys. Läheiset kontaktit mahdollistavat sen, että PK-yritykset voivat ainakin osittain ohittaa kumppanuusohjelman byrokratian, mikä lisää luottamusta ja sitoutumista kumppanuussuhteessa sekä edistää kansainvälistä kasvua ja menestystä liiketoiminnassa.

Kumppanuusyrityksen jakelurakenne rakentamisen toimitusketjussa - Case: Starkki Oy Ab

Tutkimuksen tavoitteena on selvittää tarvitseeko Starkki Oy Ab keskusvarastotoimintoja rakennustyömaan toimitusketjussa. Tutkimuksen teoriaosa esittelee reagoivan toimitusketjun hallinnan menetelmiä ja jakelun merkitystä toimitusketjussa. Lisäksi teoriaosassa esitellään kumppanuus-ajattelun perusteita. Empiriaosassa esitellään kohdeyritys, rakennustyömaan logistiikkaa tällä hetkellä ja pohditaan kolmea erilaista yrityksen jakelurakennetta. Tutkimus on kuvaileva. Rakennustyömaan logistiikan voidaantodeta jäävän helposti materiaalitoimittajien vastuulle. Vaikka materiaalitoimittajat pysyvätkin yleensä sovitussa aikataulussa, ei rakennustyömaa itsessään siinä välttämättä onnistu. Tämä johtaa rakentamisen logistiikan hallitsemattomuuteen ja rakentamisen tehokkuuden heikkenemiseen. Ongelma voidaan kuitenkin välttäätehokkaalla informaation jakamisella ja rakennustyömaan toimitusketjun läpi ulottuvalla yhteistyöllä.

DFM(A)-Aspects of an Advanced Cable Gland Design

Nowadays typical motor junction boxes do not incorporate cable glands, which would provide good electrical performance interms of electromagnetic compatibility. In this paper, a manufacturability and assembly analysis for the new construction of a rigid body feeder cable junction of an electric motor is presented especially for converter drives (practical tests were carried out at LUT during 2007). Although the cable junction should also clamp the cable to provide enough tensile strength, the phase conductors should not get squashed by the groundingconnection. In order to ensure good performance in an electrical mean especially in converter drives, the grounding of the cable should be connected 360 degrees around the cable. In this paper, following manufacturing technologies are discussed: traditional turning, precision and centrifugal casting, and rotation moulding. DFM(A)-aspects are presented in detail.

Gas-liquid mass transfer in bubbly flow: Estimation of mass transfer, bubble size and reactor performance in various applications

Gas-liquid mass transfer is an important issue in the design and operation of many chemical unit operations. Despite its importance, the evaluation of gas-liquid mass transfer is not straightforward due to the complex nature of the phenomena involved. In this thesis gas-liquid mass transfer was evaluated in three different gas-liquid reactors in a traditional way by measuring the volumetric mass transfer coefficient (kLa). The studied reactors were a bubble column with a T-junction two-phase nozzle for gas dispersion, an industrial scale bubble column reactor for the oxidation of tetrahydroanthrahydroquinone and a concurrent downflow structured bed.The main drawback of this approach is that the obtained correlations give only the average volumetric mass transfer coefficient, which is dependent on average conditions. Moreover, the obtained correlations are valid only for the studied geometry and for the chemical system used in the measurements. In principle, a more fundamental approach is to estimate the interfacial area available for mass transfer from bubble size distributions obtained by solution of population balance equations. This approach has been used in this thesis by developing a population balance model for a bubble column together with phenomenological models for bubble breakage and coalescence. The parameters of the bubble breakage rate and coalescence rate models were estimated by comparing the measured and calculated bubble sizes. The coalescence models always have at least one experimental parameter. This is because the bubble coalescence depends on liquid composition in a way which is difficult to evaluate using known physical properties. The coalescence properties of some model solutions were evaluated by measuring the time that a bubble rests at the free liquid-gas interface before coalescing (the so-calledpersistence time or rest time). The measured persistence times range from 10 msup to 15 s depending on the solution. The coalescence was never found to be instantaneous. The bubble oscillates up and down at the interface at least a coupleof times before coalescence takes place. The measured persistence times were compared to coalescence times obtained by parameter fitting using measured bubble size distributions in a bubble column and a bubble column population balance model. For short persistence times, the persistence and coalescence times are in good agreement. For longer persistence times, however, the persistence times are at least an order of magnitude longer than the corresponding coalescence times from parameter fitting. This discrepancy may be attributed to the uncertainties concerning the estimation of energy dissipation rates, collision rates and mechanisms and contact times of the bubbles.

Potentiometric titration as a method of determining the stoichiometric dissociation constants of weak acids from the thermodynamic dissociation constants of aqueous solutions at 298.15 K

The simple single-ion activity coefficient equation originating from the Debye-Hückel theory was used to determine the thermodynamic and stoichiometric dissociation constants of weak acids from data concerning galvanic cells. Electromotive force data from galvanic cells without liquid junctions, which was obtained from literature, was studied in conjuction with the potentiometric titration data relating to aqueous solutions at 298.15 K. The dissociation constants of weak acids could be determined by the presented techniques and almost all the experimental data studied could be interpreted within the range of experimental error. Potentiometric titration has been used here and the calculation methods were developed to obtain the thermodynamic and stoichiometric dissociation constants of some weak acids in aqueous solutions at 298.15 K. The ionic strength of titrated solutions were adjusted using an inert electrolyte, namely, sodium or potassium chloride. Salt content alonedetermines the ionic strength. The ionic strength of the solutions studied varied from 0.059 mol kg-1 to 0.37 mol kg-1, and in some cases up to 1.0 mol kg-1. The following substances were investigated using potentiometric titration: aceticacid, propionic acid, L-aspartic acid, L-glutamic acid and bis(2,2-dimethyl-3-oxopropanol) amine.