Markers of Bone Turnover In Preclinical Development of Drugs for Skeletal Diseases

Skeletal tissue is constantly remodeled in a process where osteoclasts resorb old bone and osteoblasts form new bone. Balance in bone remodeling is related to age, gender and genetic factors, but also many skeletal diseases, such as osteoporosis and cancer-induced bone metastasis, cause imbalance in bone turnover and lead to decreased bone mass and increased fracture risk. Biochemical markers of bone turnover are surrogates for bone metabolism and may be used as indicators of the balance between bone resorption and formation. They are released during the remodeling process and can be conveniently and reliably measured from blood or urine by immunoassays. Most commonly used bone formation markers include N-terminal propeptides of type I collagen (PINP) and osteocalcin, whereas tartrate-resistant acid phosphatase isoform 5b (TRACP 5b) and C-terminal cross-linked telopeptide of type I collagen (CTX) are common resorption markers. Of these, PINP has been, until recently, the only marker not commercially available for preclinical use. To date, widespread use of bone markers is still limited due to their unclear biological significance, variability, and insufficient evidence of their prognostic value to reflect long term changes. In this study, the feasibility of bone markers as predictors of drug efficacy in preclinical osteoporosis models was elucidated. A non-radioactive PINP immunoassay for preclinical use was characterized and validated. The levels of PINP, N-terminal mid-fragment of osteocalcin, TRACP 5b and CTX were studied in preclinical osteoporosis models and the results were compared with the results obtained by traditional analysis methods such as histology, densitometry and microscopy. Changes in all bone markers at early timepoints correlated strongly with the changes observed in bone mass and bone quality parameters at the end of the study. TRACP 5b correlated strongly with the osteoclast number and CTX correlated with the osteoclast activity in both in vitro and in vivo studies. The concept “resorption index” was applied to the relation of CTX/TRACP 5b to describe the mean osteoclast activity. The index showed more substantial changes than either of the markers alone in the preclinical osteoporosis models used in this study. PINP was strongly associated with bone formation whereas osteocalcin was associated with both bone formation and resorption. These results provide novel insight into the feasibility of PINP, osteocalcin, TRACP 5b and CTX as predictors of drug efficacy in preclinical osteoporosis models. The results support clinical findings which indicate that short-term changes of these markers reflect long-term responses in bone mass and quality. Furthermore, this information may be useful when considering cost-efficient and clinically predictive drug screening and development assays for mining new drug candidates for skeletal diseases.

Kuka luottaa ja mihin strategisessa kumppanuudessa? Case pankki ja kiinteistönvälitys

Tässä tutkielmassa tarkastellaan luottamuksen roolia kahden yrityksen välisessä yhteistyössä sekä sitä miten luottamus yhteistyössä rakentuu. Tavoitteena on selvittää mihin luottamus yhteistyössä kohdistuu ja mikä on henkilöityvän ja ei-henkilöityvän luottamuksen rooli. Tutkimuksen käytännöllinen tavoite on löytää keinoja, joilla yritysten johto voisi edesauttaa luottamuksen rakentumista. Lisäksi tarkastellaan sitä näyttääkö luottamuksella olevan vaikutusta yhteistyön toimivuuteen ja tuloksellisuuteen. Tämä laadullisen tutkimuksen teoreettinen osuus toteutettiin kirjallisuus-katsauksena. Empiirinen aineisto koostui haastatteluista, jotka toteutettiin molemmissa kohdeyrityksissä ja analysoitiin. Tutkimuksen tuloksena voidaan todeta, että luottamus on toimivan ja tu-loksellisen yhteistyön perusedellytys. Luottamus ilmenee sekä henkilöiden välisenä luottamuksena että ei-henkilöityvänä luottamuksena, jolloin se kohdistuu yritykseen, jonka kanssa yhteistyötä tehdään. Luottamus kohdistuu sekä toisen osapuolen kyvykkyyteen että hyväntahtoisuuteen. Tulosten perusteella ei pysty sanomaan onko henkilöityvällä luottamuksella tai ei-henkilöityvällä luottamuksella suurempi vaikutus yhteistyön toimivuuteen ja tuloksellisuuteen. Henkilöityvä luottamus ja ei-henkilöityvä luottamus eivät kuitenkaan kompensoi toisiaan. Tulosten perusteella näyttää siltä, että yhteistyö on tuloksellisinta kun osapuolet luottavat paitsi henkilöihin, joiden kanssa he yhteistyötä tekevät, myös kumppaniyrityksen brändiin, strategiaan sekä kaupalliseen kilpailukykyyn. Luottamusta rakentaa haastateltujen mukaan henkilösuhteiden lisäksi avoin ja selkeä tiedottaminen, ammattitaito, vuorovaikutus ja säännöllinen yhteydenpito, hyvät kokemukset ja saatu palaute, positiivinen asenne ja sitoutuminen, ongelmanratkaisukyky ja lupausten pitäminen. Yritysten johto voi rakentaa luottamusta mahdollistamalla ja vahvistamalla edellä mainittuja tekijöitä ja prosesseja.

Nonprofit-organisaation toiminta-ajatuksen uudistaminen: konstruktiivinen tutkimus case: Suomen Sotaveteraaniliitto ry

Sotiemme veteraanien määrä vähenee vuosi vuodelta, mikä on odotettua ottaen huomioon viime sodista kuluneen ajan. Suomen Sotaveteraaniliitto ry on toiminut, aina perustamisestaan vuodesta 1957 asti, sotaveteraanien tuki-, edunvalvonta- ja veljesjärjestönä. Veteraanien väheneminen johtaa kuitenkin vääjäämättä siihen, että Suomen Sotaveteraaniliiton on uudistettava toiminta-ajatustaan vastaamaan tulevaisuuden haasteita. Tämän konstruktiivisen tutkielman tarkoituksena on muodostaa Suomen Sotaveteraaniliitolle uudistettu toiminta-ajatus tulevaisuuden toiminnan pohjaksi. Tutkielmassa rakennettiin ensiksi teoreettiseksi viitekehykseksi kaksiosainen malli ”nonprofit-organisaation toiminta-ajatuksen uudistamisesta”, jonka perusteella Suomen Sotaveteraaniliiton toiminta-ajatus voidaan uudistaa toteuttamalla mallin ensimmäinen osa. Tutkielman teoriaosuudessa tarkasteltiin aluksi nonprofit-organisaatiota, jonka jälkeen tutustuttiin toiminta-ajatukseen ja organisaation uudistamisprosessiin liittyvään teoriaan. Tutkielman empiirinen osuus koostuu sitä varten toteutetuista teemahaastatteluista. Teemahaastattelut toteutettiin vuoden 2013 toukokuun ja syyskuun välillä. Tutkimuksen ulkopuolelle on rajattu tässä vaiheessa suurempi yleisö, jota olisi tarkoitus kuulla mahdollisissa jatkotutkimuksissa. Tutkielman tuloksena syntyi Suomen Sotaveteraaniliiton uudistettu toiminta-ajatus. Tutkielman teoreettiseksi viitekehykseksi rakennettu nonprofit-organisaation toiminta-ajatuksen uudistamismalli, sekä sen pohjalta toteutettu toiminta-ajatuksen uudistamisen ensimmäinen vaihe, esiteltiin tutkielman toimeksiantajaorganisaatiolle, eli Suomen Sotaveteraaniliitolle ja se läpäisi heikon markkinatestin.

Profitability planning of the ski resort project

Objective of this master’s thesis is to create an investment calculation model, which makes it possible to determine if the ski resort business can be profitable. The ultimate goal is to create a description with the help of theoretical knowledge, interviews and investment calculation model, how the operation of ski resort is possible to be profitable and what are the critical success factors for achieving this goal. Thesis is carried out as qualitative research, which is supported by the necessary constructive information utilizing calculations. The client company has provided valuable insights and material for this thesis. Theoretical report examines the steps of developing a business plan, investment components and methods as well as sensitivity analysis. The theoretical part is based on the articles, textbooks, interviews and researches. The empirical part of the thesis is assembled by benchmarking other same size Finnish ski resorts, conducting interviews and using investment calculation model. The empirical part provides comprehensive information about ski resort industry, the future of the project, the business plan and the profitability calculations. As the result of this thesis the investment calculation model, which makes it possible to simulate different scenarios for ski resort project, was formed. The model was used to create a picture in which kind of scenario the ski resort business would be profitable and what are the critical success factors in achieving this aim.

Pelätty, vihattu vai rakastettu tietotekniikka elinikäisessä työ- ja oppimisympäristössä. Tietotekniikan merkitys työn ja työympäristön hallinnassa

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää niitä tekijöitä, jotka vaikuttavat työn ja työympäristön hallintaan tietoteknisessä työssä: työn hallinta, työn nopeampi tekeminen, työn sisältö, työn tulokset ja vaikutusmahdollisuudet. Näitä tekijöitä tutkittiin suhteessa työntekijän tietoteknisiin taitoihin ja työntekijän ikään. Tutkimuksen viitekehyksenä ovat maailmanlaajuisesti tapahtuneet ja edelleen tapahtuvat muutokset työelämässä sekä tietoyhteiskunnan kehittyminen. Aikaisemmat tutkimukset nostavat esiin yleisiä kehityslinjoja, mutta myös ristiriitaisia tuloksia. Siksi tässä tutkimuksessa nämä kysymykset purettiin hyvin konkreettisiksi, työyhteisössä havaituiksi osakysymyksiksi ja suhteutettiin vastaajia koskeviin taustatietoihin. Tutkimus kohdistui eri ikäisiin työntekijöihin, joista osa on kokenut tietotekniikan tulon työelämään ja sen käytön lisääntymisen useamman viime vuosikymmenen aikana. Tänä aikana yhteiskunnassa on tapahtunut yleisemminkin merkittävää kehitystä, joka on nostanut esille laajemminkin tarpeet tietoteknisen osaamisen ja taitojen kehittymiseen ja elinikäiseen oppimiseen. Tämä tutkimus ajoittuu noihin vuosikymmeniin ja vaikka se kohdistuukin yhden organisaation sisällä koettuihin vaikutuksiin, niin on selvää, että yleisempikin yhteiskunnallinen kehitys heijastuu tuloksiin. Tämä tutkimus on tehty kvantitatiivisella tutkimusotteella. Tutkimusaineisto on kerätty sähköisellä lomakkeella. Tämän tutkimuksen mukaan tietoteknisiltä taidoiltaan hyvät kokivat hallitsevansa työnsä ja työympäristönsä paremmin kuin tietoteknisiltä taidoiltaan heikot. He kokivat myös tietotekniikan helpottaneen työtä, mahdollisuudet itsensä kehittämiseen lisääntyneen ja työn itsenäisyyden lisääntyneen. Tietoteknisiltä taidoiltaan heikot puolestaan kokivat työn ja työnympäristön hallinnan vähentyneen, työn vaativuuden lisääntyneen, työn tauotuksen vähentyneen, sosiaalisen ympäristön heikentyneen, työn henkisen rasittavuuden lisääntyneen, oman ammattialan arvostuksen vähentyneen ja työhön liittyvien vaikutusmahdollisuuksien vähentyneen. Tulosten perusteella kaikki työntekijät kokivat työn tulosten parantuneen tietotekniikan avulla, mutta toisaalta kokivat työn sisällön köyhtyneen tietotekniikan vuoksi – varsinkin iäkkäät työntekijät kokivat näin. Tutkimuksessa selvitettiin myös työn ja työympäristön hallintaa tukevia ja uhkaavia tekijöitä. Tämän tutkimuksen mukaan pelot tietotekniikkaa kohtaan ja puutteellinen tuki tietoteknisissä ongelmissa uhkaavat työn ja työympäristön hallintaa.

Ultrasuodatusmembraanin modifiointi entsyymeillä suodatusominaisuuksien parantamiseksi

Tämän diplomityön tarkoituksena oli kiinnittää lakkaasientsyymi polyeetterisulfonimembraaniin suodatusominaisuuksien parantamiseksi. Lakkaasientsyymin tiedetään pilkkovan ligniiniä ja kiinnittämällä lakkaasientsyymi membraaniin tavoiteltiin ligniinin aiheuttaman membraanin likaantumisen vähentämistä. Tällöin vältyttäisiin lisäksi erilliseltä esikäsittely vaiheelta ja voitaisiin saada puhtaampi lopputuote. Lakkaasientsyymivalmisteena tutkimuksessa käytettiin Novozym® 51003 ja ristisilloittajana käytettiin glutaarialdehydiä. Vapaan ja kiinnitetyn lakkaasientsyymin aktiivisuuden määritettiin 2,2-atso-bis(3- etyylibentsotiatsolyyli-6-sulfonihappo):n avulla. Lakkaasin kiinnittymistä membraaniin tutkittiin ATR-FTIR spektroskoopilla kiinnittymisen varmentamiseksi. Lakkaasi modifioituja membraaneja testattiin koivu-uute suodatuksella ja adsorptio kokeella. Lakkaasientsyymi saatiin kiinnitettyä membraaniin ristisilloittajan avulla, mutta lakkaasilla modifioitujen membraanien vesivuot laskivat noin puoleen alkuperäisestä. Koivu-uuteen suodatuksissa modifioidusta membraanista ei saatu permeaattia lävitse, mutta adsorptiokokeen tulosten perusteella voidaan todeta lakkaasientsyymin pilkkoneen ligniiniä. Kiinnitetyn lakkaasin aktiivisuus vaihteli rinnakkaisten määritysten välillä, minkä vuoksi lakkaasin kiinnitysmekanismin lisätutkiminen olisi tarpeen luotettavimpien tulosten saamiseksi.

Hydrometallurgical recovery of valuable metals from secondary raw materials

Wastes and side streams in the mining industry and different anthropogenic wastes often contain valuable metals in such concentrations their recovery may be economically viable. These raw materials are collectively called secondary raw materials. The recovery of metals from these materials is also environmentally favorable, since many of the metals, for example heavy metals, are hazardous to the environment. This has been noticed in legislative bodies, and strict regulations for handling both mining and anthropogenic wastes have been developed, mainly in the last decade. In the mining and metallurgy industry, important secondary raw materials include, for example, steelmaking dusts (recoverable metals e.g. Zn and Mo), zinc plant residues (Ag, Au, Ga, Ge, In) and waste slurry from Bayer process alumina production (Ga, REE, Ti, V). From anthropogenic wastes, waste electrical and electronic equipment (WEEE), among them LCD screens and fluorescent lamps, are clearly the most important from a metals recovery point of view. Metals that are commonly recovered from WEEE include, for example, Ag, Au, Cu, Pd and Pt. In LCD screens indium, and in fluorescent lamps, REEs, are possible target metals. Hydrometallurgical processing routes are highly suitable for the treatment of complex and/or low grade raw materials, as secondary raw materials often are. These solid or liquid raw materials often contain large amounts of base metals, for example. Thus, in order to recover valuable metals, with small concentrations, highly selective separation methods, such as hydrometallurgical routes, are needed. In addition, hydrometallurgical processes are also seen as more environmental friendly, and they have lower energy consumption, when compared to pyrometallurgical processes. In this thesis, solvent extraction and ion exchange are the most important hydrometallurgical separation methods studied. Solvent extraction is a mainstream unit operation in the metallurgical industry for all kinds of metals, but for ion exchange, practical applications are not as widespread. However, ion exchange is known to be particularly suitable for dilute feed solutions and complex separation tasks, which makes it a viable option, especially for processing secondary raw materials. Recovering valuable metals was studied with five different raw materials, which included liquid and solid side streams from metallurgical industries and WEEE. Recovery of high purity (99.7%) In, from LCD screens, was achieved by leaching with H2SO4, extracting In and Sn to D2EHPA, and selectively stripping In to HCl. In was also concentrated in the solvent extraction stage from 44 mg/L to 6.5 g/L. Ge was recovered as a side product from two different base metal process liquors with Nmethylglucamine functional chelating ion exchange resin (IRA-743). Based on equilibrium and dynamic modeling, a mechanism for this moderately complex adsorption process was suggested. Eu and Y were leached with high yields (91 and 83%) by 2 M H2SO4 from a fluorescent lamp precipitate of waste treatment plant. The waste also contained significant amounts of other REEs such as Gd and Tb, but these were not leached with common mineral acids in ambient conditions. Zn was selectively leached over Fe from steelmaking dusts with a controlled acidic leaching method, in which the pH did not go below, but was held close as possible to, 3. Mo was also present in the other studied dust, and was leached with pure water more effectively than with the acidic methods. Good yield and selectivity in the solvent extraction of Zn was achieved by D2EHPA. However, Fe needs to be eliminated in advance, either by the controlled leaching method or, for example, by precipitation. 100% Pure Mo/Cr product was achieved with quaternary ammonium salt (Aliquat 336) directly from the water leachate, without pH adjustment (pH 13.7). A Mo/Cr mixture was also obtained from H2SO4 leachates with hydroxyoxime LIX 84-I and trioctylamine (TOA), but the purities were 70% at most. However with Aliquat 336, again an over 99% pure mixture was obtained. High selectivity for Mo over Cr was not achieved with any of the studied reagents. Ag-NaCl solution was purified from divalent impurity metals by aminomethylphosphonium functional Lewatit TP-260 ion exchange resin. A novel preconditioning method, named controlled partial neutralization, with conjugate bases of weak organic acids, was used to control the pH in the column to avoid capacity losses or precipitations. Counter-current SMB was shown to be a better process configuration than either batch column operation or the cross-current operation conventionally used in the metallurgical industry. The raw materials used in this thesis were also evaluated from an economic point of view, and the precipitate from a waste fluorescent lamp treatment process was clearly shown to be the most promising.

Kiuruveden tilan parantaminen : Säännöstelyn kehittäminen ja ravinnekuormituksen vähentäminen

Raportissa esitetään yhteenveto Kiuruveden ja Iisalmen kaupunkien alueella sijaitsevan Kiuruvesi -järven säännöstelyn kehittämiseksi sekä järven tilan parantamiseksi tehdyistä selvityksistä sekä esitetään suositukset säännöstelylle ja järven ja valuma-alueen hoitotoimenpiteille. Kiuruvettä säännöstellään Kiurujoen Saarikoskessa olevalla Runnin neulatammella. Säännöstely perustuu vuonna 1935 annettuun järvenlaskulupaan ja sen tavoitteena on maatalouden tulvasuojelu. Kiuruveden alue on maaperältään viljavaa ja ranta-alueet ovat pääosin viljelyksessä, joten järveen kohdistuu runsaasti valuma-alueen maataloudesta peräisin olevaa kuormitusta. Tämä näkyy myös järven ekologisessa tilassa, joka on tyydyttävä. Järven tilaan vaikuttavat jonkin verran myös säännöstelystä ja muusta vesirakentamisesta aiheutuneet muutokset, mutta niiden vaikutus on kuormitukseen nähden vähäinen, eikä vesistöä ole luokiteltu voimakkaasti muutetuksi. Säännöstelyn kehittämistä koskevassa osassa arvioidaan tarpeita ja mahdollisuuksia säännöstelyn parantamiseen. Kiuruveden kevättulvan alentamiseksi mallinnettiin Kiurujokeen erilaisia perkausvaihtoehtoja. Kiuruvedelle laskettiin myös useita säännöstelyvaihtoehtoja eri perkausvaihtoehdoilla sekä vertailtiin erilaisten mittareiden avulla niiden vaikutuksia vesistön tilaan ja käyttöön. Lisäksi mallinnettiin ilmastonmuutoksen vaikutuksia vesistön hydrologiaan. Vesistön käyttäjien ja sidosryhmien mielipiteitä kerättiin mm. ranta-asukkaille järjestetyllä kyselyllä sekä monitavoitearviointimenetelmää soveltaneessa työpajassa. Säännöstelyä esitetään kehitettäväksi siten, että vedenkorkeuden kevätalennuksesta luovutaan, kevättulvalle asetetaan tavoitekorkeus ja tulvan laskua jarrutetaan nykyisestä sekä määritetään vedenkorkeudelle vaihteluväli, jonka sisällä vedenpinta voi vaihdella tulva-aikaa lukuun ottamatta. Lisäksi esitetään, että Kiurujokea perataan rankkasateista aiheutuvien kesätulvien alentamiseksi. Muutosten tavoitteena on säännöstelyn hoidon helpottaminen, säännöstelystä järven tilalle aiheutuvien haitallisten vaikutusten vähentäminen sekä vesistön käyttömahdollisuuksien parantaminen. Vesistön tilan parantamista koskevassa osassa esitetään Kiuruveden tavoitetila mm. kuormituksen suhteen sekä erilaisia mahdollisuuksia tavoitteisiin pääsemiseksi. Lisäksi tarkastellaan erilaisten suoraan järveen kohdistuvien kunnostustoimenpiteiden soveltuvuutta järven tilan parantamiseen. Tarkempaan tarkasteluun valittiin ravintoverkkokunnostus ja hapetus. Ulkoisen kuormituksen vähentämisen vaikutusten arvioinnissa käytettiin mm. KUTOVA+ -laskentamallia ja maatalouden osalta VIHMA-laskentamallia. Kiuruveden vedenlaadun ja ekologisen tilan parantaminen vaatii merkittävää ulkoisen ravinnekuormituksen vähentämistä. Ravinnekuormituksen kannalta keskeisiä asioista ovat maatalouden osalta erityisesti lannoitukseen ja maanmuokkaukseen liittyvät seikat. Haja-asutuksen jätevesienkäsittely tehostuu lähivuosina hajajätevesiasetuksen vaatimusten myötä. Keskitetyn jätevedenpuhdistuksen osalta keskeistä on nykyisen puhdistustason ja toimintavarmuuden ylläpitäminen. Metsätalouden osalta keskeistä on etenkin kiintoainekuormituksen vähentäminen. Järveen kohdistuvista hoitotoimenpiteistä hapetusta ja hoitokalastusta kannattaa jatkaa. Sen sijaan varsinainen tehokalastus ei ole ajankohtainen ennen kuin ulkoista kuormitusta on saatu vähennettyä alle kriittisen tason.

Verkostojen rooli elintarvikealan pk-yritysten kansainvälistymisessä

Verkostojen toimintaa on tutkittu viime vuosina paljon ja useat tutkijat ovat myöntäneet verkostojen merkityksen olevan suuri nykypäivän liiketoiminnassa. Verkostoyhteistyö voi tarjota yritykselle huomattavaa kilpailuetua, turvata yrityksen toimintaa, sekä auttaa yritystä pääsemään tavoitteisiinsa. Erityisen tärkeää verkostoituminen on pienille ja keskisuurille (pk-) yrityksille, joiden voimavarat on usein varsin rajalliset. Yhteistyön avulla yritykset voivat hankkia lisää resursseja käyttöönsä, sekä kehittää liiketoimintaansa. Verkostotutkimukset ovat yleisesti keskittyneet raskaan teollisuuden tai IT-teknologian yrityksiin, kun taas elintarvikealan verkostoitumista ja kansainvälistymistä on tutkittu varsin vähän. Tämä tutkielma päätyi yhdistämään kolme osa-aluetta: verkostoitumisen, pk-yritysten kansainvälistymisen, sekä suomalaisen elintarvikealan. Tutkielman tavoitteena oli selvittää, millainen rooli verkostoilla on suomalaisten elintarvikealan pk-yritysten kansainvälistymisessä. Tutkimuksen tavoite jaettiin kolmeen eri osakysymykseen, joista ensimmäinen pyrki selvittämään, miten yritykset verkostoituvat edistääkseen liiketoimintaansa. Toisen osakysymyksen tavoitteena oli arvioida erilaisten verkostojen hyödyllisyyttä yritysten kansainvälistymisessä ja tuoda esiin yrityksen tavoitteita edesauttavat verkostot. Kolmas osakysymys sen sijaan keskittyi verkostojen negatiivisiin puoliin ja etsi tekijöitä, jotka vaikeuttavat yritysten verkostoitumista. Tutkimuksen luonne on kvalitatiivinen eli laadullinen ja tutkimusaineistona toimi aikaisempi tutkimustieto aihealueesta, sekä asiantuntijahaastatteluiden kautta saatu tieto. Haastatteluita oli yhteensä neljä kappaletta ja ne suoritettiin teemahaastatteluina. Tutkimustulokset osoittavat, että verkostoituminen koetaan suomalaisella elintarvikealalla tärkeäksi mutta haasteelliseksi. Yritykset ovat aktiivisia etsimään ja hankkimaan uusia yhteistyökumppaneita mutta erityisesti suhteen luominen ja ylläpitäminen on vaikeaa. Yritykset korostavat liikesuhteessa ammattimaisuutta, sillä liiketoiminta halutaan pitää erillään sosiaalisesta elämästä. Solmitut verkostot ovat pääasiassa virallisia. Vertikaalista yhteistyötä alan toimijoiden kanssa ei harrasteta muun muassa liikesalaisuuksien leviämisen pelossa. Lisäksi yritysten verkostoitumista estävät taloudelliset rajoitteet, kulttuurierot, sekä erinäiset yrittäjäsidonnaiset tekijät.

Methods of genetic diversity creation and functional display for directed evolution experiments

Protein engineering aims to improve the properties of enzymes and affinity reagents by genetic changes. Typical engineered properties are affinity, specificity, stability, expression, and solubility. Because proteins are complex biomolecules, the effects of specific genetic changes are seldom predictable. Consequently, a popular strategy in protein engineering is to create a library of genetic variants of the target molecule, and render the population in a selection process to sort the variants by the desired property. This technique, called directed evolution, is a central tool for trimming protein-based products used in a wide range of applications from laundry detergents to anti-cancer drugs. New methods are continuously needed to generate larger gene repertoires and compatible selection platforms to shorten the development timeline for new biochemicals. In the first study of this thesis, primer extension mutagenesis was revisited to establish higher quality gene variant libraries in Escherichia coli cells. In the second study, recombination was explored as a method to expand the number of screenable enzyme variants. A selection platform was developed to improve antigen binding fragment (Fab) display on filamentous phages in the third article and, in the fourth study, novel design concepts were tested by two differentially randomized recombinant antibody libraries. Finally, in the last study, the performance of the same antibody repertoire was compared in phage display selections as a genetic fusion to different phage capsid proteins and in different antibody formats, Fab vs. single chain variable fragment (ScFv), in order to find out the most suitable display platform for the library at hand. As a result of the studies, a novel gene library construction method, termed selective rolling circle amplification (sRCA), was developed. The method increases mutagenesis frequency close to 100% in the final library and the number of transformants over 100-fold compared to traditional primer extension mutagenesis. In the second study, Cre/loxP recombination was found to be an appropriate tool to resolve the DNA concatemer resulting from error-prone RCA (epRCA) mutagenesis into monomeric circular DNA units for higher efficiency transformation into E. coli. Library selections against antigens of various size in the fourth study demonstrated that diversity placed closer to the antigen binding site of antibodies supports generation of antibodies against haptens and peptides, whereas diversity at more peripheral locations is better suited for targeting proteins. The conclusion from a comparison of the display formats was that truncated capsid protein three (p3Δ) of filamentous phage was superior to the full-length p3 and protein nine (p9) in obtaining a high number of uniquely specific clones. Especially for digoxigenin, a difficult hapten target, the antibody repertoire as ScFv-p3Δ provided the clones with the highest affinity for binding. This thesis on the construction, design, and selection of gene variant libraries contributes to the practical know-how in directed evolution and contains useful information for scientists in the field to support their undertakings.

Verkostojen rooli elintarvikealan pk-yritysten kansainvälistymisessä

Verkostojen toimintaa on tutkittu viime vuosina paljon ja useat tutkijat ovat myöntäneet verkostojen merkityksen olevan suuri nykypäivän liiketoiminnassa. Verkostoyhteistyö voi tarjota yritykselle huomattavaa kilpailuetua, turvata yrityksen toimintaa, sekä auttaa yritystä pääsemään tavoitteisiinsa. Erityisen tärkeää verkostoituminen on pienille ja keskisuurille (pk-) yrityksille, joiden voimavarat on usein varsin rajalliset. Yhteistyön avulla yritykset voivat hankkia lisää resursseja käyttöönsä, sekä kehittää liiketoimintaansa. Verkostotutkimukset ovat yleisesti keskittyneet raskaan teollisuuden tai IT-teknologian yrityksiin, kun taas elintarvikealan verkostoitumista ja kansainvälistymistä on tutkittu varsin vähän. Tämä tutkielma päätyi yhdistämään kolme osa-aluetta: verkostoitumisen, pk-yritysten kansainvälistymisen, sekä suomalaisen elintarvikealan. Tutkielman tavoitteena oli selvittää, millainen rooli verkostoilla on suomalaisten elintarvikealan pk-yritysten kansainvälistymisessä. Tutkimuksen tavoite jaettiin kolmeen eri osakysymykseen, joista ensimmäinen pyrki selvittämään, miten yritykset verkostoituvat edistääkseen liiketoimintaansa. Toisen osakysymyksen tavoitteena oli arvioida erilaisten verkostojen hyödyllisyyttä yritysten kansainvälistymisessä ja tuoda esiin yrityksen tavoitteita edesauttavat verkostot. Kolmas osakysymys sen sijaan keskittyi verkostojen negatiivisiin puoliin ja etsi tekijöitä, jotka vaikeuttavat yritysten verkostoitumista. Tutkimuksen luonne on kvalitatiivinen eli laadullinen ja tutkimusaineistona toimi aikaisempi tutkimustieto aihealueesta, sekä asiantuntijahaastatteluiden kautta saatu tieto. Haastatteluita oli yhteensä neljä kappaletta ja ne suoritettiin teemahaastatteluina. Tutkimustulokset osoittavat, että verkostoituminen koetaan suomalaisella elintarvikealalla tärkeäksi mutta haasteelliseksi. Yritykset ovat aktiivisia etsimään ja hankkimaan uusia yhteistyökumppaneita mutta erityisesti suhteen luominen ja ylläpitäminen on vaikeaa. Yritykset korostavat liikesuhteessa ammattimaisuutta, sillä liiketoiminta halutaan pitää erillään sosiaalisesta elämästä. Solmitut verkostot ovat pääasiassa virallisia. Vertikaalista yhteistyötä alan toimijoiden kanssa ei harrasteta muun muassa liikesalaisuuksien leviämisen pelossa. Lisäksi yritysten verkostoitumista estävät taloudelliset rajoitteet, kulttuurierot, sekä erinäiset yrittäjäsidonnaiset tekijät.

Käänteisosmoosin esikäsittelymenetelmät

Käänteisosmoosisuodatusta käytetään erityisesti teollisuuden jätevesien loppupuhdistuksessa. Suodatuksen ongelmana on kalvojen likaantuminen ja tukkiutuminen. Tässä työssä on aiempia tutkimuksia hyväksikäyttäen tutkittu käänteisosmoosiin tulevan veden esikäsittelemistä niin, että kalvojen likaantumiselta vältyttäisiin. Menetelmien vertailussa on käytetty erilaisia veden laadusta kertovia parametreja. Ongelmallisimmiksi aineksiksi huomattiin orgaaninen aines ja jotkin veteen liuenneet ionit. Kiintoaineen erottaminen ei ole ollut suuri ongelma, sillä sen saa poistettua tavallisesti käytetyillä rakeissuodatuksella, laskeutuksella, flotaatiolla ja kalvosuodatuksella. Orgaanista ainesta on saatu erotettua erityisesti hapettamalla, aktiivilieteprosessilla ja biologisella aktiivihiilisuodattimella. Mikro- ja ultrasuodatusta käytetään usein juuri ennen käänteisosmoosia poistamaan erityisesti kolloidista materiaalia ja joitain liuenneita ioneja. Flokkien muodostaminen koagulaatiossa ja flokkulaatiossa parantaa lähes kaikkien menetelmien toimivuutta selvästi. Veden puhdistuksessa käytetyt kemikaalit voivat myös liika-annosteltuina liata kalvoja. Vesien pitoisuuksissa eri ainesten osalta on huomattavia eroja, joten puhdistettava vesi on hyvä analysoida etukäteen parhaiden käsittelymenetelmien valitsemiseksi.

TEHO-hankkeen raportteja, osa 4 : Ympäristötukijärjestelmät ja vesiensuojelutoimenpiteet EU-maissa : Biodiversiteettitoimenpiteet EU-maissa : TEHO-hankkeen kokemuksia Suomen erityistuista

Tehoa maatalouden vesiensuojeluun (TEHO) -hankkeen tavoitteena on edistää maatalouden vesiensuojelua. Tähän julkaisuun on koottu tuloksia TEHO-hankkeen kokemuksista ja selvityksistä liittyen nykyisiin ympäristötukiin. Ensimmäinen raportti kuvailee ja vertailee keskenään eri maiden ympäristötukiohjelmia yleensä ja erityisesti niiden vesiensuojelutoimenpiteitä. Toinen osa, joka on JÄRKI – hankkeen (Sensible enhancement of water protection and biodiversity in agriculture) Environmental Expert / MJ-Prosessit Oy:llä teettämä, käsittelee eräiden EU-maiden ympäristötukiohjelmien luonnon monimuotoisuuden ylläpitoon ja suojeluun liittyviä toimenpiteitä. Julkaisun kolmannessa osassa on kerätty yhteen TEHO-hankkeen aikana saatuja kokemuksia ympäristötuen erityistuista. Kokemuksia on saatu viljelijöiltä sekä tilakäynneillä että erilaisissa tilaisuuksissa. Julkaisu on toteutettu osana Tehoa maatalouden vesiensuojeluun (TEHO) -hanketta.

TEHO-hankkeen raportteja, osa 2 : Peltomaan laatutesti : Ravinnetaseet

Tehoa maatalouden vesiensuojeluun (TEHO) -hankkeen tavoitteena on edistää maatalouden vesiensuojelua. Tähän julkaisuun on koottu tuloksia TEHO-hankkeen selvityksistä. Julkaisun ensimmäisessä osassa on kerätty yhteen kokemuksia ja palautetta, joita on saatu hankkeessa tehdyistä Peltomaan laatutesteistä. Testin avulla havainnoidaan ja saadaan tietoa peltomaan fysikaalisesta ja biologisesta tilasta sekä maan kokonaisvaltaisesta tilanteesta. Testissä saadut havainnot toimivat perusteena pellon kasvukuntoa parantaville toimenpiteille. Toinen raportti on yhteenveto TEHO-tiloille lasketuista ravinnetaseista. Ravinnetaselaskenta on työkalu, jonka avulla viljelijä saa arvokasta tietoa ravinteiden käytön tehokkuudesta omilla pelloillaan. Julkaisu on toteutettu osana Tehoa maatalouden vesiensuojeluun (TEHO) -hanketta.

Lääkeaineiden vesiliukoisuuden parantaminen

Monien potentiaalisten lääkeainekandidaattien vesiliukoisuus on huono. Tämä on merkittävä ongelma pyrittäessä kehittämään niistä valmiita lääkkeitä. Lääkeainekandidaattien vesiliukoisuus riippuu niiden kemiallisesta rakenteesta. Tutkielmassa esitetään erilaisia menetelmiä kiinteiden lääkeaineiden vesiliukoisuuden parantamiseksi. Kemiallisia menetelmiä ovat suolanmuodostus, pH:n muuttaminen ja aihiolääkkeen (engl. prodrug) valmistaminen. Aihiolääke on farmakologisesti inaktiivinen yhdiste, joka metaboloituu elimistössä aktiiviseksi lääkeaineeksi. Aihiolääkettä valmistettaessa muokataan lääkeaineen kemiallista rakennetta liittämällä siihen vesiliukoisuutta lisäävä rakenne. Vesiliukoisuutta lisäävänä rakenteena voi toimia fosfaatti tai sokeri, ionisoituva orgaaninen happo tai emäs tai neutraali ryhmä. Yksi yleisimmistä menetelmistä aihiolääkkeen valmistamiseksi on käyttää aihio-osana fosforihapon estereitä tai amideja. Fysikaalisia ja muita menetelmiä ovat esimerkiksi kiinteiden dispersioiden,nanopartikkeleiden tai nanosuspensioiden valmistaminen, kiderakenteen muokkaaminen ja syklodekstriinien hyödyntäminen inkluusiokompleksien muodostamiseksi. Tutkielman kokeellisessa osassa tutkittiin lääkeainekandidaatti DPMBA:n (N-(4,6- dimetyylipyrimidin-2-yyli)-4-[(2-metyylibentsyyli)amino]bentseenisulfonamidi) fosfaattimonoesterin valmistusta. DPMBA on selektiivinen alpha2-antagonisti eli adrenoseptorien salpaaja. Kyseistä lääkeainekandidaattia voisi mahdollisesti hyödyntää sydän- ja verenkiertoelimistön sairauksien hoidossa. DPMBA:n ongelmana on sen huono vesiliukoisuus fysiologisessa pH:ssa, joten sen farmakologiset ominaisuudet ovat huonot. Kokeellisen osan tavoitteena oli parantaa DPMBA:n vesiliukoisuutta valmistamalla siitä aihiolääke. Aihiolääkkeen valmistus sisälsi DPMBA:n synteesin kehitystä ja aihiolääkkeen valmistuksessa tarvittavien kloorimetyylifosfaattien synteesit. Aihio-osien liittämistä DPMBA:han kokeiltiin erilaisin menetelmin. Lisäksi tutkittiin kloorimetyylifosfaattien liittämistä DPMBA:n lähtöaineisiin sekä muihin samankaltaisiin primaarisiin ja sekundaarisiin amiineihin. DPMBA:n kemiallinen rakenne on haastava, eikä kokeiltuja fosfaattiaihio-osia saatu liitettyä siihen. DPMBA:n rakenteessa oleva sulfonyyliryhmä, elektroneja puoleensavetävänä ryhmänä, heikentää rakenteessa olevien sekundaaristen typpiatomien nukleofiilisyyttä. Aihiolääkkeen valmistamisen sijaan kyseeseen voisi tulla jokin fysikaalinen menetelmä DPMBA:n vesiliukoisuuden parantamiseksi.