Characterization of lignin-modifying enzymes of the selective white-rot fungus Physisporinus rivulosus

White-rot fungi are wood degrading organisms that are able to decompose all wood polymers; lignin, cellulose and hemicellulose. Especially the selective white-rot fungi that decompose preferentially wood lignin are promising for biopulping applications. In biopulping the pretreatment of wood chips with white-rot fungi enhances the subsequent pulping step and substantially reduces the refining energy consumption in mechanical pulping. Because it is not possible to carry out biopulping in industrial scale as a closed process it has been necessary to search for new selective strains of white-rot fungi which naturally occur in Finland and cause selective white-rot of Finnish wood raw-material. In a screening of 300 fungal strains a rare polypore, Physisporinus rivulosus strain T241i isolated from a forest burn research site, was found to be a selective lignin degrader and promising for the use in biopulping. Since selective lignin degradation is apparently essential for biopulping, knowledge on lignin-modifying enzymes and the regulation of their production by a biopulping fungus is needed. White-rot fungal enzymes that participate in lignin degradation are laccase, lignin peroxidase (LiP), manganese peroxidase (MnP), versatile peroxidase (VP) and hydrogen peroxide forming enzymes. In this study, P. rivulosus was observed to produce MnP, laccase and oxalic acid during growth on wood chips. In liquid cultures manganese and veratryl alcohol increased the production of acidic MnP isoforms detected also in wood chip cultures. Laccase production by P. rivulosus was low unless the cultures were supplemented with sawdust and charred wood, the components of natural growth environment of the fungus. In white-rot fungi the lignin-modifying enzymes are typically present as multiple isoforms. In this study, two MnP encoding genes, mnpA and mnpB, were cloned and characterized from P. rivulosus T241i. Analysis of the N-terminal amino acid sequences of two purified MnPs and putative amino acid sequence of the two cloned mnp genes suggested that P. rivulosus possesses at least four mnp genes. The genes mnpA and mnpB markedly differ from each other by the gene length, sequence and intron-exon structure. In addition, their expression is differentially affected by the addition of manganese and veratryl alcohol. P. rivulosus produced laccase as at least two isoforms. The results of this study revealed that the production of MnP and laccase was differentially regulated in P. rivulosus, which ensures the efficient lignin degradation under a variety of environmental conditions.

Degradation of lignin and other 14C-labelled compounds in compost and soil with an emphasis on white-rot fungi

Puu, ruohokasvit ja näistä tehdyt tuotteet kuten mekaanisesta massasta valmistettu sanomalehtipaperi sisältävät ligniiniä, joka hajoaa yleensä hyvin hitaasti luonnossa. Valkolahosienet hajottavat ligniiniä tehokkaimmin, ja koska niiden tuottamat entsyymit hajottavat myös muita vaikeasti hajoavia yhdisteitä, voidaan valkolahosienten avulla mahdollisesti puhdistaa saastuneita maita. Tässä työssä haluttiin selvittää, säilyttävätkö valkolahosienet (Abortiporus biennis, Bjerkandera adusta, Dichomitus squalens, Phanerochaete chrysosporium, Phanerochaete sordida, Phlebia radiata, Pleurotus ostreatus, Trametes hirsuta ja Trametes versicolor) aktiivisuutensa ja kasvavatko ne maassa. Aktiivisuutta mitattiin seuraamalla sienten synteettisen ligniinin (14C-DHP) hajotuskykyä. T. versicolor (silkkivyökääpä) osoittautui tehokkaimmaksi ligniinin hajottajaksi ja sen pentakloorifenolin (PCP) hajotuskykyä tutkittiin erillisessä kokeessa. Entiset tai pitkään käytössä olleet saha-alueet ovat yhä saastuneet puun käsittelyaineista peräisin olevilla kloorifenoleilla. Biohajoavien muovien kehitystyö sekä kompostoinnin yleistyminen jätteiden käsittelymenetelmänä ovat luoneet tarpeen materiaalien biohajoavuuden määrittämiseen. Euroopan standardisoimisjärjestön (CEN) kontrolloidussa kompostitestissä biohajoavuus määritetään materiaalin hajoamisen aikana muodostuvan hiilidioksidin perusteella. Hiilidioksidin tuotto mitataan sekä näytettä sisältävästä kompostista että kompostista ilman näytettä, ja tällöin oletetaan, että kompostin orgaaninen aines molemmissa komposteissa (tausta) tuottaa yhtä paljon hiilidioksidia. Testin puutteeksi saattaa osoittautua kompostissa tai maassa esiintyvä "priming effect". Tällä tarkoitetaan materiaalin lisäämisen jälkeen esiintyvää epänormaalin suurita tai pientä hiilidioksidin muodostusta, minkä seurauksena testin tulosksena saatava biohajoavuus on virheellinen. Ligniinin hajotessa muodostuu enemmän humusta kuin hiilidioksidia, koska ligniini on humuksen tärkein lähtöaine. Näin ollen ligniiniä sisältävät paperituotteet saattavat testin mukaan vaikuttaa biologisesti hajoamattomilta. Valkolahosienet hajottivat 4-23% ligniinistä hiilidioksidiksi ja T. versicolor 29% PCP:sta. Kompostissa ligniini hajosi hiilidioksidiksi 58°C:ssa huomattavasti vähemmän (8%) kuin lämpötiloissa 35°C ja 50°C (23-24%). Kompostin todennäköisesti tärkeimpien ligniinin hajottajien, termofiilisten sienten, tyypillinen optimilämpötila on 45°C, eivätkä ne ole enää aktiivisia 58°C:ssa. Sekä maassa että kompostissa ligniini sitoutui kuitenkin suurimmaksi osaksi humukseen. Valkolahosienet hajottivat sekä humukseen sitoutunutta ligniiniä että PCP:ia, mutta kompostin sekapopulaatio ei tähän pystynyt, ja ligniiniä sitoutui humukseen yhä enemmän kompostoinnin aikana. T. versicolor hajotti PCP:ia tehokkaasti, eikä se tuottanut myrkyllisiä kloorianisoleja, joita jotkut valkolahosienet saattavat muodostaa kloorifenoleista. Priming effect ilmiötä tutkittiin eri ikäisissä ja kypsyydeltään erilaisissa komposteissa. Kompostit erosvat toisistaan myös hajoamattoman jätteen määrän ja mikrobipopulaation suhteen. Negatiivinen priming effect havaittiin kaikissa epästabiileissa komposteissa (ikä enintään 6 kk), ja sen lisäksi yhdessä näistä komposteista positiivinen priming effect kokeen lopussa. Stabiileissa komposteissa (ikä vähintään 6 kk) ilmiötä ei sen sijaan havaittu. Epästabiileissa komposteissa biohajoavuudelle saadut tulokset eivät siis ole luotettavia. Työn tulosten perusteella valkolahosienet, ja erityisesti T. versicolor, ovat lupaavia saastuneen maan puhdistukseen, joskin sienirihmaston mahdollisuudet säilyä aktiivisena maan alkuperäisen mikrobipopulaation kanssa täytyy vielä selvittää. Kompostin sekapopulaatio, joka ei sisällä valkolahosieniä, hajotti ligniiniä yllättävän tehokkaasti termofiilisille sienille sopivissa lämpötiloissa, vaikka ligniini sitoutuikin pääasiallisesti humukseen. Kompostin kypsyys osoittautui tärkeäksi tekijäksi kontrolloidun kompostitestin onnistumisen kannalta. Priming effect ilmiön välttämiseksi on varmistettava, että testissä käytetty komposti on riittävän kypsä. Kompostien mikrobipopulaation koostumusta kompostoinnin eri vaiheissa tulisi tarkemmin selvittää, koska stabiilien ja epästabiilien kompostien ero aiheutui todennäköisesti populaatioiden rakenteessa vallitsevista eroista. Näin myös priming effect ilmiön syyt voitaisiin selittää paremmin.

Holistic Spirituality in the Thinking of Ellen White

Spiritualiteetti viittaa syvälliseen, inhimilliseen ulottuvuuteen ja ominaisuuteen, jonka tarkka määritteleminen on haasteellista, ellei mahdotonta. Sitä vastaa yhtäältä uskonnollisuuden kautta toteutuva, elämän tarkoitukseen ja syvemmän olemuksen etsintään liittyvä hengellisyys, mutta toisaalta myös kaikkea muuta hengen viljelyä ja mielekkään olemisen tavoittelua tarkoittava henkisyys. John Swintonin mukaan hengen ulottuvuus on se inhimilliseen olemukseen kuuluva, dynaaminen elinvoima, joka virkistää ja elävöittää ihmistä ja motivoi häntä etsimään Jumalaa, arvoja, merkitystä, tarkoitusta ja toivoa. Tämä tutkimus nostaa tarkastelun kohteeksi kokonaisvaltaisen hengellisyyden, jolloin huomio kiinnitetään niihin sidoksiin, joiden kautta hengen ulottuvuus liittyy muihin inhimillisen elämän olennaisiin toimintoihin ja näkökulmiin. Tällaisia ovat 1) ajattelu 2) teot ja käytännön toiminta 3) suhteet ja vuorovaikutusverkostot 4) tunteet ja kanssakäymistä ohjaavat asenteet 5) olemassaolon ja olemisen ulottuvuudet. Kokemusten merkitys, arvo ja mielekkyys hahmottuvat juuri hengen alueella, toisin sanoen sisäisesti, hengellisenä ja henkisenä asiana. Tutkimusmateriaalina tässä tutkimuksessa on amerikkalaisen vuosina 1827 1915 eläneen Ellen Whiten kuusi myöhäiskauden teosta vuosilta 1892 1905 ja tutkimusmenetelmänä on käytetty systemaattista analyysiä. Olennaista Whiten tavassa käsitellä uskonnon harjoitukseen liittyviä aiheita on hänen käytännöllinen ja elämän arkeen kiinteästi niveltyvä otteensa. Tutkimus paljastaa, että Martti Lutherin käsitykset ovat merkittävästi vaikuttaneet Whiten ajatteluun. Lähteistä paljastuu samankaltaisuutta hänen näkemystensä ja uusimman suomalaisen Luther-tutkimuksen Martti Lutherin tuotannosta esiin nostaman ajattelutavan välillä. Vaikka teologisen oppineisuuden kannalta White ja Luther ovat eri tasoilla, kummankin käsitys ihmisen ja Jumalan välisen suhteen perusolemuksesta on samankaltainen: Lähtökohtana sille on Jumalan rakkaus ja hänen armostaan lähtenyt toiminta. Toiseksi, ihmisen ja Kristuksen välinen, olemuksellinen yhteys, unio , on perustana sille, että Jumala hyväksyy ihmisen ja huolehtii hänestä nyt ja ikuisesti. Kolmanneksi, tämä ihmisen ja Kristuksen liittoutuminen ja yhdistyminen ilmenee yhteistoimintana ja kumppanuutena yhteisten tavoitteiden saavuttamiseksi maailmassa. White korostaa ihmisen ja Kristuksen välisen hengellisen suhteen vuorovaikutteista ja toiminnallista luonnetta, joka tulee ilmi epäitsekkyytenä, toisten ihmisten ja heidän tarpeittensa huomioimisena sekä myötätuntona ja kykynä asettua toisen asemaan. Terveellistä elämäntapaa ja kasvatusta koskevat ajatuksensa White liittää siihen laaja-alaiseen näkemykseen hengellisyydestä, jonka tavoitteena on ihmisen kokonaisvaltainen hyvinvointi. Hän ei näe spiritualiteettia elämän arjesta irrallisena tai erillisenä saarekkeena, vaan ihmistä kaikessa ohjaavana, voimaannuttavana ja mielekkyyttä tuottavana, ensisijaisena ulottuvuutena. Tutkimuksen kuluessa myös Whiten usein käyttämät Jumalalle antautumisen ja luonteen käsitteet nousevat tarkastelun kohteiksi. Hänen mukaansa ihminen ei tahdonponnistuksillaan yksin pysty tavoittamaan Jumalaa vaan hänen on lakattava Jumalan rakastavan kutsun edessä itse tahtomasta ja suostuttava liittymään Jumalan tahtoon ja tarkoitukseen. Tämä liittyy siihen sisäiseen muutokseen, jota White kuvaa luonteen käsitteen avulla. Jumalan armon vaikuttama tahdon uudelleen suuntaaminen muuttaa ihmisen olemusta, arvoja, asennoitumisen tapaa ja myötätuntoisen vuorovaikutuksen kykyä niin ettei ihminen ole enää aivan sama kuin ennen. Kysymys on toisaalta yhtäkkisestä ja kertakaikkisesta olemuksellisesta muuttumisesta, mutta samalla myös hiljaisesta, elämänmittaisesta kasvusta ja kypsymisestä. Juuri luonteen käsitteen avulla White kuvaa hengellisyyttä ja siihen kuuluvaa sisästä matkaa. Tässä tutkimuksessa spiritualiteettia lähestytään yleisinhimillisenä piirteenä ja ominaisuutena, jolloin huomio ei ole ensisijaisesti yksittäisissä opillisissa käsityksissä tai uskonnollisuuden harjoittamisen muodoissa. Tarkoituksena on luoda kokoava rakenne, jonka puitteissa holistinen spiritualiteetti voidaan selkeämmin hahmottaa ja yksilöidymmin ymmärtää.

Evaluation of the AlgerBrush II rotating burr as a tool for inducing ocular surface failure in the New Zealand White rabbit

The New Zealand White rabbit has been widely used as a model of limbal stem cell deficiency (LSCD). Current techniques for experimental induction of LSCD utilize caustic chemicals, or organic solvents applied in conjunction with a surgical limbectomy. While generally successful in depleting epithelial progenitors, the depth and severity of injury is difficult to control using chemical-based methods. Moreover, the anterior chamber can be easily perforated while surgically excising the corneal limbus. In the interest of creating a safer and more defined LSCD model, we have therefore evaluated a mechanical debridement technique based upon use of the AlgerBrush II rotating burr. An initial comparison of debridement techniques was conducted in situ using 24 eyes in freshly acquired New Zealand White rabbit cadavers. Techniques for comparison (4 eyes each) included: (1) non-wounded control, (2) surgical limbectomy followed by treatment with 100% (v/v) n-heptanol to remove the corneal epithelium (1-2 minutes), (3) treatment of both limbus and cornea with n-heptanol alone, (4) treatment of both limbus and cornea with 20% (v/v) ethanol (2-3 minutes), (5) a 2.5-mm rounded burr applied to both the limbus and cornea, and (6) a 1-mm pointed burr applied to the limbus, followed by the 2.5-mm rounded burr applied to the cornea. All corneas were excised and processed for histology immediately following debridement. A panel of four assessors subsequently scored the degree of epithelial debridement within the cornea and limbus using masked slides. The 2.5-mm burr most consistently removed the corneal and limbal epithelia. Islands of limbal epithelial cells were occasionally retained following surgical limbectomy/heptanol treatment, or use of the 1-mm burr. Limbal epithelial cells were consistently retained following treatment with either ethanol or n-heptanol alone, with ethanol being the least effective treatment overall. The 2.5-mm burr method was subsequently evaluated in the right eye of 3 live rabbits by weekly clinical assessments (photography and slit lamp examination) for up to 5 weeks, followed by histological analyses (hematoxylin & eosin stain, periodic acid-Schiff stain and immunohistochemistry for keratin 3 and 13). All 3 eyes that had been completely debrided using the 2.5-mm burr displayed symptoms of ocular surface failure as defined by retention of a prominent epithelial defect (~40% of corneal surface at 5 weeks), corneal neovascularization (2 to 3 quadrants), reduced corneal transparency and conjunctivalization of the corneal surface (demonstrated by the presence of goblet cells and/or staining for keratin 13). In conclusion, our findings indicate that the AlgerBrush II rotating burr is an effective method for the establishment of ocular surface failure in New Zealand White rabbits. In particular, we recommend use of the 2.5-mm rotating burr for improved efficiency of epithelial debridement and safety compared to surgical limbectomy.

Taxonomy and phylogeny of white-rot polypores : case studies in Hymenochaetales and Polyporales (Basidiomycota)

Tutkimus käsittelee kääpien sukulaisuussuhteita. Käävät ovat kantasienten (Basidiomycota) muotoryhmä, joiden itiöemien alapinta muodostuu yhteensulautuneista pilleistä. Muotoryhmänä kääpiä voi verrata vaikka puihin siinä mielessä, että käävät kuten puutkaan eivät ole samankaltaisuudestaan huolimatta kaikki sukua toisilleen. DNA:n käyttö sukulaisuussuhteiden selvittämisessä on aloittanut mullistuksen kääpien luokittelussa. Aiemmin käytetty, itiöemien ominaisuuksiin perustunut luokittelu on osoittautunut keinotekoiseksi sukulaisuussuhteiden kannalta. Tutkimuksessani syvennyttiin useamman kääpäsuvun polveutumishistoriaan hyödyntäen DNA:ta ja perinteisiä menetelmiä. Tutkimuksen keskeisimmät tulokset liittyvät sitkokääpien sukuun (Antrodiella). Tämä noin 70 lajia sisältävä suku osoittautui rikkonaiseksi - sitkokääpiin luetut lajit kuuluvat kahteen sienilahkoon ja oikesti vähintään 13 sukuun. Tutkimuksessa löytyi kaksi Suomelle uutta sitkokääpää, leppikääpä (A. ichnusana) ja nipukkakääpä (A. leucoxantha). Uudet suvut kuvattiin Suomessa esiintyville sirppikääville (Sidera) ja talikääville (Obba). Uusi kääpäsuku ja -laji kuvattiin myös Indonesiasta (Sebipora aquosa). Valtaosa sitkokääpiin luetuista lajeista kuuluu orakarakoiden heimoon (Steccherinaceae), joka rajattiin tässä tutkimuksessa uudelleen. Heimoon kuuluvat mm. karakäävät (Junghuhnia) ja orakasmaiset orakarakat (Steccherinum). Sen sisällä selvitettiin kääpien ja orakkaiden sukulaisuussuhteita. Perinteisesti käävät ja orakkaat on viety eri sukuihin riippumatta niiden mikroskooppisesta samankaltaisuudesta. Tulosten valossa orakarakoiden heimossa käävät ja orakkaat pysyvät pääosin erillisissä suvuissa, mutta tästä on myös poikkeuksia (Antrodiella, Metuloidea ja Steccherinum). Lähes kaikki DNA:n perusteella määriteltävissä olevat suvut ovat tunnistettavissa itiöemien ominaisuuksiensa perusteella. Tulokset antavat eväitä kääpien luokitteluun laajemminkin osoittamalla, mitkä ominaisuudet ovat luokittelun kannalta merkityksellisiä. Tarkentunut tieto lajimäärästä ja lajien sukulaisuussuhteista hyödyttää ekologista tutkimusta sekä arvioita lajien uhanalaisuudesta. Tutkimuksen aikana luotua DNA-kirjastoa käytetään lajien tunnistamiseen. Tuloksia voidaan hyödyntää myös etsittäessä bioteknologisia sovelluksia käävistä, sillä sovellusten kannalta kiinnostavat ominaisuudet seuraavat usein sienten sukupuuta.

OPEN DOORS AND OPEN MINDS: WHAT FACULTY AUTHORS CAN DO TO ENSURE OPEN ACCESS TO THEIR WORK THROUGH THEIR INSTITUTION

The Internet has brought unparalleled opportunities for expanding availability of research by bringing down economic and physical barriers to sharing. The digitally networked environment promises to democratize access, carry knowledge beyond traditional research niches, accelerate discovery, encourage new and interdisciplinary approaches to ever more complex research challenges, and enable new computational research strategies. However, despite these opportunities for increasing access to knowledge, the prices of scholarly journals have risen sharply over the past two decades, often forcing libraries to cancel subscriptions. Today even the wealthiest institutions cannot afford to sustain all of the journals needed by their faculties and students. To take advantage of the opportunities created by the Internet and to further their mission of creating, preserving, and disseminating knowledge, many academic institutions are taking steps to capture the benefits of more open research sharing. Colleges and universities have built digital repositories to preserve and distribute faculty scholarly articles and other research outputs. Many individual authors have taken steps to retain the rights they need, under copyright law, to allow their work to be made freely available on the Internet and in their institutionâ s repository. And, faculties at some institutions have adopted resolutions endorsing more open access to scholarly articles. Most recently, on February 12, 2008, the Faculty of Arts and Sciences (FAS) at Harvard University took a landmark step. The faculty voted to adopt a policy requiring that faculty authors send an electronic copy of their scholarly articles to the universityâ s digital repository and that faculty authors automatically grant copyright permission to the university to archive and to distribute these articles unless a faculty member has waived the policy for a particular article. Essentially, the faculty voted to make open access to the results of their published journal articles the default policy for the Faculty of Arts and Sciences of Harvard University. As of March 2008, a proposal is also under consideration in the University of California system by which faculty authors would commit routinely to grant copyright permission to the university to make copies of the facultyâ s scholarly work openly accessible over the Internet. Inspired by the example set by the Harvard faculty, this White Paper is addressed to the faculty and administrators of academic institutions who support equitable access to scholarly research and knowledge, and who believe that the institution can play an important role as steward of the scholarly literature produced by its faculty. This paper discusses both the motivation and the process for establishing a binding institutional policy that automatically grants a copyright license from each faculty member to permit deposit of his or her peer-reviewed scholarly articles in institutional repositories, from which the works become available for others to read and cite.

White Spot Syndrone Virus in Penaeids: Histopathology, Development of Polyclonal Antisera and a Cocktail Vaccine

The present study is the first comprehensive approach towards histopathology of White Spot Syndrome Virus (WSSV) in Penaeus indicus. WSSV could be demonstrated in the nuclei of all tissues, except those of midgut, subjected of electron microscopic observation. They were the nuclei of gill, foregut, heart, hepatopancreatic connective tissue, hindgut, nerve and dorsal aorta. A comparison was made between the electron microscopic and histopathological observations and a greater degree of correlation between the two in depicting the severity of the infection of the infection was unraveled. The study also illustrated variations in response and susceptibility of various tissues to WSSV infection. Accordingly, out of the tissues investigated, gill, foregut, hindgut and dorsal aorta exhibited advanced viral multiplication than the other tissues such as heart, midgut, nerve and hepatopancreas. Even though hepatocytes were not infected the connective tissue nuclei were packed with virions.

Reo-Like Virus in White Shrimp Penaeus vannamei (Crustacea: Decapoda): Co-occurrence with Baculovirus penaei in Experimental Infections

A virus, tentatively identified as reo-like, occurred concurrently with experimentally-induced Baculovirus penaei (BP) infection in cultured white shrimp larvae Penaeus vannamei. Each shrimp with a reo-like viral infection also had a BP infection, but not all BP-infected shrimp had a reo-like infection. Both viruses occurred in the same tissues and occasionally withln the same cell. The reolike virus developed in epithelial cells of the anterior midgut and in reserve- and fibrillar-cells of the hepatopancreas. The paraspherical and non-enveloped reo-like virions (ca. 50 nm diam.) occurred as unordered aggregates in the cell cytoplasm. Their etiology has not been determined. Reo-like virions may have been introduced along with the BP virus, or, were latent and only manifested due to stress induced by the more pathogenic BP virus.

Paraophioidina scolecoides n. sp., a New Aseptate Gregarine from Cultured Pacific White Shrimp Penaeus vannamei

The aseptate gregarine Paraophloidina scolecoides n. sp. (Eugregarinorida: Lecudinidae) heavily infected the midgut of cultured larval and postlarval specimens of Penaeus vannamei from a commercial 'seed-production' facility in Texas, USA. It is morphologically similar to P. korotneffi and P. vibiliae, but it can be distinguished from them and from other members of the genus by having gamonts associated exclusively by lateral syzygy. Shrimp acquired the infection at the facility; nauplii did not show any evidence of infection, but protozoea, mysis, and postlarval shrimp had a prevalence and intensity of infection ranging from 56 to 80 % and 10 to >50 parasites, respectively. Infected shrimp removed from the facility to aquaria at another location lost their gamont infection within 7 days When voided from the gut, the gregarine disintegrated in seawater. Results suggest that P. vannamei is an accidental host, although a survey of representative members of the invertebrate fauna from the environment associated with the facility failed to discover other hosts. No link was established between infection and either the broodstock or the water or detritus from the nursery or broodstock tanks.