Induced defence responses of cereals to pathogen attack

Selostus: Viljojen puolustusreaktiot taudinaiheuttajia vastaan

Resistance to potato virus A and potato virus Y in potato cultivars grown in Finland

Selostus: Suomessa viljeltävien perunalajikkeiden kestävyys A- ja Y-virusta vastaan

Pathogen derived resistance to Potato virus Y: mechanisms and risks

Selostus: Patogeenivälitteinen, siirtogeeninen kestävyys perunan Y-virusta vastaan: mekanismit ja riskit

Biochemical treatment of brown grade rejects in recycling process

Ruskeisiin kierrätysmassoihin kuuluu kulutuksen kannalta tärkeimpänä laatuna OCC (old corrugated containers). OCC sisältää noin 70-100% aaltopahvia eli pääasiassa se koostuu valkaisemattomasta kemiallisesta massasta. OCC uusiomassan ensisijainen käyttökohde on aaltopahvin valmistus. OCC:n kierrätyskuituprosessissa syntyy merkittäviä määriä rejektiä. Rejektin määrä riippuu paljolti kierrätettävän materiaalin laadusta ja puhtaudesta, mutta myös tulevan massan käyttötarkoituksesta sekä prosessiolosuhteista. OCC-prosessissa rejektoituvan aineksen määrä voi nousta korkeaksi, mikäli kierrätettävä materiaali sisältää märkälujaliimoja tai muuten raskaasti liimattuja komponentteja sekä runsaasti kontaminantteja, kuten muoveja, teippejä ja metalleja. Keskimäärin OCC-rejekti sisältää 30-60% kiinteää ainesta, 30-90% (kuivapaino) kuituja, 5-70% (kuivapaino) muoveja ja 1-10% (kuivapaino) tuhkaa. Syntynyt rejekti voidaan polttaa energiaksi tai käyttää maantäyttöaineena. Harvinaisempia sovelluksia rejektin käsittelyssä ovat rejektin kuitujen talteenotto uudelleenprosessointia varten tai alkoholin ja levuliinihapon tuottamiseen. Rejektin asianmukaisella käsittelyllä voidaan vähentää kaatopaikkakustannuksia, sekä parantaa kierrätysprosessin tuottavuutta. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia biokemiallisen käsittelyn mahdollisuudet OCC-rejektin hajotuksessa. Alustavissa laboratoriomittakaavan kokeissa etsittiin sopiva käsittelytapa, joka toteutettiin sitten pilot plant -mittakaavassa. Tulokset osoittavat, että biokemiallisen käsittelyn avulla rejekti voidaan hajottaa jolloin jätteenkäsittelykustannukset pienenevät ja kierrätyskuituprosessin taloudellisuus paranee.

Biomarkkerit sepsiksen diagnostiikassa sekä Kvantitatiivisen prokalsitoniini-immunomäärityksen pystyttäminen ja optimointi point-of-care-ympäristöön

Termiä sepsis käytetään infektion aiheuttamasta yleisestä tulehdusreaktio-oireyhtymästä. Biokemiallinen merkkiaine eli biomarkkeri on aine, joka objektiivisesti mitattuna ja arvioituna toimii indikaattorina erottaen toisistaan normaalit biologiset prosessit ja patogeeniset prosessit. Lisäksi biomarkkeri saattaa osoittaa farmakologisen vasteen lääkehoidolle. Tutkielman kirjallisessa osassa on esitelty ja verrattu toisiinsa jo kliinisessä käytössä olevia sekä lupaavia, vielä tutkimusvaiheessa olevia, sepsiksen biomerkkiaineita. Lisäksi tutkielmassa on tarkasteltu sepsiksen todentamisen, tunnistamisen ja hoidon tulevaisuudennäkymiä. Prokalsitoniini (PCT) on eräs jo kliinisessä käytössä oleva sepsiksen biomerkkiaine. Tutkielman kokeellisessa osassa pystytettiin teho-osastoille suunnattu pikatesti PCT:n mittaamiseen aikaerotteista fluoresenssiteknologiaa hyödyntävälle AQT-järjestelmälle (DHR Finland Oy, Innotrac Diagnostics, Suomi). Järjestelmä mittaa 20–30 minuutissa biomerkkiainepitoisuuden. Tavoitteena oli löytää sopiva vasta-ainepari ja pystyttää kaksipuoleinen immunomääritys, jonka analyyttinen herkkyys on alle 0,02 ng/ml:ssa. Työssä tutkittiin biotinyloidun kokonaisen vasta-aineen ja paikkaspesifisesti biotinyloidun antigeenia sitovan fragmentin (engl. fragment antigen binding, Fab) toimivuutta sitojamolekyylinä. Lisäksi työssä verrattiin kahden eri leimamolekyylin, 9 hampaisen europiumkelaatin sekä Innotracissa kehitetyn tähtikelaatin, toimivuutta PCT-immunomäärityksessä. Vasta-aineiden mahdolliset ristireaktiot testattiin ja määritystä testattiin alustavasti eri näytematriiseissa. Työssä löydettiin 5 vasta-aineparia, joiden analyyttinen herkkyys oli alle 0,02 ng/ml:ssa. Aiemmin testattuja vasta-ainepareja parempi analyyttinen herkkyys johtui todennäköisesti yhden uuden leimavasta-aineen paremmasta affiniteetistä. Tähtikelaatilla leimatulla vasta-aineella analyyttinen herkkyys parani lähes viisinkertaisesti, kun sitä verrattiin 9-hampaisella euroopiumkelaatilla leimatun vasta-aineen määritykseen. Havaittiin myös, että Fab-fragmentilla mitattiin määrityksissä lähes kaksi kertaa suuremmat signaali-taustasuhteet, kun sitä verrattiin kokonaiseen vasta-aineeseen, tietyllä vasta-aineparilla. Tämä johtui luultavasti steeristen esteiden vähenemisestä. Näytematriisilla ei todettu olevan vaikutusta määritykseen, eikä ristireaktioita havaittu. Kehitetyn määrityksen suoriutumista verrattiin markkinoilla olevaan BRAHMS AG:n (Saksa) PCT-määritykseen käyttäen potilasnäytteitä. Korrelaatiokertoimet potilasnäytevertailuissa olivat 0,965–0,989 ja näytteiden mitatuissa pitoisuuksissa oli tasoero.

Macroalgal Defenses Against Herbivory: Causes and Consequences of Intraspecific Variation

In marine benthic communities, herbivores consume a considerable proportion of primary producer biomass and, thus, generate selection for the evolution of resistance traits. According to the theory of plant defenses, resistance traits are costly to produce and, consequently, inducible resistance traits are adaptive in conditions of variable herbivory, while in conditions of constant/strong herbivory constitutive resistance traits are selected for. The evolution of resistance plasticity may be constrained by the costs of resistance or lack of genetic variation in resistance. Furthermore, resource allocation to induced resistance may be affected by higher trophic levels preying on herbivores. I studied the resistance to herbivory of a foundation species, the brown alga Fucus vesiculosus. By using factorial field experiments, I explored the effects of herbivores and fish predators on growth and resistance of the alga in two seasons. I explored genetic variation in and allocation costs of resistance traits as well as their chemical basis and their effects on herbivore performance. Using a field experiment I tested if induced resistance spreads via water-borne cues from one individual to another in relevant ecological conditions. I found that in the northern Baltic Sea F. vesiculosus communities, strength of three trophic interactions strongly vary among seasons. The highly synchronized summer reproduction of herbivores promoted their escape from the top-down control of fish predators in autumn. This resulted into large grazing losses in algal stands. In spring, herbivore densities were low and regulated by fish, which, thus,enhanced algal growth. The resistance of algae to herbivory increased with an increase in constitutive phlorotannin content. Furthermore, individuals adopted induced resistance when grazed and when exposed to water-borne cues originating from grazing of conspecific algae both in the laboratory and in field conditions. Induced resistance was adopted to a lesser extent in the presence of fish predators. The results in this thesis indicate that inducible resistance in F. vesiculosus is an adaptation to varying herbivory in the northern Baltic Sea. The costs of resistance and strong seasonality of herbivory have likely contributed to the evolution of this defense strategy. My findings also show that fish predators have positive cascading effects on F. vesiculosus which arise via reduced herbivory but possibly also through reduced resource allocation to resistance. I further found evidence that the spread of resistance via water-borne cues also occurs in ecologically realistic conditions in natural marine sublittoral. Thus, water-borne induction may enable macroalgae to cope with the strong grazing pressure characteristic of marine benthic communities. The results presented here show that seasonality can have pronounced effects on the biotic interactions in marine benthic communities and thereafter influence the evolution of resistance traits in primary producers.

The Role of PME-1 in Cancer: Therapeutic Implication

Protein phosphatase 2A (PP2A) plays a major role in maintaining cellular signaling homeostasis in human cells by reversibly affecting the phosphorylation of a variety of proteins. Protein phosphatase methylesterase-1 (PME-1) negatively regulates PP2A activity by reversible demethylation and active site binding. Thus far, it is known that overexpression of PME-1 in human gliomas contributes to ERK pathway signaling, cell proliferation, and malignant progression. Whether PME-1-mediated PP2A inhibition promotes therapy resistance in gliomas is unknown. Specific PP2A targets regulated by PME-1 in cancers also remain elusive. Additionally, whether oncogenic function of PME-1 can be generalized to various human cancers needs to be investigated. This study demonstrated that PME-1 expression promotes kinase inhibitor resistance in glioblastoma (GBM). PME-1 silencing sensitized GBM cells to a group of clinically used indolocarbazole multikinase inhibitors (MKIs). To facilitate the quantitative evaluation of MKIs by cancer-cell specific colony formation assay, Image-J software-plugin ‘ColonyArea’ was developed. PME-1-silencing was found to reactivate specific PP2A complexes and affect PP2A-target histone deacetylase HDAC4 activity. The HDAC4 inhibition induced synthetic lethality with MKIs similar to PME-1 depletion. However, synthetic lethality by both approaches required co-expression of a pro-apoptotic protein BAD. In gliomas, PME-1 and HDAC4 expression was associated with malignant progression. Using tumor PME-1, HDAC4 and BAD expression based stratification signatures this study defined patient subgroups that are likely to respond to MKI alone or in combination with HDAC4 inhibitor therapies. In contrast to the oncogenic role of PME-1 in certain cancer types, this study established that colorectal cancer (CRC) patients with high tumor PME-1 expression display favorable prognosis. Interestingly, PME-1 regulated survival signaling did not operate in CRC cells. Summarily, this study potentiates the candidacy of PME-1 as a therapy target in gliomas, but argues against generalization of these findings to other cancers, especially CRC.