Structural characterization of Arabidopsis thaliana ethylene signaling molecules and the non-ribosomal peptide synthetase from Planktothrix agardhii

Plants employ a complex network of signaling pathways to regulate developmental processes and to mediate the responses to both environmental and biological stress factors. Ethylene is one of the key plant hormones involved in controlling this network, which has made it and its signaling pathway a target of intense research for several decades. In the model plant Arabidopsis thaliana, the plant hormone is detected by a group of five receptors (ETR1, ERS1, ETR2, ERS2 and EIN4) that resemble the sensor histidine kinases of bacterial two-component system. The main aim in this thesis study was the expression and purification of the full-length ETR1 for structural studies to gain insights into the initial steps in ethylene signaling. The FL ETR1 was successfully expressed in baculovirus expression vector system but the isolation of the receptor from the membrane was hampered. In addition to the FL ETR1, the cytosolic portion of the receptor was studied using Small Angle X-ray Scattering. The resulting SAXS model had the expected dimeric arrangement. EDR1 from A. thaliana is a CTR1-like MAPKKK that is involved in regulating disease resistance responses, cell death and also ethylene-induced senescence. It possesses an N-terminal regulatory domain and C-terminal catalytic domain wit Ser/Thr kinase activity. As EDR1 has been shown to autophosphorylate in trans, the mechanism of this was studied using X-ray crystallography. A crystal structure for the catalytically inactive kinase domain of EDR1 (EDR1-D792N) was obtained in the presence of the ATP substrate analog AMP-PNP. The asymmetric unit contained two molecules, one of which surprisingly was in an active-like conformation. Furthermore, the active-like EDR1-D792N molecule was found to form an authentic trans-autophosphorylation complex with the inactive monomer from the adjacent asymmetric unit. In addition to the plant defense signaling proteins, an adenylation (A) domain from cyanobacterial non-ribosomal peptide synthetase (NRPS) was studied. NRPSs are large multidomain enzymes that are found from a number of fungal and bacterial species and catalyze the ribosome-independent assembly of biologically active peptides with diverse composition and function. The A domain plays a central role in the NRPS system as it recognizes and activates the amino acid, which is incorporated into the growing peptide. The A domain ApnA A1 from the Anabaenopeptin synthetase of Planktothrix agardhii is an interesting member of its class as it has an unusual ability to activate two very distinct amino acids (arginine and tyrosine). Structural studies on this enzyme were performed to elucidate its bi-specificity. Based on the solved ApnA A1 structures, two active site residues with a crucial role in the substrate binding were identified. The mutation of these residues led to enzyme variants, which were mono-specific for either tyrosine or arginine, or in some instances were able to activate L-tryptophan. Additionally a number of ApnA A1 mutants were shown to activate unnatural amino acids (4-fluorophenylalanine and 4-azidophenylalanine). A final peptide product with an unnatural amino acid incorporated, could possibly have useful industrial or pharmaceutical applications

Tanssin taikaa : lasten tunteet ja kommunikointi soveltavan tanssin tunneilla

Tanssi on laji, jolla on useita funktioita. Tämän tutkielman tavoitteina oli selvittää millaisia tunnetiloja sekä sanallista ja sanatonta kommunikointia tanssi saa aikaan lapsissa, joilla on erityisen tuen tarpeita. Kyseessä on laadullinen tutkimus, jonka tutkimusmenetelmänä on havainnointi, erityisesti videoetnografia. Aineistona oli seitsemän tuntia 20 minuuttia videomateriaalia, joka kuvattiin suomalaisessa kaupungissa keväällä 2011. Tutkimukseen osallistuneen tanssiryhmän muodostivat kuusi lasta, joilla oli kuvausaikana kehitykseen, kasvuun ja oppimiseen liittyviä vaikeuksia. Videomateriaalin lisäksi aineistoon kuului tutkimuspäiväkirja ja lasten huoltajilta kerätty kysely. Suunnittelin ja toteutin tanssitunnit itse. Tutkimuksen mukaan tanssi auttoi lapsia vapautumaan ja näyttämään monipuolisesti tunteitaan sekä sanallisessa että sanattomassa kommunikoinnissa. Tanssi herätti lapsissa paljon positiivisia ilon ja hämmästyksen tunteita. Tunneilla koettiin myös negatiivisia surun ja pettymyksen tunteita, mutta pääosin lapsille jäi tanssista positiivinen tunne

Self-regulated learning in growth mindset pedagogy : A case study of “I can learn!” -teaching period for third grade students

Tämän tutkielman teoreettisina viitekehyksinä toimivat Carol Dweckin (2000, 2006) kasvun ajattelutavan pedagogiikka ja Barry Zimmermanin (2000) oppimisen itsesäätely. Tavoitteena on tutkia näiden teorioiden yhteyksiä keskittymällä kasvun ajattelutavan pedagogiikkaa sovel-tavaan Opin kyllä -opintojaksoon. Aiempien tutkimusten mukaan oppimisen itsesäätely on hyvin monimutkainen ja hitaasti kehittyvä ilmiö, mutta hyvin merkityksellinen oppimisessa. Suhtautumisessa oppimiseen voi pitää tärkeänä myös kasvun ajattelutapaa, jota kehittävää pedagogiikkaa Opin kyllä -opintojaksossa on toteutettu. Tässä laadullisessa tapaustutkimuksessa tarkasteltiin Opin kyllä -opintojaksoa kolmannella luokalla. Aineistoksi muodostui opintojakson kuudesta oppitunnista kuvatut koostevideot se-kä niistä tehdyt litteraatit. Nämä on tehty osana Kirsi Tirrin johtamaa Copernicus -tutkimushankkeen interventiotutkimusta. Aineisto analysoitiin deduktiivisena sisällönanalyy-sina ATLAS.ti-tietokoneohjelmaa hyödyntäen. Huomio painottui kasvun ajattelutavan peda-gogiikan sekä oppimisen itsesäätelyn ilmenemiseen yksittäisissä opetushetkissä ja esiinty-vyyteen koko opintojaksolla. Tutkimustulokset osoittivat, että kasvun ajattelutavan pedagogiikan sekä oppimisen itsesää-tely ilmenivät opintojaksolla hyvin vahvasti sisältöjen mukaisesti. Tulokset myös antavat viit-teitä teorioiden yhteydestä, vaikka opetushetkissä vahvasti toisiin liittyivät vain oppimisen ai-kaiset oppimisstrategiset toimet. Tulosten rajallisuuden vuoksi tuloksia voi tarkastella vain viitteellisenä herättäen tarvetta jatkotutkimukselle. Tutkimustulokset viittaavat siihen, että kasvun ajattelun pedagogiikkaan perustuva opetus on hyödyllinen väline kasvun ajattelun pedagogiikkaan tutustumiseen sekä oppimisen itsesäätelyn tehostamiseen oppimisessa. Tu-loksien perusteella voi tulkita myös opetusjaksoa kuvaavien videoiden hyödyllisyyden esi-merkiksi opettajaopiskelijoiden kouluttamisessa tai työkaluina opettajille.This study uses Carol Dweck’s (2000, 2006) theory of mindsets and Barry Zimmerman’s (2000) theory of self-regulated learning as theoretical frameworks. The aim of this study is to find connections between these theories focusing on “I can learn!” -teaching period that implements growth mindset pedagogy. According to previous studies self-regulated learning is complicated and slowly evolving phenomenon, but very important in learning. The growth mindset, for the “I can learn!” teaching period, can also be seen as important in learning. “I can learn!” -teaching period for third grade was the focus of this study. The data consisted of videos that summarised the six classes in “I can learn!” -teaching period and their transcriptions. The data was collected as a part of Kirsi Tirri’s Copernicus research. The data was analysed as deductive content analysis using computer program, ATLAS.ti. The focus of the analysis was how growth mindset pedagogy and self-regulated learning were implemented in different moments during the teaching period. The second aspect of the analysis was the occurrence of the theories throughout the period. According to the results of this study, growth mindset pedagogy and self-regulated learning are implemented mainly based on the content during “I can learn!” -teaching period. The results also indicate a connection between the two theories, although only learning strategy related aspects of the theories were strongly implemented in teaching moments. However, because of the limited results, they can only be considered as indicative, which raises the need for further research on the topic. However, teaching based on the "I can learn!" videos can be seen as a useful tool for familiarizing oneself with using growth mindset pedagogy in teaching and for improving the self-regulation of students’ learning. Also, based on the results, the videos of the teaching period could be used, for example, in the training of teacher students or as tools for teachers

Melkein kuin oikea yritys : tieliikelaitoksen alkutaival asiakkaiden kokemana

Only abstract. Paper copies of master’s theses are listed in the Helka database (http://www.helsinki.fi/helka). Electronic copies of master’s theses are either available as open access or only on thesis terminals in the Helsinki University Library.Vain tiivistelmä. Sidottujen gradujen saatavuuden voit tarkistaa Helka-tietokannasta (http://www.helsinki.fi/helka). Digitaaliset gradut voivat olla luettavissa avoimesti verkossa tai rajoitetusti kirjaston opinnäytekioskeilla.Endast sammandrag. Inbundna avhandlingar kan sökas i Helka-databasen (http://www.helsinki.fi/helka). Elektroniska kopior av avhandlingar finns antingen öppet på nätet eller endast tillgängliga i bibliotekets avhandlingsterminaler.Tieliikelaitos, nykyiseltä nimeltään Destia, on ollut suurimman osan pitkästä historiastaan valtion virasto. Vuoden 2001 alussa silloista Tielaitosta koskevaa lainsäädäntöä muutettiin ja se eriytettiin Tieliikelaitokseksi ja Tiehallinnoksi. Tutkielman aiheena on liikelaitostaminen Tieliikelaitoksen keskeisten asiakkaiden kokemana. Työ on toteutettu Tieliikelaitoksen toimeksiannosta vuosina 2003-2004. Tiedontarpeen lähtökohta on siten käytännöllinen, sillä tilaaja tarvitsi laadullisin menetelmin tuotettua materiaalia täydentämään heidän jo muilla keinoin hankkimaa tietoa. Tutkimustehtävä on selvittää, mistä asiakkaiden edustajat puhuvat, kun he puhuvat Tieliikelaitoksen muutoksesta virastosta liikelaitokseksi. Tutkimusmenetelmänä oli grounded-teoriaan perustuva laadullinen aineistolähtöinen analyysi. Empiirinen aineisto on kerätty teemahaastatteluin. Lopullinen aineisto oli seitsemän tunninmittaista haastattelua, joista kustakin tuli noin 10 sivua litteroitua materiaalia. Aineistolähtöisen menetelmän vuoksi teoriakirjallisuuden osuus on työssä taustoittava. Tutkittavaa ilmiötä hahmottava kirjallisuuskatsaus pohjautuu pitkälti Jan-Erik Lanen 1997 toimittamaan teokseen Public Sector Reform – Rationale, Trends and Problems. Grounded-teoriaa koskeva osuus perustuu keskeisiltä osin Barney G. Glaserin teokseen Doing Grounded Theory – Issues and Discussions (1998) ja Anselm Straussin & Juliet Corbinin kirjaan Basics of Qualitative Research – Grounded Theory Procedures and Techniques (1990). Työn tuloksena syntyi asiakkaiden kokemuksia kuvaava hierarkinen puumalli, johon on ryhmitelty aineiston analyysissa syntyneet ydinkäsitteet. Kokoava ydinkategoria oli kesken oleminen, joka ilmeni siinä, että asiakkaat kokivat tutkimusajankohtana sekä toimialan että itse Tieliikelaitoksen tilanteen olevan vielä muutostilassa ja selkiytymätön

Kulttuuritietoinen tuen tarpeiden arviointi ja siihen liittyvät valmiudet varhaiskasvatuksen erityisopettajien silmin

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli kartoittaa varhaiskasvatuksen erityisopettajien kokemuksia kulttuurisen moninaisuuden vaikutuksista työhönsä sekä tuen tarpeiden arvioinnin toteuttamiseen. Lisäksi tutkimuksella haluttiin selvittää, millaisiksi erityisopettajat käsittävät valmiutensa liittyen kulttuuriseen moninaisuuteen ja maahanmuuttotaustaisten lasten tuen tarpeiden arviointiin. Tavoitteena oli tarkastella maahanmuuttotaustaisten lasten asemaa suomalaisessa varhaiskasvatuksessa tuen tarpeiden arvioinnin näkökulmasta, ja sitä kautta pohtia laajemmin myös yhdenvertaisten oppimisen mahdollisuuksien toteutumista Suomessa. Tutkimuksen teoreettinen viitekehys rakentui kulttuuritietoisen kasvatuksen ja inkluusion ympärille sillä perusteella, että onnistuneen, kaikenlaisen moninaisuuden huomioivan tuen tarpeiden arvioinnin voidaan nähdä edellyttävän molempien toteutumista. Niiden ohella teoriatausta täydentyi kulttuurienvälisten valmiuksien käsitteellä. Luonteeltaan tutkimus oli laadullinen, hyödyntäen fenomenologiaa metodologisena lähtökohtanaan. Menetelmänä toimi yksilöhaastattelut, joihin osallistui kuusi varhaiskasvatuksen erityisopettajaa kolmesta Suomen kaupungista. Aineiston analyysi suoritettiin sisällönanalyysin keinoin, jonka pohjalta tuloksena muodostui kolme pääteemaa tutkimuskysymyksiin perustuen. Tuloksissa kulttuurisen moninaisuuden vaikutukset varhaiskasvatuksen erityisopettajan työhön näyttäytyivät laajoina. Heidän tukensa ulottuu monikielisten lasten lisäksi maahanmuuttotaustaisiin vanhempiin sekä muuhun kasvatushenkilöstöön. Maahanmuuttotaustaisten lasten tuen tarpeiden arviointiin liittyi erityisopettajien kokemuksissa niin haasteita kuin toimiviakin käytänteitä. Valmiuksiin liittyen keskusteltiin koulutuksen, työkokemuksen ja oman mielenkiinnon merkityksistä, jotka erityisopettajien näkemyksiä peilaten vaikuttavat valmiuksien rakentumiseen niin positiivisessa kuin negatiivisessa mielessä. Yhteenvetona tutkimus osoittaa, että suomalaisen varhaiskasvatuksen kontekstissa mahdollisuudet kulttuuritietoiselle ja inklusiiviselle tuen tarpeiden arvioinnille ovat olemassa, ja hyviä käytänteitä sekä osaamista on käytettävissä. Vastaavasti tutkimus kuitenkin alleviivaa linjassa aiempien tutkimusten kanssa tarvetta muun muassa henkilöstöön ja tukitoimiin kohdistuvien resurssien lisäämiselle ja yhtäläiselle saatavuudelle sekä varhaiskasvatuksen opettajan sekä erityisopettajan tutkintokoulutuksen kehittämiselle kulttuuritietoisen osaamisen tukemiseksi

Nitrogen recovery from wastewater and human urine with hydrophobic gas separation membrane: experiments and modelling

In agriculture, the human urine could have been used as a natural fertilizer, although there are some problems with the direct utilization, such as the presence of micropollutants in urine, odour and storage of large volume of urine. Therefore, nutrients, such as nitrogen, can be recovered from urine. Continuous flow laboratory membrane reactor was built to investigate nitrogen recovery from wastewater and from human urine. Membrane gas separation method has not been investigated for ammonia recovery from human urine yet. Nitrogen as ammonia gas was recovered in acid using Zeus Aeos ePTFE gas-permeable hydrophobic membrane. Acid flux, operating pH, hydraulic retention time and effective membrane surface were experimentally determined. The aim of this work was to verify wastewater experiments in professional flowsheet environment, rigorously modelled with ChemCAD and optimized by dynamic programming optimization method: the membrane separation. Such nitrogen recovery membrane separation has not been published in this professional flowsheet environment yet. The objective function of the process is the ammonia harvesting efficiency. Eighty-five percentage ammonia harvesting efficiency can be reached with 60 membrane surface area/reactor volume ratio, at 35 degrees C feed temperature with 350 L/m(2)h acid and in 8h' hydraulic retention time. It can be stated that this separation method is based on physical phenomena without any biological factors. The focus for nitrogen treatment in a wastewater treatment plant is removal instead of recovery. It can be determined that this system is capable for the nitrogen recovery from wastewater, and it can reduce the ammonia content of human urine too.Peer reviewe

Binding of EphrinA5 to RET receptor tyrosine kinase : An in vitro study

Eph/Ephrin signaling pathways are crucial in regulating a large variety of physiological processes during development, such as cell morphology, proliferation, migration and axonal guidance. EphrinA (efn-A) ligands, in particular, can be activated by EphA receptors at cellcell interfaces and have been proposed to cause reverse signaling via RET receptor tyrosine kinase. Such association has been reported to mediate spinal motor axon navigation, but conservation of the interactive signaling pathway and the molecular mechanism of the interaction are unclear. Here, we found Danio rerio efn-A5b bound to Mus musculus EphA4 with high affinity, revealing structurally and functionally conserved EphA/efn-A signaling. Interestingly, we observed no interaction between efn-A5b and RET from zebrafish, unlike earlier cell-based assays. Their lack of association indicates how complex efn-A signaling is and suggests that there may be other molecules involved in efn-A5-induced RET signaling.Peer reviewe

Zebrafish GDNF and its co-receptor GFR alpha 1 activate the human RET receptor and promote the survival of dopaminergic neurons in vitro

Glial cell line-derived neurotrophic factor ( GDNF) is a ligand that activates, through coreceptor GDNF family receptor alpha-1 (GFR alpha 1) and receptor tyrosine kinase "RET ", several signaling pathways crucial in the development and sustainment of multiple neuronal populations. We decided to study whether non-mammalian orthologs of these three proteins have conserved their function: can they activate the human counterparts? Using the baculovirus expression system, we expressed and purified Danio rerio RET, and its binding partners GFRa1 and GDNF, and Drosophila melanogaster RET and two isoforms of coreceptor GDNF receptor-like. Our results report high-level insect cell expression of posttranslationally modified and dimerized zebrafish RET and its binding partners. We also found that zebrafish GFRa1 and GDNF are comparably active as mammalian cell- produced ones. We also report the first measurements of the affinity of the complex to RET in solution: at least for zebrafish, the Kd for GFR alpha 1-GDNF binding RET is 5.9 mu M. Surprisingly, we also found that zebrafish GDNF as well as zebrafish GFRa1 robustly activated human RET signaling and promoted the survival of cultured mouse dopaminergic neurons with comparable efficiency to mammalian GDNF, unlike E. coli-produced human proteins. These results contradict previous studies suggesting that mammalian GFRa1 and GDNF cannot bind and activate non-mammalian RET and vice versa.Peer reviewe