Improving the life cycle assessment of agricultural products : focus on soil quality and nutrient footprint

Agriculture has been shown to contribute to many global environmental problems, such as climate change and eutrophication. In order to control and decrease these environmental pressures, their magnitude needs to be assessed. One possibility is the use of life cycle assessment (LCA), which is a widely used method to quantify the environmental efficiency of products and production systems. The most widely used LCA methods include a variety of environmental impact categories, for example climate change, stratospheric ozone depletion, acidification, eutrophication and ecotoxicity. However, most of the methods were originally developed for the assessment of environmental pressures caused by industrial processes. They may, therefore, not be sufficient to describe the environmental pressures caused by agricultural production, which is largely based on biological processes. This dissertation aims to identify the most relevant environmental indicators for LCA of agricultural products and develop the assessment methods for novel environmental indicators related to soil quality and nutrient use efficiency for agricultural products in the context of LCA. First, relevant environmental sustainability indicators for agricultural production were identified based on a literature review. Second, the most important impacts of agricultural land use on soil quality were identified, and the applicability of existing assessment methods were evaluated. The most potential available assessment methods were tested in a case study using actual production data from Finnish farms. Third, a recently introduced nutrient footprint method was developed to apply to an animal food product – beef. Based on the results, the most relevant environmental sustainability indicators in LCA studies of agricultural products included greenhouse gas (GHG) emissions, eutrophication, biodiversity loss, toxicity, acidification, air quality and resource use efficiency indicators for land, water and energy use. It can be concluded that, despite the high importance of GHG emissions, several other indicators are also needed to give a comprehensive view of the environmental sustainability of an agricultural production system. Environmental sustainability indicators related to soil quality, such as soil organic matter (SOM) loss and erosion, were found to be neither routinely used in LCA studies nor very clearly addressed by general LCA methods. Furthermore, many of the existing methods developed for soil quality indicators were found to not be very useful in situations in which the goal of the study is assessing the direct impacts of different agricultural management practices. Suitable methods do, however, exist for assessing the soil quality indicators of soil erosion, SOM loss and soil compaction. The use of nutrients, such as nitrogen (N) and phosphorus (P), was not among the most frequently used environmental sustainability indicators. It was found not to be addressed sufficiently in the general LCA methods. However, as an additional indicator, the nutrient footprint would bring added value in that it includes all nutrient flows related to the production chain under study, from various nutrient input sources to nutrient emissions. In summary, soil quality aspects and the nutrient footprint could be included as midpoint indicators in LCA methods. They would give a more comprehensive view of the environmental impacts and resource use efficiency of agricultural production chains than the currently used LCA impact categories such as GHG emissions and eutrophication.Maatalouden on osoitettu vaikuttavan moniin globaaleihin ympäristöongelmiin, kuten ilmastonmuutokseen ja rehevöitymiseen. Ympäristövaikutusten suuruutta pitää voida arvioida, jotta niitä pystyttäisiin hallitsemaan ja pienentämään. Tähän tarkoitukseen soveltuu esimerkiksi elinkaariarviointi (LCA), joka on laajalti käytetty menetelmä tuotteiden ja tuotantojärjestelmien ympäristötehokkuuden määrällistämiseksi. Laajimmin käytössä olevat LCA-menetelmät sisältävät joukon erilaisia ympäristövaikutusluokkia, kuten kasvihuonekaasupäästöt, yläilmakehän otsonikato, sekä happamoittava, rehevöittävä ja ekotoksinen vaikutus. Suurin osa näistä menetelmistä on kuitenkin alun perin kehitetty teollisten prosessien aiheuttamien ympäristövaikutusten arvioimista varten, eivätkä ne välttämättä ole riittäviä kuvaamaan suurelta osin biologisiin prosesseihin perustuvan maataloustuotannon aiheuttamia ympäristövaikutuksia. Tämän väitöskirjan tarkoituksena on tunnistaa maataloustuotteiden elinkaariarvioinnin kannalta olennaisimmat ympäristövaikutusindikaattorit ja kehittää maaperän laatuun ja ravinteiden käytön tehokkuuteen liittyvien uusien ympäristövaikutusindikaattoreiden arviointimenetelmiä maataloustuotteille osana elinkaariarviointia. Ensiksi tunnistettiin maataloustuotannon ympäristövaikutusten kannalta olennaiset indikaattorit kirjallisuuskatsauksen perusteella. Toiseksi tunnistettiin maatalousmaankäytön tärkeimmät maaperän laatuun kohdistuvat vaikutukset ja arvioitiin olemassa olevien arviointimenetelmien sovellettavuutta. Olemassa olevista menetelmistä varteenotettavimpia testattiin tapaustutkimuksessa, jossa käytettiin todellisia tuotantotietoja suomalaisilta maatiloilta. Kolmanneksi kehitettiin äskettäin julkaistua ravinnejalanjälkimenetelmää soveltuvaksi eläintuotteille, kuten naudanlihalle. Tulosten perusteella maataloustuotteisiin liittyvien elinkaariarviointitutkimusten tärkeimpiä ekologisen kestävyyden indikaattoreita olivat kasvihuonekaasupäästöt, rehevöittävä vaikutus, biologisen monimuotoisuuden häviäminen, toksisuus, happamoittava vaikutus ja ilmanlaatu. Tärkeimpiä luonnonvarojen käytön tehokkuuden indikaattoreita olivat maan-, veden-, ja energiakäyttö. Kasvihuonekaasupäästöjen tärkeydestä huolimatta tarvitaan selkeästi myös useita muita indikaattoreita antamaan kattava kuva maatalouden tuotantojärjestelmien ekologisesta kestävyydestä. Maaperän laatuun liittyviä kestävyysindikaattoreita, kuten maaperän orgaanisen aineksen vähenemistä ja eroosiota, ei todettu käytettävän rutiininomaisesti LCA-tutkimuksissa, eikä niitä myöskään käsitelty kovin selkeästi yleisesti käytetyissä LCA-menetelmissä. Lisäksi monien olemassa olevien maaperän laatuindikaattoreille kehitettyjen menetelmien ei todettu olevan kovin hyödyllisiä tilanteissa, joissa tutkimuksen tavoitteena on arvioida erilaisten viljelytoimenpiteiden suoria vaikutuksia. Sopivia menetelmiä on kuitenkin olemassa maan eroosion, orgaanisen aineksen vähenemisen ja maan tiivistymisen arviointia varten. Ravinteiden, kuten typen ja fosforin, käyttö ei ollut kirjallisuudessa yleisimmin käytettyjen kestävyysindikaattoreiden joukossa. Havaittiin myös, ettei ravinteiden käyttöä ole eritelty riittävästi yleisissä LCA-menetelmissä. Erillisenä indikaattorina ravinnejalanjälki tuottaisi lisäarvoa, koska se huomioi kaikki tutkittavaan tuotantoketjuun liittyvät ravinnevirrat erilaisista ravinnesyötteistä ravinnepäästöihin. Yhteenvetona voidaan todeta, että maaperän laadun indikaattorit ja ravinnejalanjälki voitaisiin sisällyttää elinkaariarviointimenetelmiin midpoint-indikaattoreina antamaan kattavampi kuva maataloustuotteiden tuotantoketjujen ympäristövaikutuksista ja resurssien käytön tehokkuudesta kuin minkä nykyisin käytetyt elinkaariarvioinnin vaikutusluokat, kuten kasvihuonekaasupäästöt ja rehevöittävä vaikutus, antavat

Including soil carbon and land use changes to comparison of carbon footprints of beef production systems

201

Consumption of Lactose, Other FODMAPs and Diarrhoea during Adjuvant 5-Fluorouracil Chemotherapy for Colorectal Cancer

Chemotherapy-induced mucosal injury of the small intestine may interfere with the enzymes and transporters responsible for the hydrolysis and absorption of dietary carbohydrates causing diarrhoea, abdominal discomfort and pain. The aim of this study was to investigate the association between the consumption of foods rich in FODMAPs (fermentable oligo-, di- and monosaccharides and polyols) and gastrointestinal symptoms in patients receiving adjuvant therapy for colorectal cancer. The patients (n = 52) filled in a 4-day food diary at baseline and during therapy and kept a symptom diary. The intakes of FODMAP-rich foods were calculated as portions and the intakes were divided into two consumption categories. Patients with high consumption of FODMAP-rich foods had diarrhoea more frequently than those with low consumption (for lactose-rich foods the odds ratio (OR) was 2.63, P = 0.03; and for other FODMAP-rich foods 1.82, P = 0.20). Patients with high consumption of both lactose-rich and other FODMAP-rich foods had an over 4-fold risk of developing diarrhoea as compared to those with low consumption of both (OR, 4.18; P = 0.02). These results were confirmed in multivariate models. Conclusion: Consumption of lactose-rich foods results in an increased risk of diarrhoea during adjuvant therapy for colorectal cancer, especially when the consumption of other FODMAP-rich foods is also high

Consumption of Lactose, Other FODMAPs and Diarrhoea during Adjuvant 5-Fluorouracil Chemotherapy for Colorectal Cancer

Chemotherapy-induced mucosal injury of the small intestine may interfere with the enzymes and transporters responsible for the hydrolysis and absorption of dietary carbohydrates causing diarrhoea, abdominal discomfort and pain. The aim of this study was to investigate the association between the consumption of foods rich in FODMAPs (fermentable oligo-, di- and monosaccharides and polyols) and gastrointestinal symptoms in patients receiving adjuvant therapy for colorectal cancer. The patients (n = 52) filled in a 4-day food diary at baseline and during therapy and kept a symptom diary. The intakes of FODMAP-rich foods were calculated as portions and the intakes were divided into two consumption categories. Patients with high consumption of FODMAP-rich foods had diarrhoea more frequently than those with low consumption (for lactose-rich foods the odds ratio (OR) was 2.63, P = 0.03; and for other FODMAP-rich foods 1.82, P = 0.20). Patients with high consumption of both lactose-rich and other FODMAP-rich foods had an over 4-fold risk of developing diarrhoea as compared to those with low consumption of both (OR, 4.18; P = 0.02). These results were confirmed in multivariate models. Conclusion: Consumption of lactose-rich foods results in an increased risk of diarrhoea during adjuvant therapy for colorectal cancer, especially when the consumption of other FODMAP-rich foods is also high

Pirfenidone decreases mesothelioma cell proliferation and migration via inhibition of ERK and AKT and regulates mesothelioma tumor microenvironment in vivo

Malignant mesothelioma is an aggressive cancer with poor prognosis. It is characterized by prominent extracellular matrix, mesenchymal tumor cell phenotypes and chemoresistance. In this study, the ability of pirfenidone to alter mesothelioma cell proliferation and migration as well as mesothelioma tumor microenvironment was evaluated. Pirfenidone is an anti-fibrotic drug used in the treatment of idiopathic pulmonary fibrosis and has also anti-proliferative activities. Mesothelioma cell proliferation was decreased by pirfenidone alone or in combination with cisplatin. Pirfenidone also decreased significantly Transwell migration/ invasion and 3D collagen invasion. This was associated with increased BMP pathway activity, decreased GREM1 expression and downregulation of MAPK/ERK and AKT/mTOR signaling. The canonical Smad-mediated TGF-beta signaling was not affected by pirfenidone. However, pirfenidone blocked TGF-beta induced upregulation of ERK and AKT pathways. Treatment of mice harboring mesothelioma xenografts with pirfenidone alone did not reduce tumor proliferation in vivo. However, pirfenidone modified the tumor microenvironment by reducing the expression of extracellular matrix associated genes. In addition, GREM1 expression was downregulated by pirfenidone in vivo. By reducing two major upregulated pathways in mesothelioma and by targeting tumor cells and the microenvironment pirfenidone may present a novel anti-fibrotic and anti-cancer adjuvant therapy for mesothelioma.Peer reviewe

Nurmi biokaasun raaka-aineena : RED II direktiivin mukainen kasvihuonekaasupäästöjen laskenta

Uusiutuvan energian direktiivi (RED II) vuosille 2021–2030 julkaistiin joulukuussa 2018. Direktiivi sisältää sitovat EU-tason kestävyyskriteerit biomassoille, joita käytetään energian tuotantoon. Kestävyyskriteereillä halutaan varmistaa, että bioenergian lisääntyvä käyttö EU:ssa tuottaa merkittäviä kasvihuonekaasupäästöjen vähennyksiä fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna. Uudessa direktiivissä kestävyyskriteerit laajenevat koskemaan myös kiinteällä biomassalla sekä biokaasulla tuotettua sähkö-, lämpö-, ja jäähdytysenergiaa. Tämän työn tavoitteena oli tarkastella kestävyyskriteerejä ja raaka-ainekohtaisia kasvihuonepäästö-kertoimia Suomessa viljeltävälle nurmelle, kun nurmea käytetään biokaasun tuotannossa. Direktiivissä on biokaasun osalta oletusarvoja lietelannalle, maissille, lanta-maissi sekoituksille sekä biojätteelle. Tässä työssä päästökertoimet laskettiin viljellylle nurmelle (kivennäis- ja eloperäisellä maalla), suojavyöhykenurmelle sekä apilapitoiselle nurmelle. Lisäksi kertoimet laskettiin kolmannelle rehusadolle kun ensimmäinen ja toinen sato käytetään säilörehuksi sekä viljelykierrossa olevalle nurmelle (viherlannoitusnurmena). Lisäksi työssä laskettiin laitosesimerkkejä, joissa laskettiin laitoksen kokonaispäästö ja vertailtiin sitä direktiivissä annettuihin fossiilisiin vertailuarvoihin. Koska nurmen viljelykäytänteet vaihtelevat, on raportin tuloksista huomioitava, etteivät ne päde sellaisille tapauksille, missä viljelykäytänteet eroavat merkittävästi tässä esimerkissä käytetyistä lähtöoletuksista. Tässä työssä käytettyjen oletusten pohjalta voidaan kuitenkin päätellä, että jos nurmea viljellään pelkästään energiantuotantoa varten, on direktiivin mukaisiin päästövähennyksiin haastava päästä. Tämä pätee erityisesti sähkön- ja lämmöntuotannossa, missä päästövähennysvaatimukset ovat korkeimmat, kuin liikenteen polttoaineen tuotannossa. Päästövähennysvaatimus tulee myös kiristymään sähkön- ja lämmöntuotannon osalta vuoden 2026 jälkeen. Päästövähennyksiin on mahdollista kuitenkin päästä, jos prosessissa käytetään esimerkiksi viherlannoitukseen tarkoitettua nurmea, kolmannen sadon nurmea tai nurmea käytetään lisäsyötteenä esimerkiksi lannan kanssa. Ravinteiden kierrättämisen ja liikenteen uusiutuvien polttoaineiden tavoitteiden saavuttamiseksi lannan prosessointia olisikin tärkeä edistää ja nurmen käyttö lisä raaka-aineena edistäisi näitä tavoitteita, sillä nurmesta saatava lisäenergia parantaa biokaasulaitoksen taloudellista kannattavuutta.201

Puutarhatuotannon uusien menetelmien elinkaariset ympäristövaikutukset : Avomaalta tunneliin, kasvihuoneesta vertikaaliin

Kannattavan puutarhatuotannon edellytyksenä on kehittyvä viljelytekniikka. Marjoja viljellään entistä enemmän tunneleissa avomaatuotannon lisäksi. Vertikaaliviljely voi tulevaisuudessa täydentää kasvihuonetuotantoa, vaikka se kaupallisessa mittakaavassa onkin vielä harvinaista. Uusien tuotantotapojen kohdalla on tarpeen tarkastella myös niiden ympäristövaikutuksia. Elinkaaristen ympäristövaikutusten tarkastelu auttaa tunnistamaan ne tuotantoketjun osat, joihin vaikuttamalla voidaan edistää puutarhatuotannon kestävyyttä. PuutarhaLCA-hankkeen tavoitteena oli arvioida puutarhatuotannon ympäristövaikutuksia marjanviljelyn siirtyessä avomaalta tunneliin sekä ruukkuvihannesten siirtyessä kasvihuonetuotannosta vertikaaliviljelyyn. Ympäristövaikutusten arviointiin käytettiin standardeihin perustuvaa elinkaariarviointia (LCA, Life Cycle Assessment). Hankkeessa tehtiin vertailevat elinkaariarvioinnit i) mansikalle ja vadelmalle avomaa- ja tunnelituotannossa sekä ii) ruukkusalaatille sekä ruukkuyrtille vertikaali- ja kasvihuonetuotannossa ns. skenaariotarkastelulla. Arviointi tehtiin kahdeksassa vaikutusluokassa: 1) ilmastonmuutosvaikutus (hiilijalanjälki), 2) rehevöittävä vaikutus, 3) ekotoksinen vaikutus, 4) energiankulutus, 5) uusiutumattomien raaka-aineiden käyttö, 6) maankäyttö, 7) ravinnejalanjälki, ja 8) vesiniukkuusvaikutus. Lisäksi arvioitiin hävikin määrä. Arvioinnin lähtötiedot kerättiin suomalaisilta tiloilta. Ympäristövaikutukset kohdennettiin tuotetulle satokilolle (toiminnallinen yksikkö eli FU (functional unit) 1 kg tuotetta). Marjojen ja ruukkusalaatin ja -yrttien ympäristövaikutuksia ei ole arvioitu aiemmin Suomessa yhtä laajasti ja tilatietoihin perustuen. Kansainvälisestikin tuotantotapoja vertailevia tutkimuksia on tehty vain vähän. Tulosten perusteella tuotantopanosten osuus ympäristövaikutuksista on suuri. Tämä heijastuu moneen vaikutusluokkaan. Marjojen sekä ruukkusalaatti- ja -yrttituotannon vaatima kastelu Suomessa aiheuttaa hyvin pienen osuuden vesiniukkuusvaikutuksesta. Myös katettujen viljelytekniikoiden vaatima tuotantovaiheen maapinta-ala on vain pieni osa maankäytön vaikutuksesta. Marjanviljelyssä avomaa- ja tunnelituotannon erot olivat pieniä monessa ympäristövaikutusluokassa. Siirtyminen avomaalta tunneliin pienentää kuitenkin tuotannossa käytettyjen kemiallisten kasvinsuojeluaineiden käyttöä, maankäyttöä ja hävikkiä. Lisäksi vadelmalla rehevöittävä vaikutus pienenee. Salaatin ja yrttien vertikaaliviljely mahdollistaa monien ympäristövaikutusten pienentämisen verrattuna kasvihuoneviljelyyn. Edellytyksenä tälle ovat kuitenkin energiankäytön optimointi ja uusiutuvien energianlähteiden käyttö. Tuotantomuotoja vertailtaessa on huomioitava, että myös kasvihuoneviljelyn ympäristövaikutuksia voidaan selvästi pienentää siirtymällä uusiutuvan energian käyttöön ja pienentämällä kokonaisenergiankulutusta esimerkiksi käyttämällä LED-valaisimia. Erityisesti hyvä satotaso ja tuotantopanosten käytön tehostaminen pienentävät puutarhatuotannon ympäristövaikutuksia kaikissa tuotantomuodoissa

Pulmonary administration of a dry powder formulation of the antifibrotic drug tilorone reduces silica-induced lung fibrosis in mice

The aim of this work was to study the antifibrotic effect of pulmonary administration of tilorone to lung fibrosis. L-leucine coated tilorone particles were prepared and their aerosolization properties were analyzed using two dry powder inhalers (Easyhaler and Twister). In addition, the biological activity and cell monolayer permeation was tested. The antifibrotic effect of tilorone delivered by oropharyngeal aspiration was studied in vivo using a silica-induced model of pulmonary fibrosis in mice in a preventive setting. When delivered from the Easyhaler in an inhalation simulator, the emitted dose and fine particle fraction were independent from the pressure applied and showed dose repeatability. However, with Twister the aerosolization was pressure-dependent indicating poor compatibility between the device and the formulation. The formulation showed more consistent permeation through a differentiated Calu-3 cell monolayer compared to pristine tilorone. Tilorone decreased the histological fibrosis score in vivo in systemic and local administration, but only systemic administration decreased the mRNA expression of type I collagen. The difference was hypothesized to result from 40-fold higher drug concentration in tissue samples in the systemic administration group. These results show that tilorone can be formulated as inhalable dry powder and has potential as an oral and inhalable antifibrotic drug.Peer reviewe

Elintarvikejätteen ja ruokahävikin seurantajärjestelmän rakentaminen ja ruokahävikkitiekartta

Tässä raportissa kuvataan, miten kansallinen elintarvikejätteen ja ruokahävikin seurantajärjestelmä sekä hävikkitiekartta on rakennettu. Työ perustuu vuosina 2018–2020 toteutettuun Ruokahävikkiseuranta ja -tiekartta -hankkeeseen. Raportissa on nostettu esiin: 1) elintarvikejätteen ja ruokahävikin määritelmät kansallisella tasolla, 2) käytetyt menetelmät elintarvikejätteen ja ruokahävikin arvioimiseksi elintarvikeketjun eri vaiheissa, 3) arvio tarvittavien otoskokojen suuruudesta ja edustavuudesta, 4) laskelma elintarvikejätteen ja ruokahävikin määrästä koko elintarvikeketjun osalta sekä 5) kansallinen ruokahävikkitiekartta, jossa on tunnistettu keskeiset keihäänkärjet ruokahävikin vähentämiseksi Suomessa. Elintarvikejätettä syntyy tämän tutkimuksen mukaan Suomessa vuositasolla 643 miljoonaa kiloa (kun mukaan ei lasketa peltoon jäävää satoa), josta ruokahävikin osuus on 351–376 miljoonaa kiloa. Elintarvikejätteestä suurin osa (46 %) muodostuu kotitalouksissa ja toiseksi eniten elintarviketeollisuudessa (25 %). Muiden ketjunvaiheiden osuudeksi elintarvikejätteestä on arvioitu: ravitsemispalvelut 12 %, kauppa 9 % ja alkutuotanto 8 %. Ruokahävikin osalta vastaavat luvut ovat: kotitaloudet 33 %, elintarviketeollisuus 23 %, ravitsemispalvelut 17 %, kauppa 16 % sekä alkutuotanto 11 % (ei sisällä peltoon jäävää satoa). Kotitalouksien osuus niin elintarvikejätteestä kuin ruokahävikistäkin on suurin, kuten aiemmissakin tutkimuksissa on havaittu. Tätä selittää mm. kotitalouksien suuri lukumäärä. Ensimmäistä kertaa kotitalouksien ruokahävikkilaskelmissa on huomioitu myös nestemäinen hävikki. Tässä hankkeessa saadut tulokset ovat ensimmäinen kokonaisvaltainen analyysi koko elintarvikeketjun elintarvikejätteestä. Tuloksia tarkasteltaessa on kuitenkin huomioitava, että tehtyjen arvioiden taustalla olevissa menetelmissä, aineistoissa ja aineistojen edustavuuksissa on vaihtelua eri ketjunosien välillä. Tulokset elintarvikejätteen ja ruokahävikin määrästä ovat pääsääntöisesti vuosilta 2018–2019, mutta alkutuotannon arvio perustuu vuosien 2012–2018 tietoihin. Suomen ensimmäinen kansallinen ruokahävikin vähentämisen tiekartta jakautuu kuuteen keihäänkärkeen: 1) Vaikuttavat ohjauskeinot, 2) Kasvatuksella ja tiedolla kohti kestävämpää yhteiskuntaa, 3) Käytäntöjä muuttamalla kestävämmäksi, 4) Teknologiasta älyä, uusia tuotteita ja liiketoimintamalleja, 5) Tutkimuksen kehitys ja hävikin seuranta sekä 6) Yhdessä enemmän. Jokainen keihäänkärki sisältää tarkempia ruokahävikin vähentämiseen tähtääviä ratkaisuja. Ruokahävikin vähentämiseksi tarvitaan niin markkinavetoisia kuin myös poliittisia ja lainsäädännöllisiä toimia sekä panostusta sosiokulttuuriseen muutokseen ja teknologisiin innovaatioihin. Hankkeen tuotokset luovat perustan elintarvikejätteen ja ruokahävikin systemaattiselle ja jatkuvalle seurannalle Suomessa sekä ruokahävikin vähentämiselle koko elintarvikeketjussa. Työ seurantajärjestelmän ja tiekartan parissa jatkuu erityisesti seurantamenetelmien ja -työkalujen kehittämiseksi, aineistojen edustavuuden ja otoskokojen parantamiseksi, seurantajärjestelmän kokonaisuuden systematisoimiseksi sekä ruokahävikin vähentämistoimenpiteiden kokoamiseksi

Cystatin B-deficiency triggers ectopic histone H3 tail cleavage during neurogenesis

Cystatin B (CSTB) acts as an inhibitor of cysteine proteases of the cathepsin family and loss-of-function mutations result in human brain diseases with a genotype-phenotype correlation. In the most severe case, CSTB-deficiency disrupts brain development, and yet the molecular basis of this mechanism is missing. Here, we establish CSTB as a regulator of chromatin structure during neural stem cell renewal and differentiation. Murine neural precursor cells (NPCs) undergo transient proteolytic cleavage of the N-terminal histone H3 tail by cathepsins B and L upon induction of differentiation into neurons and glia. In contrast, CSTB-deficiency triggers premature H3 tail cleavage in undifferentiated self-renewing NPCs and sustained H3 tail proteolysis in differentiating neural cells. This leads to significant transcriptional changes in NPCs, particularly of nuclear-encoded mitochondrial genes. In turn, these transcriptional alterations impair the enhanced mitochondrial respiration that is induced upon neural stem cell differentiation. Collectively, our findings reveal the basis of epigenetic regulation in the molecular pathogenesis of CSTB deficiency.Peer reviewe