Cytokinin signalling in the regulation of cambial development

Secondary growth of plants is of pivotal importance in terrestrial ecosystems, providing a significant carbon sink in the form of wood. As plant biomass accumulation results largely from the cambial growth, it is surprising that quite little is known about the hormonal or genetic control of this important process in any plant species. The central aim of my thesis studies was to explore the function of cytokinin in the regulation of cambial development. Since their discovery as regulators of plant cell divisions, cytokinins have been assumed to participate in the control of cambial development. Evidence for this action was deduced from hormone treatment experiments, where exogenously applied cytokinin was shown to enhance cambial cell divisions in diverse plant organs and species. In my thesis work, the conservation of cytokinin signalling and homeostasis genes between a herbaceous plant, Arabidopsis, and a hardwood tree species, Populus trichocarpa. Presumably reflecting the ancient origin of cytokinin signalling system, the Populus genome contains orthologs for all Arabidopsis cytokinin signalling and homeostasis genes. Thus, genes belonging to five main families of isopentenyl transferases (IPTs), cytokinin oxidases (CKXs), two-component receptors, histidine containing phosphotransmitters (HPts) and response regulators (RRs) were identified from the Populus genome. Three subfamilies associated with cytokinin signal transduction, the CKI1-like family of two-component receptors, the AHP4-like HPts, and the ARR22-like atypical RRs, were significantly larger in Populus genome than in Arabidopsis. Potential contribution to the extensive secondary development of Populus by the members of these considerably expanded gene families will be discussed. Representatives of all cytokinin signal transduction elements were expressed in the Populus cambial zone, and most of the expressed genes appeared to be slightly more abundant on the phloem side of the meristem. The abundance of cytokinin related genes in the cambium emphasizes the important role of this hormone in the regulation of the extensive secondary growth characteristic of tree species. The function of the pseudo HPts in primary vascular development was studied in Arabidopsis root vasculature. It was demonstrated that the pseudo HPt AHP6 has a role in locally inhibiting cytokinin signalling in the protoxylem position in the Arabidopsis root, thus enabling differentiation of the protoxylem cell file. The possible role of pseudo HPts in cambial development will be discussed. The expression peak of cytokinin signalling genes in the tree cambial zone strongly indicates that cytokinin has a role in the regulation of this meristem function. To address whether cytokinin signalling is required for cambial activity, transgenic Populus trees with modified cytokinin signalling were produced. These trees were expressing a cytokinin catabolic gene from Arabidopsis, CYTOKININ OXIDASE 2, (AtCKX2) under the promoter of a Betula CYTOKININ RECEPTOR 1 (BpCRE1). The pBpCRE1::CKX2 transgenic Populus trees showed a reduced concentration of a biologically active cytokinin, correlating with their impaired cytokinin response. Furthermore, the radial growth of these trees was compromised, as illustrated by a smaller stem diameter than in wild-type trees of the same height. Moreover, the level of cambial cytokinin signalling was down-regulated in these thin-stemmed trees. The reduced signalling correlated with a decreased number of meristematic cambial cells, implicating cytokinin activity as a direct regulator of cambial cell division activity. Together, the results of my study indicate that cytokinins are major hormonal regulators required for cambial development.Väitöskirjatyöni käsittelee erään kasvihormonin, sytokiniinin, tehtävää puun paksuuskasvun säätelyssä. Puut kasvavat paksuutta jällen solujen jakautumisen kautta. Jälsi tuottaa ulospäin nilaa, joka kuljettaa yhteyttämistuotteita lehdistä muualle kasviin, ja sisäänpäin puuta, joka kuljettaa rungossa vettä juurista lehtiin. Tutkimuksessani havaittiin sytokiniini-hormonin reseptoreiden ilmentyvän runsaasti jällen jakaantuvissa soluissa. Tämä havainto osoitti, että sytokiniini-hormoni toimii jällen soluissa. Tutkiakseni jällen sytokiniinin merkitystä puun paksuuskasvulle, tuotin siirtogeenisiä hybridihaapoja, joissa jällen sytokiniini-pitoisuutta oli alennettu. Siirtogeenisten puiden sytokiniini-määrän vähentäminen oli toteutettu lisäämällä tätä hormonia hajottavan entsyymin ilmentymistä jälsisolukossa. Näitä puita tutkittaessa havaittiin, että jällen jakautuvien solujen määrä oli alentunut. Tämä johti vähentyneeseen uuden puun ja nilan tuottoon, joten sytokiniini-pitoisuudeltaan alentuneet siirtogeeniset puut olivat rungoltaan tavanomaista ohuempia. Näiden havaintojen perusteella voin todeta sytokiniini-kasvihormonin olevan keskeinen jällen toimintaa ja puiden paksuuskasvua säätelevä tekijä. Tutkimuksestani saatua tietoa voidaan jatkossa hyödyntää kokeissa, joissa on tavoitteena jällen toiminnan ja siten puun paksuuskasvun nopeuttaminen. Puiden lisääntyneestä biomassan tuotannosta saattaa tulevaisuudessa olla merkittävää kansantaloudellista hyötyä

Immunomodulation of allergic immune response during specific immunotherapy

Atopic, IgE-mediated allergies are one of the major public health problems in Finland and other Western countries. These diseases are characterized by type 2 T helper (Th2) cell predominated immune responses (interleukin-4 (IL-4), IL-5) against ubiquitous environmental allergens. Despite of adequate pharmacological treatment, more than 20% of the patients with allergic rhinitis develop asthma. Allergen specific immunotherapy (SIT) is the only treatment currently available to affect to the natural course of allergic diseases. This treatment involves repeated administration of allergens to the patients either via sublingual route (sublingual immunotherapy, SLIT) or by subcutaneous injections (subcutaneous immunotherapy, SCIT). Successful treatment with SCIT or SLIT has been shown to provide long-term remission in symptoms, and prevent disease progression to asthma, but the immunological mechanisms behind these beneficial effects are not yet completely understood. Increased knowledge of such mechanisms could not only help to improve SIT efficacy, but also provide tools to monitor the development of clinical response to SIT in individual patients, and possibly also, predict the ultimate therapeutic outcome. The aim of this work was to clarify the immunological mechanisms associated with SIT by investigating the specific allergen-induced immune responses in peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of allergic rhinitis patients during the course of SLIT and SCIT. The results of this work demonstrate that both therapies induced increases in the protective, Th2-balancing Th1 type immune responses in PBMC, e.g. by up-regulating signaling lymphocytic activation molecule (SLAM) and interferon gamma (IFN-γ) expression, and augmented tolerogenic T regulatory (Treg) cell type responses against the specific allergens, e.g. by increasing IL-10 or Forkhead box P3 (FOXP3) expression. The induction of allergen-specific Th1 and Treg type responses during SLIT were dependent on the treatment dose, favoring high allergen dose SLIT. During SCIT, the early decrease in Th2 type cytokine production - in particular of IL-4 mRNA and IL-4/IFN-γ expression ratio - was associated with the development of good therapeutic outcome. Conversely, increases in both Th2 (IL-5) and Th1 (IFN-γ, SLAM) type responses and IL-10 mRNA production were seen in the patients with less effective outcome. In addition, increase in Th17 type cytokine (IL-17) mRNA production was found in the PBMC of patients with less effective outcome during both SLIT and SCIT. These data strengthen the current hypothesis that immunomodulation of allergen-specific immune responses from the prevailing Th2-biased responses towards a more Th1 type, and induction of tolerogenic Treg cells producing IL-10 represent the two key mechanisms behind the beneficial effects of SIT. The data also give novel insight into the mechanisms why SIT may fail to be effective in some patients by demonstrating a positive correlation between the proinflammatory IL-17 responses, Th2 type IL-5 production and clinical symptoms. Taken together, these data indicate that the analysis of Th1, Th2, Treg ja Th17-associated immune markers such as IL-10, SLAM, IL-4, IL-5 and IL-17 could provide tools to monitor the development of clinical response to SIT, and thereby, predict the ultimate clinical outcome already in the early course of the treatment.Siirretty Doriast

”Nyt asiaan” : Koulun performatiiviset käytännöt näyttämöllä

Tutkielmassa tarkastellaan toimijuuden ja yhteisöllisyyden performatiivista rakentumista neljäsluokkalaisten oppilaiden kirjoittamissa etnografisissa luokkapäiväkirjoissa. Tutkielma on poikkitieteellinen ja se sijoittuu viestinnän, kulttuurisosiologian ja yhteiskuntatieteellisen lapsuustutkimuksen kentille. Tutkielman keskeisimmät käsitteet ovat performatiivisuus ja toimijuus. Performatiivisuus ymmärretään tutkielmassa kaavamaiseksi, toistuvaksi, symboliseksi ja rituaaleja muistuttavaksi toiminnaksi. Toimijuuden nähdään rakentuvan ruumiillisesti performatiivisessa toiminnassa (Butler 2006) ja saavan merkityksensä suhteessa sosiaaliseen valtaan (Gresalfi et. al. 2009; Alexander 2006). Tutkielmassa tarkastellaan, miten luokan toimijat ylläpitävät performatiivisessa toiminnassaan systemaattisesti tiettyjä sosiaalisia järjestyksiä, kuten hallitsevaa ideologiaa (Althusser 1984 [1976]). Tutkimusaineistona ovat neljäsluokkalaisten kirjoittamat etnografiset luokkapäiväkirjat. Tutkielmassa koulutodellisuutta tutkitaan etnografisesti, koska etnografian avulla on mahdollista jäsentää tavalliselta ja arkiselta vaikuttavaa toimintaa. Tutkielmassa analysoidaan laadullisen lähiluvun periaattein luokkapäiväkirjoissa avautuvaa luokan perfomatiivisten käytäntöjen näyttämöä virallisen, epävirallisen ja fyysisen koulukulttuurikerrostuman (Gordon ja Lahelma 2003) kautta. Tutkielma osoittaa, että luokan toimijuudet rakentuvat suhteissa virallisen kouluinstituution vaatimuksiin hyvänä oppilaana toimimisesta; oppilaiden suhteissa toisiinsa; suhteissa epävirallisen oppilaskulttuurin arvostuksiin ja sosiaalisiin määrittelyihin; suhteissa tilan ja ajan sosiaaliseen ulottuvuuteen; sekä suhteessa ruumiiseen vallankäytön objektina ja subjektina. Tutkielman johtopäätös on, että inhimillinen toimijuus rakentuu yksilön performatiivisen toimijuuden ja yhteiskunnan ideologisten valtiokoneistojen välisessä vuoropuhelussa: vaikka ideologia on keskeinen toimijaa konstituoiva rakenne, ideologia ei kuitenkaan määrittele toimijaa täysin. Toisaalta vaikka performatiivisuus tarjoaa mahdollisuuden toisin toistamiseen ja ideologian vastustamiseen, ei yksilö voi performatiivisuuden kautta täysin vapautua ideologiasta. Tutkielma päätyy esittämään, että luokan toimijuuksien suhteista rakentuu erilaisia yhteisöllisyyden muotoja, joiden symboliikka ja merkitykset rakentuvat suhteissa hallitsevaan ideologiaan. Luokkapäiväkirja-aineiston perusteella luokassa on kolme vakiintunutta yhteisömuotoa, jotka ovat 'meidän luokka', tytöt ja pojat. 'Meidän luokka' -yhteisössä kierrätetään virallisen koulun symboleja, jotka ylläpitävät hallitsevaa ideologiaa. Poikien yhteisö rakentuu symbolisessa kommunikaatiossa, jonka saamat muodot ovat vastakkaisia virallisen koulun vaatimuksille. Tyttöjen yhteisöllisyys suuntautuu vähemmän luokan julkiselle areenalle ja jättäytymällä poikien riehumisesta tytöt korostavat omaa yhteisöllisyyttään. Koska yhteiskunnan instituutioihin kohdistuva lapsuudentutkimus on ollut vähäisempää verrattuna tutkimukseen lapsuudesta kokemuksena, on tutkielma tarpeellinen poikkitieteellinen puheenvuoro, jossa yhdistyvät sekä lapsuuden kokemukseen että lapsuuden instituutioihin kohdistuva analyysi

Esineiden manipuloiminen imevien porsaiden ja lihasikojen makuullemenokäyttäytymisen aikana

Koska sioille tarve tutkia ja tonkia ympäristöään on tärkeä käyttäytymistarve, manipuloitavien esineiden vaikutusta tuotantosikojen käyttäytymiseen on tutkittu paljon etenkin sosiaalisen häiriökäyttäytymisen kuten hännänpurennan vähentämiseksi. Tiedetään myös, että emakoilla on tarve pesänrakennukseen porsimisen aikoihin. Luonnollisissa olosuhteissa niin villi- kuin kesysiat rakentavat porsimis- ja lepäämispesiä, mutta ei tiedetä, mikä merkitys pesänrakennuksella on tuotanto-olosuhteissa eläville sioille. Aiemman tutkimusprojektin aikana havaittiin, että kun tutkittavat esineet sijoitettiin karsinan makuualueelle, imevät porsaat ja lihasiat manipuloivat esineitä myös ollessaan lepäämässä. Tämän alkuperäistutkimuksen sisältävän lisensiaatin tutkielman tarkoituksena oli selvittää videomateriaalin avulla manipuloitavien esineiden vaikutusta sikojen makuullemenon aikaiseen käyttäytymiseen. Tutkittavat esineet olivat imevillä porsailla sisalköydet ja sanomalehtipaperi ja lihasioilla puunrungon palaset. Tarkoituksena oli selvittää, onko luonnollisilla materiaaleilla merkitystä sikojen makuulle asettumisessa ja muistuttaisivatko ne sikoja mahdollisesti pesänrakennuksesta. Hypoteesina oli, että porsaat ja lihasiat manipuloisivat esineitä juuri ennen makuullemenoa ja yrittäisivät mennä niiden alle. Lisäksi hypoteesina oli, että porsaat asettuisivat nopeammin lepäämään manipuloitavien esineiden vaikutuksesta, ja että lihasiat asettuisivat mieluiten makaamaan puiden viereen. Tutkimus tapahtui analysoimalla aiemmin kuvatulta videomateriaalilta sikojen käyttäytymistä. Imeväisikäisiä porsaita oli 19 porsimiskarsinaa, joista 10 karsinassa oli tutkittavia esineitä ja yhdeksän karsinaa olivat kontrollikarsinoita. Lihasikoja oli 26 karsinaa, joista 12 sisälsivät puunrungon palasia ja 14 karsinaa olivat kontrollikarsinoita. Yhdessä pahnueessa oli 7-12 porsasta, ja yhdessä karsinassa 9-11 lihasikaa. Videomateriaalista analysoitiin porsaiden ja sikojen tekemiä kärsäkosketuksia ja manipulaatioita, jotka kohdistuivat tutkittaviin esineisiin, lattiaan ja toisiin sikoihin. Lisäksi analysoitiin porsaiden makuullemenon nopeutta ja lihasikojen makuupaikan valintaa karsinassa. Tarkastelun ajanjaksona oli sikojen kulkema matka ruokailupaikalta (nisältä tai ruokakaukalolta) ensimmäiseen makuulle asettumiseen. Tuloksista kävi ilmi, että sekä porsaat että lihasiat yrittivät mennä esineiden alle ja osa jäi myös makaamaan niiden alle. Köysien ja puiden kosketteleminen tiheni juuri ennen makuulle asettumista. Vaikka tuotanto-olosuhteissa on tilaa verrattain vähän ja manipuloitavia esineitä rajallinen määrä, on merkittävä havainto, että siat käyttävät esineitä makuullemenon aikana. Kosketustiheyden tihentyminen juuri ennen makuullemenoa viittaa siihen, että esineiden manipuloiminen ennen makuullemenoa voi olla eri käyttäytymismuoto kuin koskettelu normaalin tutkimisen yhteydessä. Manipuloitavat esineet pidensivät porsaiden makuullemeno aikaa verrattuna kontrolliryhmään, mikä on linjassa aiempien tutkimusten kanssa. Puunrungon palasilla ei ollut vaikutusta lihasikojen makuupaikan valintaan karsinassa. Vaatii vielä lisätutkimusta, jotta voidaan määrittää, kuinka tärkeästä käyttäytymismuodosta- tai tarpeesta luonnollisen materiaalin manipuloiminen on sioille makuullemenon aikana

Mainiemen päihdekuntoutumiskeskuksen palveluiden laadun arviointi : Tutkimus terapeuttisten yhteisöjen palvelustandardien ja Maxwell Jonesin periaatteiden toteutumisesta yhteisöllisessä päihdekuntoutuksessa

Tämän opinnäytetyön tilasi Mainiemen päihdekuntoutumiskeskuksessa toimiva päihdetyön kehittämisyksikkö. Opinnäytetyön tarkoituksena oli lomaketutkimuksen avulla kartoittaa Mainiemen päihdekuntoutumiskeskuksen palveluiden laatua. Laadunmittareina käytettiin terapeuttisten yhteisöjen palvelustandardeja sekä Maxwell Jonesin keskeisiä periaatteita. Laatua ja sen merkitystä sosiaalialalla käsitellään teoriaosuudessa. Lisäksi teoria koostuu yhteisökuntoutuksesta sekä Jonesin terapeuttisesta demokraattisesta yhteisöstä. Tärkeä osa työtä on myös terapeuttisten yhteisöjen palvelustandardit. Tutkimus on kvantitatiivinen. Tutkimusaineisto on kerätty strukturoidun kyselylomakkeen avulla. Lomakekysely toteutettiin maaliskuussa 2009 kaikille Mainiemen päihdekuntoutumiskeskuksen asiakkaille ja työntekijöille. Aineiston analysointiin on käytetty SPSS-ohjelmaa. Analyysissa vertaillaan henkilökunnan ja asiakkaiden vastauksia. Saamiemme tulosten mukaan Mainiemen päihdekuntoutumiskeskus tarjoaa laadukkaita päihdepalveluita terapeuttisten yhteisöjen palvelustandardeilla mitattuna. Myös Mainiemen päihdekuntoutumiskeskuksessa käytössä oleva Maxwell Jonesin kuntoutusideologia toteutuu saamiemme tulosten mukaan hyvin. Erityisen hyvin toteutuu toiminnallisen rakenteen osalta säännölliset yhteisökokoukset ja ilmapiirin osalta turvallinen ympäristö kuntoutua. Sen sijaan asiakkaiden osallisuuden lisääminen päätöksentekoprosesseissa voisi olla joiltain osin kehitettävä osa-alue.This thesis was commissioned by the development unit for substance misuse care at Mainiemi rehabilitation centre. The aim of the thesis was to examine the quality of services provided by Mainiemi Rehabilitation Centre. The assessment was implemented according to the community ideology of Maxwell Jones, and using the Service Standards for Therapeutic Communities. The thesis discusses quality and its significance in the social field. In addition, the theoretical background deals with community rehabilitation, Jones’s democratic therapeutic communities, as well as service standards for therapeutic communities. The research was quantitative. The data were collected in March 2009 by using a structured questionnaire. The target group in this survey consisted of clients and personnel of Mainiemi Rehabilitation Centre. The data were analyzed by using the SPSS-computer programme. The results proved that Mainiemi Rehabilitation Centre provides high quality services measured by the Service Standards for Therapeutic Communities. The rehabilitation centre has also succeeded in applying the community ideology of Maxwell Jones. Especially questions dealing with a safe atmosphere for rehabilitation and regular community meetings gave positive results. The area that needs most improvement is democracy and participation in decision-making, although the results even in this area were mainly positive

The formation of wood and its control

Wood continues to increase in importance as a sustainable source of energy and shelter. Wood formation is a dynamic process derived from plant secondary (radial) growth. Several experimental systems have been employed to study wood formation and its regulation. The use of genetic manipulation approaches and genome-wide analyses in model plants have significantly advanced our understanding of wood formation. In this review, we provide an update of our knowledge of the genetic and hormonal regulation of wood formation based on research in different plants systems, as well as considering the subject from an evo-devo perspective

Vaginal Microbiota Composition Correlates Between Pap Smear Microscopy and Next Generation Sequencing and Associates to Socioeconomic Status

Recent research on vaginal microbiota relies on high throughput sequencing while microscopic methods have a long history in clinical use. We investigated the correspondence between microscopic findings of Pap smears and the vaginal microbiota composition determined by next generation sequencing among 50 asymptomatic women. Both methods produced coherent results regarding the distinction between Lactobacillus-dominant versus mixed microbiota, reassuring gynaecologists for the use of Pap smear or wet mount microscopy for rapid evaluation of vaginal bacteria as part of diagnosis. Cytologic findings identified women with bacterial vaginosis and revealed that cytolysis of vaginal epithelial cells is associated to Lactobacillus crispatus-dominated microbiota. Education and socio-economic status were associated to the vaginal microbiota variation. Our results highlight the importance of including socio-economic status as a co-factor in future vaginal microbiota studies.Peer reviewe