HC-Pro silencing suppressor significantly alters the gene expression profile in tobacco leaves and flowers

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>RNA silencing is used in plants as a major defence mechanism against invasive nucleic acids, such as viruses. Accordingly, plant viruses have evolved to produce counter defensive RNA-silencing suppressors (RSSs). These factors interfere in various ways with the RNA silencing machinery in cells, and thereby disturb the microRNA (miRNA) mediated endogene regulation and induce developmental and morphological changes in plants. In this study we have explored these effects using previously characterized transgenic tobacco plants which constitutively express (under CaMV 35S promoter) the helper component-proteinase (HC-Pro) derived from a potyviral genome. The transcript levels of leaves and flowers of these plants were analysed using microarray techniques (Tobacco 4 × 44 k, Agilent).</p> <p>Results</p> <p>Over expression of HC-Pro RSS induced clear phenotypic changes both in growth rate and in leaf and flower morphology of the tobacco plants. The expression of 748 and 332 genes was significantly changed in the leaves and flowers, respectively, in the HC-Pro expressing transgenic plants. Interestingly, these transcriptome alterations in the HC-Pro expressing tobacco plants were similar as those previously detected in plants infected with ssRNA-viruses. Particularly, many defense-related and hormone-responsive genes (e.g. ethylene responsive transcription factor 1, ERF1) were differentially regulated in these plants. Also the expression of several stress-related genes, and genes related to cell wall modifications, protein processing, transcriptional regulation and photosynthesis were strongly altered. Moreover, genes regulating circadian cycle and flowering time were significantly altered, which may have induced a late flowering phenotype in HC-Pro expressing plants. The results also suggest that photosynthetic oxygen evolution, sugar metabolism and energy levels were significantly changed in these transgenic plants. Transcript levels of S-adenosyl-L-methionine (SAM) were also decreased in these plants, apparently leading to decreased transmethylation capacity. The proteome analysis using 2D-PAGE indicated significantly altered proteome profile, which may have been both due to altered transcript levels, decreased translation, and increased proteosomal/protease activity.</p> <p>Conclusion</p> <p>Expression of the HC-Pro RSS mimics transcriptional changes previously shown to occur in plants infected with intact viruses (e.g. <it>Tobacco etch virus</it>, TEV). The results indicate that the HC-Pro RSS contributes a significant part of virus-plant interactions by changing the levels of multiple cellular RNAs and proteins.</p

Multiple Different Defense Mechanisms Are Activated in the Young Transgenic Tobacco Plants Which Express the Full Length Genome of the Tobacco Mosaic Virus, and Are Resistant against this Virus

Peer reviewe

Anoxia- and hypoxia-induced expression of LDH-A* in the Amazon Oscar, Astronotus crassipinis

Adaptation or acclimation to hypoxia occurs via the modulation of physiologically relevant genes, such as erythropoietin, transferrin, vascular endothelial growth factor, phosphofructokinase and lactate dehydrogenase A. In the present study, we have cloned, sequenced and examined the modulation of the LDH-A gene after an Amazonian fish species, Astronotus crassipinis (the Oscar), was exposed to hypoxia and anoxia. In earlier studies, we have discovered that adults of this species are extremely tolerant to hypoxia and anoxia, while the juveniles are less tolerant. Exposure of juveniles to acute hypoxia and anoxia resulted in increased LDH-A gene expression in skeletal and cardiac muscles. When exposed to graded hypoxia juveniles show decreased LDH-A expression. In adults, the levels of LDH-A mRNA did not increase in hypoxic or anoxic conditions. Our results demonstrate that, when given time for acclimation, fish at different life-stages are able to respond differently to survive hypoxic episodes

Interaction of Temperature and Light in the Development of Freezing Tolerance in Plants

Abstract Freezing tolerance is the result of a wide range of physical and biochemical processes, such as the induction of antifreeze proteins, changes in membrane composition, the accumulation of osmoprotectants, and changes in the redox status, which allow plants to function at low temperatures. Even in frost-tolerant species, a certain period of growth at low but nonfreezing temperatures, known as frost or cold hardening, is required for the development of a high level of frost hardiness. It has long been known that frost hardening at low temperature under low light intensity is much less effective than under normal light conditions; it has also been shown that elevated light intensity at normal temperatures may partly replace the cold-hardening period. Earlier results indicated that cold acclimation reflects a response to a chloroplastic redox signal while the effects of excitation pressure extend beyond photosynthetic acclimation, influencing plant morphology and the expression of certain nuclear genes involved in cold acclimation. Recent results have shown that not only are parameters closely linked to the photosynthetic electron transport processes affected by light during hardening at low temperature, but light may also have an influence on the expression level of several other cold-related genes; several cold-acclimation processes can function efficiently only in the presence of light. The present review provides an overview of mechanisms that may explain how light improves the freezing tolerance of plants during the cold-hardening period

Exploring Uncoupling Proteins and Antioxidant Mechanisms under Acute Cold Exposure in Brains of Fish

Exposure to fluctuating temperatures accelerates the mitochondrial respiration and increases the formation of mitochondrial reactive oxygen species (ROS) in ectothermic vertebrates including fish. To date, little is known on potential oxidative damage and on protective antioxidative defense mechanisms in the brain of fish under cold shock. In this study, the concentration of cellular protein carbonyls in brain was significantly increased by 38% within 1 h after cold exposure (from 28°C to 18°C) of zebrafish (Danio rerio). In addition, the specific activity of superoxide dismutase (SOD) and the mRNA level of catalase (CAT) were increased after cold exposure by about 60% (6 h) and by 60%–90% (1 and 24 h), respectively, while the specific glutathione content as well as the ratio of glutathione disulfide to glutathione remained constant and at a very low level. In addition, cold exposure increased the protein level of hypoxia-inducible factor (HIF) by about 50% and the mRNA level of the glucose transporter zglut3 in brain by 50%–100%. To test for an involvement of uncoupling proteins (UCPs) in the cold adaptation of zebrafish, five UCP members were annotated and identified (zucp1-5). With the exception of zucp1, the mRNA levels of the other four zucps were significantly increased after cold exposure. In addition, the mRNA levels of four of the fish homologs (zppar) of the peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) were increased after cold exposure. These data suggest that PPARs and UCPs are involved in the alterations observed in zebrafish brain after exposure to 18°C. The observed stimulation of the PPAR-UCP axis may help to prevent oxidative damage and to maintain metabolic balance and cellular homeostasis in the brains of ectothermic zebrafish upon cold exposure

A Focus on Natural Variation for Abiotic Constraints Response in the Model Species Arabidopsis thaliana

Plants are particularly subject to environmental stress, as they cannot move from unfavourable surroundings. As a consequence they have to react in situ. In any case, plants have to sense the stress, then the signal has to be transduced to engage the appropriate response. Stress response is effected by regulating genes, by turning on molecular mechanisms to protect the whole organism and its components and/or to repair damage. Reactions vary depending on the type of stress and its intensity, but some are commonly turned on because some responses to different abiotic stresses are shared. In addition, there are multiple ways for plants to respond to environmental stress, depending on the species and life strategy, but also multiple ways within a species depending on plant variety or ecotype. It is regularly accepted that populations of a single species originating from diverse geographic origins and/or that have been subjected to different selective pressure, have evolved retaining the best alleles for completing their life cycle. Therefore, the study of natural variation in response to abiotic stress, can help unravel key genes and alleles for plants to cope with their unfavourable physical and chemical surroundings. This review is focusing on Arabidopsis thaliana which has been largely adopted by the global scientific community as a model organism. Also, tools and data that facilitate investigation of natural variation and abiotic stress encountered in the wild are set out. Characterization of accessions, QTLs detection and cloning of alleles responsible for variation are presented

”Poliisihan se iso hefe on” : Yksityisen turvallisuusalan toimijoiden kokemuksia poliisin toiminnasta ja alan suhteesta viranomaistoimintaan

Tämä tutkielma käsittelee yksityisen turvallisuusalan toimijoiden eli vartijoiden ja järjestyksenvalvojien kokemuksia ammatti-identiteetistään, työn suhteesta viranomaistoimintaan sekä viranomaisyhteistyön toimivuudesta. Turvallisuusalan ja poliisin välistä yhteistoimintaa koskeva tutkimus on pääosin keskittynyt pohjoismaiden ulkopuolelle, ja pohjoismaissakin yksityisen turvallisuusalan tutkimus on jäänyt poliisia koskevaa tutkimusta vähäisemmäksi. Empiirisen tutkimuksen vähäisyyden lisäksi vain harvat tutkimukset ovat käsitelleet yksityisen turvallisuusalan toimijoiden näkökulmaa ja kokemuksia. Tarkastelen aihetta laadullisista yksilöhaastatteluista koostuvan tutkimusaineiston pohjalta, ja käytän tutkimushaastattelujen metodina puolistrukturoitua teemahaastattelua. Tutkimukseni oikeudellisena viitekehyksenä on voimassa oleva yksityisistä turvallisuuspalveluista annettu laki (1085/2015). Tutkimusmenetelmänä hyödynsin teema-analyysiä. Tutkielman tavoitteena oli selvittää, minkälaisiksi yksityisen turvallisuusalan toimijat kokevat työtehtävänsä suhteessa poliisin työtehtäviin ja onko tehtäviä siirretty yksityisen turvallisuusalan suoritettavaksi. Lisäksi pyrin arvioimaan sitä, luottavatko yksityisen turvallisuusalan toimijat poliisin toimintaan ja siihen, että he saavat oikea-aikaista viranomaisapua tarvittaessa. Vuonna 2017 voimaan astunut yksityisistä turvallisuuspalveluista annettu laki (1085/2015) mahdollisti kiinniotettujen vapauttamisen luovuttamatta heitä poliisille. Tutkin kyseisen uudistuksen osalta sitä, kuinka kiinniotetun vapauttamiseen johtaneet tilanteet suoritettiin ennen lakimuutosta ja onko käytännön toiminnassa havaittavissa samanlaisia kehityssuuntauksia muiden yksityisen turvallisuusalan toimivaltuuksien suhteen. Havaitsin tutkielmassani, että yksityisen turvallisuusalan toimijat eivät koe suorittavansa yksinomaan poliisille kuuluvia lakisääteisiä tehtäviä, vaan yksityisen turvallisuusalan koetaan täydentävän poliisin toimintaa. Turvallisuusalan toimijat olivat lisäksi pääosin erittäin tyytyväisiä poliisin toimintaan, ja he luottivat saavansa erityisesti kiireellisissä tilanteissa nopeasti viranomaisapua. Poliisin kanssa tapahtuneet kohtaamiset, joihin he eivät olleet tyytyväisiä, liittyivät enimmäkseen yksittäisten poliisimiesten toimintaan. Poliisimiesten asenteen sekä suhtautumisen koettiinkin vaikuttavan eniten poliisin toimintaan kohdistuvaan luottamukseen. Havaitsin lisäksi tutkielmassani, että kiinniotetun vapauttaminen on ollut laajamittaisesti käytössä jo ennen kuin menettelystä tuli lainmukaista vuonna 2017. Vastaavanlaisia kehityssuuntia muiden toimivaltuuksien suhteen ei kuitenkaan ollut havaittavissa, mutta yksityisen turvallisuusalan ”harmaan” eli laissa sääntelemättömän alueen koettiin lisäävän yksityisen turvallisuusalan liikkumavaraa. Tutkielman perusteella yksityinen turvallisuusala ei ole korvaamassa poliisin toimintaa, ja poliisi kykenee täyttämään lakisääteisen tehtävänsä yleisen järjestyksen ja turvallisuuden ylläpitämisestä myös puolijulkisissa tiloissa. Yksityisen turvallisuusalan toimijat kokevat alan kehittyvän ja kasvavan edelleen, mutta kehitys tulee olemaan pääosin alan sisäistä. Toimijat kokevat lisäksi heidän työtehtäviensä lähestyvän tulevaisuudessa pikemminkin asiakasyritysten asiakaspalvelijoiden työtehtäviä poliisin työtehtävien sijaan

Äänenvaimenninteknologian rakenteen valmistus

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia eri valmistusmenetelmiä kirjallisuustutkimuksena äänenvaimennuksessa käytettävälle rakenteelle. Opinnäytetyö perustuu ennalta tutkittuun äänenvaimennustekniikkaan, johon pyritään löytämään valmistusteknisiä ratkaisuja rakenteen luomiseksi. Tarpeena on löytää menetelmä, jolla valmistetaan tiheään rei’itettyä levyä, joka on yhdistetty kiinteästi jakomateriaaliin ja taustalevyyn. Opinnäytetyössä tutkitaan eri olemassa olevia valmistusmenetelmiä rakenteen komponenteille, joiden valmistettavuudelle ja kustannustehokkuudelle pyritään saamaan vastauksia haastattelemalla valmistavia yrityksiä. Tietoa menetelmistä kerättiin kirjallisuuden pohjalta, sekä haastattelemalla yrityksien asiantuntijoita. Tutkimuksen keskeisenä havaintona voidaan pitää tutkittavan rakenteen tuomia valmistusteknisiä rajoitteita. Jokaiseen tutkittavan rakenteen valmistus- ja liittämismenetelmään liittyy rajoituksia, joita pyritään ratkaisemaan yhdessä asiantuntijoiden kanssa. Rakenteen valmistaminen on käyttötarkoituksen vaatimien olosuhteiden vuoksi haastavaa, mutta mahdollista