Characterization of LRRTM and NGR gene families : Expression and functions

Some leucine-rich repeat (LRR) -containing membrane proteins are known regulators of neuronal growth and synapse formation. In this work I characterize two gene families encoding neuronal LRR membrane proteins, namely the LRRTM (leucine-rich repeat, transmembrane neuronal) and NGR (Nogo-66 receptor) families. I studied LRRTM and NGR family member's mRNA tissue distribution by RT-PCR and by in situ hybridization. Subcellular localization of LRRTM1 protein was studied in neurons and in non-neuronal cells. I discovered that LRRTM and NGR family mRNAs are predominantly expressed in the nervous system, and that each gene possesses a specific expression pattern. I also established that LRRTM and NGR family mRNAs are expressed by neurons, and not by glial cells. Within neurons, LRRTM1 protein is not transported to the plasma membrane; rather it localizes to endoplasmic reticulum. Nogo-A (RTN4), MAG, and OMgp are myelin-associated proteins that bind to NgR1 to limit axonal regeneration after central nervous system injury. To better understand the functions of NgR2 and NgR3, and to explore the possible redundancy in the signaling of myelin inhibitors of neurite growth, I mapped the interactions between NgR family and the known and candidate NgR1 ligands. I identified high-affinity interactions between RTN2-66, RTN3-66 and NgR1. I also demonstrate that Rtn3 mRNA is expressed in the same glial cell population of mouse spinal cord white matter as Nogo-A mRNA, and thus it could have a role in myelin inhibition of axonal growth. To understand how NgR1 interacts with multiple structurally divergent ligands, I aimed first to map in more detail the nature of Nogo-A:NgR1 interactions, and then to systematically map the binding sites of multiple myelin ligands in NgR1 by using a library of NgR1 expression constructs encoding proteins with one or multiple surface residues mutated to alanine. My analysis of the Nogo-A:NgR1 -interactions revealed a novel interaction site between the proteins, suggesting a trivalent Nogo-A:NgR1-interaction. Our analysis also defined a central binding region on the concave side of NgR1's LRR domain that is required for the binding of all known ligands, and a surrounding region critical for binding MAG and OMgp. To better understand the biological role of LRRTMs, I generated Lrrtm1 and Lrrtm3 knock out mice. I show here that reporter genes expressed from the targeted loci can be used for maping the neuronal connections of Lrrtm1 and Lrrtm3 expressing neurons in finer detail. With regard to LRRTM1's role in humans, we found a strong association between a 70 kb-spanning haplotype in the proposed promoter region of LRRTM1 gene and two possibly related phenotypes: left-handedness and schizophrenia. Interestingly, the responsible haplotype was linked to phenotypic variability only when paternally inherited. In summary, I identified two families of neuronal receptor-like proteins, and mapped their expression and certain protein-protein interactions. The identification of a central binding region in NgR1 shared by multiple ligands may facilitate the design and development of small molecule therapeutics blocking binding of all NgR1 ligands. Additionally, the genetic association data suggests that allelic variation upstream of LRRTM1 may play a role in the development of left-right brain asymmetry in humans. Lrrtm1 and Lrrtm3 knock out mice developed as a part of this study will likely be useful for schizophrenia and Alzheimer s disease research.Ihmisen perimässä on noin 23 000 geeniä. Useimpien geenien tehtävät ovat vielä selvittämättä. Neurotieteen alaan kuuluvassa väitöskirjatyössäni kuvaan kaksi ennestään tuntematonta geeniperhettä, jotka yhteensä käsittävät kuusi geeniä. Lisäksi tutkin näiden geenien tehtäviä aivojen kehityksessä ja toiminnassa. Eräänä keskeisenä väitöskirjatyöni tuloksena selvitimme yhteistyössä tri Clyde Francksin (Oxfordin yliopisto, Iso-Britannia) kanssa, että tietty muoto löytämästämme LRRTM1-nimisestä geenistä altistaa vasenkätisyydelle. Tämä löytö on ensimmäinen tunnistettu vasenkätisyyteen liittyvä geenimuutos. Havaitsin myös, että LRRTM1-geeni toimii aktiivisesti niin hiiren kuin ihmisenkin aivoissa jo sikiökaudella. Oletamme, että LRRTM1-geeni ohjaa osaltaan vasemman ja oikean aivopuoliskon kehittymistä toisistaan eroaviksi. Toinen työni päämäärä oli selvittää NGR1-geenin ja kahden tunnistamani NGR1:n kaltaisen geenin tehtäviä. NGR-geeniperhettä koskevat tutkimukseni antavat entistä tarkemman kuvan niistä mekanismeista, jotka rajoittavat hermosäikeiden uudiskasvua esimerkiksi selkäydinvamman tai aivoinfarktin jälkeen. Tiedetään, että hermosolujen pinnalla sijaitsevaan NGR1-reseptoriin sitoutuu useita myeliiniperäisiä hermosolujen kasvua estäviä ligandeja, jotka näin ilmeisesti rajoittavat aivo- ja selkäydinvammoista toipumista. Väitöskirjatyössäni kartoitin systemaattisesti eri ligandien sitoutumista NGR1-reseptoriin. Analyysini osoitti, että NGR1-reseptorin keskiosa on kriittinen kaikkien ligandien sitoutumiselle, ja että sen ympäristössä olevat aminohapot ovat tarpeen vain yksittäisten ligandien sitoutumiselle. Tunnistin myös RTN4-ligandista kolme eri kohtaa, jotka sitoutuvat NGR1:een. Lisäksi osoitin, että RTN2- ja RTN3-proteiinit sitoutuvat NGR1-reseptoriin ja että RTN3-geeni on aktiivinen selkäytimen myeliiniä tuottavissa soluissa; RTN3:n voidaan täten olettaa osallistuvan hermosäikeiden uudiskasvun säätelyyn. Tutkimukseni myös osoittaa, että NGR1:n tavoin NGR2- ja NGR3-geenit ovat erityisen aktiivisia keskushermostossa, mutta kuitenkin niin, että kukin geeni toimii osittain eri aivoalueilla. Osana väitöskirjatyötäni tein kaksi hiirilinjaa, joista toisesta oli poistettu LRRTM1-geeni ja toisesta LRRTM3-geeni. Aiempiin soluviljelmätöihin perustuvat tulokset viittaavat siihen, että LRRTM3-geenillä on keskeinen rooli Alzheimerin tautia aiheuttavan beta-amyloidin tuotannossa. LRRTM3-poistogeeniset hiiret mahdollistavat tämän asian tarkemman tutkimisen. LRRTM1-poistogeenisten hiirten avulla puolestaan voidaan selvittää mekanismeja, jotka johtavat vasemman ja oikean aivopuoliskon välisten erojen kehittymiseen

A microsatellite-based analysis for the detection of selection on BTA1 and BTA20 in northern Eurasian cattle (Bos taurus) populations

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Microsatellites surrounding functionally important candidate genes or quantitative trait loci have received attention as proxy measures of polymorphism level at the candidate loci themselves. In cattle, selection for economically important traits is a long-term strategy and it has been reported that microsatellites are linked to these important loci.</p> <p>Methods</p> <p>We have investigated the variation of seven microsatellites on BTA1 (<it>Bos taurus </it>autosome 1) and 16 on BTA20, using bovine populations of typical production types and horn status in northern Eurasia. Genetic variability of these loci and linkage disequilibrium among these loci were compared with those of 28 microsatellites on other bovine chromosomes. Four different tests were applied to detect molecular signatures of selection.</p> <p>Results</p> <p>No marked difference in locus variability was found between microsatellites on BTA1, BTA20 and the other chromosomes in terms of different diversity indices. Average <it>D</it>' values of pairwise syntenic markers (0.32 and 0.28 across BTA 1 and BTA20 respectively) were significantly (<it>P </it>< 0.05) higher than for non-syntenic markers (0.15). The Ewens-Watterson test, the Beaumont and Nichol's modified frequentist test and the Bayesian <it>F</it>_ST-test indicated elevated or decreased genetic differentiation, at <it>SOD1 </it>and <it>AGLA17 </it>markers respectively, deviating significantly (<it>P </it>< 0.05) from neutral expectations. Furthermore, lnRV, lnRH and lnRθ' statistics were used for the pairwise population comparison tests and were significantly less variable in one population relative to the other, providing additional evidence of selection signatures for two of the 51 loci. Moreover, the three Finnish native populations showed evidence of subpopulation divergence at <it>SOD1 </it>and <it>AGLA17</it>. Our data also indicate significant intergenic linkage disequilibrium around the candidate loci and suggest that hitchhiking selection has played a role in shaping the pattern of observed linkage disequilibrium.</p> <p>Conclusion</p> <p>Hitchhiking due to tight linkage with alleles at candidate genes, e.g. the <it>POLL </it>gene, is a possible explanation for this pattern. The potential impact of selective breeding by man on cattle populations is discussed in the context of selection effects. Our results also suggest that a practical approach to detect loci under selection is to simultaneously apply multiple neutrality tests based on different assumptions and estimations.</p

Märkätiloissa käytettävien kevyiden väliseinärakenteiden vertailu

Opinnäytetyön tilaajana toimii Skanska Talonrakennus Oy. Tässä opinnäytetyössä vertaillaan kolmea tapaa toteuttaa kevyet väliseinät märkätiloissa. Tutkimuksessa selvitettiin, millaisia vaikutuksia väliseinän valinnalla on kohteen kustannuksiin, aikatauluun sekä laadullisiin tekijöihin. Tutkimuksessa tarkasteltiin märkätilojen seinärakenteiden toteuttamiseen kuuluvia työtehtäviä sekä niissä käytettäviä materiaaleja. Lisäksi huomioidaan mahdolliset lisätyöt, joita vertailussa oleviin seinärakenteisiin kuuluu. Opinnäytetyössä tarkastellaan sisävaiheeseen kuuluvien työvaiheiden toteutusjärjestystä ennen opinnäytetyön rajauksena olevaa vedeneristys- ja laatoitustyötä. Aihetta lähestytään kirjallisuuden, verkkosivujen sekä haastatteluiden kautta. Lisäksi hyödynnetään omakohtaista kokemusta vertailtavina olevien väliseinäratkaisuiden toteuttamisesta. Laadunvertailussa tarkastellaan eri rakenteiden ominaisuuksia sekä mittatarkkuutta. Tutkimuksen vertailussa selvisi, että levyrakenteisilla seinillä saavutetaan mittatarkimmat seinät ilman lisätöitä. Aikatauluvertailuun käytettävät tiedot on haettu Rakennustöiden menekit 2015 julkaisusta sekä osassa hyödynnetään haastatteluiden kautta saatuja tietoja työvaiheiden toteutuneista kestoista. Tutkimuksen aikana selvisi, että levyrakenteisena toteutettu märkätila on nopein tapa toteuttaa märkätila, kun huomioidaan siihen käytetyt työvuorot. Kirjallisessa työssä esiteltävissä kustannuslaskelmissa materiaalien on otettu rautakauppojen verkkosivuilta löytyvistä kuluttajille suunnatuista hinnoista. Työn osuuden arvioinnissa käytetään Rakennusliiton julkaisemaa Talonrakennusalan urakkahinnoittelu 2019-2020 sekä verkkosivuilta löytyviä tietoja esimerkiksi timanttiporaus ja- sahaukseen erikoistuneen yrityksen hinnastosta. Materiaalien hinnat ilmoitetaan arvonlisäverottomana (ALV 0%) ja työkustannuksien laskennassa ei ole otettu huomioon sosiaalikuluja ja yrityksen katetta. Tilaajalle toimitettavassa kustannuslaskelmassa on käytetty tarjouksista ja vuosisopimuksista löytyviä yksikköhintoja. Vertailun perusteella levyrakenteinen märkätila tulee kustannustehokkaimmaksi vaihtoehdoksi.The customer of this thesis is Skanska Talonrakennus Oy. This thesis compares three ways to implement lightweight partitions in wet rooms. The study examines the impact of the choice of partition on cost, schedule, and quality factors. The study examines the tasks and materials used in the implementation of wall structures for wet rooms. In addition, any additional work that is included in the compared wall structures is considered. The thesis examines the order of implementation of the internal phases prior to the waterproofing and tiling of the thesis. The topic is approached through literature, websites and interviews. In addition, personal experience of comparable partition solutions is utilized. The quality comparison examines the properties of the various structures and their accuracy. Comparison of the study showed that plate-shaped walls achieve the most accurate walls without additional work. Information used for scheduling comparisons has been obtained from the Rakennustöiden menekit 2015 publication and from some of them utilize the information obtained from interviews on the actual duration of the work phases. During the study, it was found that a wet structure in the form of a board structure is the fastest way to implement a wet space, considering the shifts used for building it. In the cost calculations presented in the thesis, the material costs have been taken from the consumer prices found on the website of the hardware stores. The proportion of the work is estimated using the Talonrakennusalan urakkahinnoittelu 2019-2020 published by the Finnish Construction Association and information available on the web site, for example, in the Price List of a Diamond Drilling and Sawing Company. Material prices are exclusive of VAT (0% VAT) and labor costs do not include social costs and company margins. The cost calculation provided for the customer is based on the unit prices found in the offers and annual contracts. By comparison, a plate-based wet space becomes the most cost-effective

The logging impacts on the Hg and MeHg load from drained peatland forests in Finland

201

Impact of whole-tree harvesting on water quality and quantity from drained peatland forests in Finland

201

Self-Heating, Drying, and Dry Matter Losses of Stockpiled Stemwood Chips: The Effect of Ventilation

The comminution of fuelwood for efficient transportation and handling exposes the material to various biological and chemical decomposition processes. The stockpiling of fuel chips can result in significant dry matter losses (DML) and consequent release of CO2 into the atmosphere. The decomposition processes could be controlled by managing the chip moisture content (MC). MC control by utilizing the self-heating of stockpiled stemwood chips together with wind-driven ventilation was tested in a practical storage experiment, using uncovered and plastic-covered piles as references. The data were analyzed with linear mixed models. The predicted DML was 2.4–3.8% during the monitoring period of 5.9 months, but no significant differences appeared between the storage treatments. The increase in the basic density of the chips decreased DML. On average 1.7–3.5% of the recoverable energy content of the chips was lost during the experiment. The predicted average decline in the MC was ca. 4–8 percentage points (p.p.). The MC of the chip samples stored under plastic tarp was 4–5 p.p. lower than those stored in the uncovered piles. Heat generation within the piles was modest due to the high quality of the chips, and the ventilation solution tested only marginally affected the drying process and the mitigation of DML

The logging impacts on the nutrient and DOC export from drained peatland forests in Finland

201

Impacts of forest harvesting on mobilization of Hg and MeHg in drained peatland forests on black schist or felsic bedrock

201

Responses of Scots pine to waterlogging during growing season

201