Functional Properties of Visual Pigments using A1 and A2 Chromophore : From Molecules to Ecology

The first event in vision is the absorption of a photon by a visual pigment molecule in a retinal photoreceptor cell. Activation of the molecule triggers a chemical amplification cascade, which finally leads to a change in the membrane potential of the cell. However, a visual pigment molecule may also be spontaneously activated by thermal energy. The resulting electrical response is identical to that caused by a photon. Such false light signals form a background noise limiting the detection of dim light. The absorption spectrum of a visual pigment (its ability to use different wavelengths of light) and its propensity for thermal activation both depend on the minimum amount of energy required for activation (the activation energy Ea). These properties of the pigment can be tuned on an evolutionary time scale by changes in the amino acid sequence of the protein part (the opsin) or on a physiological time scale by changing the light-sensitive cofactor bound to the opsin, the chromophore. The latter option is accessible only to poikilothermic vertebrates having two alternative chromophores (retinal A1 and A2). In this thesis, functional consequences of the A1-A2 exchange were investigated. In the first part, the relation between the changes of the absorption spectrum and the activation energy was quantitatively measured in several species of amphibians and fishes using both chromophores. The A2-induced shift of the absorption spectrum towards longer wavelengths was found always to correlate with a decrease in Ea. Later investigations have confirmed that decreasing Ea increases the rate of thermal activations. Thus the switch from A1 to A2 in the same opsin gives a more red-sensitive but noisier pigment. Against this background, the second part of the thesis investigates chromophore usage in eight populations of nine-spined sticklebacks (Pungitius pungitius) from different light environments. The amino acid sequence of the rods was found to be identical in all populations, implying that variations in spectral sensitivity depended only on the A1:A2 ratios. The cone absorption spectra also suggested that the variation within each cone class was due to varying chromophore proportions alone. The differences between populations could not be consistently explained as adaptations to the different light environments. However, an important and quite unexpected result was that the same individual could have quite different chromophore proportions in rods and cones (more A2 in cones). This shows that there are mechanisms by which chromophore proportions in different photoreceptors can be regulated much more selectively than previously thought. Since pigment noise is sensitivity-limiting mainly in dim light, it may be suggested that cones (working mainly in brighter light) can better afford using the noisy A2 chromophore to shift their spectral sensitivities for a better match to a long-wavelength photic environment.Näkötapahtuma alkaa, kun verkkokalvon fotoreseptorisoluissa sijaitseva näköpigmenttimolekyyli absorboi fotonin. Molekyylin aktivoituminen käynnistää kemiallisen vahvistusketjun, jonka lopputuloksena solun kalvojännite muuttuu. Näköpigmenttimolekyyli voi kuitenkin aktivoitua myös spontaanisti lämpöenergian vaikutuksesta (termisesti), synnyttäen sähköisen vasteen joka on täysin samanlainen kuin fotonin aiheuttama. Tällaiset väärät valosignaalit muodostavat taustakohinan, joka rajoittaa heikkojen valojen havaitsemista. Näköpigmentin absorptiospektri (sen kyky käyttää valon eri aallonpituuksia) ja sen taipumus aktivoitua termisesti riippuvat molemmat aktivaation vaatimasta minimienergiamäärästä (ns. aktivaatioenergiasta Ea). Pigmentin ominaisuuksia voidaan säätää joko evolutiivisella aikaskaalalla proteiiniosan (opsiinin) aminohapposekvenssiä muuttamalla tai fysiologisella aikaskaalalla opsiiniin sidotun valoherkän kofaktorin, ns. kromoforin, vaihdolla. Jälkimmäinen optio on vain vaihtolämpöisillä selkärankaisilla, joilla on käytössään kaksi vaihtoehtoista kromoforia (retinaali A1 ja A2). Tässä väitöskirjassa tutkittiin A1-A2-vaihdon funktionaalisia seurauksia. Ensimmäisessä osassa mitattiin kvantitatiivisesti absorptiospektrin ja aktivaatioenergian muutosten suhdetta useilla sammakko- ja kalalajeilla. Todettiin että A2:een liittyvä absorptiospektrin siirtyminen pitempiin aallonpituuksiin korreloi aina Ea:n laskun kanssa. Myöhemmät tutkimukset ovat vahvistaneet, että Ea:n alentaminen lisää termisten aktivaatioiden määrää. A1-kromoforin vaihtaminen A2:een samassa opsiinissa antaa siis punaherkemmän mutta kohinaisemman pigmentin. Tätä taustaa vasten väitöskirjan toisessa osassa tutkittiin kromoforin käyttöä kahdeksassa, eri valoympäristöissä elävässä kymmenpiikkipopulaatiossa (Pungitius pungitius). Sauvasolujen opsiinien aminohapposekvenssi todettiin identtiseksi kaikissa populaatioissa, joten spektraaliherkkyyden vaihtelu johtui yksinomaan vaihtelevista A1:A2 suhteista. Myös tappisolujen absorptiospektrit viittasivat siihen, että kunkin tappiluokan sisäinen vaihtelu johtui vain kromoforisuhteista. Populaatioiden välisiä eroja ei pystytty johdonmukaisesti selittämään adaptaatioina eri valoympäristöihin. Sen sijaan tärkeä ja täysin odottamaton tulos oli, että saman yksilön sauvoissa ja tapeissa saattoi olla aivan eri kromoforisuhteet (tapeissa enemmän A2). Tämä osoittaa, että on mekanismeja joilla eri reseptoreiden kromoforisuhteita voidaan säätää paljon yksilöidymmin kuin on tiedetty. Koska pigmenttikohina rajoittaa näön herkkyyttä lähinnä heikossa valossa, voidaan ajatella, että nimenomaan tappien spektraaliherkkyyksiä on varaa siirtää A2:lla paremmin vastaamaan keltaisen järven valospektriä, ilman että kohinasta johtuva hinta on liian korkea

Etelä-Savon työmarkkinaselvitys: sumeita näkymiä ja toivon pilkahduksia

Tämän raportin keskeinen tavoite on kartoittaa Etelä-Savon työmarkkinoiden nykytilaa, sekä antaa ajankohtaista tietoa maakunnan avointen työpaikkojen ja työntekijöiden kohtaannosta. Selvityksen pääasiallisina aineistoina toimivat tilastot ja TE-toimiston ja Mikkelin ja Savonlinnan kuntakokeilun asiantuntijoille sekä Etelä-Savon yritysneuvojille tehtyjen kyselyjen ja haastattelujen tulokset. Selvitys on tuotettu Kasvupalveluista elinvoimaa Etelä-Savoon -hankkeessa. Etelä-Savon työmarkkinoiden nykytila näyttää huolestuttavalta, sillä paljon työpaikkoja on vuosien varrella hävinnyt ja työvoima on supistunut jokaisessa kunnassa. Kuitenkin pienissä kunnissakin tulee olemaan tarvetta erityisesti toisen asteen ammatillisen koulutuksen osaajista. Maakunnassa on paljon ikääntynyttä väestöä, syntyvyys alenee ja paljon nuoria muuttaa pois. Etelä-Savolla on haasteita veto- ja pitovoiman suhteen. Maakunnan työpaikkojen ja työntekijöiden kohtaantoon liittyy haasteita, joihin syitä löytyy niin toimintaympäristöstä, työnantajista kuin työntekijöistäkin. Vesistöt pirstovat aluerakennetta, mikä pidentää työmatkoja ja nostaa työssäkäynnin kustannuksia. Osa työnantajista kärsii imago-ongelmasta. Työnantajilla on usein työnhakijoihin liittyviä uskomuksia, jotka vaikeut-tavat tiettyjen ryhmien työllistymistä. Työntekijällä ei taas välttämättä ole riittävää tai sopivaa osaamista. Ratkaisuina haasteisiin nähtiin maakunnan veto- ja pitovoimaan satsaamisen. Erityisesti korostui ulkomaalaistaustaisen työvoiman saaminen ja pitäminen alueella. Myös ikääntyvän väestön työllistymisen tukeminen ja pitäminen työelämässä pidempään vaatii lähempää tarkastelua. Ylipäänsä korostettiin ajattelunmuutosta työnhakijoita kohtaan – esimerkiksi osatyökykyisissä ja pitkäaikaistyöttömissä on osaamista, jota ei ole vielä hyödynnetty

Toisen asteen koulutusvalinnan yhteys nuorten ruokatottumuksiin – STRIP–projekti

Tutkimuksessa selvitettiin miten nuorten oma toisen asteen koulutusvalinta on yhteydessä ruokatottumuksiin. Tutkittavat (n=310, joista 175 tyttöä ja 153 poikaa) ovat osallistuneet sydänterveyden edistämiseen tähtäävään STRIP – interventiotutkimukseen. Ruoankäyttöä selvitettiin ruokapäiväkirjojen (13 kk- 19 v) ja frekvenssikyselyn (16-19 v) avulla. Nuoret jaettiin 1) lukiolaisiin ja 2) toisen asteen ammatillisessa oppilaitoksessa opiskeleviin. Lukiolaiset söivät aamupaloja säännöllisemmin kuin ammatillisessa oppilaitoksessa opiskelevat. Lukiolaiset söivät myös kasviksia sekä hedelmiä ja marjoja säännöllisemmin kuin ammatillisessa oppilaitoksessa opiskelevat ja jo yläkouluikäisinä noin 30- 35 g enemmän kuin ammatillisen koulutuksen valinneet. Toisen asteen koulutuksen aikana ero kasvoi 60-70 grammaan. Koulutusvalinnalla ei ollut yhteyttä syömiskertojen lukumäärään tai runsasenergisten, mutta vähän ravintoaineita sisältävien ruokien käyttömääriin. Terveys- ja ravitsemuskasvatus on tärkeää vielä toisen asteen koulutuksessa ja erityisesti ammatillisen koulutuksen valinneiden keskuudessa

Rule-based induction method for haplotype comparison and identification of candidate disease loci

Peer reviewe

Nationwide Registry-Based Analysis of Cancer Clustering Detects Strong Familial Occurrence of Kaposi Sarcoma

Many cancer predisposition syndromes are rare or have incomplete penetrance, and traditional epidemiological tools are not well suited for their detection. Here we have used an approach that employs the entire population based data in the Finnish Cancer Registry (FCR) for analyzing familial aggregation of all types of cancer, in order to find evidence for previously unrecognized cancer susceptibility conditions. We performed a systematic clustering of 878,593 patients in FCR based on family name at birth, municipality of birth, and tumor type, diagnosed between years 1952 and 2011. We also estimated the familial occurrence of the tumor types using cluster score that reflects the proportion of patients belonging to the most significant clusters compared to all patients in Finland. The clustering effort identified 25,910 birth name-municipality based clusters representing 183 different tumor types characterized by topography and morphology. We produced information about familial occurrence of hundreds of tumor types, and many of the tumor types with high cluster score represented known cancer syndromes. Unexpectedly, Kaposi sarcoma (KS) also produced a very high score (cluster score 1.91, p-value <0.0001). We verified from population records that many of the KS patients forming the clusters were indeed close relatives, and identified one family with five affected individuals in two generations and several families with two first degree relatives. Our approach is unique in enabling systematic examination of a national epidemiological database to derive evidence of aberrant familial aggregation of all tumor types, both common and rare. It allowed effortless identification of families displaying features of both known as well as potentially novel cancer predisposition conditions, including striking familial aggregation of KS. Further work with high-throughput methods should elucidate the molecular basis of the potentially novel predisposition conditions found in this study.Peer reviewe

Impact of constitutional TET2 haploinsufficiency on molecular and clinical phenotype in humans

Clonal hematopoiesis driven by somatic heterozygous TET2 loss is linked to malignant degeneration via consequent aberrant DNA methylation, and possibly to cardiovascular disease via increased cytokine and chemokine expression as reported in mice. Here, we discover a germline TET2 mutation in a lymphoma family. We observe neither unusual predisposition to atherosclerosis nor abnormal pro-inflammatory cytokine or chemokine expression. The latter finding is confirmed in cells from three additional unrelated TET2 germline mutation carriers. The TET2 defect elevates blood DNA methylation levels, especially at active enhancers and cell-type specific regulatory regions with binding sequences of master transcription factors involved in hematopoiesis. The regions display reduced methylation relative to all open chromatin regions in four DNMT3A germline mutation carriers, potentially due to TET2-mediated oxidation. Our findings provide insight into the interplay between epigenetic modulators and transcription factor activity in hematological neoplasia, but do not confirm the putative role of TET2 in atherosclerosis.Peer reviewe

Searches for transverse momentum dependent flow vector fluctuations in Pb-Pb and p-Pb collisions at the LHC

CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQFINANCIADORA DE ESTUDOS E PROJETOS - FINEPFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESPThe measurement of azimuthal correlations of charged particles is presented for Pb-Pb collisions at root S-NN 2.76 TeV and p-Pb collisions at root S-NN 5.02 TeV with the ALICE detector at the CERN Large Hadron Collider. These correlations are measured for the second, third and fourth order flow vector in the pseudorapidity region vertical bar eta vertical bar 0.8 as a function of centrality and transverse momentum pT using two observables, to search for evidence of PT-dependent flow vector fluctuations. For Ph-Ph collisions at 2.76 TeV, the measurements indicate that PT-dependent fluctuations are only present for the second order flow vector. Similar results have been found for p-Pb collisions at 5.02 TeV. These measurements are compared to hydrodynamic model calculations with event-by-event geometry fluctuations in the initial state to constrain the initial conditions and transport properties of the matter created in Ph-Ph and p-Pb collisions.9133CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQFINANCIADORA DE ESTUDOS E PROJETOS - FINEPFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESPCONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQFINANCIADORA DE ESTUDOS E PROJETOS - FINEPFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESPSem informaçãoSem informaçãoSem informaçãoThe ALICE collaboration would like to thank all its engineers and technicians for their invaluable contributions to the construction of the experiment and the CERN accelerator teams for the outstanding performance of the LHC complex. The ALICE collaboration gratefully acknowledges the resources and support provided by all Grid centres and the Worldwide LHC Computing Grid (WLCG) collaboration. The ALICE collaboration acknowledges the following funding agencies for their support in building and running the ALICE detector: A.I. Alikhanyan National Science Laboratory (Yerevan Physics Institute) Foundation (ANSL), State Committee of Science and World Federation of Scientists (WFS), Armenia; Austrian Academy of Sciences and Nationalstiftung fur Forschung, Technologie und Entwicklung, Austria; Ministry of Communications and High Technologies, National Nuclear Research Center, Azerbaijan; Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq), Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) and Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP), Brazil; Ministry of Science & Technology of China (MSTC), National Natural Science Foundation of China (NSFC) and Ministry of Education of China (MOEC), China; Ministry of Science, Education and Sport and Croatian Science Foundation, Croatia; Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic, Czech Republic; The Danish Council for Independent Research Natural Sciences, the Carlsberg Foundation and Danish National Research Foundation (DNRF), Denmark; Helsinki Institute of Physics (HIP), Finland; Commissariat a l'Energie Atomique (CEA) and Institut National de Physique Nucleaire et de Physique des Particules (IN2P3) and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), France; Bundesministerium fur Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF) and GSI Helmholtzzentrum fur Schwerionenforschung GmbH, Germany; General Secretariat for Research and Technology, Ministry of Education, Research and Religions, Greece; National Research, Development and Innovation Office, Hungary; Department of Atomic Energy Government of India (DAE) and Council of Scientific and Industrial Research (CSIR), New Delhi, India; Indonesian Institute of Science, Indonesia; Centro Fermi Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche Enrico Fermi and Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Italy; Institute for Innovative Science and Technology, Nagasaki Institute of Applied Science (IIST), Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) KAKENHI and Japanese Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT), Japan; Consejo Nacional de Ciencia (CONACYT) y Tecnologia, through Fondo de Cooperacion Internacional en Ciencia y Tecnologia (FONCICYT) and Direccion General de Asuntos del Personal Academico (DGAPA), Mexico; Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO), Netherlands; The Research Council of Norway, Norway; Commission on Science and Technology for Sustainable Development in the South (COMSATS), Pakistan; Pontificia Universidad Catolica del Peril, Peru; Ministry of Science and Higher Education and National Science Centre, Poland; Korea Institute of Science and Technology Information and National Research Foundation of Korea (NRF), Republic of Korea; Ministry of Education and Scientific Research, Institute of Atomic Physics and Romanian National Agency for Science, Technology and Innovation, Romania; Joint Institute for Nuclear Research (JINR), Ministry of Education and Science of the Russian Federation and National Research Centre Kurchatov Institute, Russia; Ministry of Education, Science, Research and Sport of the Slovak Republic, Slovakia; National Research Foundation of South Africa, South Africa; Centro de Aplicaciones Tecnologicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN), Cubaenergia, Cuba, Ministerio de Ciencia e Innovacion and Centro de Investigaciones Energeticas, Medioambientales y Tecnologicas (CIEMAT), Spain; Swedish Research Council (VR) and Knut & Alice Wallenberg Foundation (KAW), Sweden; European Organization for Nuclear Research, Switzerland; National Science and Technology Development Agency (NSDTA), Suranaree University of Technology (SUT) and Office of the Higher Education Commission under NRU project of Thailand, Thailand; Turkish Atomic Energy Agency (TAEK), Turkey; National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine; Science and Technology Facilities Council (STFC), United Kingdom; National Science Foundation of the United States of America (NSF) and United States Department of Energy, Office of Nuclear Physics (DOE NP), United States of America

Searches for transverse momentum dependent flow vector fluctuations in Pb-Pb and p-Pb collisions at the LHC

The measurement of azimuthal correlations of charged particles is presented for Pb-Pb collisions at sNN=2.76 TeV and p-Pb collisions at sNN=5.02 TeV with the ALICE detector at the CERN Large Hadron Collider. These correlations are measured for the second, third and fourth order flow vector in the pseudorapidity region |η| < 0.8 as a function of centrality and transverse momentum pT using two observables, to search for evidence of pT-dependent flow vector fluctuations. For Pb-Pb collisions at 2.76 TeV, the measurements indicate that pT-dependent fluctuations are only present for the second order flow vector. Similar results have been found for p-Pb collisions at 5.02 TeV. These measurements are compared to hydrodynamic model calculations with event-by-event geometry fluctuations in the initial state to constrain the initial conditions and transport properties of the matter created in Pb–Pb and p–Pb collisions

Prehospital läkemedelsbehandling : utarbetning av ett förslag till en läkemedelsbehandlingsplan

Sammanfattning: Prehospital läkemedelsbehandling ska påbörjas snabbt och säkert, eftersom patientens tillstånd kan vara kritiskt och de grundläggande livsfunktionernan kan vara hotade. Rekommendationer från Social- och Hälsovårdsministreriet är att varje organisation inom området bör inneha en läkemedelsbehandlingsplan. Syftet med denna dokumentstudie är att utforma ett förslag till en läkemedelsbehandlingsplan för en ambulans på vårdnivå i Finland. Frågeställningen för detta examensarbete är: En läkemedelsbehandligsplan är ett redskap inom akutsjukvården och används som stöd vid läkemedelsbehandling. Planen framställdes enligt lagar och föreskrifter som berörde läkemedelsbehandling. Som datainsamlingmetod används dokumentstudier, som analyserades med dataanalysmetod. En resumé användes för att läsaren snabbt skall få en översikt över forskningarna. De teoretiska utgångspunkterna var professionalitet enligt Benner (1993) och tankar om trygghet av Sarvimäki & Stenbock-Hult (1989) och Andersson (1984). Resultatet av detta examensarbete är en läkemedelsbehandlingsplan som har vuxit fram under forskningsprocessen. Genom forskningfrågorna fick respondenterna fram att professionalitet och trygghet hör ihop med läkemedelsbehandling. Från de två övergripande teoretiska utgångspunkterna och den teoretiska bakgrunden växte fram följande kategorier: dokumentation, vårdarens kompetens, läkemedelsprocess, patientens välmående och säkerhet som är viktiga delar i en säker läkemedelsbehandling.Summary: Prehospital drug treatment should be started quickly and safely, because the patient's condition might be critical and basic vital functions may be threatened. Recommendations from the Social and Healthcare Ministry is that each organization in the field should possess a drug administration plan. The purpose of this document study is to design a proposal for a drug administration plan for an ambulance on the level of care in Finland. Research question for this thesis is: A drug administration plan is a tool in the acute care and assistance in the drug administration. The plan was prepared under the laws and regulations involving drug administration and documents. As the data collection method, document studies were used, which were analyzed using data analysis method. A synopsis will introduce the reader into a quick overview of the research area. The following theoretical bases were involved in this study: the professionalism of Benner (1993) and thoughts on safety of Sarvimäki & Capricorn-Hult (1989) and Andersson (1984). The result of this thesis is a drug administration plan that has emerged during the research process. The research questions were presented to the respondents’ professionalism and confidence associated with drug therapy. From the two overarching theoretical starting points and the theoretical background emerged following categories: documentation, caregiver skills, medication process, patient well-being and security are important parts of a safe medication