Microbial Proteomics

Proteomics provides detailed descriptions of the structure and function of biological systems in different biological conditions. Although proteomics as a field is relatively new, many methodologies in proteomics have been under development for decades. Proteome analyses are often accomplished by a combination of two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) for protein separation and visualization, and mass spectrometry (MS) for protein identification. A proteomic experiment often aims to analyse as many proteins as possible in a proteome. The separation of proteins and peptides is therefore a key element in proteomic analyses. In proteomic studies, developments and improvements in MS-based techniques have revolutionized the identification of proteins. However, the identification of the proteins present in a sample is only the first step in the process of understanding their functions. Thus, a successful model of protein function and regulation pathways in the cell requires a broad understanding of protein interaction with other proteins and a comprehensive understanding of cellular metabolism. In this thesis, proteomic methods including different forms of 2-DE based separation and MS-based identification techniques were adapted and validated. These techniques were used to reveal the metabolic responses of the recombinant xylose-fermenting Saccharomyces cerevisiae and stress responses of the probiotic Lactobacillus gasseri and the mastitis pathogen Streptococcus uberis. In the first study the methods for protein separation and identification for S. cerevisiae were adapted and validated. These methods were used and further optimized in the second publication, which was the first proteome wide study of a recombinant xylose-fermenting S. cerevisiae. In the background of these yeast studies lies increasing concern about global climate warming, that has accelerated the development of alternative energy sources. Bioethanol production from cellulosic biomass by fermentation with baker s yeast S. cerevisiae is one of the most studied areas in this field. D-xylose is abundant in the biomass, thus the metabolic engineering of S. cerevisiae for utilisation of pentose sugars is of particular interest. Because S. cerevisiae does not naturally utilize xylose or other pentose sugars, the introduction of an active xylose utilization pathway into S. cerevisiae was likely to have a major effect on cellular metabolism. As a result we found altered metabolic fluxes especially in the acetate and glycerol pathways in cells growing on xylose compared to cells growing on glucose. In the third study, improved proteomic methods were applied to investigate heat-stress response of the probiotic Lactobacillus gasseri. Probiotics are microbes that are known to confer health benefits in the host. The use of food products containing probiotic microorganisms is of increasing economic importance and during the manufacturing processes and digestion these microorganisms are exposed to technological and digestive stresses. The study of heat shock response of L. gasseri revealed an increased abundance of four Clp ATPases, which are a family of stress proteins that are known as regulators of several biological processes and virulence factors in a number of pathogenic bacteria. We also showed that a functional clpL gene is essential for the development of constitutive and induced thermotolerance in L. gasseri. The adapted proteomic methods were applied in the fourth publication to investigate the global changes in the proteomes of Streptococcus uberis in response to mutagenesis-inducing ciprofloxacin challenge, and to elucidate the mechanisms by which resistance to ciprofloxacin is developed. S. uberis is an environmental mastitis pathogen and it is known that the fluoroquinolone antibiotic ciprofloxacin induces a mutagenic response in S. uberis. This proteomic study revealed activation of the oxidative damage response, reduction in NADH generation and changes in the pool of deoxyribonucleotides, potentially providing S. uberis time to stimulate mutagenesis and adapt to changes in its environment.Tässä väitöskirjassa on kehitetty ja sovellettu proteomiikan menetelmiä mikrobien proteomien tutkimiseen. Proteomi tarkoittaa kaikkia solun tai kudoksen ilmentämiä proteiineja tiettynä ajan hetkenä. Proteomiikan avulla tutkitaan tätä tiettynä hetkenä ilmenevää proteiinikokonaisuutta. Proteomiikka osoittautui oivalliseksi ja uutta tietoa tuottavaksi tavaksi tutkia mikrobien aineenvaihduntaa, sopeutumista epäsuotuisiin olosuhteisiin ja vastustuskyvyn muodostumista antibiooteille. Ilmaston lämpeneminen ja fossiilisten polttoaineiden rajallisuus on lisännyt uusiutuvista materiaaleista valmistettujen polttoaineiden houkuttavuutta. Kasviperäistä selluloosaa fermentoimalla tuotettu bioetanoli on paljon tutkittu vaihtoehto fossiilisille polttoaineille. Saccharomyces cerevisiae -leivinhiivaa käytetään laajalti bioetanolin tuotossa, jossa se muuttaa kasviselluloosan sisältämän sokerin etanoliksi. Leivinhiiva fermentoi luonnostaan vain kuusihiilisiä sokereita, jättäen kasviselluloosassa laajalti esiintyvät viisihiiliset sokerit hyödyntämättä. Kaikkien kasviselluloosaperäisten sokereiden tehokas käyttö on kuitenkin edellytys bioetanolin taloudelliselle tuotolle. Väitöskirjani ensimmäisessä osatyössä optimoitiin elektroforeesiin, massaspektrometriaan sekä kromatografiaan perustuvia menetelmiä leivinhiivan proteiinien eristykseen, erotteluun ja tunnistukseen. Toisessa osajulkaisussa näitä menetelmiä sovellettiin geneettisesti muokatun, viisihiilistä sokeria fermentoivan S. cerevisiaen aineenvaihdunnan tutkimiseen. Kolmannessa osatyössä käytettiin uudempaa, aiempiin tekniikoihin verrattuna kehittyneempää fluoresoiviin merkkiyhdisteisiin perustuvaa menetelmää tutkittaessa probioottisen eli terveyttä edistävän bakteerin Lactobacillus gasserin proteomia bakteerin sopeutuessa epäsuotuisan korkeaan lämpötilaan. Probioottinen bakteeri altistuu muuttuville olosuhteille koko elinkaarensa ajan, esimerkiksi tuotannonaikaisille lämmönvaihteluille ja ruoansulatuskanavan vatsa- ja sappihapoille. Tieto biologisista mekanismeista, joiden avulla probioottinen bakteeri selviytyy stressistä tai sopeutuu siihen, on kuitenkin rajallista. Tämän työn tuloksena havaittiin ClpATPaasien lisääntynyt ilmentyminen epäsuotuisan lämpötilan vaikutuksesta. ClpATPaasit ovat proteiiniperhe, joka toimii monien elintärkeiden biologisten prosessien säätelijöinä myös sairautta aiheuttavissa bakteereissa. Työssä osoitettiin myös, että clpL-geeni on välttämätön L. gasseri -bakteerin korkean lämpötilan sieto- ja sopeutumiskyvylle. Kolmannessa osatyössä kehitettyjä menetelmiä sovellettiin myös neljännessä osajulkaisussa, jossa tutkittiin utaretulehdusta aiheuttavan Streptococcus uberis -bakteerin kehittymistä antibiooteille vastustuskykyiseksi. Tiedetään, että fluorokinoloni-antibiootit aikaansaavat antibiootin sietokykyä lisäävien geneettisten muutosten syntymisen bakteereissa. Streptokokkien geneettisistä sopeutumismekanismeista tiedetään kuitenkin vasta vähän. Tarkempi perehtyminen S. uberis bakteerin mekanismeihin paljasti, että antibioottialtistus saa aikaan muutoksia NADH:n tuotossa, deoksiribonukleotidien määrässä sekä aktivoi vasteen haitallisille vapaille happiradikaaleille. Nämä muutokset antavat ko. bakteerille aikaa sopeutua elinympäristön muutokseen

Verkostot väylänä työelämään

Tutkimuksessa selvitetään Helsingin yliopiston valtiotieteellisestä tiedekunnasta valmistuneiden siirtymistä työelämään. Tarkoituksena on avata siirtymään liittyvää problematiikkaa ja tutkia työelämässä esiintyviä sosiaalisia verkostoja. Tutkimusta varten haastateltiin yhdeksää henkilöä, jotka olivat valmistuneet noin viisi vuotta aikaisemmin valtiotieteiden maistereiksi. Haastatteluissa kartoitettiin heidän kokemuksiaan työelämään siirtymisestä. Haastatteluiden lisäksi aineistona toimii haastateltavien työhistorioista muodostetut työjanat ja taustatiedot. Tutkimusmenetelmänä on käytetty kvalitatiivista sisällönanalyysiä. Laadullinen aineisto antaa uudenlaisen lähestymistavan työelämään siirtymisen tutkimiseen. Tutkimuksen lähtökohdat rakentuvat korkeakoulutettujen työelämään siirtymistä käsitelleiden tutkimusten, työelämän tutkimuksen ja verkostoanalyysin varaan. Tutkimustulokset muodostuvat kolmesta analyysiluvusta, joissa käsitellään opiskeluaikaa ja yliopistokoulutusta, valtiotieteilijöiden kohtaamaa muuttuvaa työelämää sekä verkostoitunutta työelämää. Tulosten mukaan osa haastateltavista oli opiskeluaikanaan huolestunut työllistymisestään, mutta toisen osan haastateltavista huomattiin suhtautuvan siirtymään ’töiden shoppailuna’. ’Töiden shoppailussa’ työmarkkinoilla toimitaan kuluttajina ja etsitään sopivaa työpaikkaa omien mieltymysten mukaan (Johnson 1978; Hämäläinen 2002). Toiseksi vastavalmistuneet valtiotieteiden maisterit haluavat tutkimuksen mukaan jatkuvasti kouluttautua uudelleen ja kehittyä työelämässä (ks. Julkunen 2008a; Julkunen 2008b; Sennett 2002). Haastattelupuheessa tasapainoilee pelko jämähtämisestä ja määräaikaisista työsuhteista. Aineistosta löytyi kolme erilaista työjanaa, professionaalinen, intressikohtainen ja generalistinen, joiden kautta on mahdollista ymmärtää valtiotieteilijöiden erilaisia urapolkuja. Kolmanneksi tutkimus kartoittaa, miten sosiaalisia verkostoja hyödynnetään siirtymässä koulutuksesta työelämään (ks. Jokisaari & Nurmi 2004). Kaikki haastateltavista olivat saaneet useamman kuin yhden työpaikan sosiaalisten verkostojensa kautta. Sosiaaliset verkostot toimivat työnhakukanavana, koska niiden sisällä liikkuu tietoa. Toisin sanoen voidaan puhua sosiaalisten verkostojen tuomista informaatiohyödyistä (Lin 2001), jotka ilmenevät heikkoina siteinä (Granovetter 1983; 1995) ja rakenteellisina aukkoina (Burt 2001). Tutkimuksessa esiintyvät työllistymiseen vaikuttaneet sosiaaliset suhteet perustuvat suurimmalta osin sosiaalisen pääoman (Bourdieu 2007 [1986]) kautta syntyneeseen luottamukseen (Coleman 1988; Mäkelä & Ruokonen 2005). Tutkimustulosten mukaan päämäärätietoiseen verkostoitumiseen suhtaudutaan varauksella, mutta ystäville tietoja avoimista työmahdollisuuksista välitetään mielellään. Erottelu syntyy kilpailusuhteiden ja ystävyyssuhteiden välille, joissa sosiaalista pääomaa käytetään eri tavoilla (ks. Johanson & Uusikylä 2005). Tutkimuksen mukaan valtiotieteiden maisterit työllistyvät sellaisten sosiaalisten verkostojen kautta, joissa liikkuu tietoa ja joihin liittyy luottamus

Use of antibiotics contrary to guidelines for children’s lower respiratory tract infections in different health care settings

This study aimed to evaluate antibiotic prescriptions for children with lower respiratory tract infection (LRTI) in public and private primary care clinics and in a hospital’s pediatric emergency department (PED) in 2012–2013 (pre-guideline) and in 2014–2015 (post-guideline). Special attention was paid to guideline compliance, especially regarding macrolide prescriptions, which the guidelines discourage. Retrospective data of 1431 children with LRTI in November–December 2012–2015 were collected from electronic registers and checked manually. Three diagnostic groups were analyzed: community-acquired pneumonia (CAP), wheezing bronchitis, and non-wheezing bronchitis. A comparison of the pre- and post-guideline periods revealed antibiotic prescription rates of 48.7% and 48.9% (p = 0.955) for all LRTIs, respectively, and 77.6% and 71.0% (p = 0.053) for non-wheezing bronchitis. The prescription rates for all LRTIs were 24.9% in PED and 45.9% in public (p < 0.001 vs. PED) and 75.4% in private clinics (p < 0.001 vs. PED and p < 0.001 vs. public clinics). During post-guideline periods, antibiotics were prescribed for CAP less often in private (56.3%) than in public clinics (84.6%; p = 0.037) or in PED (94.3%; p < 0.001 vs. private and p = 0.091 vs. public primary clinics). Macrolide prescriptions were highest in private clinics (42.8%), followed by public primary care clinics (28.5%; p < 0.05) and PED (0.8%; p < 0.05 vs. both public and private primary care). Amoxicillin was the predominant antibiotic in public primary care and PED and macrolides in private primary care. Conclusion: Antibiotic prescribing for children with LRTI differed significantly between healthcare providers. CAP was undertreated and bronchitis overtreated with antibiotics in primary care, especially in the private clinics. What is Known: • Clinical Treatment Guidelines tend to have modest effect on physicians’ antibiotic prescribing habits. • Pediatric viral LRTIs are widely treated with unnecessary antibiotics. What is New: • Remarkable differences in antibiotic prescriptions in pediatric LRTIs between Finnish private and public providers were observed. • Overuse of macrolides was common especially in private clinics.Peer reviewe

The Nostalgic Women : The Blog That Was Awarded with the Annual Award in Museum Pedagogy 2016

In this paper we present the Nostalgic Women project, a participative project which was given the Annual Award in Museum Pedagogy 2016. In autumn 2015, 45 students from the Bachelor of Beauty and Cosmetics Degree launched a cooperative project with The Lotta Museum and Keuda Vocational College beautician students as part of their studies. The project was based on Learning by Developing (LbD) pedagogy where students' learning is connected to authentic development projects that are rooted in the world of work. The Lotta Museum is a professionally run specialist museum that records and documents the history of the Lotta Svärd organization and studies the volunteer work of women as part of the history of Finland. The project included workshop activities, on the basis of which the students were able to participate in the Museum's content and event production. The main output of the project was a blog ‘Nostalgic Women’. Beauty and Cosmetics students produced 25 blog posts which combined cosmetic chemistry, wellbeing and culture during the 1930s and 1940s. The blog posts were published in 2016. The special feature of the project was that an atypical target group, the students, started to create content based on their own vocational know-how for the already existing target group of the Museum. Through the content production, the Beauty and Cosmetics students were able to present their professional skills to the general public and popularize the science behind cosmetics and cosmetic products. The content generated by the students has, without exception, received plenty of positive feedback. The blog has a well-established readership. According to the students’ feedback, the participative way of working and multi-professional collaboration was very useful and gave them more knowledge and experience of working life. The Finnish Association for Museum Education, Pedaali, granted the Annual Award in Museum Pedagogy 2016 to the Nostalgic Women project. Pedaali's board viewed the project as representing a new approach of engaging audiences and a new way of making museums more accessible. Collaboration with educational institutions has helped to make the Lotta Museum more appealing to young audiences, which are considered to be a challenging target group, and the project has also demonstrated that the past is still relevant today. At the same time, the Lotta Museum has been able to present its themes on a contemporary platform, to provide it with a broader context and open it to wider audiences. The project has also made the museum and the Bachelor of Beauty and Cosmetics Degree more widely known

Kestäviä raaka-aineinnovaatioita

Kestävästä kehityksestä on tullut kosmetiikkateollisuuden standardi. Yritykset kehittelevät uusia innovaatioita ja kuluttajat ovat entistä tiedostavampia raaka-aineiden jäljitettävyyden suhteen. Esimerkiksi raaka-ainevalmistaja BASF on julkaissut Itz Traceable -ohjelmiston, jonka avulla brändit voivat ohjata kuluttajan raaka-aineen alkuperään, jopa kasvupaikkaan saakka

Ihana, kamala aurinko

ho ikääntyy väistämättä. Merkittävin ihon ikääntymismuutoksia aiheuttava tekijä on auringon UV-säteily. Sen merkitys on 80 % kaikista ulkoisista tekijöistä. Suojautumalla auringon UV-säteilyltä voimme vähentää ikääntymismuutosten syntyä

Hyaluronihappo - kehon oma molekyyli kosmetiikkatuotteen tehoaineena

Hyaluronihappo eli hyaluronaani (HA) on pitkä sokerimolekyyli. Sitä on luontaisesti lähes kaikissa kudoksissa, joissa se auttaa pitämään yllä joustavuutta ja kosteutta. Erityisen paljon sitä on ihon epidermiksessä ja dermiksessä, nivelnesteessä ja silmän lasiaisessa. Ihmiskehossa hyaluronihappoa on noin 5 g, josta kolmasosa on ihossa. Hyaluronihapon tuotanto vaan vähenee iän myötä, jolloin iholla on nähtävissä ikääntymisen merkkejä: iho kuivuu sekä ihon pehmeys ja joustavuus vähenevät. Tämä taas lisää ihon juonteita ja ryppyjen määrää

Tuoksuilla nuoremmaksi ja viehättävämmäksi?

Hajuaisti on yksi tärkeimmistä aisteistamme. Kosmetiikan tuoksut ovat osa ihon- ja hiustenhoitoa, mutta myös nautintoa: iholle levitetty voide tai hajuvesi virkistää ja virittää aistit sopivaan tunnelmaan. Mutta voiko tuoksuilla vaikuttaa siihen, miten muut meidät havainnoivat

Thinking Differentially - from a Course to an Entrance Exam, Case Master's Degree in Beauty and Cosmetics

The COVID-19 pandemic during the last few years changed dramatically the chances of conducting teaching and entrance exams at Laurea University of Applied Sciences (Laurea UAS). Educational institutions and universities were closed, and entrance exams traditionally held on campus were no longer possible. Decisions on the implementation of the entrance exams had to be made quickly. Laurea’s Master’s degrees have already considered the implementation of entrance exams courses (EECs) based on a core competence course. The reasons were e.g., improvement of the quality of entrance exams, raising the motivation of students, and raising awareness of Laurea’s education portfolio and the contents of education. The financial implications of the solution were also discussed. One goal was to increase the ratio of credits performed in the Open University of Applied Sciences (Open UAS). The COVID-19 pandemic justified the implementation of this solution further. Conducting the student selection with the EEC has numerous advantages. The online course enables the teaching of large groups of students. The Open UAS credits are accrued for all participants who pass the course. Students with the best grades will be selected as degree students. They will have the credits included in their studies. During the EEC, students become acquainted with the main contents of the Master’s degree they apply for. Students who complete the course and are selected as degree students are motivated. They can immediately take part in Laurea’s Learning by Developing (LbD) projects based on authenticity, partnership, experiential learning, creativity, and research. Designing the curriculum for Master’s Degree in Beauty and Cosmetics was presented in ICERI 2018 [1]. The Degree has been one of the degrees utilizing this new way to conduct student selection. Core competence courses have been chosen as the entrance exam, and different courses each year. This article presents the development, structure, and experiences of the entrance exam courses based on three years of experience. The discussion is based on a SWOT analysis

Paukkuva pakkanen ja rutikuiva sisäilma

Talvella kylmä sää, pakkanen ja kuiva huoneilma voivat tehdä ihosta kuivan, ärtyneen ja haavoittuvan. Erityisen kovilla on kasvojen iho. Jotta iho pysyisi talvellakin terveenä ja kosteutettuna, alkaa sen hoito nytkin puhdistuksesta. Käytä lempeää, kosteuttavaa puhdistusainetta, joka ei kuivata ihoa. Voimakkaat puhdistusaineet ja kuorinnat voivat ärsyttää ihoaentisestään