Sukurauhasten kehityksen ja toiminnan mallintaminen monikykyisten humaanikantasolujen avulla

Human gonads (testes and ovaries) develop from mesoderm as paired organs and are initially identical, or bipotent, in males and females. Upon sex determination, the gonads initiate differential transcription, molecular signaling, and hormonal patterns and begin to display their sex-specific characteristics. Occasionally, these complex processes become disrupted, causing impaired gonadal development at embryonic and early fetal stages and altered gonadal functions, which may lead to infertility or even abnormal sex development. The molecular mechanisms delineating early gonadal development and sex determination are not thoroughly understood and have been challenging to investigate in humans. Human pluripotent stem cells (hPSCs), comprising human embryonic stem cells (hESCs) and human induced pluripotent stem cells (hiPSCs), are a versatile tool for studying regulatory mechanisms of human organ development and related disease processes. hPSCs can form all three germ layers of an early embryo and have an endless capacity to self-renew, providing an infinite source of cells equivalent to the undifferentiated cells of an embryo. Follicle-stimulating hormone (FSH) and its receptor (FSHR) are necessary for normal development and function of the reproductive system. Any disruptions in FSH-FSHR signaling may cause severe fertility issues. For example, inactivating FSHR mutation resulting in an alanine to valine (A189V) amino acid substitution leads in women to amenorrhea and infertility due to blocked follicle development and in men to markedly reduced spermatogenic capacity but partially preserved fertility. The disease mechanisms for the observed phenotypes remain obscure. In this study, the first aim was to reveal regulatory pathways and signaling mechanisms involved in early gonadal development by developing an hPSC-based in vitro model. The second aim was to evaluate the regulatory role of nuclear receptor subfamily 5 group A member 1 (NR5A1), a gene encoding steroidogenic factor 1 (SF1), in early gonadal cell transcriptomics. The third aim was to examine the function of human wild-type (WT) FSHR and FSHR with an inactivating A189V mutation. To model gonadal development, we differentiated hPSCs into bipotential gonadal-like cells via primitive streak- and intermediate mesoderm-like stages by stimulating activin, bone morphogenetic protein, and Wingless-related integration site-dependent signaling, demonstrating the importance of the proper balance between these signaling pathways in early gonadal differentiation. hiPSCs of male origin, differentiated to the bipotential gonadal-like stage, were further directed towards more mature gonadal-like anti-Müllerian hormone-producing and steroidogenic cells by activating endogenous NR5A1 with CRISPR-Cas9 technology. Cells differentiated in the absence of NR5A1 activation did not exhibit these characteristics, as assayed by gene expression and immunodetection-based methods and mass spectrometry. Moreover, by performing whole sample RNA sequencing analysis for the cells in the presence and absence of NR5A1 activation, we identified many novel targets of NR5A1 and altered gene expression patterns of many gonad-related genes and genes not previously associated with gonads in response to NR5A1. We also established a protocol for directed differentiation of hPSCs into cells endogenously expressing FSHR. By differentiating hESCs expressing WT FSHR and patient-specific hiPSCs expressing mutated A189V FSHR and by performing immunosorbent-based functional assays in the differentiated cells, we demonstrated distinct functional response to FSH between the mutated and WT receptors. In addition, we identified several novel FSHR-protein interactions by using affinity proximity mass spectrometry in HEK293 cells stably expressing WT or A189V FSHRs in stimulated and unstimulated conditions. This research project provided novel insights into signaling and gene regulatory mechanisms during early gonadal development. The established differentiation protocols can serve as promising tools also in future studies. For example, the gonadal models can be used to examine gonadal dysgenesis or causes of infertility with patient-derived hiPSCs. This project also yielded a considerable amount of publicly available transcriptomics and proteomics data, which can be utilized in evaluating SF1 and FSHR biology.Miehen ja naisen sukurauhaset (kivekset, munasarjat) ovat alun perin samankaltaiset. Sukupuolenmääräytymisestä lähtien sukurauhasten geeniekspressio, signalointi- ja hormonitoiminta alkavat ilmentää kunkin sukupuolen piirteitä. Toisinaan nämä toiminnot häiriintyvät johtaen sukurauhasten varhaiskehityksen häiriöihin ja normaalista poikkeavaan toimintaan, mikä puolestaan saattaa johtaa hedelmättömyyteen tai häiriöihin sukupuolenmääräytymisessä. Sukurauhasten varhaiskehitykseen ja sukupuolenmääräytymiseen liittyviä mekanismeja tunnetaan edelleen huonosti. Ihmisen monikykyiset kantasolut (hPS-solut), joihin luetaan sikiöaikaiset kantasolut (hES-solut) ja indusoidut monikykyiset kantasolut (hiPS-solut), ovat hyödyllisiä selvitettäessä ihmisen elinten kehitykseen liittyvien säätelytekijöiden vaikutuksia ja tautimekanismien mallinnuksessa. Follikkeleita stimuloiva hormoni (FSH) ja sen reseptori (FSHR) ovat välttämättömiä lisääntymiselinten normaalin kehityksen ja toiminnan kannalta. Eräs FSH-reseptorin inaktivoiva mutaatio (A189V), joka johtaa alaniinin korvautumiseen valiini-aminohapolla, johtaa naisilla follikkeleiden kehityksen pysähtymiseen ja sen seurauksena kuukautisten puuttumiseen ja hedelmättömyyteen. Vastaava mutaatio miehillä heikentää siittiötuotantoa. Näihin poikkeaviin ilmiasuihin johtavat tautimekanismit eivät ole vielä kovin hyvin selvillä. Tämän tutkimuksen ensimmäisenä tavoitteena oli selvittää varhaisten sukurauhasten kehityksen säätely-ja signalointimekanismeja ja kehittää sitä varten kantasoluihin perustuva soluviljelymalli. Toisena tavoitteena oli tutkia tumareseptori 5 A 1 (NR5A1)-geenin säätelyvaikutusta kehittyvien sukurauhasten geenien ilmentymisessä. Kolmantena tavoitteena oli tutkia villityypin ja A189V mutantti-FSHR:n toimintaa. Tutkimuksessa mallinsimme sukurauhasten kehitystä ohjaamalla hPS-solujen kehitystä sukurauhasen kaltaisiksi soluiksi stimuloimalla solunsisäisiä signalointireittejä. Lisäksi erilaistimme anti-müllerian hormonia ja sukupuolihormoneja tuottavia sukurauhasen kaltaisia soluja aktivoimalla NR5A1-geeniä CRISPR-Cas9-teknologian avulla. Solujen RNA sekvensointi-analyysi osoitti useita uusia NR5A1:n säätelykohteita ja geenejä, joiden yhteyttä NR5A1:n ja sukurauhasten välillä ei ole aiemmin osoitettu. Kehitimme myös menetelmän hPS-solujen erilaistamiseksi FSHR-geeniä ilmentäviksi soluiksi. Erilaistimme villityypin ja mutantti FSH-reseptoria ilmentäviä soluja ja osoitimme ELISA vasta-ainemäärityksin niiden erilaisen vasteen FSH:lle. Lisäksi identifioimme affiniteettimassaspektrometrialla useita uusia vuorovaikutussuhteita FSH-reseptorin ja muiden proteiinien välillä FSH:lla stimuloiduissa ja kontrolli HEK293 soluissa, jotka ilmensivät joko villityypin tai mutantti FSH-reseptoria. Tämän työn ansiosta saatiin tietoa sukurauhasten varhaiskehityksen säätelystä geeni-ja signalointitasoilla. Kehitettyjä menetelmiä voidaan hyödyntää selvitettäessä sukurauhasten kehityshäiriöiden ja hedelmättömyyden syitä. Projektista saatiin runsaasti transkriptomiikka-ja proteomiikka-aineistoa, jota voidaan hyödyntää jatkotutkimuksissa

Improved user experience with realistic virtual environments and environmental states

Abstract. Virtual reality has been a topic of keen research for last three decades. Recent advances on display technology and wireless network systems combined with easily maintainable and expandable social networks allow more pervasive experiences and better collaboration than ever before. Still the virtual reality remains as rarely used resource and a niche form of entertainment. Virtual Reality is still far from its Science Fiction epitome. Sci-fi presents virtual reality as a ubiquitous technology that generally provides an immersive experience that transforms the concept of communication and collaboration by taking the user into completely another reality. Thanks to leaps in technology, users can experience previously unseen levels of resolution with minimal network lag on consumer priced products. Despite of this VR technology has not caught on. From users’ perspective, this is affected by user experience. This thesis sets out to discover use cases for realistic virtual environments and states and issues in user experience affecting adoption. It will also take a look on different hindrances and difficulties concerning the mass adaption of virtual reality tools and applications.Realististen virtuaaliympäristöjen ja tilojen käyttö käyttäjäkokemuksen parantamiseen. Tiivistelmä. Virtuaalitodellisuutta on tutkittu vilkkaasti 80-luvulta saakka. Näyttöteknologian ja langattomien verkkojärjestelmien viimeaikainen kehitys yhdessä helposti ylläpidettävien ja laajennettavien sosiaalisten verkostojen kanssa mahdollistavat aiempaa kokonaisvaltaisempia kokemuksia ja yhteistyömahdollisuuksia. Tästä huolimatta virtuaalitodellisuus pysyy edelleen harvoin käytettynä resurssina ja viihteen erikoismuotona. Virtuaalitodellisuus on edelleen kaukana sci-fi visualistien haaveesta: kaikkialla läsnäolevana, ubiikkina teknologiana, joka tarjoaa mukaansatempaavia ja ainutlaatuisia kokemuksia, sekä muuttaa käsitystämme sosiaalisesta kanssakäynnistä. Uusimmat teknologiat tarjoavat käyttäjälle ennennäkemättömän korkearesoluutioista kuvaa ja minimaalista verkkoviivettä kuluttajahintaisilla laitteilla. Tästäkään huolimatta suuri yleisö ei ole lämminnyt VR-teknologialle. Käyttäjän näkökulmasta tähän vaikuttaa suuresti käyttökokemus. Tämä tutkimus käsittelee realististen virtuaaliympäristöjen ja -tilojen vaikutusta käyttäjäkokemukseen, sekä ottaa kantaa erilaisiin esteisiin ja hankaluuksiin virtuaaliteknologian leviämisessä suuren yleisön suosioon

BLE-data:a smartphone-based BLE-data collection tool

Abstract. Smart phones together with plethora of different sensors create a massive data collection system. This system can be also used for storing, analyzing, and broadcasting data. Data can be anything that can be metered or derived, from chemical compounds to traffic congestion to advertisement data to users’ activity or health statistics. Using the sensors already present in smartphones together with Bluetooth capable controller chips to add more sophisticated sensors, user creates an easily extendable monitoring system that does not require an internet connection. After embedded initialization programming, configuring and managing these chips can be done with a smartphone using Bluetooth communication stack. This study presents an Android-library for managing BLE peripherals and an app to collecting and store the recorded data. Bluetooth devices are scanned and connected through Bluetooth Low Energy interface and data is stored to persistent Room database.Tiivistelmä. Älypuhelimet yhdessä lukuisten eri antureiden kanssa luovat massiivisen järjestelmän tietojen keräämiseksi, tallentamiseksi, lähettämiseksi ja analysoimiseksi. Nämä tiedot voivat olla mitä tahansa kemiallisista yhdisteistä liikenteen ruuhkautumiseen ja mainosdatan esittämisestä käyttäjän aktiivisuuteen ja terveystilastoihin. Käyttämällä älypuhelimen valmiiksi olemassa olevia sensoreita ja yhdistelemällä niitä Bluetooth -ominaisuudella varustettuun ohjaussiruun kehittyneempien sensorien kanssa, käyttäjä saa luotua helposti laajennettavan monitorointi verkoston, joka ei vaadi internet yhteyttä. Käyttöönotettaessa tarvitun sulautetun ohjelmakoodin jälkeen, sensorilaitteita voi ohjata älypuhelimella, käyttäen Bluetooth radiota. Tässä tutkimuksessa esitellään Android-kirjasto BLE sensorien hallintaan, yhdistettynä tietojen keräämiseksi ja tallentamiseksi rakennettuun appiin. Bluetooth-laitteet skannataan ja liitetään Bluetooth Low Energy -rajapinnan kautta ja näistä luettu data tallennetaan paikalliseen Room-tietokantaan

Projektijohtaminen tapahtuman järjestämisessä, Case Suurpellon Joulutori

Tässä opinnäytetyössä perehdyttiin projektin johtamiseen tapahtuman järjestämisen yhteydessä. Kyseessä oli toiminnallinen opinnäytetyö, joka jaettiin kahteen osaan; opinnäytetyön tekijät perehtyivät projektin johtamiseen ja tapahtuman järjestämiseen liittyviin seikkoihin teoriassa sekä toimivat projektipäälliköinä Joulutorin järjestämisessä Suurpellon asuinalueelle. Toimeksiantajana Joulutori-tapahtumalle toimi Koulii-hanke. Koulii-hanke on koulutuksen innovaatio- ja integraatio hanke, jossa Laurea-ammattikorkeakoulu ja Espoon seudun koulu-tuskuntayhtymä Omnia ovat mukana. Hanke päättyi joulukuussa 2012. Opinnäytetyön tavoitteena oli järjestää onnistunut tapahtuma Suurpellon asukkaille. Tarkoituksena oli, että opinnäytetyö auttaa tulevaisuudessa projektiluontoisten tapahtumien järjestäjiä hahmottamaan projektin kokonaisuutta sekä tukee projektia johtavia henkilöitä saavuttamaan projektin onnistuneen läpiviennin. Toimeksiantajan toivomuksena oli, että Joulutori-tapahtuma olisi alku jokavuotiselle lämminhenkiselle tapahtumalle, joka yhdistää alueen asukkaita, myyjiä, sekä muita kävijöitä. Opinnäytetyön tekijät johtivat tapahtuman järjestämistä ja olivat vastuussa tapahtuman to-teutumisesta. Laurea-ammattikorkeakoulun Hotelli- ja ravintola-alan ensimmäisen vuoden yhdeksän opiskelijaa suunnittelivat tapahtuman sisältöä ja markkinointia palvelumuotoilun menetelmiä hyödyntäen. Tästä syystä myös opinnäytetyön tekijät ottivat huomioon tapahtuman järjestämiseen liittyvissä osa-alueissa palvelumuotoilun perusteita ja käyttivät apunaan palvelumuotoilun menetelmiä. Palvelumuotoilun menetelmiksi valittiin benchmarking sekä aivoriihityöskentely. Benchmarking-menetelmää käytettiin toimintaympäristön kartoittamiseen esikuva-arviointina ja aivoriihityöskentelyä tapahtuman ideoinnin tukena. Myös Suurpellon asukkailla oli mahdollisuus osallistua aivoriihityöskentelyyn. Projektijohtamisen onnistumista arvioitiin projektissa mukana olleille opiskelijoille tehdyllä ryhmäteemahaastattelulla. Lisäksi haastateltiin Koulii-hankkeen projektijohtajaa ja projekti-asiantuntijaa, jotka olivat mukana Joulutorin järjestämisessä. Tapahtuman onnistumista arvioitiin havainnoinnin ja vapaamuotoisten haastattelujen avulla tapahtuman aikana ja tapahtuman jälkeen myyjiltä kerätyillä palautteilla. Haastattelujen ja havainnoinnin perusteella pääasiallisena tuloksena pystyttiin toteamaan, että projektijohtaminen ja tapahtuman järjestäminen onnistuivat hyvin. Eri osapuolet kokivat projektijohtamisen ammattitaitoisena ja selkeänä ja tapahtuman osallistujat olivat tyytyväisiä Joulutorin kokonaisuuteen. Tästä huolimatta kehitysideoita syntyi. Projektin aloitusvaihe koettiin sekavana ja tapahtuman mahdolliseen peruuntumiseen olisi tullut kiinnittää enemmän huomiota. Joulutori-tapahtumassa parannettavaa löytyi tuotteiden hinnoittelun selkeyttämisestä, ajankohdasta, äänentoiston parantamisesta sekä alkuperäisen teeman mukana pysymisestä läpi projektin suunnittelun. Näiden kehitysideoiden pohjalta tapahtumaprojektia pystytään parantamaan jatkossa entistä toimivammaksi kokonaisuudeksi. Asiasanat: projektijohtaminen, projekti, tapahtuman järjestäminen, palvelumuotoiluIn this practice-based thesis the project management of an event is covered. The thesis consists of the theory section and the practical process of project managing a Christmas Market event that took place in Suurpelto in December 2012. Suurpelto is a residential area located in Espoo. The commissioner of the thesis was the Koulii project. The Koulii project is carried out in co-operation with Laurea University of Applied Sciences (UAS) and vocational college Omnia. The Koulii project ended in December 2012. The objective of the thesis was to organize a successful event for the residents of Suurpelto. The purpose of the thesis was to assist future project managers to perceive the entirety of the event project and support the project managers to achieve a successful project. The commissioner hopes that the Christmas Market will become an annual event that brings together residents and different operators of Suurpelto. The authors of the thesis functioned as project managers in the Christmas Market project and were responsible for the realization of the event. Nine first-year students from the Hotel and Restaurant Management programme of Laurea UAS planned and marketed the event by using Service Design methods. Therefore also the project managers utilized Service Design methods in the study. Benchmarking was used to collect information about the operational environment. Brainstorming was used with the residents of Suurpelto to plan the event. The brainstorming resulted in many useful ideas for the Christmas Market. The success of the project management was measured with the help of theme interviews. The theme interviews were arranged with the students from the Hotel and Restaurant Management programme that took part in the Christmas Market project. The theme interviews were also conducted with the manager and the project specialist of the Koulii project. The success of the event was evaluated through observation and informal interviews during the Christmas Market. Feedback was also collected after the event from the salesperson of the Christmas Market. According to the results the event and the project management were successful. Different partners considered the project management to be professional and the participants of the event were satisfied. In addition some development objectives were listed. The beginning of the project was considered to be confusing. The possibility for the cancellation of the event should have been taken into consideration more precisely. Development objectives from the point of view of the Christmas Market were product pricing, date, audio functionality and carrying on the original theme until the end of the project. By taking into consideration these development objectives it is possible to organize even a better event or a project in the future. Keywords: project management, project, event production, service desig

Yksilöruokintalaitteiden hyödyntäminen turkiseläinten ravitsemustutkimuksissa

Mestariluokka -täydennyskoulutuksen kehitystyöTurkiseläinten ruokinnassa on hyödynnetty erilaisia rehuannostelijoita jo parikymmentä vuotta. Annostelijoiden toiminta on ensimmäisistä ruokintalaitteista alkaen perustunut rehupumpun kierrosten laskemiseen ja sen hallintaan. Tällä hetkellä käytössä on laitteita, jotka voivat annostella rehun häkkikohtaisesti ja tallentaa päivittäiset rehuannokset laitteessa olevan tietokoneen muistiin. Tässä työssä keskitymme pohtimaan laitteiden soveltuvuutta erilaisiin turkiseläinten ruokintatutkimuksiin. Tavoitteenamme on myös pohtia, mitä muutoksia normaaliin turkistilalla käytettävään ruokintatrukkiin voisi kohtuullisilla kustannuksilla tehdä tutkimuskäytön vaatimuksia ajatellen. Kehitystyön ja käytännön kokemusten mukaan mielestämme laitteita voidaan hyödyntää tehokkaasti ruokintakokeiden rehunkulutuksen seurannassa, kun muistetaan ottaa huomioon laitteiden tietyt rajoitteet. Tällaisia ovat esimerkiksi tutkimukset, joissa ruokitaan erittäin pienillä rehuannoksilla sekä on oltava varmuus kopioida laitteiden tuottamaa dataa riittävän usein. Vaikka rehupumpun kierrosmäärä saadaan säädettyä täsmälleen oikein, ei eläimen saama rehuannos välttämättä vastaa samaa, johtuen letkuun jäävän rehun määrästä tai kun rehun konsistenssi ei vastaa normaalitilannetta. Jalostusohjelman kanssa kommunikoivaa yksilöruokintalaitetta ohjelmistoineen, voitaisiin hyödyntää nykyistä laajemmin rehun hyväksikäyttöä vertailevassa jalostustutkimuksessa

Sironta kartiokeilatietokonetomografiatutkimuksissa

Joissakin tilanteissa henkilökunta tai potilaan mahdollinen saattaja voivat joutua olemaan valvontaalueella tutkimuksen aikana. Valvonta-alueella olevat henkilöt altistuvat siroavalle röntgensäteilylle, joten on tärkeää kartoittaa siroavan säteilyn annokset, annosnopeudet ja suunta laitteen ympärillä tutkimuksen aikana, jotta siltä osataan suojautua oikein. Tutkimuksen tavoitteena on tuottaa tietoa röntgensäteilyn sironnasta annos- ja annosnopeusmittausten avulla, jota voidaan hyödyntää edellä mainituissa tilanteissa jo käytössä olevien laitteiden, mutta myös tulevaisuudessa kehitettävien KKTT-sovellutusten yhteydessä ja niihin liittyvissä säteilyturvallisuusasioissa. Tässä tutkimuksessa käytettyä mittausjärjestelyä ja tulosten esittämistapaa voi hyödyntää yleisesti röntgensäteilyn sirontamittauksia tehtäessä. Tutkimus toteutettiin kevään ja kesän 2017 aikana Oamkin röntgensimulaatiotiloissa. Mittaukset suoritettiin Soredexin valmistamalla Scanora 3D –kartiokeilatietokonetomografialaitteella. Sirontamittaukset tehtiin RaySafe X2 –mittausjärjestelmällä, Survey-sensoria käyttäen. Tutkimuksessa potilasta mallintamaan käytettiin antropomorfista CIRS ATOM 711-HN –pääfantomia. Mittauksia tehtiin kolmella eri korkeudella infektiofokustutkimusta vastaavilla kuvausarvoilla ja yhdellä korkeudella suurimmalla kuvakentän koolla ja korkeimmalla resoluutiolla. Tutkimuksen tuloksena saatiin neljä sirontakarttaa, jotka kuvaavat röntgensäteilyn sironnan aiheuttamaa annosta röntgensimulaatiotilassa. Suurimmat annokset olivat luonnollisesti KKTT-laitteen välittömässä läheisyydessä, säteilykeilan keskipisteen korkeudella. Kenttäkoon ja resoluution nostaminen lisäsivät siroavan säteilyn määrää. Tutkimuksessamme tutkimme annoksen ja maksimiannosnopeuden ohella annosnopeutta laitteen eri pyörähdyksen vaiheissa. Jatkossa voitaisiin tutkia myös sitä, mikä tai mitkä tekijät vaikuttavat annosnopeuden vaihteluun pyörähdyksen aikana. Tuloksena saamamme sirontakartat havainnollistavat hyvin sirontaa röntgensimulaatiotilassa. Saarakkalan ym. tekemää sirontakarttojen laatimiseen tarkoitettua työkalua voitaisiin käyttää enemmänkin havainnollistamaan röntgensäteilyn sirontaa tutkimushuoneissa erilaisissa tilanteissa.In some situations personnel or patients possible escort have to be in the controlled area during the examination. People in the controlled area are exposed to scattered radiation and therefore it’s important to figure out doses, dose rates and directions of scattered radiation around the CBCT machine during the examination to be able to protect oneself from scattering. The aim of this research is to produce information of scattered radiation that can be utilized in aforementioned situations and possibly with future CBCT applications and radiation protection. The information was produced by dose and dose rate measurements. Also the measurement system and the presentation of the results can be commonly utilized on scattering measurements. This research was executed during spring and summer of 2017 in the x-ray simulation room of Ouas. The scattering measurements were performed by RaySafe X2 x-ray measurement system and its survey-sensor. The CBCT machine used was Scanora 3D by Soredex. Antropomorphic CIRS ATOM 711-HN was used as patient-phantom. Measurements were performed on three different heights with normal dental imaging parameters (dental infection) and on one height with the largest FOV and highest resolution. As a result we got four scattering maps that represent the x-ray scattering in the x-ray simulation room. The highest doses were naturally measured in the vicinity of the CBCT machine on the height of the isocenter of the x-ray beam. Increasing FOV and resolution led to increased scattered radiation. In addition to dose and dose rate measurements we examined the dose rate as a function of time during the rotation of the gantry. The factors that affect the dose rate variation during the rotation of the gantry could be researched further in the future. The scattering maps represent well the xray scattering in the x-ray simulation room. The tool for creating scattering maps made by Saarakkala et al. could be used more to demonstrate the scattered radiation in different examination rooms and situations