IUPUI / Fatty acid synthase (FASN) over-expression has been associated with poor prognosis and recurrence in cancer patients. In addition, it has also been found that overexpression of FASN causes resistance to DNA-damaging treatments by up-regulating the non-homologous end joining (NHEJ) repair of DNA double-strand break. Proton pump inhibitors (PPIs), were originally designed to decrease gastric acid production by binding irreversibly with gastric hydrogen potassium ATPase. PPIs have recently been reported to reduce drug resistance in cancer cells when used in combination with other chemotherapeutics, although the mechanism of resistance reduction is uncertain. In our lab, previous investigation showed that PPIs decreased FASN thioesterase (TE) domain activity and cancer cell proliferation in a dose-dependent manner. In this study, I tested the hypothesis that PPIs sensitize breast cancer cells to doxorubicin and ionizing radiation (IR) treatments by inhibiting FASN. When administered to breast cancer cells as single-agent, lansoprazole exhibited the highest potency in inhibiting both FASN activity and breast cancer cell proliferation, among four PPIs tested. In addition, treatment of breast cancer cells with lansoprazole decreased the mRNA and protein levels of poly (ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1) and NHEJ activity, accompanied by elevated γ-H2AX expression. Following a 3-day treatment with lansoprazole, a dose-dependent disruption in cell cycle disruption and increased apoptosis were also detected. Combination of lansoprazole with either doxorubicin or IR caused profoundly higher levels of DNA damage accumulation than doxorubicin or IR treatment alone, suggesting synergistic effects. Taken together, our observations suggest that PPIs synergistically suppress breast cancer cells in combination with DNA damaging treatments by inhibiting FASN. These findings may provide a potential route to overcome resistance to DNA-damaging chemo/radiation treatments in refractory breast cancers.

The diploma thesis deals with the determination of lipids and fatty acid profile in a barley caryopsis.(Hordeum vulgare). The theoretical part describes the synthesis of fatty acids and their degradation in plant material, secondly, it described the possibilities of lipid extraction and their determination and the possibilities of determination of fatty acids. In the experimental part method of lipid extraction on automated extractor Fex ®IKA and determination of fatty acids by GC-FID were optimized. For analysis of fatty acids two capillary columns SLB-IL 100 and Supelcowax were compared. Twenty varieties of barley from the year 2008 and twenty varieties from the year 2009 were compared based on the content of lipids and the representation of fatty acids in a barley caryopsis. The diploma thesis was realized in the Research Institute of Brewing and Malting, Plc. in Brno.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(農学) / 甲第18313号 / 農博第2038号 / 新制||農||1020(附属図書館) / 学位論文||H26||N4820(農学部図書室) / 31171 / 京都大学大学院農学研究科食品生物科学専攻 / (主査)教授 安達 修二, 教授 河田 照雄, 教授 保川 清 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Agricultural Science / Kyoto University / DFAM

京都大学 / 0048 / 新制・論文博士 / 博士(工学) / 乙第13016号 / 論工博第4141号 / 新制||工||1650(附属図書館) / 32944 / (主査)教授 跡見 晴幸, 教授 森 泰生, 教授 梅田 眞郷 / 学位規則第4条第2項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DGAM

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(農学) / 甲第19779号 / 農博第2175号 / 新制||農||1041(附属図書館) / 学位論文||H28||N4995(農学部図書室) / 32815 / 京都大学大学院農学研究科応用生命科学専攻 / (主査)教授 小川 順, 教授 阪井 康能, 教授 栗原 達夫 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Agricultural Science / Kyoto University / DFAM

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(薬科学) / 甲第20311号 / 薬科博第80号 / 新制||薬科||9(附属図書館) / 京都大学大学院薬学研究科医薬創成情報科学専攻 / (主査)教授 岡村 均, 教授 竹島 浩, 准教授 平澤 明 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Pharmaceutical Sciences / Kyoto University / DGAM

付記する学位プログラム名: 充実した健康長寿社会を築く総合医療開発リーダー育成プログラム / 京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第21794号 / 工博第4611号 / 新制||工||1718(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科合成・生物化学専攻 / (主査)教授 梅田 眞郷, 教授 跡見 晴幸, 教授 秋吉 一成 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DGAM

Dietary inclusion of sufficient lysine is very critical for optimizing pig’s growth performance. The objectives of this project were to study the effects of dietary lysine at different concentrations on (1) the growth performance and carcass characteristics, (2) the muscle gene expression profile and the possible alterations to the metabolic and signaling pathways, (3) the muscle fatty acid profile, and (4) the plasma concentrations of growth-related hormones of late-stage finishing pigs. Nine crossbred barrows were assigned to 3 dietary treatments (lysine-deficient, equate, and -excess diets) according to a completely randomized experimental design. During the 5-week feeding trial, pigs were allowed ad libitum access to experimental diets and water. All pigs and experimental diets were weighed individually each week during feeding trial to determine growth performance. After harvest, the carcass characteristics were determined and muscle samples were collected from longissimus dorsi for mRNA and fatty acid profiling, while the jugular vein blood was collected at the end of four weeks for analyses of three growth-related hormones. While the average daily gain showed a quadratic relationship, the dressing percentage and total lean cut weight both increased linearly with dietary lysine concentrations. Results of muscle gene expression data showed that dietary lysine deficiency may lead to decreased protein synthesis, increased protein degradation and lipid accumulation, while dietary lysine excess may lead to decreased protein degradation and increased lipid biosynthesis. Fatty acid (FA) composition data showed that different dietary lysine concentrations altered the intramuscular fat (IMF) content and FA composition, especially the unsaturated FAs. In particular, dietary lysine deficiency increased the IMF content and the proportion of mono-unsaturated FAs. Hormone analyses showed that the plasma concentrations of insulin and growth hormone were not affected by dietary lysine, whereas the concentration of insulin-like growth factor 1 was decreased by either dietary lysine deficiency or excess. Collectively, lysine may function as a signaling molecule to regulate the expression of genes related to protein turnover and lipid metabolism in the muscle of finishing pigs, causing differences in growth performance, carcass characteristics, and FA composition. IGF-1 may be a controlling growth factor that is sensitive to dietary lysine.

The focus of the current study was on the recovery of carbon from municipal bio-waste streams. Firstly, the relationship between methanogenic pathways and the properties of anaerobic granules was studied using two pilot-scale upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors with different granule size distribution. UASB1 granules were larger (3-4 mm) with multi-layered internal structure and the archaeal community was dominated by acetoclastic methanogens, while the UASB2 granules were smaller (1-2 mm) without a layered internal structure and the archaeal community was predominated by hydrogenotrophic methanogens. The acetoclastic methanogenic activities of UASB1 (250-437 mL CH4/g VS·d) than UASB2 (150-260 mL CH4/g VS·d), confirming that acetoclastic methanogenesis was more dominant in UASB1. Temperature increase from 20oC to 28oC did not change the microbial community but resulted in increased and stable biogas production for both reactors. There was an increase in chemical oxygen demand (COD) with hydraulic retention time due to increased contact time. The second part of the study focused on anaerobic co-digestion to produce volatile fatty acid (VFA) due to its higher value. The impact of substrate ratio of primary sludge (PS) and external organic waste (OW) and the robustness of the VFA system in the long term were assessed. Lab-scale batch study with different proportions of PS and OW; 0%, 25%, 50%, 75%, 100% of OW in terms of COD and scaled up in a semi-continuous pilot reactor with substrate ratio of 50% OW based on the results of the lab-scale study were performed. There was an increase in VFA production with an increase in OW proportion due to the availability of biodegradable organics. Acetic acid was the most dominant VFA in the batch reactors while in the semi-continuous experiment, caproic acid was dominated (50%). As carbon sources, the VFA-rich liquid attained the highest specific denitrification rate when compared with acetate and methanol. / I kommunala avfallsströmmar finns det en stor potential för resursåtervinning på grund av det höga organiska innehållet vilket kan användas för biobaserade produkter. På grundval av detta så fokuserar denna studie på resursåtervinningen av kol från kommunala avfallsströmmar genom att undersöka nuvarande och nytillkomna tekniker för att få vattenreningssystem att också bli resursåtervinningssystem. Första delen av studien undersöker relationen mellan metanproduktion och karaktäriseringen av anaerobiska granuler med ändamålet att förbättra energiproduktionen genom direkt behandling av kommunalt avloppsvatten. För detta ändamål så användes två UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) pilotreaktorer. Reaktorerna kördes med olika stora granuler, olika temperaturinställningar och olika hydrauliska uppehållstider (HRTs). Storlek, mikrobiell struktur, intern mikrostruktur och specifik metanogenaktivitet av de anaerobiska granulerna analyserades. Granulerna i UASB1 var 3-4 mm stora med interna multilager av mikrostrukturer som bestod av acetoklastika-metanogen arkéer. Granulerna i UASB2 var 1- 2 mm stora utan interna multilager och bestod av hydrogenotrofa metanogener. Aktiviteten i granulerna i UASB1 var 250-437 mL CH4 /g VS·d och i UASB2 var det 150-260 mL CH4 /g VS·d, vilket bekräftar att de acetoklastisk-metanogesa var mer effektiva i UASB1 än de hydrogenotrofa i UASB2. Att öka temperaturen från 20 o C till 28 o C under försöket medförde ingen förändring av den mikrobiologiska strukturen, men gav en ökning i biogasproduktion i UASB1 och högre och stabilare biogasproduktionshastighet i UASB2. Ökningen av biogasproduktion berodde på en reduktion i metans löslighet i utflödet och stabilare metanogenes. Ökning i HRT resulterade i större reduktion av organiskt material mätt som kemisk syreförbrukning (COD) och större biogasproduktion på grund av längre kontakttid mellan substrat och mikroorganismer. Den andra delen av studien fokuserar på att utveckla ett tillvägagångssätt att få en anaerob rötning att producera flyktiga fettsyror (VFA) istället för biogas. Studien fokuserar på effekten som kvoten mellan substraten primärslam och externt matavfall (OW) har och hur robust VFA-systemet skulle vara i stor skala på lång sikt. Olika kvoter av primärslam och matavfall testades i labbskala i batchstudier med 0 %, 25 %, 50 %, 75 % och 100 % COD OW. Baserat på resultaten från labbskala så kördes 50% COD OW i ett semi-kontinuerligt pilotförsök. Batch-testerna i labbskala visade att högre % COD OW, gav högre VFA produktion på grund av högre koncentration av organiskt material. Ättiksyra var den mest förekommande VFAn i batch-testerna medan kapronsyra var högst förekommande (50%) i det semi-kontinuerliga försöket. Denitrifikationsförsök visade att VFA-rik vätska från pilotskalareaktorerna gav den högsta specifika denitrifikationshastigheten i jämförelse med acetat och metanol. Resultaten visar att värdefulla kolkällor kan återvinnas från kommunalt avfall genom anaerob behandling av kommunalt avloppsvatten och samfermentering av primärslam och matavfall. / <p>QC 2020-06-15</p>

The production of volatile fatty acids (VFAs) from waste stream is gaining high attention because of their high market value and wide range of applications. In this study, the production of VFA from co-fermentation of primary sludge from wastewater treatment plant and food waste without pH control was evaluated using a pilot-scale reactor in a semi-continuous mode of operation. In addition, the influence of substrate and inoculum on VFA production and composition was assessed using a batch fermentation experiment. The pilot-scale reactor was operated at a retention time of 7 days and 10 days in phase 1 (126 days) and phase 2 (25 days) respectively. A maximum VFA production of (687 mg COD/g VS) was obtained when the pilot-scale reactor was operated at a retention time of 7 days on day 107. The change in retention time from 7 to 10 days led to a higher hydrolysis rate; however, no improvement in VFA production was observed. The most abundant VFA produced after the reactor stabilized was caproic acid (50 %), followed by acetic acid (23%) and butyric acid (20%). Higher amount ammonium nitrogen (1.3 to 14.32 mg/g VS) compared to soluble phosphorus (0.69 to 7 mg/g VS) was released during the co-fermentation process. Furthermore, the loss of the VFA due to the production of methane was highly reduced because the pH of the reactor adjusted by itself in the range of (5 – 5.7). The batch fermentation experiment revealed that VFA production without pH control is highly influenced by the type of substrate and inoculum used. While the distribution of VFAs, is highly influenced by the inoculum type compared to the substrate used. Finding from this study indicates that there is a potential to produce VFA from co-fermentation of primary sludge and food waste without pH control. / Lättflyktiga fettsyror (VFA; eng. Volatile Fatty Acids) är viktiga byggstenar för produktionen av en mängd kommersiellt viktiga kemikalier. VFA produceras för närvarande från icke-förnybara petrokemiska källor, som kan orsaka miljöproblem på grund av utsläpp av växthusgaser. VFA kan också produceras som en mellanprodukt vid den anaeroba nedbrytningsprocessen. Produktionen av VFA från avfallsströmmar har i nuläget fått stort intresse på grund av dess höga marknadsvärde och breda applikationsområde jämfört med biogas. Det mesta av forskningen som hittills genomförts har dock baserats på justeringen av pH genom tillsatts av HCl eller NaOH. Denna metod har dock mindre storskalig praktisk användning på grund av hög konsumtion av kemikalier. I denna studie undersöktes produktionen av VFA från samjäsning av primärslam och matavfall utan pH-kontroll med hjälp av en pilotskalereaktor i ett semikontinuerligt driftläge. Dessutom mättes den påverkan substrat och inokulum hade på produktion och av VFA genom batchjäsningsexperiment. Pilotskalereaktorn drevs med uppehållstid på 7 dagar respektive 10 dagar i fas 1 (126 dagar) och fas 2 (25 dagar). Maximal VFA produktion (på 687 mg COD/g VS) uppnåddes på dag 107, när pilotreaktorn hade en uppehållstid på 7 dagar. Ändringen i uppehållstid från 7 till 10 dagar ledde till en högre hydrolystakt; dock observerades ingen förbättring i VFA-produktion. Det vanligast förekommande VFA som produceras efter att reaktorn stabiliserades var caproinsyra (50%), följt av ättiksyra (23%) och smörsyra (20%). Högre mängd ammoniumkväve (1,3 till 14,32 mg/g VS) jämfört med löslig fosfor (0,69 till 7 mg/g VS) erhölls under samjäsningsprocessen. Förlusten av VFA på grund av produktion av metan minskade markant eftersom pH i reaktorn justerade sig själv i intervallet 5 – 5,7. Batchjäsningsexperiment genomfördes i 15 dagar med användning av endast primärslam, endast matavfall och en blandning av primärslam och matavfall. Två inokulum med ursprung från en anaerob rötkammare och dels från pilotskalereaktorn användes i experimentet. Resultaten visade att VFA-produktion utan pH kontroll påverkas betydligt av vilket slags substrat och inokulum som används. Sammansättning av VFA påverkas mer av vilket slags inokulum som användes jämfört med vilket substrat som används. Sammanfattningsvis visar resultatet av denna studie att det finns potential för att producera VFA genom samjäsning av primarslam och matavfall utan pH kontroll.