1/2011

Solun salaisuudet selville

 

Solu

Solukalvo ja siinä esiintyvä proteiini, jonka ominaisuuksia professori Ilpo Vattulaisen ryhmä tutkii atomitason tietokonesimulaatioilla.
Tutkittava proteiini on yksi monista jänniteohjatuista proteiineista, joiden toimintahäiriöt liittyvät muun muassa epilepsiaan.

 

Elämän perusyksikössä solussa on proteiineilla ja lipideillä keskeinen tehtävä. Niiden toiminnan ymmärtäminen antaa pohjaa lääkeainekehitykselle ja sairauksien hoitoon.

- Proteiinien ja lipidien eli rasva-aineiden vuorovaikutus on yksi solun ydinprosesseista. Tiedetään, että tätä vuorovaikutusta säätelemällä voidaan ohjata koko solun toimintoja, sanoo professori Ilpo Vattulainen TTY:n fysiikan laitokselta.

Vattulainen johtaa 30 tutkijan biofysiikan tutkimusryhmää, jonka perustajaksi hänet kutsuttiin TTY:lle vuonna 2006. Tutkimusryhmä soveltaa laskennallisen tieteen menetelmiä terveyttä koskeviin biologisiin ongelmiin. Toiminnan ydintä on perustutkimus sekä yhteistyö kokeellisten ryhmien kanssa ympäri maailmaa.

- Teemme 80-prosenttisesti perustutkimusta. Yhteistyötä teemme aktiivisesti noin 50 muun tutkimusryhmän kanssa, ja näistä 65 prosenttia on ulkomaisia.

Laskennallinen tiede on tietokoneella tapahtuvaa informaation käsittelyä ja mallinnusta.

- Teemme biologisesta kohteesta mahdollisimman tarkan, atomitasolle viedyn mallin. Kehitettyämme ja iteroituamme mallia tarpeeksi tutkimme sitä tietokonesimulaatioita hyödyntäen. Tutkimme muun muassa sellaisia ilmiöitä, joita ei voi kokeellisesti tarkastella riittävän tarkasti, Vattulainen kertoo.

Rahoitusta GRID-laskennan infrastruktuurin kehittämiseen

Professori Ilpo Vattulainen on mukana kansallisessa hankkeessa, jossa kehitetään GRID-pohjaisen tieteellisen laskennan laskentakapasiteettia. GRID-teknologia antaa huomattavaa lisäarvoa tieteellisen laskentaan, koska sen avulla yhdistetään useassa eri paikassa olevat laskentakeskukset toisiinsa siten, että kussakin keskuksessa vapaana oleva laskentakapasiteetti on muualla Suomessa olevien tutkijoiden käytettävissä. Kansallinen GRID-infrastruktuuri (FGI) -hankkeeseen osallistuu 9 suomalaista yliopistoa sekä CSC - Tieteen tietotekniikan keskus, joten se käytännössä kattaa koko Suomen.

Suomen Akatemia myönsi hankkeelle kokonaisuudessaan noin 1,3 miljoonaa euroa, josta TTY:n osuus on 158 770 euroa. Myönnetty rahoitus kohdistuu TTY:n tieteellisen laskennan infrastruktuurin kehittämiseen siitä huolehtivan Tampere Center for Scientific Computing (TCSC) -yksikön kautta. Myönnetty rahoitus yli kaksinkertaistaa TCSC:n laskentaresurssin noin 1000 laskentaytimeen ja siten edesauttaa kaikkea TTY:n laskennallista tutkimusta sen tähdätessä maailman kärkeen.

Luonto vaatii
monitieteisyyttä

Biofysiikan ryhmä operoi ilmiömaailmassa, jossa prosessit kestävät nanosekunneista mikrosekunteihin.

- Tarkastelun kohteena voi olla esimerkiksi molekyylien telakoituminen toisiinsa, ja se kuinka tämä vuorovaikutus vaikuttaa proteiinien toimintaan. Tuotamme siis perustason biologista informaatiota nanotasolla ja pyrimme selittämään, miksi ilmiö tapahtuu siten kuin tapahtuu.

- Tätä tietoa hyödyntämällä lääkeyhtiö voi tehdä uusia avauksia, lääkeaineita osataan kohdentaa juuri oikeisiin paikkoihin elimistössä tai sairauksia kyetään diagnosoimaan, Vattulainen selvittää.

Tutkimusryhmä painottaa perustutkimuksen lisäksi monitieteisyyttä.

- Luonnon prosessit ovat niin monimutkaisia, ettei niitä kyetä selvittämään ilman osaamisen yhdistämistä yli tieteenalarajojen. Ratkaisuissa tarvitaan niin lääketiedettä, fysiikkaa, kemiaa kuin insinööritieteitäkin.

- Lääkekehityksessä kulmakiviä ovat kokeellinen kehitystyö ja kliininen testaus, mutta laskennallisen mallintamisen antama lisäarvo kehitystyölle on kiistaton. Strateginen valintamme on yhteistyö solubiologian ja lääketieteen kliinisen tutkimuksen kanssa.

Lipidi-proteiini-mallinnuksen
huippuosaaja

Solutason ilmiöiden ymmärtämisessä tarvittava lipidi-proteiini-mallinnus on ryhmässä maailman huippua. Ryhmän ajankohtaisista tutkimuslinjoista suomalaisille erityisesti merkittävä on VTT:n ja Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen kanssa tehtävä kolesterolitutkimus.

Toinen tutkimuslinja keskittyy solukalvotoimintoihin, erityisesti solua säätelevien lipidien ominaisuuksien selvittämiseen. Tuloksia on tarkoitus soveltaa ymmärtämään mistä hoitokeinot kuten anestesia itse asiassa aiheutuvat molekyylitasolla.

- Lisäksi osallistumme sekä silmä- että keuhkokalvotutkimukseen. Edelleenkään ei tiedetä, miten happi, hiilidioksidi ja erilaiset ilman hiukkaset läpäisevät keuhkokalvot. Mekanismin selvittäminen ihmisen kriittisimmässä kehonosassa olisi tärkeää, Vattulainen sanoo.

Terveystutkimuksen lisäksi ryhmän perustutkimusta voidaan soveltaa myös uusien pinnoitemateriaalien kehittämisessä.

 

Aiheesta lisää TTY:n uusien professorien juhlaluennoilla

Maanantaina 7.2.2011 klo 14.15 TTY:n uudet professorit pitäväat juhlaluentoja Tietotalossa, Korkeakoulunkatu 1. Tilaisuudessa kuullaan professori Ilpo Vattulaisen lisäksi 13 muun professorin tutkimuksesta. Tilaisuudet ovat kaikille avoimia. Lue koko ohjelma TTY:n tapahtumakalenterista.

 

Teksti: Päivi Eskelinen
Kuva: CSC - Tieteen tietotekniikan keskus

 



 

 

Kerro kaverille
Moncef Gabbouj -  TTY:n akatemiaprofessori
Moncef Gabbouj -  TTY:n akatemiaprofessori
1/2011
Moncef Gabbouj -  TTY:n akatemiaprofessori
 
1/2011
Älymonot museoitiin vaikka tekniikka on edellä aikaansa
Älymonot museoitiin vaikka tekniikka on edellä aikaansa
1/2011
Älymonot museoitiin vaikka tekniikka on edellä aikaansa
Kyky ajatella ei ole iästä kiinni
Kyky ajatella ei ole iästä kiinni
1/2011
Kyky ajatella ei ole iästä kiinni
Pirkanmaan innovaatioveturit rasvaavat rattaitaan
Pirkanmaan innovaatioveturit rasvaavat rattaitaan
1/2011
Pirkanmaan innovaatioveturit rasvaavat rattaitaan
Tieteellistä ajattelua ei voi opetella kirjasta
Tieteellistä ajattelua ei voi opetella kirjasta
1/2011
Tieteellistä ajattelua ei voi opetella kirjasta
Kohti hallittua teknologiansiirtoa
Kohti hallittua teknologiansiirtoa
1/2011
Kohti hallittua teknologiansiirtoa
Työkyky kohoaa kyykällä
Työkyky kohoaa kyykällä
1/2011
Työkyky kohoaa kyykällä
Harmaa eminessi muistelee
Harmaa eminessi muistelee
1/2011
Harmaa eminessi muistelee
TTY:ssä ennätysten vuosi uudistusten keskellä
TTY:ssä ennätysten vuosi uudistusten keskellä
1/2011
TTY:ssä ennätysten vuosi uudistusten keskellä

Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.

Käyntiosoite:
Korkeakoulunkatu 10,
33720 Tampere

Postiosoite:
PL 527, 33101 Tampere

Puhelinvaihde:
03 311 511
ma–pe kello 8–16.15
kesällä ma–pe 8–15.45

Virallinen sähköpostiosoite:
tty.asiointi@tut.fi