3/2013

Solun sormenjälki on tutkijan johtolanka

Kantasolututkimusta

– Mittausaineistot ihmisen kantasolujen geeneistä ovat nyt kaikkien tutkijoiden
ulottuvilla. Aineistoja on helpompi yhdistää, analysoida ja hyödyntää uusissa
tutkimuksissa. Aiempia kansainvälisiä tutkimustuloksia voi myös verrata,
iloitsevat Lingjia Kong, Reija Autio, Kirsi Granberg ja Kaisa-Leena Aho.

Tutkijoilla on nyt entistä paremmat edellytykset ymmärtää kantasoluja ja niiden geenien käyttäytymistä. Solujen "sormenjäljet" tallentuvat kansainväliseen tietokantaan, mikä edistää kantasolujen käyttöä esimerkiksi parantumattomien sairauksien hoidossa.

Kantasoluja tutkitaan aktiivisesti biolääketieteessä. Niiden avulla voidaan selvittää sairauksien syntyä, kehittää hoitoja ja jopa korjata vaurioituneita kudoksia. Ihmisen kantasoluista odotetaan olevan apua nykyisin parantumattomien, kudoksia rappeuttavien sairauksien, kuten Parkinsonin ja Alzheimerin tautien sekä sydänsairauksien hoitoihin.

Korjaa luusi

Kantasolujen tutkimuksessa on tärkeää tarkastella solun kaikkien geenien ilmentymistä. Geenimikrosiruilla voidaan mitata ihmisen solun noin 20 000 geenin ilmentymistä yhtäaikaisesti.

– Mikrosirulla tuotettu aineisto on kuin sormenjälki, joka yksilöi solun. Samalla se kertoo paljon siitä, millainen solu on, kertoo tutkija Kaisa-Leena Aho.

Syksyllä Tampereen teknillisessä yliopistossa tarkastetussa väitöskirjassaan Aho tutki mikrosirujen avulla muun muassa ihmisen rasvan kantasolujen geenien ilmentymistä, jotta soluja voidaan käyttää ihmisen luiden korjaamisessa. Hän tutki geenejä kasvatusolosuhteissa, jotka sopivat solujen kliiniseen potilaskäyttöön. Geenien ilmentymisestä näissä soluissa tiedetään taas hiukan enemmän, ja siten kantasoluja voidaan käyttää entistä turvallisemmin.

– Rasvan kantasoluja on laboratoriossa erilaistettu muun muassa luuksi, jolla on korjattu syöpäpotilaiden vaurioituneita luita, Aho sanoo.

Tiedon muruset yhteiseen tietokantaan

Ahon lisäksi tutkijat useissa laboratorioissa ympäri maailman tutkivat kantasolujen geenien ilmentymistä geenimikrosiruilla. Usein koesarja sisältää vain joitakin näytteitä, sillä geenimikrosirut ovat verrattain kalliita. Tutkijat ovat tallentaneet mittauksilla keräämiään aineistoja kansainvälisiin verkkotietokantoihin. Olemassa olevan tiedon valjastaminen uudelleen jatkotutkimuksiin on ollut tutkijalle hankalaa, sillä siihen vaaditaan usein ohjelmointitaitoja. Myös eri maissa ja tutkimusryhmissä saatujen tutkimustulosten keskinäinen vertailu on ollut vaikeaa.

Tähän ongelmaan tarttui professori Olli Yli-Harjan johtama signaalinkäsittelyn laitoksen laskennallisen systeemibiologian tutkimusryhmä. Se alkoi kerätä mahdollisimman laajasti mittausaineistoa ja rakensi aineistojen analysoinnin avuksi helppokäyttöisiä toimintaketjuja yleisesti käytössä olevista analyysimenetelmistä. Tuloksena oli toistaiseksi suurin ja monipuolisin tietokanta kantasolujen geenien ilmentymisen tutkimukseen. Tietokannan ansiosta tutkijat ympäri maailman voivat helposti tutkia kantasolujen geenejä koskevaa mittausaineistoa.

TTY:llä projektia koordinoi tekniikan tohtori Reija Autio. Projektiin osallistuivat mm. tutkijat Lingjia Kong, Kirsi Granberg, Kaisa-Leena Aho ja Christophe Roos, jotka olivat päävastuussa tietokannan ja käyttöliittymän rakentamisesta, näytteiden kokoamisesta, analysoinnista ja näytetiedon keräämisestä. Tietokannan kehitystyössä TTY:n kumppaneina olivat professori Riitta Lahesmaan tutkimusryhmä Turun Biotekniikan keskuksesta ja professori Peter Andrewsin ryhmä Sheffieldin yliopistosta. Työ tehtiin osana Euroopan Unionin ESTOOLS-tutkimusprojektia. ESTOOLS on kantasoluja tutkiva EU-konsortio, johon kuului 21 eurooppalaista yliopistoa ja tutkimuskeskusta. Tampereen teknillisen yliopiston tutkimusryhmä liittyi mukaan vuonna 2008.

Tutkimusryhmän työn tulokset julkaistiin arvostetun Nature Methods -tiedelehden syyskuun 2013 numerossa.

Tutkimusryhmän aktiivisuus biologisten mittausaineistojen analyysin parissa on synnyttänyt paitsi julkaisuja ja väitöskirjoja myös spin-off-yrityksiä, kuten Bioptima Oy, Euformatics Oy, Genevia Oy ja Quva Oy.

 

Uusi tietokanta helpottaa kantasolututkimusta

Uusi tietokanta, ESTOOLS Data@Hand, kokoaa yhteen mittausaineistoa geenimikrosiruilta yli 70 kansainvälisestä kantasolututkimuksesta ja yhteensä noin 1 200 biologisesta näytteestä. Nämä koottiin julkisista verkkotietokannoista. Jokaisesta näytteestä on mittaus noin 20 000 ihmisen geenistä. Näytteiden ominaisuudet, kuten solutyyppi, solujen käsittelyvaiheet sekä näytteiden alkuperä kuvattiin tietokantaan laajasti mittaustulosten tehokasta hyödyntämistä ajatellen. Tutkijat voivat etsiä mittausaineistoa tietokannasta internetissä, tarkastella aineistoa kuvaajien avulla ja analysoida sitä hyödyntäen tietokannan työkaluja, kuten tilastollisia testejä.

http://estools.cs.tut.fi/


Teksti: Marjut Kemiläinen
Kuva: Virpi Andersin

Kerro kaverille
Lahjomaton laastari kerää EKG-impulsseja
Lahjomaton laastari kerää EKG-impulsseja
3/2013
Lahjomaton laastari kerää EKG-impulsseja
Ajatus vain, ja proteesikäsi liikkuu
Ajatus vain, ja proteesikäsi liikkuu
3/2013
Ajatus vain, ja proteesikäsi liikkuu
Sydänsolut sykkivät dataa fyysikolle
Sydänsolut sykkivät dataa fyysikolle
3/2013
Sydänsolut sykkivät dataa fyysikolle
Kommunikaatio pelaa, kilot tippuvat
Kommunikaatio pelaa, kilot tippuvat
3/2013
Kommunikaatio pelaa, kilot tippuvat
BioMediTech on intohimoinen järkiliitto
BioMediTech on intohimoinen järkiliitto
3/2013
BioMediTech on intohimoinen järkiliitto
Osaamisprofiili vahvistuu Clinical Engineer -koulutuksella
Osaamisprofiili vahvistuu Clinical Engineer -koulutuksella
3/2013
Osaamisprofiili vahvistuu Clinical Engineer -koulutuksella
Tampereella kehitetään keinotekoista hajuaistia
Tampereella kehitetään keinotekoista hajuaistia
3/2013
Tampereella kehitetään keinotekoista hajuaistia
 
3/2013
 
3/2013
Liikkujan unelmasyksy
Liikkujan unelmasyksy
3/2013
Liikkujan unelmasyksy
TTY Forum 2013
TTY Forum 2013
3/2013
TTY Forum 2013
 
3/2013

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