Tiede

Tiedetöppäysjoulukalenteri: 1. Lobotomia

Su, 12/01/2019 - 15:16 Jari Mäkinen
Lobotomia

Tiedetöppäysjoulukalenterin ensimmäisen luukun takana on lobotomia, eli operaatio, missä aivopuoliskojen välisiä ja niitä taaempiin aivojen osiin yhdistäviä hermoja leikattiin poikki. Tarkoituksena oli auttaa levottomia, ahdistuneita ja tuskaisia potilaita.

Menetelmän keksi portugalilainen kirurgi Egas Antonio Caetano de Abreu Freire Moniz, joka operoi kollegansa Almeida Liman kanssa kolmattakymmenettä potilasta vuodesta 1936 alkaen poraamalla heidän kalloonsa reiän ja leikkaamalla hermosäikeitä poikki erityisellä neulalla, jonka päässä oli pieni metallisilmukka. Instrumentin nimi oli leukotomi.

Maailmanlaajuinen hoitomuoto lobotomiasta tuli, kun amerikkalaiset Walter Freeman ja James Watts aloittivat Yhdysvalloissa leikkaukset 1936 ja kehittivät niin sanotun standardimetodin.

Tämä standardileikkaus tapahtui siten, että joko paikallispuudutuksessa tai yleisanestesiassa porattiin molemmin puolin ohimoa reiät, joiden avulla mitattiin aivojen paksuus ja määritettiin etäisyys keskiviivassa kulkeviin etumaisiin aivovaltimoihin. Sen jälkeen tehtiin viuhkamaiset viillot otsalohkojen valkean aineen läpi pitkällä, mitta-asteikollisella veitsimäisellä leukotomilla. Näin otsalohkojen yhteydet tunnetiloja säätelevään limbiseen järjestelmään katkaistiin.

Kaikesta mittaamisesta ja arvioinnista huolimatta enempi tai vähempi hasardihommaa; joskus reikä meni liian pitkälle taakse, jolloin potilas saattoi tulla apaattiseksi ja lopulta täydeksi kasviksi, ja toisaalta jos lääkäri osui vahingossa liian syvälle, saattoi potilas kuolla aivoverenvuotoon.

Toinen tapa suorittaa lobotomia oli vieläkin hurjempi. Siinä jääpiikkimäinen instrumentti naputettiin pienellä vasaralla kyynelpussin ja silmäkuopan sisäreunan kautta etukuoppaan ja naskalin vartta kääntelemällä tehtiin viuhkamainen valkean aineen halkaisu molemmin puolin. 

Jännää leikkauksissa oli se, että niiden aikana potilas oli koko ajan hereillä; lääkäri saattoi kysellä koko ajan miltä nyt tuntuu.

Tohtorit Freeman ja Watts tutkivat röntgenkuvaa potilaan aivoista ennen lobotomiaa.

Tohtorit Freeman ja Watts tutkivat röntgenkuvaa potilaan aivoista ennen lobotomiaa.


Suomessa lobotomialeikkauksia tehtiin kaikkiaan noin 1700 psykiatriselle potilaalle, viimeiset vielä 1970-luvun puolivälissä.

Periaatteessa lobotomia toimi hyvin, sillä sen ansiosta usein potilaita voitiin hoitaa kotona. Potilaat muuttuivat useimmiten rauhallisiksi, kun aggressiivisuus ja ahdistuneisuus vähenivät. Heidän kokemansa harhat pysyivät kuitenkin ennallaan, mutta potilaat suhtautuivat niihin välinpitämättömästi.

Käytännössä aina tuloksena oli myös sivuvaikutuksia. Potilaat esimerkiksi muuttuivat vähemmän oma-aloitteisiksi, passiisiksiksi, ja lapsellisiksi. He saattoivat olla hyväntuulisia, mutta karkeita käytöksessään ja puheissaan.

Muita leikkauksesta seuranneita komplikaatioita olivat muun muassa epileptiset kohtaukset, aivoverenvuoto, keuhkokuume ja meningiitti. Ne olivat myös lobotomian yleisimpiä kuolinsyitä.

Suomessa lobotomiaan kuoli arviolta 3 – 5 % potilaista. Ruotsissa ja Yhdysvalloissa luku oli 4 – 8 %.

1950-luvulla tulivat käyttöön uudenlaiset psyykenlääkkeet, joiden ansiosta varsin väkivaltaisia lobotomisia leikkauksia ei tarvittu enää niin paljon. 1960-luvulla niitä tehtiinkin jo paljon aiempaa vähemmän, ja 1970-luvulla niistä luovuttiin kokonaan. 

Paitsi että lobotomia oli vaarallinen toimenpide, oli se eettisesti kyseenalainen, koska useinkaan potilailta ei kysytty lupaa sen tekemiseen. Nykyisin sitä on helppo kauhistella, mutta se oli oman aikansa ja sen aikaisen ajattelun tuote. Sitä ei voi pitää täysin kyseenalaisena hoitona, etenkin kun sen avulla on pystytty kehittämään uudenlaisia, parempia ja tehokkaampia aivoleikkauksia sekä neurokirurgisia toimenpiteitä.

Aikoinaan lobotomiaa arvostettiin jopa niin paljon, että sen keksijä Moniz sai lääketieteen Nobelin palkinnon vuonna 1949 (yhdessä sveitsiläisen Walter Rudolf Hessin kanssa).

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä. Aihe ei ole erityisen jouluinen, mutta kiinnostava, sillä töppäykset pitävät sisällään niin tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja kuin myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia.

Tiedetöppäykset ovat myös kiinnostavia siksi, että ne osoittavat miten tiede toimii: se on itse itseään korjaava systeemi, jonka tavoitteena on totuus.

Jos joku epärehellinen tutkija koettaa väärentää tuloksiaan, toiset kyllä paljastavat tämän ennemmin tai myöhemmin. Jos virheelliset mittaukset tai epäselvät havainnot johtavat tekemään epätosia päätelmiä, niin tutkijakollegat kyllä korjaavat tämän pian. Jokainen hyvä tutkija on luonnostaan myös epäilijä, vaikka kyse on omista tuloksista.

Totuus voittaa aina lopulta, eikä luonnonlakeja voi huijata.

Tämä on tärkeää muistaa näinä aikoina, kun tutkimustuloksia väärennellään julkisuudessa ja niistä kerrotaan valikoiden. Kansanedustajatkin esittävät suoranaisia valheita, ja monet yleisesti ottaen järkevät ihmiset eivät halua uskoa tiedeyhteisön varsin yksimielisesti hyväksymiin asioihin, kuten ilmastonmuutokseen tai evoluutioon.

Juuri siksi on kiinnostavaa poimia historiasta kalenterillisen verran tapauksia, joissa tiede on ollut hakoteillä. Vastapainoksi ikäville, mutta opettavaisille tapauksille on myös töppäyksiä sekä erehdyksiä, jotka paljastuivat hyödyllisiksi.

Geenimuunneltu kolibakteeri syö hiilidioksidia

To, 11/28/2019 - 03:46 Jarmo Korteniemi
Kuva: Kolibakteerikolonia.

Tutkijat kehittivät kolibakteerin, joka osaa ottaa hiilidioksidia suoraan ilmasta ja muuntaa sitä orgaanisiksi yhdisteiksi. Tämän povataan avaavan ovia sekä uusille bioenergian muodoille että bakteerien avulla tehdyn ruuan valmistukselle.

Geenitekniikkaa ja evoluutiota hyödyntänyt tutkimus muunsi toisenvaraisen eliön omavaraiseksi. Tutkijat saivat kolibakteerin keräämään tarvitsemansa hiilen hiilidioksidista.

Saavutus voi avata ovet uudenlaisen bioenergian käytöllle ja jopa bakteeriruuan massatuotannolle. Bakteerien avulla voitaisiin tulevaisuudessa tuottaa orgaanisia molekyylejä, joita voidaan käyttää joko biopolttoaineina tai ruuan tuotannossa. Tällä tavoin tuotettujen hyödykkeiden hiilijalanjälki pienenisi huomattavasti perinteisiin verrattuna, sillä prosessi poistaa hiilidioksidia ilmasta.

Kolibakteeri (Escherichia coli eli E. coli) on geeniteknologian tärkein mallieliö. Se tunnetaan hyvin, sitä on helppo kasvattaa, ja sitä voidaan muokata varsin helposti. Geenimuokkausten tulokset näkyvät nopeakasvuisessa bakteerissa pian, ja tuloksia voidaan ohjailla ja säätää tarkkaan. Jo nyt geenimanipuloiduilla kolibakteereilla tuotetaan esimerkiksi elintärkeää insuliinia sekä kasvuhormoneja.

Kolibakteeri tarvitsee kuitenkin kasvaakseen muiden eliöiden valmistamaa eloperäistä ainesta. Ne ovat siis ihmisen lailla toisenvaraisia eliöitä. Lisäksi kolibakteeri tuottaa jätteenään hiilidioksidia.

Omavaraiset yhteyttävät eliöt ovat erilaisia. Näitä ovat esimerkiksi kasvit ja sinibakteerit (tai sinilevät, kuten jälkimmäisiä virheellisesti kutsutaan), jotka sitovat ilman hiilidioksidia monenlaisiin yhdisteisiin – esimerkiksi DNA:han, proteiineihin, sokereihin ja rasvoihin. Omavaraisia eliöitä voisi periaatteessa käyttää oivina biologisina tehtaina, mutta ikävä kyllä ne ovat geeneiltään usein haastavia muokattavia.

Geeniteknologiassa onkin jo pitkään kaivattu helposti muokattavaa omavaraista eliöä. Paras olisi sellainen, joka voitaisiin muuntaa hallitusti toisenvaraisesta omavaraiseksi. Moisen siirtymän povataan mahdollistavan uudenlaisten uusiutuvien energianlähteiden ja kestävämmän ruuantuotannonkin kehityksen.

Tämä himoittu askel on nyt viimein otettu. Ratkaisu oli kolibakteeri, johon tarvitsi tehdä muutoksia ainoastaan yhteentoista geeniin. Tutkimusartikkeli julkaistiin 27.11.2019 Cell-julkaisusarjassa.

Aluksi kolibakteereille siirrettiin geenejä, jonka avulla ne voivat hyödyntää ilman hiilidioksidia. Tämä prosessi kuitenkin vaatii energiaa, eikä bakteereilla ole keinoja yhteyttämiseen. Tarvittiin jokin muu energianlähde. Bakteereille annettiin siksi lisää uusia geenejä – sellaisia, jotka mahdollistavat energian imemisen formiaatti-nimisestä molekyylistä (HCOO-).

Geenimuutokset antoivat kolibakteereille mahdollisuuden vaihtaa "ruokailutottumuksiaan", mutta se ei vielä aivan riittänyt.

Kuva: Uuden kolibakteerin aineenvaihdunta (Gleizer ja kumpp., 2019)

Muokattuja kantoja kasvatettiin vielä pitkään niukassa sokeriliuoksessa ja erittäin suuressa 10 % hiilidioksidipitoisuudessa. Tutkijat pyrkivät saamaan aikaan valintapaineen, joka pakottaa bakteerit suosimaan uutta ominaisuutta mutaatioiden kautta.

Tavoite saavutettiin 200 vuorokauden jälkeen. Oli syntynyt ensimmäinen kolibakteerikanta, joka kykenee elämään pelkällä hiilidioksidilla, täysin ilman ulkopuolista sokeria. 300 päivän kohdalla ne kasvoivat jo nopeammin kuin samoissa oloissa pelkkää sokeria popsineet kannat.

Ensimmäinen hiilidioksidia "syövä" kolibakteerikanta kehitettiin itse asiassa jo vuonna 2016, samojen tutkijoiden toimesta. Nuo bakteerit tosin hankkivat  tarvitsemastaan hiilestä vain murto-osan hiilidioksidista. Uudessa tutkimuksessa bakteerikanta käyttää pelkkää CO2:a.

Kyse on kuitenkin vasta ensimmäisestä askeleesta uudella reitillä.

Muokatutkin kolibakteerit siirtyvät helposti käyttämään valmista sokeria, jos sitä vain löytyy kasvualustasta. Hiilidioksidi taitaa siis olla niille yhä ns. pakkopullaa.

Lisäksi kolibakteerit saavat käytettyä hiilidioksidia vain jos sitä on tarjolla erittäin paljon. Ne eivät pärjäisi nykyilmakehän normaalissa CO2-pitoisuudessa (0,04 %) ilman sokeriliemistä kasvualustaa.

Mikä ikävintä, muokattujen kolibakteerien kasvatus on jopa optimiolosuhteissa hidasta. Kun muokkaamattomat kolibakteerit jakautuvat noin 20 minuutin välein, muokatut tekevät sen yli 50 kertaa hitaammin – kerran 18 tunnissa.

Kyse ei siis ole mistään ihmekeinosta, jolla käännetään ilmakehän hiilidioksidipitoisuus laskuun tai korjataan maailman ruokapula. Tämä tutkimus vasta todistaa keinon olevan mahdollinen tai ainakin lisätutkimusten arvoinen.

Jatkoprojektissa on tarkoitus saada muokatut kolibakteerit lisääntymään nopeammin ja toisaalta kukoistamaan paljon matalammassa CO2-pitoisuudessa, joka vastaisi paremmin ilmakehän olosuhteita.

Nyt julkaistu tutkimus kuvastaa, kuinka luontaisia prosesseja voi hyvillä mielin tehostaa ja säädellä tekniikan ja evoluution yhteispelillä.

Lähteet: Gleizer ja kumpp.: "Conversion of Escherichia coli to Generate All Biomass Carbon from CO2" (Cell, 2019); Callaway: "E. coli bacteria engineered to eat carbon dioxide" (Nature News, 2019)

Otsikkokuvan kolibakteerit eivät liity tutkimukseen. Jälkimmäisessä kuvassa esitellään muokatun kolibakteerin perusmetabolismi (Gleizer ja kumpp., 2019)

Ahvenanmaalta löytyi 5000 vuotta vanha ohranjyvä – tutkijoiden käsitys pohjoisen muinaisis­ta elinkeinoista meni uusiksi

Pe, 03/22/2019 - 07:48 Toimitus
Tutkijat selvittivät tuhansia vuosia vanhojen ohranjyvien iän radiohiiliajoituksen avulla.

Uudet löydöt paljastavat, että metsästäjä-keräilijät omaksuivat maanviljelyn Ahvenmaalla ja Itä-Ruotsissa jo 5000 vuotta sitten. 

Kivikauden kuoppakeraamisen kulttuurin edustajia on aiempien tutkimusten perusteella kutsuttu kovan linjan hylkeenpyytäjiksi tai jopa Itämeren inuiiteiksi.

Nyt tutkijat ovat löytäneet tämän kulttuurin asuinpaikoilta ohran- ja vehnänjyviä, joiden perusteella voidaan päätellä kuoppakeraamisen kulttuurin omaksuneen pienimuotoista maanviljelyä.

Helsingin yliopiston arkeologian tieteenalan ja kemian osaston sekä ruotsalaisten arkeologian alan toimijoiden (Arkeologerna ja Arkeologikonsult) yhteistyössä tekemässä tutkimuksessa havaittiin, että kuoppakeraamisilta asuinpaikoilta Ahvenanmaalta ja nykyisen Tukholman seudulta löytyy ohran ja vehnän jyviä.

Viljanjyvien ajoitus varmistettiin radiohiilimenetelmän avulla.

Tulosten perusteella viljat ajoittuvat kuoppakeraamisen kulttuurin ajalle eli ovat noin 5300–4300 vuotta vanhoja. Viljanjyvien lisäksi asuinpaikoilta löytyviin kasvinjäänteisiin kuului muun muassa pähkinänkuoria, omenan siemeniä, mukulaleinikin juurimukuloita ja ruusunmarjoja.

Tutkimuksen perusteella vaikuttaa siltä, että kuoppakeraamiseen kulttuuriin omaksuttiin pienimuotoista viljelyä, joka opittiin suppilopikarikulttuurin maanviljelijöiltä. Suppilopikarikulttuuri oli levittäytynyt Skandinaviaan manner-Euroopasta.

Myös muu arkeologinen esineistö osoittaa näiden kulttuurien olleen tiiviissä kontakteissa toistensa kanssa.

"Ahvenanmaalta löytyneet jyvät ovat osoitus siitä, että kuoppakeraaminen kulttuuri levitti maanviljelyä paikkoihin, joissa sitä ei oltu aiemmin harjoitettu", sanoo Helsingin yliopiston arkeologian tohtorikoulutettava Santeri Vanhanen.

Valmistettiinko viljasta jopa olutta?

Ahvenmaalta löytynyt 5000 vuotta vanha ohranjyvä on vanhin Suomen alueelta koskaan löytynyt viljanjyvä. Tutkijat löysivät Ahvenanmaalta myös muutama sata vuotta nuorempia ohran- ja vehnänjyviä, jotka ovat leipä- tai pölkkyvehnää.

– Selvitimme myös yhden Raaseporista löydetyn ohranjyvän ajoituksen. Tämä ja muut manner-Suomen varhaisimmat jyvät ajoittuvat noin 3500 vuoden taakse, joten nykytiedon mukaan niitä ilmaantuu vasta 1500 vuotta myöhemmin kuin Ahvenmaalla, Santeri Vanhanen sanoo.

Aiemmissa tutkimuksissa on hyvin harvoin pystytty osoittamaan, että metsästäjä-keräilijäväestö olisi omaksunut maanviljelyn historiallisena aikana, saati sitten kivikaudella. Muinais-DNA-tutkimukset ovat viime vuosina osoittaneet, että maanviljely levisi Eurooppaan lähes poikkeuksetta muuttavan väestön mukana.

– Pidämme mahdollisena, että tämä pääosin merelliseen pyyntiin erikoistunut väestö jatkoi kasvien viljelyä, koska sillä oli yhteisölle sosiaalista merkitystä.

Kuoppakeraamisilta kohteilta löytyy välillä myös paljon sian luita, vaikka sika ei ollut merkittävä osa päivittäistä ravintoa. Esimerkiksi yhdestä gotlantilaisesta haudasta on löytynyt yli kolmenkymmenen sian luita.

– Kuoppakeraamikot saattoivat harjoittaa rituaalisia pitoja, joissa he söivät sikoja ja viljatuotteita. Ei ole mahdotonta, että viljoista olisi jopa pantu olutta, mutta tästä meillä ei vielä ole todisteita, Santeri Vanhanen sanoo.

Viljan jyvien ikä selvitetään radio hiiliajoituksen avulla

Tutkimuksen pääasiallinen menetelmä on makrofossiilitutkimus, jonka avulla tutkitaan arkeologisilla kohteilla säilyneitä kasvinjäänteitä. Tässä tutkimuksessa arkeologisista kohteista otettiin maanäytteitä, joista erotettiin kasvinjäänteet kellutusmenetelmän avulla. Nämä kasvinjäänteet ovat hiiltyneitä, eli jyvät ja siemenet ovat muuttuneet hiileksi joutuessaan kosketuksiin tulen kanssa.

Kasvinjäänteet voidaan tunnistaa tarkastelemalla niitä mikroskoopin avulla ja vertaamalla niitä moderneihin kasvinosiin. Yksittäisten viljanjyvien ajoitus voidaan saada selville radiohiiliajoituksen avulla, jossa tarkastellaan radioaktiivisen hiili 14 -isotoopin hajoamista. Tällöin tuhansia vuosia vanhojen jyvien ikä voidaan saada selville muutaman sadan vuoden tarkkuudella.

Taustaa: Itä­me­ren inuiit­tien kult­tuu­ri syn­tyi met­säs­tä­jä-ke­räi­li­jöi­den ja maan­vil­je­li­jöi­den koh­da­tes­sa

Maanviljelys levittäytyi eteläisen Skandinavian alueelle nopeasti noin 6000 vuotta sitten kesälämpötilojen ollessa nykyistä korkeampia. Ruotsissa tämä varhainen viljelykulttuuri ulottui suunnilleen Tukholman korkeudelle, mutta se ei saapunut lainkaan Manner-Suomeen eikä edes Ahvenanmaalle. Manner-Suomesta tai Ahvenanmaalta ei tunneta näin varhaisia viljanjyviä tai kotieläinten luita.

Uusimmat muinais-DNA-tutkimukset osoittavat, että maanviljelyä harjoittanut suppilopikarikulttuuri levittäytyi Skandinaviaan manner-Euroopasta saapuneen väestön mukana. Se toi mukanaan tavan valmistaa saviastioita ja kivikirveitä sekä viljellä maata ja pitää kotieläimiä.

Kesälämpötilat alkoivat laskea samaan aikaan kun suppilopikarikulttuurin maanviljelijät olivat asettuneet Tukholman seuduille. Täällä he kohtasivat metsästäjä-keräilijöitä, joista osa oli Suomesta tai Baltiasta peräisin olevia kampakeraamikkoja. Väestöjen vuorovaikutuksen seurauksena syntyi eri kulttuurien piirteitä yhdistävä kuoppakeraaminen kulttuuri noin 5300 vuotta sitten.

Kuoppakeraaminen väestö levittäytyi Skandinavian rannikoille ja Ahvenmaalle noin 5300–4300 vuotta sitten. He rakensivat yksinkertaisia majoja veden äärelle ja pysyivät ainakin osan vuodesta paikoillaan.

Kulttuurin asuinpaikoilta ja hautausmailta löytyneissä esineissä kuvataan usein eläimiä ja joskus myös shamaanien kaltaisia hahmoja. Kuoppakeraamikkojen uskomusmaailmaa voidaan pitää metsästäjä-keräilijäkansoille tyypilliseen tapaan animistisena.

Asuinpaikoilla säilyneiden eläinten luiden, ihmisten luurangoista tehtyjen mittausten ja keramiikan kemiallisen koostumuksen perusteella tämä väestö sai lähes kaiken ravintonsa mereltä pyytämistään kaloista, hylkeistä ja linnuista. Tätä väestöä on kutsuttu kovan linjan hylkeenpyytäjiksi tai jopa Itämeren inuiiteiksi.


Tutkimus julkaistiin 20. maaliskuuta 2019 Scientific Reports -tiedelehdessä. Tutkimusartikkeli Maritime Hunter-Gatherers Adopt Cultivation at the Farming Extreme of Northern Europe 5000 Years Ago on vapaasti luettavissa lehden verkkosivuilla.

Tämä juttu on Helsingin yliopiston tiedotuksen julkaisema ja julkaistu tässä sellaisenaan. Sen ovat kirjoittaneet Santeri Vanhanen (arkeologia, Helsingin yliopisto ja Arkeologerna), Volker Heyd (arkeologia, Helsingin yliopisto), Marianna Kemell (kemian osasto, Helsingin yliopisto), Håkan Ranheden (Arkeologerna, Statens historiska museer, Ruotsi), Niclas Björck (Arkeologerna, Statens historiska museer, Ruotsi) ja Stefan Gustafsson (Arkeologikonsult, Ruotsi).

Otsikkokuva on Santeri Vanhasen, Volker Heydin ja Marianna Kemellin. Kuvankäsittelyn on tehnyt Tero Juutilainen.

Einstein oli taas oikeassa: aika-avaruus on symmetrinen

Ti, 03/19/2019 - 15:52 Markus Hotakainen
Valon nopeuden mittaamista eri suunnissa

Albert Einsteinin suppean suhteellisuusteorian peruslähtökohtia on, että  valon nopeus on aina ja kaikkialla sekä kaikissa suunnissa sama. Kvanttigravitaatiota koskevien teoreettisten mallien mukaan on kuitenkin mahdollista, että hiukkasmaailmassa nopeusrajoitusta ei noudatetakaan niin orjallisesti.

Toistaiseksi kvanttiylinopeuksista ei ole päästy sakottamaan, sillä kokeissa ei ole havaittu minkäänlaisia eroja. Saksalaisessa PTB-tutkimuslaitoksessa (Physikalisch-Technische Bundesanstalt) on aika-avaruuden symmetriaa testattu optisilla ytterbium-atomikelloilla, joilla tarkkuus saatiin kasvatettua sata kertaa aiempia kokeita suuremmaksi.

Kahden ytterbiumkellon välinen mittavirhe kasvaa miljardissa vuodessa korkeintaan sekunniksi, joten niiden avulla oli mahdollista mitata äärimmäisen pieniä poikkeamia ytterbiumionien elektronien liikkeessä. Kokeessa elektronit liikkuivat aika-avaruuden suhteen eri suuntiin. Ellei aika-avaruus olisi symmetrinen, elektronien nopeuksissa pitäisi näkyä pieni ero.

Ensimmäinen valon nopeuden vakioisuuteen liittyvä merkittävä koe tehtiin jo vuonna 1887, kun Albert Michelson ja Edward Morley yrittivät mitata avaruuden täyttävän eetterin vaikutuksen valon kulkuun. Tuolloin oletettiin, että valo ja kaikki muukin sähkömagneettinen säteily vaatii edetäkseen väliaineen samaan tapaan kuin ääni. Koetulos oli yllätys: valon nopeus on sama kaikissa suunnissa eikä mitään eetteriä ole olemassa. Koetulos oli yksi Einsteinin lähtökohdista hänen kehitellessään suhteellisuusteoriaansa.

Hendrik Lorentzin mukaan Lorentzin symmetriaksi kutsuttu aika-avaruuden ominaisuus on siitä lähtien ollut toistuvien kokeiden kohteena. Pitääkö se todella paikkansa aina ja kaikkialla, ja liikkuvatko myös kvanttimaailman hiukkaset täsmälleen samalla nopeudella kaikkiin suuntiin?

Tuoreimmassa kokeessa käytettyjen kellojen tarkkuus perustuu yksittäisten ytterbiumionien värähtelytaajuuteen. Ionien perustilassa elektronien aaltofunktio on pallosymmetrinen, mutta virittyneessä tilassa se on pitkänomainen eli elektronit liikkuvat pääosin tietyssä suunnassa. Elektronien liikesuuntaa voidaan hallita kellon sisäisen magneettikentän avulla, joten sijoittamalla kellot toistensa suhteen sopivaan asentoon elektronit saadaan liikkumaan toisiaan vastaan kohtisuoriin suuntiin.

Kellot oli asennettu laboratoriossa kiinteälle alustalle, joka pyöri Maan mukana tähtien suhteen yhden kierroksen 23,9345 tunnissa. Jos elektronien nopeudet olisivat riippuvaisia niiden kulkusuunnasta, kahden kellon näyttämissä ajoissa olisi pitänyt näkyä jaksottainen vaihtelu, joka vastaisi Maan pyörimisliikettä. Teknisten virhelähteiden eliminoimiseksi ytterbiumkelloja vertailtiin yli tuhannen tunnin eli lähes puolentoista kuukauden ajan.

Mittaustarkkuuden rajoissa kellojen avulla mitatuissa elektronien nopeuksissa ei kuitenkaan havaittu minkäänlaista vaihtelua. Ytterbiumionien värähtelytaajuuksien eron ylärajaksi todettiin 3 x 1018, mikä osoitti kellojen olevan oletettuakin tarkempia. Aikaero kasvaisi sekunnin mittaiseksi vasta kymmenessä miljardissa vuodessa.

Lorentzin symmetria pätee ja Albert Einsteinin todettiin jälleen kerran olleen oikeassa.

Symmetriakokeesta kerrottiin PTB-laitoksen kotisivuilla ja tutkimus on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

FINNARP 2018 -tutkimusretkikunta palasi takaisin Etelämantereelta

Ma, 02/18/2019 - 15:16 Jari Mäkinen
Aboa

Tuorein suomalainen tutkimusmatka Etelämantereella on päättynyt, kun FINNARP 2018 -tutkimusretkikunta palasi Suomeen nyt lauantaina 16.2.2019. Marraskuussa alkanut matka piti sisällään normaalia enemmän myrskyjä ja myös viisi päivää myöhästyneen paluun, mutta silti mittaukset saatiin pääosin tehtyä ja aseman sekä kaluston huollot onnistuivat.

Kuusihenkinen retkikunta lähti Suomesta kohti Aboa-tutkimusasemaa marraskuun lopussa. Alkuperäiseen joukkoon kuuluivat retkikunnan johtaja, emäntä, mekaanikko ja lääkäri sekä kolme tutkijaa. Heidän lisäkseen tammikuussa mukaan liittyivät tekninen erikoisasiantuntija ja FINNARP-operaatioiden päällikkö Mika Kalakoski.

"Etelämanner on ainutlaatuinen ympäristö tutkimuksen tekemiselle", toteaa Kalakoski Ilmatieteen laitoksen tiedotteessa. "Etelämanner on maapallon eristynein alue, ja sieltä saadaan sellaista mittausaineistoa, mitä muualta ei saa. Tutkimus Etelämantereella kertoo meille koko maapallon tilasta. Suomalainen kylmän ilmanalan tutkimus, niin pohjoisessa kuin Etelämantereella, on kansainvälistä kärkitasoa."

Ilmatieteen laitoksella toimiva Suomen Etelämanner-operaatiot FINNARP täytti viime syyskuussa 20 vuotta. Se ylläpitää 30 vuotta sitten pystytettyä tutkimusasema Aboaa ja järjestää Suomen Etelämanner-tutkimusohjelman hankkeiden kenttätyöt. FINNARP avustaa myös Etelämantereen muille tutkimusasemille ja laivoille suuntautuvien suomalaisten tutkimusprojektien toteuttamisessa.

Tutkimusmatkoilla työskennellään vuosittain noin kahden kolmen kuukauden ajan marras–helmikuussa, jolloin Etelämantereella on kesä. Etelämantereen kesälle on tyypillistä jatkuva valo ja voimakas auringon säteily sekä ankarat lumimyrskyt.

Retkikunta menossa lentokoneeseen

Tutkimusta ja huoltohommia

Tällä tutkimuskaudella tehtiin meteorologiseen tutkimukseen liittyviä kenttämittauksia ja keräsi vuoden aikana tutkimuslaitteiden keräämiä jatkuvia havaintoja. Retkikunta pystytti uusia meteorologisia mittauspisteitä, lähetti päivittäin luotauspalloja ja huolsi pysyviä mittauslaitteita.

Tutkimusasemalla myös huollettiin tela-ajoneuvoja, jotka ovat palvelleet tutkimusta jo 20 vuotta. Lisäksi asemalla tehtiin suunnittelutyötä aseman muuttamiseksi entistä ympäristöystävällisemmäksi.

Suomen Etelämanner-tutkimusasema Aboa sijaitsee Kuningatar Maudin maalla 130 kilometrin päässä rannikolta, noin 5 000 kilometrin päässä Etelä-Afrikan Kapkaupungista. Tutkimusasema on pystytetty etelän kesän 1988–1989 aikana. Aboa tarjoaa hyvät työ- ja asuintilat 16 hengen retkikunnille.

Tiedetuubi on normaalisti seurannut aktiivisesti FINNARP-tutkimusretkikuntien toimia, mutta tällä kerralla mm. julkaisujärjestelmäämme tehtävät muutokset ja tavallista hiljaisempi julkaisutahti ovat sotkeneet tätä traditiota. Tämänkin retkikunnan toimia on kuitenkin voinut seurata hyvin Retkikuntaraporteissa, jotka luonnollisesti ovat luettavissa myös jälkikäteen.

 

Aboa iltaruskossa

Juttu on lähes suoraan kopioitu Ilmatieteen laitoksen tiedote. Kuvat: Priit Tisler (kaksi ensimmäistä) ja Vesa Marttila (viimeinen).

Samuel Kaski opettaa koneita oppimaan (video)

Otaniemessä, Aalto-yliopiston Tietotekniikan laitoksen ala-aulassa on akateemikko Teuvo Kohosen muotokuva. Eikä syyttä: hän on kouluttanut useammankin sukupolven tekoälytutkijoita aikana, jolloin Suomessa ei vielä paljoa puhuttu tekoälystä tai koneoppimisesta. Hän oli edellä aikaansa itseorganisoituvine karttoineen.

 

Eräs Kohosen oppilaista on akatemiaprofessori Samuel Kaski, joka vetää Suomen tekoälykeskus -nimistä aloitetta.

"Olin opiskellut tietotekniikkaa pari vuotta ja lukenut myös neurotieteitä, kun pääsin kesätyöhön Teuvo Kohosen tutkimusryhmään", selittää Kaski.

"En ollut tiennyt, että Suomessa oli mitään niin kiinnostavaa asiaa. Vaikka opinnoissa olin pärjännyt erittäin hyvin, olin hämmästynyt, että pääsin mukaan. Näin jälkikäteen katsottuna oli todella tärkeää päästä mukaan korkeatasoiseen tutkimukseen noin aikaisin. Moni asia kiinnosti, mutta kun ymmärsin, että tällaista voi tehdä tosissaan ja se voi olla oikeasti työ, niin tutkimus vei minut mukanaan.”

Kaski toteaa, että hänkin ottaa lupaavimpia opiskelijoita projekteihinsa mahdollisimman varhain. "Se on huippututkimuksen erittäin hyvä kansainvälinen käytäntö. Vaikka pian väittelyn jälkeen suuntauduin ihan toisiin asioihin, kerron tätä tarinaa silloin tällöin siltä varalta, että nuoria fiksuja opiskelijoita olisi kuuntelemassa. Ehkä joku heistä tulee ajatelleeksi, että tutkimusta voisi kokeilla.”

Tekoälyllä syövän kimppuun

Kaski on kiinnostunut siitä, miten malleja maailmasta voi oppia automaattisesti ja miten näin voidaan ymmärtää tapahtumia sekä soveltaa malleja teknisesti muihin tarkoituksiin."Malli voi olla hyvin datalähtöinen tai sellainen, missä on jo tietoa siitä, miten asiat toimivat. Yleensä se on joku yhdistelmä näistä. Ja sitten tarvitaan aineistoa, joista voidaan oppia ne asiat, joita ei tiedetä valmiiksi. Sitten tarvitaan algoritmi, joka pystyy sovittamaan mallin saatavilla olevaan dataan."

Konkretiaa tälle saadaan esimerkiksi siitä, mitä Kaski on tehnyt viime aikoina: hän on käyttänyt koneoppimista lääketieteellisiin sovelluksiin.

"Genomiikassa iso kysymys on se, miten löydetään geenidatasta ne tärkeät tiedot, jotka voisivat auttaa sairauksien mallinnuksessa ja ennustamaan nykyistä paremmin, mikä hoito tehoaa. Aineistossa on tietoja geenien toiminnoista, metaboliikasta ja muita mittauksia soluista. Esimerkiksi syöpänäytteiden tapauksessa pystyimme määrittelemään, mikä aineistossa on relevanttia ja millaisia ovat riippuvuudet eri tietojen välillä. Tämä on auttanut parantamaan ennusteita siitä, millainen hoito tehoaa tietynlaisen kudosnäytteen perusteella kullekin potilaalle."

Vaikeaa on erityisesti harvinaisten tautien tutkimus. Kun uudesta potilaasta ei ole tarpeeksi tietoja eikä muistakaan potilaista, joilla on sama sairaus, ole paljoa tietoja, on Kasken kehittämin menetelmin saatu ongittua esiin olennaisia kohtia.

"Vaikein ongelma tässä on se, että vaikka olennaisia tietoja on vähän, niin mittaustietoja on aivan tolkuton määrä. Kun puhutaan genomiikasta, niin potentiaalisesti hyödyllisiä muuttujia on miljoonittain. Niistä pitää pystyä valitsemaan aineiston perusteella ne, jotka tulisi ottaa huomioon. Olemme siksi yhdistelleet aineistoja ja keskittyneet eri muuttujien välisiin suhteisiin yksittäisten tietojen sijaan."

Samankaltainen ongelma on lääkkeiden kehittämisessä. Lääkkeet toimivat periaatteessa siten, että niiden vaikuttavat aineet kohdistuvat tiettyihin proteiineihin soluissa. Samalla aineet vaikuttavat myös toisiin proteiineihin ja joskus niistä voi olla myös haittaa.

"Meillä on siis valtava matriisi, jossa on proteiinit vastaan lääkkeet. Tekoälyn avulla voimme ennustaa paremmin, mitä tästä matriisista puuttuu – erityisesti niistä kohdista, joista voisi olla hyötyä erityisesti silloin, kun lääkekehitystä viedään eteenpäin."

Jo nyt suuri osa lääketiedettä on muuttunut hyvin datalähtöiseksi. Kun tietoa on ja sitä voidaan saada yhä helpommin, voidaan asioita kysyä aivan uusilla tavoilla."Lääkkeiden kehittäminen perinteisillä menetelmillä on kovin kallista ja kestää kauan. Samalla esimerkiksi antibioottiresistanssi yleistyy ja monet lääkkeet menettävät tehoaan, joten uusien lääkkeiden kehittämisen pitäisi olla entistä tehokkaampaa, jotta ihminen voisi voittaa kilpajuoksun patogeenejä vastaan."

Ihminen ja kone yhdessä

Kaski painottaa usein, että koneoppiminen, tekoäly ja tekoälyn eri sovellukset ovat parhaimmillaan silloin, kun niitä käytetään ihmisen tukena. Tässäkin konkreettinen esimerkki tulee lääketieteestä: lääkärin vastaanotto.

"Kun lääkäri päättää siitä, millaisia mittauksia potilaalle tehdään, ja kun hän tekee mittausten perusteella diagnoosin ja määrää hoitoa, niin koneesta voi olla paljon apua. Lääkärillä on hyvä koulutus, mutta tekoälyn avulla voidaan saada paljon lisätietoa niistä miljoonista mittauksista, joita genomitieto tuottaa."

Näin päästään täsmälääketieteeseen. Siinä kaikkea saatavissa olevaa solutasonkin tietoa käytetään, kun tehdään kullekin potilaalle yksilöllisesti toimiva hoitosuunnitelma.

"Mutta siis edelleen tarvitaan lääkäri ja ennen kaikkea potilas itse sanomaan, mikä hoito valitaan. Kaikissa hoidoissa kun on sekä sivuvaikutuksia että hyötyjä."

Terminaattoriskenaario

Tekoäly ja sitä käyttävät sovellukset ovat työkaluja, joita voidaan käyttää niin hyvään kuin pahaankin. Kaski painottaa, että suurin riski niiden suhteen onkin sama kuin muun tekniikan kanssa, eli ihmiset käyttävät tekoälyä samalla tavalla toisiaan vastaan kuin kaikkea muutakin nykyistä tekniikkaa.

"Tekoälystä voi olla todella paljon hyötyä ja haittaa, ja siksi eettisiä kysymyksiä pitää pohtia yhdessä demokraattisen yhteiskunnan kehittymisen mukana. Pitää olla tutkijoita, jotka pohtivat kauhukuvia, jotta niiden riski saadaan minimoitua. Mutta silti mielestäni keskitymme liikaa näihin terminaattoriskenaarioihin, joissa tekoälyrobotit ottavat vallan. Se riski on periaatteessa olemassa, mutta mielestäni paljon pienempi kuin moni muu yhteiskunnallinen riski. Siksi voisimme keskustella enemmän siitä, miten tekoälyn avulla voitaisiin tehdä töitä ja ratkoa polttavia ongelmia tehokkaammin ja paremmin."

Tämä on myös yhteiskunnallinen asia, sillä edessä on joka tapauksessa suuria muutoksia, kun monet perinteiset työtehtävät eivät ole enää tarpeellisia. Kasken mukaan varsin harvat ammatit ovat vaarassa kadota kokonaan, mutta suurimmassa osassa ammateista työtehtävät muuttuvat.

"Näin on käynyt aikaisemminkin! Kun kirjoitustaito keksittiin, niin käytännössä kaikki silloiset työtehtävät joutuivat ottamaan huomioon sen, että nyt asioita voidaan kirjoittaa muistiin ja tietoja voidaan jakaa muille. Tekoälyn vaikutukset ovat vain nopeampia. Niiden myötä yhteiskunnasta voi tulla tasa-arvoisempi tai epätasa-arvoisempi. Näistä pitää sitten poliittisesti valita."

Ideoita ei saa vain suihkussa

Kaski on ollut – ja varmasti edelleenkin on – kiinnostunut monista hyvinkin eri asioista, mutta hän kehottaa kaikkia keskittymään olennaiseen.

"Minun alani on menetelmien kehitys, ja sen siunaus ja kirous on se, että hyvä menetelmä on sovellettavissa moneen eri tehtävään. Se tarkoittaa sitä, että pitää kehittää sekä teoriaa että tehdä käytännön sovelluksia, joille on tarvetta erittäin monilla aloilla."

Hän kertoo valinneensa sovellusalueita sen mukaan, missä on ollut kiinnostavia yhteistyökuvioita. Viime aikoina näitä on ollut varsin paljon lääketieteessä, missä esimerkiksi genomiikka tarjoaa nyt paljon uutta tietoa tekoälyn purtavaksi ja tuottaa uusia, jänniä sovelluksia.

"On todella tärkeää, että meillä on tiedeyhteisö, missä on mahdollista törmätä kollegoihin, joilla on ihan uudenlaisia ajatuksia, jotka ovat yhteensopivia oman tutkimuksesi kanssa. Näistä syntyvät uudet innovaatiot. Uudet ideat saattavat tulla noin vain suihkussa ollessa, mutta yleensä sitä on edeltänyt se, että on puhunut oikeista asioista sopivaan aikaan juuri sopivien ihmisten kanssa."

*

Juttu ja video on julkaistu myös Suomen akatemian sivuilla. Ne on tehnyt Tiedetuubin Jari Mäkinen.

Tältä näyttää unenpöpperöinen tuore nobelisti onnittelusoittoon vastatessaan

Ke, 10/03/2018 - 15:03 Toimitus
George Smith vastaa puhelimeen

Tänään julkistettiin Nobelin tämänvuotisen kemian palkinnon saajat, ja nähtävästi yhdessä paikassa kamera oli jo valmiina: George Smith näytti tältä aamutuimaan puhelimeen vastatessaan.

Jatkamme puheluteemaa tämävuosisista Nobel-palkinnoista kertoessamme, sillä jo legendaksi muuttunut ilmiö on jännä.

Se, että onnittelusoitto palkinnonsaajalle on saanut nimen "aamuvarhainen soitto Tukholmasta" heijastaa sitä oletusta, että suuri osa palkituista on Yhdysvalloissa. Kun palkinnosta ilmoitetaan puolenpäivän aikaan Ruotsin kellon mukaan, on silloin Amerikassa itärannikolla aamuyö ja toisella puolella mannerta on päästy vasta puolenyön pimeämmälle puolelle.

Syynä sanontaan on se, että suurin osa palkinnoista on mennyt Yhdysvaltoihin – ja niin kävi tänäkin vuonna, sillä kolmesta palkituista kaksi on sieltä puolelta Atlanttia.

Palkinto jaettiin siis kolmen kesken. Puolikkaan palkinnosta sai Kalifornian teknillisessä yliopistossa, CalTechissä Pasadenassa työskentelevä Frances Arnold ja toinen puolikas jaettiin otsikkokuvassa olevan, Missourin yliopiston George Smithin ja Brittein saarilla Cambridgessä MRC:n molekyylibiologian laboratoriossa vaikuttavan Gregory Winterin kesken.

Kaikki ovat tutkineet niin sanottua suunnattua evoluutiota ja proteiineja, joita immuunisysteemi käyttää tunnistamaan tunkeutujia.

Aihe on suomalaisittain jännä siitä syystä, että Arnold sai kaksi vuotta sitten Millennium-palkinnon juuri työstään suunnatun evoluution alalla.

Arnold onnistui vuonna 1993 tekemään ensimmäiset onnistuneet ohjatun evoluution kokeet entsyymeillä, eli hän onnistui muuttamaan niitä sopivasti ohjaillen erilaisiksi. Oikeanlaisten entsyymien tekotekniikkaa käytetään nyt muun muassa lääkkeiden tekemiseen sekä biopolttoaineiden tekemisessä.

Ohjattu evoluutio tarkoittaa nimensä mukaisesti sitä, että luonnonvalinnan periaatteita voidaan käyttää hyväksi laboratorio-olosuhteissa halutunlaisten entsyymien synnyttämisessä; kyse ei nyt ole niinkään sattumasta, vaan siitä että kehitystä voidaan ohjata sopivaan suuntaan.

Tähän epäsuorasti liittyen Smith kehitti aikaisemmin, jo vuonna 1985 menetelmän, millä bakteriofageja (bakteereja tartuttavia viruksia) voidaan käyttää uudenlaisten proteiinien tekemiseen. Winter puolestaan jalosti tätä tekniikkaa eteenpäin siten, että menetelmän avulla voitiin tehdä uudenlaisia lääkkeitä. Ensimmäinen tällainen hyväksyttiin käyttöön vuonna 2002 ja sittemmin vastaavia on tullut enemmänkin.

Otsikkokuva: Marjorie R. Sable via Nobel-säätiön twitter

Onnittelusoitto fysiikan tämän vuoden Nobel-palkinnosta lähti kolmelle lasertutkijalle

Ti, 10/02/2018 - 14:21 Toimitus
Nobel-puhelin

Tutkijapiireissä odotetaan tällä viikolla soittoa Tukholmasta, ja niinpä Nobel-säätiö julkaisi tänään twitter-tilillään kuvan puhelimesta, mistä soitto lähtee tai soitot lähtevät. Puhelin soi tänään puoleltapäivin Tukholman aikaa kolmessa paikassa: onnittelusoiton saivat Arthur Ashkin, Gérard Mourou ja Donna Strickland.

Donna Strickland on vasta kolmas fysiikan Nobelin saanut nainen. Hänen edeltäjiään ovat vuonna 1963 palkinnon saanut Maria Goeppert-Mayer ja kaikkien (?) naisfyysikoiden esikuva, legendaarinen Marie Curie, joka sai palkintonsa vuonna 1903.

Meidän täytyy onnitella kaikkia naisfyysikoita, koska heitä on olemassa ... minulla on kunnia olla yksi heistä", totesi Strickland puhelun saadessaan.

Palkinto tulee juuri sopivasta CERNissä olevan pienen skandaalin jälkeen. Italialainen, hiukkastutkimuslaitoksen kanssa yhteistyössä oleva Alessandro Strumia oli todennut, että fysiikka on miesten tekemää, eikä naisilla siinä ole oikeastaan osaa. Hän sai luonnollisesti tästä typeryydestä punaisen kortin.

Naisasiaksi tätä Nobel-palkintoa ei kuitenkaan kannata kääntää, sillä kyse on isommasta asiasta.

Tai siis pienemmästä: voittajakolmikko on tehnyt tärkeää työtä pienten, lyhyiden ja hyvin voimakkaiden laserpulssien parissa. Tätä tekniikkaa käytetään nykyisin laajalti teollisuudessa ja lääketieteessä, ja se on avannut kokonaan uusia mahdollisuuksia näissä.

Palkinto siis jaettiin kolmen kesken. 

Puolet yhdeksän miljoonan Ruotsin kruunun (heikon kruunun vuoksi vain noin 870 000 euroa) saa Arthur Ashkin ja toisen puolen jakavat Gérard Mourou ja Strickland.

Jo 96-vuotias konkari, amerikkalainen Ashkin on kehittänyt optisia puristimia, tai laserpinsettejä, jotka pitävät atomeja, hiukkasia ja molekyylejä kiinni lasereilla. Näiden avulla voidaan tutkia ja käsitellä muun muassa viruksia, bakteereita ja muita eläviä soluja ilman, että ne vahingoittuvat. 

Hän on tehnyt tätä tutkimustaan ennen kaikkea (nykyisin Nokian omistuksessa olevassa) Bell-laboratoriossa ja Lucent Technologies -yhtiössä.

ENSTA ParisTechissä, Ranskan kansallisessa edistyneiden tekniikoiden tutkimuskeskuksessa työskentelevä Mourou ja hänen kanadalainen oppilaansa Strickland keksivät puolestaan tavan synnyttää hyvin lyhyitä ja kirkkaita laserpulsseja, jotka ovat erityisesti käytössä silmäkirurgiassa.

Jokainen silmälaseistaan laserleikkauksella eroon päässyt voi siis ajatella lämmöllä Mourouta ja Stricklandia – sekä tämänvuotista fysiikan Nobelia yleisesti.

Lääketieteen Nobel 2018 meni syöpähoitotutkijoille

Ma, 10/01/2018 - 13:19 Toimitus
Tasuku Honjo työryhmänsä kanssa

Tällä viikolla jaetaan jälleen Nobel-kunniaa – ja tulee myös kovasti pettymyksiä, kun palkinnotta jääneet harmittelevat kohtaloaan. Perinteiseen tapaan ensimmäinen palkinnoista meni lääketieteeseen: sen saavat jaetusti amerikkalainen James P. Allison ja japanilainen Tasuku Honjo “löydöistään syövän hoitamisessa immuunipuolustuksen negatiivisen säätelyn avulla".

Palkinnosta päättävän Nobel-lautakunnan mukaan kaksikko on tehnyt uraa uurtavaa työtä taistelussa syöpää vastaan. Heidän työnsä liittyy siihen, miten elimistön oma immuunipuolustusjärjestelmä saadaan hyökkäämään syöpäsoluja vastaan siten.

Lautakunta vertaa löytöä siihen, että immuunisysteemin jarrut voidaan vapauttaa hyökkäämään syöpää vastaan.

James P. Allison on tutkinut proteiinia, joka toimii tällaisena immuunisysteemin jarruna. Hän huomasi miten proteiini saadaan toimimaan siten, että immuunijärjestelmää voidaan käyttää apuna toimivassa syöpähoidossa. Allison toimii Houstonissa olevassa Texasin yliopiston MD Andersonin syöpätutkimuskeskuksessa.

Otsikkokuvassa työryhmänsä kanssa Kioton yliopistossa juhliva Tasuku Honjo on tehnyt samanlaista työtä immuunisuojasolujen proteiinin kanssa, mutta hänen menetelmässään "jarru vapautetaan" hieman eri tavalla. Hänenkin kehittämänsä syöpähoito on osoittautunut hyvin tehokkaaksi.

Lisätietoja palkintoperusteista ja voittajien työstä on Nobel-säätiön tiedotteessa.

Nobel-palkintojen julkistusviikko jatkuu siten, että huomenna tiistaina on vuorossa fysiikan palkinto. Keskiviikkona kerrotaan kemian palkinnon saaja tai saajat, ja perjantaina mennään Osloon, missä ilmoitetaan rauhanpalkinnon saaja. Taloustieteen palkinnosta ilmoitetaan puolestaan ensi viikon maanantaina.

Kirjallisuuden palkintoa ei tänä vuonna jaeta lainkaan – tai siis virallisesti palkinnon antamista on "lykätty toistaiseksi".

Otsikkokuva: Nobel-säätiön twitter-tili.

Virtanen sai bakteerin

Pe, 08/31/2018 - 22:44 Toimitus
Virtasen bakteeri

Tämä on skandaali: A. I. Virtanen jäi aikanaan ilman hänen mukaansa nimettyä bakteeria. Nyt tämä epäkohta korjataan, sillä Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan tutkijat kunnioittavat nobelistiamme nimeämällä löytämänsä bakteerin Acidipropionibacterium virtaneniiksi.

Artturi Ilmari Virtanen (1895–1973) tunnetaan parhaiten maitohappokäymiseen perustuvasta rehun säilömismenetelmästä, josta hän sai kemian Nobelin palkinnon vuonna 1945.

Virtasen propionihappobakteereita koskeva tutkimus on sen sijaan vähemmän tunnettua. Propionihappobakteereihin kuuluu useita merkittäviä lajeja, jotka esimerkiksi valmistavat B12-vitamiinia, ovat mukana aknen synnyssä tai tuottavat propionihappoa teollisuusmittakaavassa.

Propionihappobakteereita onnistuttiin eristämään ja kuvaamaan tieteelle jo 1900-luvun alussa. 1920-luvun alussa A. I. Virtanen tutki suomalaisesta emmentaljuustosta eristämiään propionihappobakteerikantoja, mutta vasta hollantilainen Cornelius Bernadus van Niel loi väitöskirjassaan 1928 propionihappobakteerien systemaattisen luokittelun ja nimistön.

van Niel nimesi bakteerilajeja ensimmäisten propionihappobakteeritutkijoiden kunniaksi. Esimerkiksi B12-vitamiinia tuottava, sveitsiläisjuustoille tyypillinen Propionibacterium freudenreichii sai nimensä Eduard von Freudenreichiltä, myös juustoissa esiintyvä Propionibacterium jensenii puolestaan Sigurd Orla-Jenseniltä ja Acidipropionibacterium thoenii J. Thöniltä.

Virtanen ei kuitenkaan saanut omaa bakteeria, koska hän itsekin uskoi, että hänen eristämänsä kannat kuuluivat jo Thönin mukaan nimettyyn lajiin.

Helsingin yliopistossa on tutkittu erilaisista ympäristöistä eristettyjä propionihappobakteerikantoja ja selvitetty niiden perimän emäsjärjestystä. Suomalaisesta mallastetusta ohrasta eristetyn kannan haaraiset soluketjut ja niiden agar-maljalla kasvaessaan tuottama pigmentti olivat samankaltaisia kuin Virtasen kuvaamilla kannoilla. Kanta myös erosi perimältään riittävästi Acidipropionibacterium thoenii -lajista ja sen tunnetuista sukulaisista muodostaakseen kokonaan uuden lajin.

Tutkijat päättivätkin nimetä lajin Virtasen mukaan.

"Meillä ei tietenkään ole mahdollisuutta tietää varmuudella, onko nyt eristetty uusi laji juuri A. I. Virtasen kuvaama", sanoo Paulina Deptula maatalous-metsätieteellisestä tiedekunnasta. "Päätimme kuitenkin antaa löytämällemme lajille Virtasen uraauurtavan tutkimuksen kunniaksi Acidipropionibacterium virtanenii -nimen,

*

Juttu on Helsingin yliopiston tiedote.

Hyvää lisätietoa A.I.Virtasesta on tässä Valion tekemässä videossa: