tutkimus

Perhostoukilla on stressiä

Ma, 01/19/2015 - 04:40 Toimitus
Papilio machaon -toukka

Luonnonolojen muuttuminen tarkoittaa eliöille esimerkiksi ravinnon laadun vaihteluita, mikä stressaa. Ilmastonmuutos kärjistää ongelmia.

Helsingin Yliopiston Biotieteiden laitoksen akatemiatutkija Marjo Saastamoinen sai Euroopan tutkimusneuvostolta 1,5 miljoonan euron viisivuotisen Euroopan tutkimussäätiön ERC-apurahan, jonka turvin hän selvittää stressitilanteista selviämisen keinoja.

Saastamoinen syventyy muun muassa vaikeissa oloissa sinnitteleviin perhosentoukkiin ja erityisesti toukkien suoliston salaisuuksiin. Hänen kiinnostuksensa kohteina ovat etenkin ketojen perhoset, perhosentoukat ja toukkien suolibakteerit.

"Tietynlaiset suoliston bakteerikannat saattavat auttaa toukkia sietämään huonolaatuisempaa ruokaa", selittää Saastamoinen.

"Hankalassa ympäristössä toukka kasvaa hitaammin, mutta pystyy kompensoimaan hitautta useammalla toukkavaiheella".

Populaatiotutkijoiden kultaryhmä

Saastamoinen sai hankittua erittäin kilpailtua ERC-rahaa tiimiin, joka on onnistanut samassa haussa poikkeuksellisen hyvin ennenkin: Vuonna 2011 Metapopulaatiobiologian tutkimusryhmä sai vastaavan nuoren tutkijan ERC:n, kiitos akatemiatutkijana nykyisin työskentelevän Anna-Liisa Laineen. Kokeneen tutkijan ERC :n puolestaan pokkasi jo vuotta aiemmin yksikön vetäjä, akatemiaprofessori Ilkka Hanski.

Tutkimuskohteenaan ryhmällä on ollut jo parinkymmenen vuoden ajan täpläverkkoperhonen, jota analysoidaan kaikilla mahdollisilla tasoilla: alkaen geeneistä, päätyen populaatioiden vuorovaikutuksiin.

Marja Saastamoinen

Takaisin luontoon

Marjo Saastamoinen vertailee erilaisilla kedoilla elävien täpläverkkoperhosten geneettistä vaihtelua, käyttäytymistä ja ekologisia ominaisuuksia. Hän etsii perhosista sopeumia paikallisiin olosuhteisiin. Perhosia tarkkaillaan niiden oikeilla elinpaikoilla.

"Halusin viedä tutkimukset takaisin luontoon. Laboratorio-olosuhteet eivät heijasta todellista tilannetta".

Tutkimus keskittyy erityisesti kesän kuivuuden vaikutuksiin. Mutta miten perhosten käy, jos talvemme muuttuvat pysyvästi leudoiksi ja vähälumisiksi?

"Se onkin todella mielenkiintoinen kysymys, sillä talvehtiminen on täpläverkkoperhosille elinehto. Ne rakentavat talvipesän, jonka olosuhteisiin lumenpuute ilman muuta vaikuttaa. Sitä ei kuitenkaan ole tutkittu juuri lainkaan. Pitäisikin ehkä lisätä lumen vaikutus mukaan meidän tutkimukseemme".

Euroopan tutkimusneuvoston aloitusapuraha on kansainvälisesti arvostettu rahoitus, joka on tarkoitettu lupaaville tutkimusjohtajille oman tutkimusryhmän kokoamiseen ja itsenäisen työn käynnistämiseen Euroopassa. Tutkimusten johtajan väitöstyön tulee olla suhteellisen tuore, enintään seitsemän vuoden takaa.

Teksti on käytännössä suoraan lainattu Helsingin yliopiston tiedote Miten perhonen selättää stressin?

Laserilla voi kirjoittaa nesteeseen

Ke, 11/06/2013 - 14:01 Toimitus
Kuvakaappaus alla olevalta videolta

Laserilla on voitu jo pitkään piirtää kiiteälle pinnalle, ja mikäli laseria on käännetty hyvin tehokkaaksi, voidaan valolla myös leikata ja muovata kiinteitä kappaleita. Laser-piirtämisessä olennaista on ollut valoherkkä pinta, mitä sopivasti laserilla valottamalla pystytään tekemään monimutkaisiakin kuvioita esimerkiksi muovipinnalle.

Nyt piirtäminen onnistuu myös nesteeseen – kiitos Helsingin yliopiston kemian laitoksen tutkijoiden, jotka ovat keksineet tavan tehdä kuvioita alkoholipohjaiseen nesteeseen laservalon avulla.

Tällä on runsaasti sovelluskohteita mm. optiikan ja elektroniikan uusia materiaaleja kehitettäessä. Modernissa materiaalitieteessä etenkin optoelektroniikan materiaalit, biomateriaalit, älykkäät polymeerit ja niistä tehdyt pinnoitteet ovat hyvin kiinnostavia tutkimusalueita, koska niiden merkitys etenkin elektroniikka- ja sähkölaitteiden valmistuksessa on hyvin suuri.

Helsingin yliopiston kemian laitoksella valmistettiin valokemiallisesti aktiivisia polymeerejä, jotka voitiin liuottaa veteen tai esimerkiksi alkoholeihin. Valo sai aikaan sen, että polymeeri liukeni ja samea neste kirkastui. Näin piirretty kuva erottui useiden tuntien ajaksi, muun muassa nesteen väkevyydestä riippuen.

Valoon reagoivan ja nesteeseen liukenevan uuden polymeerin valmisti tohtorikoulutettava Szymon Wiktorowicz polymeerikemian laboratoriosta, jossa toimii Funktionaalisten materiaalien huippututkimusyksikkö.

Tutkimuksessa osoitettiin laserilla sakeaan nesteeseen, johon uusi polymeeri ei ollut kunnolla liuennut, jolloin polymeerit ottivat niin sanotun cis-muodon. Kyseessä on valon avulla esiin piirtyvä ja kirkkaana seoksesta erottuva polymeerin liukoinen muoto.

Tutkimus raportoitiin alan merkittävässä kansainvälisessä Macromolecules-julkaisussa
2013, 46 (15), pp 6209–6216, Using Light To Tune Thermo-Responsive Behavior and Host–Guest Interactions in Tegylated Poly(azocalix[4]arene)s, DOI: 10.1021/ma4011457

Juttu perustuu Helsingin yliopiston tiedotteeseen ja alla on aiheeseen liittyvä yliopiston tuottama video.

Kauko-ohjattua merentutkimusta

Ma, 09/23/2013 - 12:07 Jari Mäkinen
Glider-sukellusrobotti

Omalaatuinen, keltainen torpedolta näyttävä siivekäs laite polskutteli syyskuun puolivälissä merentutkimusalus Arandan luona. Kyseessä oli valtamerten tutkimuksessa nykyisin hyvin yleisesti käytetty robottilaite, joita on ympäri maapallon jo noin 400.

Glideriksi, eli suomalaisittain liitimeksi kutsuttu laite on automaattinen miehittämätön vedenalainen tutkimusrobotti, jota kauko-ohjataan maista tai laivalta käsin.

Liikkuessaan laite kerää meren fysikaalista tilaa koskevia mittaustuloksia pitkin reittiä, joka laitteelle annetaan etukäteen. Laite lähettää mittaustuloksia satelliitin välityksellä maihin ja taltioi niitä muistiinsa.

Liitimen aikaisempi, valtameriversio matkasi itsenäisesti Atlantin poikki vuonna 2009, sellaiset voivat sukeltaa aina tuhannen metrin syvyyteen asti ja kulkea tuhansia kilometrejä ja useita kuukausia yhtäjaksoisesti.

Nyt Ilmatieteen laitos tutkii sen uudempien, pienten versioiden käyttöä myös Suomen lähivesillä. Tavoitteena on rakentaa yhteiseurooppalainen kauko-ohjattavien vedenalaisten merentutkimuslaitteiden infrastruktuuri, jonka avulla saataisiin edullisesti ja tehokkaasti mittaustietoa meristä koko ajan.

Jotta liitimen soveltuvuus matalan ja rantaviivaltaan moninaisen Itämeren oloihin tiedettäisiin, niitä testattiin nyt 11.–18. syyskuuta tutkimusalus Arandalla Selkämerellä ja Saaristomerellä.

Arandan tutkimusmatkalla testattiin Kanarian saarilla toimivan PLOCAN-laitoksen glideria Itämeren oloissa yhdessä espanjalaisten asiantuntijoiden kanssa. Liidintä ohjattiin erilaisissa olosuhteissa ja kokeet onnistuivat hyvin. Ilmatieteen laitoksen yhteistyö Gran Canarialla toimivan PLOCAN:n asiantuntijoiden kanssa on jatkunut jo parin vuoden ajan ja sitä on tarkoitus laajentaa.

PLOCAN:n liitimet tekevät Kanarian saarten vesillä säännöllisesti neljä kahden kuukauden tutkimusjaksoa vuodessa ja keräävät arvokasta tietoa meren tilasta.

Ilman potkureita ja moottoreita

Robottitorpedo käyttää voimanlähteenään meren lämpöenergiaa. Se muuttaa kelluntakykyään, sukeltaa välillä lähelle pohjaa ja nousee jälleen pinnan luokse, jolloin se kulkee kylmästä merivedestä lämpimämpään, mikä saa aikaan laitteen sisällä pitkissä putkissa olevan vahan laajenemisen.

Paisuva vaha painaa kaasua tankkeihin, jolloin paineistettua kaasua voidaan käyttää voimanlähteenä. Kelluntakykyä muutetaan yksinkertaisesti pumppaamalla öljyä laitteen sisältä ulkopinnalla oleviin paisuntasäiliöihin, jolloin laitteen tilavuus muuttuu, mutta sen massa ei muutu. Kun paisuntasäilöt ovat täynnä, laite nousee ylöspäin, ja kun öljy on sisällä, laitteen tiheys on suurempi kuin veden, ja se painuu syvemmälle.

Alla on liidin Itämeressä Arandalta kuvattuna:



Kauko-ohjattua mittaamista myös Eteläisellä jäämerellä

Kesällä Ilmatieteen laitoksen tutkijat testasivat myös toisenlaista kauko-ohjausta, nyt eteläisellä pallonpuolella: pieniä, kauko-ohjattuja lennokkeja ja koptereita käytettiin ensimmäistä kertaa Eteläisen jäämeren meteorologisessa tutkimuksessa.

Etelämannerta ympäröivällä Eteläisellä jäämerellä on talviaikaan (pohjoisen kesän aikaan etelässä on talvi) tehty hyvin vähän meteorologisia havaintoja ja aikaisemmilla tutkimuskerroilla lentomittauksia on tehty miehitetyillä lentolaitteilla.

Lennokeilla mitattiin ilman lämpötilan ja kosteuden sekä tuulen nopeuden ja suunnan pystyprofiileja jään pinnalta jopa 1,7 kilometrin korkeuteen asti. Mukana olleella quadrokopterilla puolestaan saatiin tarkempaa tietoa lämpötilasta ja kosteudesta alimman sadan metrin ilmakerroksessa.

Mittaustulokset ovat tärkeitä, sillä niiden avulla voidaan ymmärtää paremmin merijään kasvua talvella.

Kaikkiaan Ilmatieteen laitoksen lennokeilla tehtiin 51 ja quadrokopterilla 24 lentoa. Mittaukset onnistuivat hyvin, vaikka olosuhteet olivat haasteelliset pimeyden, kylmyyden ja ajoittain myös merijään voimakkaan valliintumisen vuoksi.

Lennokkien ja kopterien käyttäminen on lentokoneisiin ja helikoptereihin verrattuna paitsi olennaisesti edullisempaa, niin myös joustavampaa. Niitä voidaan käyttää myös vaativissa olosuhteissa, mihin "oikeilla" lentolaitteilla ei uskallettaisi lähteä.

Teksti perustuu Ilmatieteen laitoksen tiedotteisiin. Kuvat: GROOM-hanke, Kimmo Tikka ja Mario Hoppmann.

Rintasyöpä esiin kuvantamalla

Ma, 09/23/2013 - 11:19 Jari Mäkinen
Mammografiaa

Tyypillisin tapa rintasyövän seulonnassa ja tutkinnassa on rinnan röntgenkuvaus. Vaikka kuvauksessa käytettävä säteilyannos on hyvin pieni, olisi luonnollisesti parasta, mikäli tutkimus voitaisiin tehdä ilman röntgenkuvausta.

Niinpä Tampereen teknillisen yliopiston lisensiaatti Risto Joro on tutkinut väitöstyössään säderasitteetonta, potilasta koskematonta ja veretöntä rintasyövän tutkimusmenetelmää. Sitä voitaisiin käyttää nykyisten kuvantamismenetelmien rinnalla, jolloin nykyisten seulontamenetelmien diagnostiikan osuvuus ja tarkkuus paranisivat.

Joron tutkima menetelmä perustuu fysiologisten ilmiöiden havainnointiin ja mittaamiseen jaksottaisessa kuvasarjassa.

"Potilaan iholta mitataan lämpötilavaihteluja, joiden perusteella voidaan tunnistaa kudosten verenkiertoprofiili rinnan anatomiaan kohdistaen", kertoo Joro. "Havaintojen avulla on mahdollista paikantaa rinnan poikkeavat rakenteet ja vertailla tuloksia radiologisiin tutkimuksiin".

Eri kudosten väliset lämpötilamuutokset voidaan tunnistaa, kun herkät mikrometriaallonpituusalueelle soveltuvat kamerat yhdistetään kehittyneisiin kuvankäsittely- ja taajuusanalyysimenetelmiin. Tällä kuvantamismenetelmällä voidaan todeta rintasyövän aiheuttamat fysiologiset muutokset jo ennen kuin nykykuvantamismenetelmin pystytään toteamaan kudoksen rakenteellisia muutoksia.

Joro esittää väitöstyönsä tulosten pohjalta hypoteesin toimivasta menetelmästä kamera-potilasalustoineen, kuvankäsittelyineen sekä taajuusanalyyseineen, jossa kudoserottelu tuodaan esiin kohdentaen analyysitulokset kuvattavan anatomiseen karttaan. Joron lääketieteellisen tekniikan alaan kuuluva väitöskirja "New Approaches to Detect Breast Cancer by Sequential µm-Area Imaging" tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa perjantaina 27.9.2013.

Lokakuu on roosa kuukausi

Alkava lokakuu on jälleen Roosa nauha -keräyksen kampanjakuukausi. Roosa nauha on rintasyövän vastaisen taistelun symboli ympäri maailman. Suomessa joka vuosi yli 4800 naista sairastuu rintasyöpään ja yli 850 naista menehtyy sairauteen. Tärkein ja tehokkain tapa syövän hoidossa on sen löytäminen mahdollisimman aikaisessa vaiheessa. Sen vuoksi Suomessa järjestetään ilmainen rintasyöpäseulonta kahden vuoden välein 50–69-vuotiaille naisille.

Artikkelin uutisteksti perustuu TTY:n tiedotteeseen.