Suomalaislöytö: näin aivot säätelevät masennusta Toimitus Ma, 23/01/2017 - 20:26
Turun biotekniikan keskuksen Cell Image Core -yksikössä otettu kuva hippokampuksesta,
Turun biotekniikan keskuksen Cell Image Core -yksikössä otettu kuva hippokampuksesta,

Jos tietäisimme, miten aivot säätelevät itse masennusta ja ahdistuneisuutta, voisi näiden nykyisin varsin yleisten sairauksien tai niitä oireina tuottavien sairauksien hoito olla helpompaa ja tehokkaampaa. Turun yliopistossa on otettu askel tähän suuntaan, joskin toistaiseksi vain hiirillä.

Turun yliopiston ja Åbo Akademin yhteisessä Turun biotekniikan keskuksessa työskentelevän Eleanor Coffeyn johtama tutkimusryhmä on havainnut, että aktiivisena ollessaan niin sanottu JNK-proteiini tukahduttaa uusien hermosolujen tuotannon aivojen hippokampuksessa, aivojen tunne-elämää säätelevässä osassa.

Tutkimustulos on julkaistiin viime vuoden puolella Molecular Psychiatry –lehdessä

JNK-proteiinin kaltaisten entsyymien tiedetään olevan tärkeässä osassa solujen sisäisessä viestinnässä, kun kyse on solun ympäristössä olevista stressitekijöistä. Tällaisia ovat esimerkiksi säteily, lämpötila tai tulehdukset.

Kun tutkijat estivät hiirillä JNK:n toimintaa, he onnistuivat edesauttamaan uusien hermosolujen syntymistä hippokampuksessa, ja sen myötä hiirien ahdistuneisuus sekä masennukseen liittyvä käyttäytymismuutos lieveni.

"Me tunnistimme uuden molekyylin, johon vaikuttaminen lievitti jyrsijöillä ahdistusta sekä masennukseen liittyvää käyttäytymistä", Coffey kertoo.

"Aiemmin tuntematon mekanismi tuo uutta tietoa siitä, miten aivot toimivat säädellessään mielialaa sekä osoittaa, että JNK-estäjä, jota käytimme tutkimuksessamme, saattaa tarjota uusia väyliä masennuksen ja ahdistuneisuushäiriön lääkityksen kehittämiseen."

Masennus ja ahdistuneisuushäiriö ovat maailmanlaajuisesti yksi merkittävimmistä työkyvyttömyyttä aiheuttava sekä elämänhallintaa heikentävä tekijä.

Monet potilaat eivät saa kuitenkaan nykyisistä hoitomuodoista apua.

Coffeyn mukaan tutkijoilla onkin jo pitkään ollut yhteinen käsitys siitä, että nykyhoitomuodoilla vastustuskykyisten masennuksen hoitamiseksi on ymmärrettävä nykyistä paremmin sairauksia aiheuttavia toimintamekanismeja.

Tutkijat käyttivät virustyökalua selvittääkseen, missä aivojen osassa JNK-estäjä vaikutti mielialaan. He havaitsivat, että molekyylin toiminta näkyi hippokampuksessa eli aivojen osassa, joka kontrolloi tunne-elämää ja oppimista.

Estäjä lievitti ahdistuneisuushäiriötä ja masennusta kontrolloimalla uusien hermosolujen syntymistä hippokampuksessa.

Coffeyn mukaan seuraava askel on jyrsijöillä tehtävien testien jatkaminen. Tutkijat selvittävät muun muassa, voisiko JNK-estäjä tukea jo käytössä olevien masennuslääkkeiden tehoa.

"Paljastimme tutkimuksellamme sekä uuden mekanismin että uuden estäjämolekyylin vaikutuksen. Seuraava askel on tutkia saatujen tietojen hyödyntämistä nykyisten lääkkeiden tukena. Jatkossa teemme kokeita, joissa annamme JNK-estäjää yhdessä tyypillisimpien masennuslääkkeiden kanssa ja sen jälkeen mittaamme hiirien käyttäytymismuutoksia."

Tutkijoiden käyttämä estäjä on jo kliinisessä koekäytössä  aivoinfarktin sekä kuulovamman hoidossa.

"Monet lääkealan yritykset ovat kehittäneet laajan joukon JNK-estäjiä. Aiemmin ei kuitenkaan ole tiedetty, että JNK säätelee myös tunnepohjaista käyttäytymistä", toteaa Coffey.

"Tutkimuksemme tärkein anti onkin, että JNK-estäjän käyttöä tulee harkita vakavasti myös ahdistuneisuushäiriön ja masennuksen hoidossa."

Coffeyn johtamassa tutkimuksessa oli mukana suomalaisia ja yhdysvaltalaisia tutkijoita. Tutkimusta ovat rahoittaneet Marie Curien Initial Training Network r’BIRTH, Suomen Akatemia, Turku Network in Molecular Biosciences sekä National Institute on Aging.

Juttu perustuu lähes suoraan Turun yliopiston julkaisemaanErja Hyytiäisen kirjoittamaan uutiseen.
Kuva: Turun biotekniikan keskus (kuvassa on suurennos hippokampuksesta)

Suomalaistutkijat varmistivat uuden tavan tehdä alkuaineita – löytö voi auttaa selvittämään maailmankaikkeuden mysteereitä

Kuva: NASA / GSFC / Dana Berry
Kuva: NASA / GSFC / Dana Berry

Turkulaiset tähtitieteilijät havaitsivat uudenlaisen mekanismin, jolla alkuaineita voi syntyä ja levitä avaruuteen. Aiemmin prosessin olemassaoloa on uumoiltu, mutta nyt se on viimein todennettu. Mekanismi voi kenties selittää keskiraskaiden aineiden yleisyyden outoudet.

Tuorlan observatorion tähtitieteilijät Jari Kajava, Joonas Nättilä ja Juri Poutanen yhdessä Kanadassa, Saksassa ja Venäjällä olevien kollegoidensa kanssa huomasivat, että erikoisessa röntgenpurkauksessa syntyy uusia aineita. Purkauksia on havaittu aiemminkin, mutta fuusioituvan raskaan aineen pakenemisen – ja siten myös niiden havaitsemisen – ei ole yleisesti uskottu olevan mahdollista.

Purkaus tapahtuu aivan neutronitähden yläkerroksissa. Syynä on sen kumppanitähdestä peräisin oleva aine, joka fuusioituu räjähdysmäisesti joutuessaan neutronitähden pinnalla vallitsevaan valtaisaan paineeseen ja lämpötilaan.

Tutkijoiden arvion mukaan ympäröivään avaruuteen levisi hetkessä noin 1016 kiloa vastasyntyneitä aineita, pääosin rautaa. Määrää on vaikea hahmottaa. Se vastaa vajaan 3000 vuoden kaikkea metallintuotantoa tällä planeetalla – nykytahdilla, joka on suurempi kuin ikinä aiemmin. Röntgenpurkauksen yhteydessä määrä kuitenkin syntyy sekunneissa.

Toisaalta neutronitähti synnyttää tuossa kertarykäisyssä vain alle sadastuhannesosan Kuun rautaisen ytimen massasta. (Ja Kuulla on muuten erittäin pieni ydin, vain pari prosenttia koko pallosta.)

Tähtipari sijaitsee meistä 16 000 valovuoden päässä, Jousimiehen tähdistössä. Se tunnetaan koodilla HETE J1900.1-2455.

Aktiivisia röntgenpurkautujia tunnetaan koko Linnunradasta vain runsaat sata. Ne ovat kaikki kaksoistähtijärjestelmiä, jossa neutronitähti ja pienimassainen kumppanitähti kiertävät toisiaan. Galaksin koko historian aikana vastaavia pareja on kuitenkin ehtinyt olla jo satoja, ehkä tuhansia kertoja enemmän.

Mutta kaikki eivät purkaudu tällä tavalla. Tuhansien tutkittujen purkausten joukosta tämä on tiettävästi vasta ensimmäinen, josta löydettiin pitävät todisteet raskaiden aineiden olemassaolosta tähteä ympäriöivän kaasukehän ulko-osista.

Tutkitunlaiset purkaukset ovat siis hyvin harvinaisia. Sellainen vaatii juuri sopivat olosuhteet, ja esimerkiksi naapuritähdeltä tulevan ainevirran on oltava juuri oikeanlainen. Sekä tähtipari että tutkimuksessa kuvattu purkaus ovat epätyypillisiä. Jatkoanalyysit ovat yhä kesken, mutta tutkijoiden valistuneen arvauksen mukaan joka tuhannes purkaus voisi olla vastaavanlainen.

Ratkaisu mysteeriin?

Vallalla olevien mallien mukaan alkuaineita syntyy kolmella tavalla. Alkuräjähdyksessä syntyi ainoastaan vetyä, heliumia ja litiumia. Tähtien sisällä tapahtuvassa fuusiossa taas saa alkunsa moni raskaampikin aine, mutta vain rautaan asti. Kaikki sitä raskaammat aineet taas syntyvät erilaisissa supernovaräjähdyksissä, ja kenties tähtien törmäyksissä (jotka tosin ovat erittäin harvinaisia).

Ongelmana kuitenkin on, etteivät havainnot ja mainitut vanhat mallit sovi kunnolla yhteen. Etenkin vanhoissa tähdissä vaikuttaa olevan aivan liikaa keskiraskaita alkuaineita, joilla on ytimessään 38–52 protonia. Tuolta väliltä löytyvät esimerkiksi tina, hopea, palladium ja turkulaisen Johan Gadolinin vuonna 1794 löytämä yttrium.

Röngenpurkauksissa syntyvien alkuaineiden havaitseminen osuu sopivaan väliin. Havaintoa olisi vaikea selittää, elleivät aineet pääsisi karkaamaan neutronitähtien pinnalta, rikastuttamaan tähtienvälistä ainetta ja lopulta osaksi uusien tähtien rakennusaineita. Löytö voi siis auttaa selvittämään ongelmallisten alkuaineiden suhteellista yleisyyttä.

Tutkimus julkaistaan piakkoin brittiläisessä Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters -julkaisusarjassa, mutta sen raakaversio on jo luettavissa arXiv-palvelussa.

Lopuksi vielä kuvasarja röntgenpurkauksen kehittymisestä:

Päivitys 1.12. klo 6:00: Korjattu sana "kertarykäisyssä" sanalla "kerralla" sekä vaihdettu toinen kappale tarkkuuden vuoksi nykyiseen muotoonsa. Aiemmin kohdassa luki "Purkaus tapahtuu aivan neutronitähden lähellä. Syynä on sen kumppanitähdeltä putoava aine, joka fuusioituu päästessään riittävän lähelle raskasta naapuriaan." Kumppanitähdeltä tuleva materia kertyy kuitenkin aluksi neutronitähden pinnalle, ja fuusio syttyy vasta noin kilometrin syvyydellä sen pinnan alla.

Kuvat: NASA / GSFC / Dana Berry

Aikakausi päättyy: Tuorlan observatorio lopetetaan?

Tuorlan iso torni
Tuorlan iso torni

Kenties Suomen tähtitieteen legendaarisin paikka, Turun luona Piikkiössä oleva Tuorlan observatorio on aikomus sulkea ja sen toiminnot on tarkoitus siirtää Turkuun. Kyseessä on toistaiseksi ehdotus, mutta järkevä sellainen: tähtitieteen teko on muuttunut kovin observatorion rakentamisen jälkeen ja tutkimuslaitoksen kehittäminen nykyisellään tulisi kalliiksi.

Turun yliopiston Fysiikan ja tähtitieteen osaston johtaja, professori Petriina Paturi sanoo, että huhuissa jo jonkin aikaa kiertänyt suunnitelma on olemassa ja hankkeen kommentointiaika päättyi nyt keskiviikkona.

"Meillä oli Tuorlassa keskustelutilaisuus koko henkilökunnan kanssa pari viikkoa sitten, ja jätän lähiaikoina raportin saamistani kommenteista rehtorille", kertoo Paturi.

"Muutto tapahtuisi noin vuonna 2020, joskin osa henkilökunnasta on jo kysellyt mahdollisuutta muuttaa jo ensi vuonna".

Tämä heijastaakin tunnelmaa yleisesti. Yrjö Väisälän perustama ja etenkin pikkuplaneettatutkimuksella sekä optiikan tekemisellä kuuluisaksi nousseen Tuorlan observatorion hiipuminen olisi sääli, mutta järkevää: käytännössä tähtitieteelliset havainnot tehdään nykyisin ulkomailla, koska Suomessa sääolot eivät ole erityisen hyvät. Keskimäärin hyviä havaintoöitä on noin 30 vuodessa. Tuorlan suurinta kaukoputkea, metrin halkaisijaltaan olevalla peilillä varustettua putkea, on käytetty tieteelliseen julkaisuun päätyneiden havaintojen tekoon viimeksi noin viisi vuotta sitten. 

"Tieteelliset syyt Tuorlassa pysymiseen ovat aika vähissä."

Yliopisto on rakentamassa parhaillaan La Palman saarelle Kanarialle uutta etäohjattavaa kaukoputkea. Nykytekniikalla havainnot voi tehdä mistä vain etänä – tai automaattisesti.

Tutkimustoiminnan siirto vahvistaisi myös tieteellistä synergiaa muun fysiikan ja muiden tieteenalojen kanssa ja muun muassa tietojen- ja kuvankäsittelyssä on jo nyt runsaasti yleistyötä muiden fyysikoiden, tietojenkäsittelytieteilijöiden ja lääketieteellisen kuvantamisen tutkijoiden kanssa. Fyysinen sijainti näiden tutkijoiden luona olisi hyvä asia.

"Se, että tähtitieteilijät olisivat yliopistolla, auttaisi myös opiskelijoita. Aloittavista opiskelijoista noin kolmasosa sanoo haluavansa tähtitieteilijöiksi, mutta lopulta valmistuu vain muutama vuodessa. Jos saisimme tähtitieteen opetusohjelmasta vähemmän tutkijalinjaisen ja enemmän muita tieteenaloja painottavan, voisimme saada parhaita opiskelijoita myös tähtitieteeseen enemmän. Opiskelijoille ei ole selvää, että tutkinnon aikana opitaan asioita, joita voi myydä akateemisen maailman ulkopuolelle (muun muassa big data). Lisäksi opiskelijat myös kokevat tähtitieteilijät etäisiksi, kun heitä ei täällä Turussa näe kuin luentojen yhteydessä."

Vaikka tutkijat siirtyisivätkin Tuorlasta Turun yliopiston kampusalueelle kaupunkiin, pysyvät tähtitornit ja kallion sisälle louhittu luolasto paikallaan. Tornit ovat museoviraston suojelemia, ja esimerkiksi metrin putkella testataan Turussa rakennettavia rakennettavia polarimetrejä ja pidetään harjoitustöitä.

Perinteisen tähtitornin toimintojen siirtäminen on herättänyt kovasti tunteita aiemmin mm. Helsingissä ja Tukholmassa, mutta lopulta lähes kaikki ovat olleet tyytyväisiä.  Onkin hyvin todennäköistä, että viiden vuoden sisällä Tuorla on hiljentynyt ja kenties sille keksitään uusia toimintamuotoja.

Jutun kuva on vaihdettu julkaisun jälkeen tuoreempaan. Kuva kirjoittajan.

Turkulaistutkimus: Amazonin sademetsässä ennen tuntemattomia rajalinjoja

Kuva: lapidim / Flickr
Kuva: lapidim / Flickr

Turun yliopiston tutkijat löysivät yli tuhat kilometriä pitkän rajalinjan. Aiemmin tuntematon raja jakaa sademetsäalueen eliömaantieteellisiin osiin. Maastossa eron huomaa, jos vain tietää mitä katsoa.

Juuri julkaistu turkulaistutkimus luo järjestystä Amazonian kaoottiseen eliömaantieteeseen.

Vallalla oleva käsitys on, että Amazonin sademetsäalueen ainoita rajoja ovat leveät joet, jotka hillitsevät kasvien ja eläinten leviämistä. Muutoin koko seudun on luultu olevan lajistoltaan varsin yhtenäinen, vaikka tosiasiassa eläin- ja kasvilajien esiintymisalueista tiedetään kuitenkin vain vähän. Kun lajikirjo on hämmentävän suuri ja laajat tulvat hämärtävät rajoja, voi kokonaisuus ensi silmäyksellä näyttää tasaisen kaoottiselta.

Rajalinja on selvä, kun sitä osaa etsiä. Se kulkee etelä-pohjoissuunnassa läpi Amazonian runsaan 1000 kilometrin matkan. Se leikkaa useita suuria jokia ja vaikuttaa kasvustoon niitäkin enemmän. Rajalinja huomattiin alun perin satelliittikuvista (alla vasemmalla), mutta vasta nyt tutkijat pääsivät kunnolla perehtymään sen aiheuttamiin vaikutuksiin maastossa.

Väärävärikuva raja-alueesta (vas., Higgins et al. 2011) ja Amazonasin kartta (oik.). Maastotutkimusalueet on merkitty keltaisella, rajat punaisella.

Tutkimusta johtanut Hanna Tuomisto kertoo, että metsä todella äkkiseltään näyttää samanlaiselta löydetyn rajalinjan molemmin puolin. Vasta lajistokartoitus kertoo tilanteen oikean laidan. Kansainvälinen tutkijaryhmä vietti alueella kolme kuukautta tutkien jokien rantoja ja keräten kasvi- ja maaperänäytteitä.

Päivisin tutkijat kolusivat maastossa, ja nukkuivat öisin jokilaivassa. Samalla laiva siirrettiin uuteen paikkaan, uusien näytteidenkeruupaikkojen viereen. Kaiken kaikkiaan näin kuljettiin yli 500 kilometrin matka, puoliksi rajalinjan kummallakin puolella.

Asia alkoi valjeta maastossa. Suurin osa lajeista joko esiintyi tarkasti vain yhdellä puolen rajalinjaa, tai oli siellä ainakin paljon yleisempi. Tutkittavana oli saniaisten, palmujen, inkiväärikasvien sekä huonekasveinakin käytettyjen medinillakasvien levinneisyys.

Syy maaperässä

Maaperänäytteistä selvisi kasvualustan olevan erilainen rajalinjan eri puolilla. Amazonasin rajalinja on siis geologinen, ja juontaa juurensa eri-ikäisiin sedimentteihin. Sademetsä lepää paksujen sedimenttipatjojen päällä. Voimakkaan eroosion vuoksi nuorimmat kerrokset ovat osaksi hävinneet ja vanhemmat kerrokset tulevat näkyviin.

Kyse on siis hieman vastaavasta tilanteesta kuin Suomen harvoilla kalkkialueilla. Niillä on useimmiten omanlaisensa lajisto.

Amazonasin kasvilajien levinneisyyteen vaikuttaa näytteiden perusteella eritoten kalsium- ja magnesium-ionien läsnäolo, tai niiden puuttuminen.

Erilainen maaperä edesauttaa erilaisten kasvien sopeutumista alueelle. Se myös edistää lajiutumista: jotkut yksilöt pärjäävät erilaisella maaperällä kuin mihin laji on tottunut. Ne jatkavat siellä eloaan, toisten jäädessä toiselle puolelle. Aikaa myöten kasvit sopeutuvat erilaisiin kasvuolosuhteisiin, ja eriytyvät lajeiksi.

Vuonna 2011 julkaistussa tutkimuksessa tutkijat löysivät vastaavan rajalinjan lännempää Perun puolelta. Silloinkin maaperän kasvualusta rajoitti kasvien leviämistä. Samalla tutkijat huomasivat satelliittikuvista myös nyt tutkitun rajan, ja päättivät perehtyä siihen tarkemmin. Ja hyvä niin.

Amazonin sademetsän pohjalta löytyy varmasti muitakin vastaavia eroja. Seuraava tavoite tutkijoilla onkin etsiä niitä lisää, ja tutkia, missä niitä on ja kuinka ne vaikuttavat kasvillisuuteen.

Amazonin sademetsä eli Amazonia on planeettamme laajin yhtenäinen sademetsäalue. Sen pinta-ala vastaa 70 prosenttia Euroopasta tai kahtakymmentäkahta Suomea.

Juttu perustuu Turun yliopiston tiedotteeseen sekä kahteen tutkimusartikkeliin Journal of Biogeography -julkaisusarjassa (2011, 2016).

Päivitys klo 22.30: Lisätty maininta Suomen kalkkimaista.

Otsikkokuva: Aamu-usvaa ​Juruá-joella (lapidim / Flickr)

Yökkäätkö vielä ötököille? Ei kannattaisi.

Suhtautuminen hyönteisen käyttöön elintarvikkeina on muuttumassa nopeasti. Näin sanoo Turun yliopisto selvityksessään, jossa tutkittiin suomalaisten ja saksalaisten kuluttajien suhtautumista hyönteisiä sisältäviin valmisruokiin.

Suomalaiskuluttajat suhtautuivat hyönteisruokaan saksalaisia positiivisemmin ja arvioivat esimerkiksi jauhomadoista valmistetut nugetit miellyttävämmiksi kuin saksalaiset vastaajat. Valtaosa molempien maiden kuluttajia suhtautuu myönteisesti hyönteisten käyttöön siipikarjan rehuna.

Näin todetaan Turun yliopiston tekemässä selvityksessä. 

Hyönteistalous onkin noussut varsin lyhyessä ajassa erääksi kiinnostavimmista vaihtoehdoista tuottaa ekologista proteiinia ravinto- ja rehukäyttöön.

"Hyönteisten kirjo on valtava, ja niiden joukosta löytyy runsaasti lajeja, jotka pystyvät tehokkaasti käyttämään niille syötetyn rehun kasvuunsa", kertoo Jaakko Korpela Funktionaalisten elintarvikkeiden kehittämiskeskuksesta. 

"Hyönteisten kasvatus vaatii vähän vettä ja siinä syntyvien kasvihuonekaasujen määrä on pieni. Elintarvike- ja rehukäytön lisäksi hyönteismaailmasta haetaan uusia entsyymejä ja antimikrobisia aineita biotekniikan ja lääketieteen sovelluksiin."

Tekesin rahoittama Turun yliopiston ja Luonnonvarakeskuksen (Luke) Hyönteiset ruokaketjussa -hanke  tutkii mahdollisuuksia hyönteisten hyödyntämiseen suomalaisessa ruokaketjussa. Tutkimus painottuu hyönteisten hyödyntämiseen sekä ruokana että eläinten ravintona aina hyönteisten kasvattamisesta kuluttajille saakka.

Hyönteisten kaupallinen käyttö elintarvikkeena tai rehuna ei ole Suomessa sallittua, mutta tähän odotetaan muutoksia EU -tasolla lähivuosina. Suomalaiset toimijat ovat jo nyt kiinnostuneita hyönteistalouden mahdollisuuksista ja pari start-up yritystä suunnittelee kasvatusteknologian vientiä.

Luke selvitti mediatutkimuksessaan, kuinka pitkällä suomalaisen hyönteistalouden innovaatiosysteemin rakentuminen on tällä hetkellä.

"Muutamat yritykset meillä ovat ymmärtäneet, että kehitystyö on aloitettava nyt, jos haluamme mukaan kilpailuun", selittää innovaatioasiantuntija Susanne Heiska Lukesta. 

"Lainsäädäntö ja viranomaishyväksyntä muuttuvat koko EU:n alueelle samaan aikaan. Jos emme tuota kotimaista hyönteisproteiinia, se tuodaan tulevaisuudessa varmasti meille muualta. Meillä rakennetaan jo hyönteistalouden uusia arvoketjuja, mutta toimijoita tarvitaan vielä monen uuden lenkin rakentamiseen." 

Luke ja Joensuun Tiedepuisto järjestävätkin marras-joulukuun vaihteessa uusia innovaatioita ja liiketoimintamahdollisuuksia etsiville yrityksille suunnatun opintomatkan Keski-Euroopan hyönteisalan edelläkävijöihin.

Hyönteisiä ihmisen ja eläinten ruuaksi

Hyönteistalouden laajat mahdollisuudet kiinnostavat maailmanlaajuisesti. Alan tutkijat ja yrittäjät kokoontuivat Saksan Magdeburgiin INSECTA 2016 kokoukseen, jossa esiteltiin uusinta tutkimusta. Yhteisenä haasteena on tehokkaan ja automatisoidun massatuotannon kehittäminen, joka huomioi hyönteisten lajityypilliset piirteet kuten lentokyvyn tai ravinnon- ja lämmöntarpeen.

"Hyönteisistä löytyy tutkimusten mukaan ravintokoostumukseltaan sopivia lajeja sekä ihmisravinnoksi että eläinten rehuksi. Useimpien hyönteisten ravintoainetiheys on perinteisiä lihaproteiinin lähteitä korkeampi, ja hyönteisillä voidaan hyvin täydentää ruokavaliota alueilla missä ruuan saatavuus on vaarassa", Korpela sanoo.

Hyönteisrehun soveltuvuutta kalojen, siipikarjan sekä sikojen ruokintaan on testattu ja tulokset kertovat, että hyönteisillä voidaan hyvin korvata osa nykyisestä rehuproteiinista. Hyönteisille syötetyn rehun koostumus ja hyönteisraaka-aineen käsittely kuitenkin vaikuttavat suuresti lopputuotteen ravintoainekoostumukseen.

Euroopassa tutkijoita kiinnostaa myös hyönteisten prosessointi, muun muassa proteiinin ja rasvojen eristämiseksi ja jalostamiseksi edelleen arvokkaammiksi elintarvikeketjun raaka-aineiksi.

Juttu perustuu lähes suoraan Turun yliopiston tiedotteeseen. Otsikkokuvassa on paahdettuja silkkitoukkia.

Imutieliikennettä säätelevä molekyyli löytyi Turusta Toimitus Ke, 07/09/2016 - 16:49
Näytteitä laboratoriossa
Näytteitä laboratoriossa

Turun yliopiston tutkijat löysivät aiemmin tuntemattomia ja yllättävän suuria eroja ihmisen elimistön imuteiden välillä. Lisäksi tutkimuksessa havaittiin uusi imutieliikenteestä vastaava molekyyli. Tulokset voivat avata mahdollisuuksia esimerkiksi syövän leviämisen kontrollointiin.

Niin sanottu imutieliikenne on yksi puolustusmekanismimme perusta. Valkosolut kulkeutuvat kehon ääreisosista imuteitä pitkin imusolmukkeisiin, ja kuljettavat mukanaan taudinaiheuttajia, joita kohtaan imusolmukeissa syntyy immuunivaste.

Immuunivasteen kehittymisen seurauksena syntyy valkosoluja, jotka kykenevät eliminoimaan taudinaiheuttajan. Valkosolut poistuvat imusolmukkeista imuteitä pitkin päätyen verenkiertoon ja lopulta sinne, missä kyseinen taudinaiheuttaja lymyilee. 

"Tiedetään, että kaikki valkosolut pääsevät ihmisen ääriosista, kuten iholta, imusolmukkeisiin, mutta vain tietty ryhmä valkosoluista pääsee lähtemään imusolmukkeista eteenpäin vievien imuteiden kautta", selittää akatemiaprofessori Sirpa Jalkanen

"Tällaista valikoivaa liikennettä säätelevät mekanismit ovat olleet tähän asti tuntemattomia huolimatta siitä, että ne vastaavat myös useiden syöpien leviämisestä. Arvelemme löydön avaavaan uusia mahdollisuuksia kontrolloida elimistön puolustusvastetta ja myös haitallista soluliikennettä, kuten esimerkiksi syövän leviämistä."

Jalkasen johtama tutkimusryhmä julkaisi juuri tuloksensa ja löytönsä Proceedings of National Academy of Sciences USA -julkaisusarjassa.

Juttu käytännössä suoraan kopioitu Turun yliopiston tiedote.

Turkulaistutkimus perehtyy glyfosaatin haittoihin

Kuva: Chafer Machinery / Flickr
Kuva: Chafer Machinery / Flickr

Uudessa suomalaistutkimuksessa selvitetään urakalla glyfosaatin ympäristövaikutuksia sekä sitä kuinka haittoja voidaan vähentää. Tutkimuksia tehdään koealoilla Turun Ruissalossa.

Glyfosaatti on tehokas ja varmatoiminen rikkakasvien torjunta-aine. Sen vaikutuksia ympäristöön ei kuitenkaan tunneta vielä kunnolla.

Glyfosaattia markkinoidaan yleensä ympäristöystävällisenä myrkkynä sen tehokkaan maaperään sitoutumisen sekä nopean biohajoamisen vuoksi. Aineen puoliintumisajaksi lupaillaan tyypillisesti vain muutamia viikkoja. Käytäntö on kuitenkin osoittautunut, että etenkin kylmillä alueilla ja kasveihin sitoutuessaan hajoaminen on hitaampaa.

Aiemmassa suomalaistutkimuksessa glyfosaatilla käsitellyn alueen maaperästä löydettiin ainetta varsin suuria määriä, pyöreästi vuosittaisesti ruiskutettu glyfosaattiannos.

Nyt meneillään oleva tutkimus jatkaa viljelyalueilla, joista puolta on käsitelty glyfosaatilla kolmen vuoden ajan. Tänä vuonna alalla on kasvatettu ruokakasveja. Tarkoitus on selvittää aineen vaikutusta sekä viljelykasveihin, kasvinsyöjäeläimiin, että maaperän mikrobeihinkin. Myös kulkeutumista vesistöihin kartoitetaan. Kasvihuoneissa taas perehdytään siementen ja taimien käyttäytymiseen, kun ne kasvavat glyfosaatille altistetussa maassa.

Tutkimus tehdään Luonnonvarakeskuksen (LUKE), Turun yliopiston sekä Suomen Ympäristökeskuksen (SYKE) yhteistyönä. Otsikkokuva ei ole Ruissalosta eikä liity tähän tutkimukseen, vaikka siinä glyfosaattia pellolle levitetäänkin.

Glyfosaatti löydettiin jo 1950-luvulla. Eräs kuuluisimmista sitä sisältävistä myrkyistä on vuodesta 1974 markkinoilla ollut Roundup. Julkisessa keskustelussa niiden välille vedetäänkin usein yhtäläisyysmerkki, vaikka Roundupissa on muitakin aineita, jotka voivat olla itse glyfosaattia vaarallisempia. Myös Roundupia valmistavan Monsanton huono maine haittaa glyfosaatin hyväksyntää. Lisäepäilyksiä tuovat myös aineelle vastustuskykyiset kasvit, olivat ne sitten seurausta geenimanipuloinnista tai luontaisen resistanssin kehittymisestä.

Toistaiseksi glyfosaattia ei ole pystytty osoittamaan ihmiselle yksiselitteisen haitalliseksi. Tutkimukset sen vaarallisuudesta sikiönkehitykselle ovat kyseenalaisia eikä aineen karsinogeenisuuskaan vaikuta nostavan normaalielämän syöpäriskiä merkittävästi. Toisaalta tutkimuksia on väitetty vahvasti puutteellisiksikin, ja huonoja tuloksia vähätteleviksi. Glyfosaatin myrkyllisyys muille eläimille on todettu hyvin vaihtelevaksi ja vahvasti lajista ja lajiryhmästä riippuvaiseksi.

Rikkakasveille on olemassa monia muitakin torjuntakeinoja: paitsi vaihtoehtoisia kemikaaleja, myös biologinen, mekaaninen ja fysikaalinen torjunta. Täydellistä ratkaisua ei kuitenkaan ole, ja jokaisella keinolla on omat ongelmansa. Monet vaihtoehtoisista kemikaaleista ovat todetusti ja varmasti ihmiselle ja ympäristölle myrkyllisiä.

Suomalaistutkijoiden mukaan kaikkein paras tulos saavutetaan, kun erilaiset torjuntakeinot yhdistetään monipuoliseen viljelykiertoon.

Viljelykierrossa yhdellä alueella viljeltävä kasvilaji vaihdetaan vuosittain. Menetelmällä vähennetään niin kasvitautien, rikkakasvien kuin tuholaistenkin pesiytymistä alueelle. "Väärät eliöt" pysyvät kurissa, kun maaperä muuttuu ja loisten isäntäkasvia ei olekaan perättäisinä vuosina saatavilla.

Suomen maatalouden käyttämistä kasvinsuojeluaineista glyfosaattia on noin puolet. Aineen käyttöä suositellaan vain ammattilaisille, eikä sitä tule käyttää lähellä vesistöjä.

Artikkeli perustuu suurelta osin Luonnonvarakeskuksen tiedotteeseen.

Päivitys klo 19: Lisätty julkisessa keskustelussa esitettyä kritiikkiä glyfosaatin käytöstä.

Otsikkokuva: Chafer Machinery / Flickr

Kova kudos kiihdyttää syöpää Toimitus Ma, 22/08/2016 - 16:19
Melanoomasoluja
Melanoomasoluja

Syöpä muuttaa ympäröivää kudosta jäykemmäksi, mikä vuorostaan lisää syöpäsolujen kasvua entisestään – näin syntyy itseäänruokkiva noidankehä. Turun yliopiston tutkijoiden löytämä merkittävä tutkimustulos vaikuttaa siihen, miten syöpätutkimusta suunnataan tulevaisuudessa.

Turun yliopiston tiedotteessa kerrotaan, että syöpäkasvaimen ja sitä ympäröivän kudoksen kovuus säätelee syövän kehittymistä pahanlaatuiseksi.

Aihetta käsittelevä tutkimus julkaistiin elokuun alussa solubiologian alan arvostetussa Nature Communications -lehdessä julkaistussa artikkelissa.

​"Monen syöpäpotilaan tarina alkaa siitä, että havaitsee itsessään 'kyhmyn'", akatemiaprofessori Johanna Ivaska kuvaa. 

"Uudet tutkimustulokset paljastavat, että ”kyhmyllä” on merkittävä rooli syövän pahanlaatuisuudessa. Kudoksen tiheyden kasvu käynnistää syöpäsoluissa kokonaisvaltaisen muutoksen, joka johtaa lukuisien solujen kasvua lisäävien geenien ilmentymiseen."

Ivaskan tutkimusryhmä on tutkinut normaalisolujen ja syöpäsolujen mekanosensitiivisyyttä eli kykyä tunnistaa ympäröivän kudoksen jäykkyys. Monet ihmisen kudokset, kuten rintakudos, ovat hyvin pehmeitä ja kudoksen solut ovat optimoitu kasvamaan normaalisti tässä ympäristössä. Solun pinnan tarttumisreseptorit, integriinit, toimivat jousien tavoin ja välittävät solun tumaan viestejä kudoksen pehmeydestä ja säätelevät geenien ilmentymistä tämän viestin perusteella.

"Uudet tutkimustulokset osoittavat ensimmäistä kertaa, että syöpäkasvaimen kovuus vaikuttaa niin kutsutun epigeneettisen säätelyn kautta hyvin laajasti syöpäsolujen ilmentämiin geeneihin lisäten syövän pahanlaatuisuutta. Laboratorio-olosuhteissa pystyimme estämään syövän kasvun yksinkertaisesti palauttamalla syöpää ympäröivän kudoksen jäykkyyden vastaamaan normaalia pehmeää rintakudosta."

Tutkija Riina Kaukosen tutkimustulokset paljastivat tutkimusryhmälle, että kudoksen jäykkyyden lisääntyessä geenien ilmentymistä säätelevä epigeneettinen entsyymi (JMJD1A) siirtyi solulimasta tumaan ja muutti kokonaisvaltaisesti syövän geenien ilmentymistä ja lisäsi solujen kasvua.

Poistamalla soluista JMJD1A-entsyymin, Kaukonen pystyi estämään useiden syöpätyyppien kasvua ja kykyä muodostaa syöpäkasvaimia. Yhteistyössä Turun ja Helsingin yliopistollisten keskussairaaloiden lääkäreiden kanssa tutkijat myös havaitsisivat, että JMJD1A:n määrä oli korkeampi niiden potilaiden syövissä, jossa ympäröivässä kudoksessa oli merkkejä korkeammasta tiheydestä.

"Tutkimustulokset avaavat täysin uuden näkökulman syöpää ympäröivän kudoksen osuuteen syövän kehityksessä. Kohdentamalla lääkehoitoja syöpäsolujen lisäksi niiden vuorovaikutukseen ympäröivän kudoksen kanssa voimme ehkä tulevaisuudessa kohentaa nykyisten lääkehoitojen tehoja."

*
Teksti on lähes suoraan kopioitu Turun yliopiston tiedote, jonka ovat kirjoittaneet Johanna Ivaska ja Erja Hyytiäinen.

Hinkuyskä tekee paluuta – uusia aseita tappavaa tautia vastaan etsitään myös Turussa

Hinkuyskän nujertamiseksi työskentelevä kansainvälinen tutkijaryhmä on saanut 28 miljoonan euron rahoituksen uuden rokotteen kehittämiseen. Suomesta mukana on Turun yliopiston tutkijaryhmä, joka pureutuu erityisesti rokotuksen aikaansaaman vastustuskyvyn sekä hinkuyskätaudin aiheuttamaan immuniteettiin tutkimiseen.

Hinkuyskätapausten määrä on viime vuosina noussut niin kehittyneissä kuin kehittyvissäkin maissa. Kehittyneissä maissa epidemioita ruokkivat viime vuosina levinnyt rokottamattomuus sekä sairauden aiheuttavan bakteerin muuntautumiskyky.

Turun yliopiston Lääketieteellisen tiedekunnan professorin Jussi Mertsolan mukaan hinkuyskä on tekemässä paluuta, joskin Suomessa hinkutilanne on Euroopan parhain, kiitos aktiivisen tehosterokottamisen. 

"Hinkuyskän aiheuttama bakteeri muuntautuu, ja siksi vanhat rokotteet eivät välttämättä toimi", Mertsola sanoo.

"Se, että Suomessa lapsille on annettu ennen kouluikää sekä 14-vuotiaana ja myöhemmin armeijassa tehosterokote, on estänyt taudin leviämisen, ja siksi meidän tilanteemme on Euroopan paras."

Suomen viimeisin hinkuyskäepidemia koettiin 2004, jolloin 1600 ihmistä sairastui. Viime vuonna sairastuneita oli 165. Sairautta ei aina todeta hinkuyskäksi, sillä rokotuksen ansiosta se ei ole aikuiselle raju vaan on pikemminkin pitkään jatkuva yskä.

Rokote voidaan antaa vasta 2–3 kuukauden ikäisille lapsille, ja sitä nuoremmille tauti voi olla jopa tappava. Esimerkiksi Englannissa kuoli 2012 hinkuyskään 14 lasta.

"Jotta voimme tunnistaa uudet rokote-ehdokkaat, meidän on ymmärrettävä nykyistä paremmin sekä taudinaiheuttaja että infektiomekanismi", kertoo professori Ronald de Groot.

"Aivan yhtä tärkeää on rakentaa hinkuyskätutkimuksen kokonaisuus sekä luoda Eurooppaan tekninen infrastruktuuri noiden uusien rokote-ehdokkaiden arvioimiseksi."

Periskoopilla hinkuyskää vastaan

de Groot on koordinaattorina PERISCOPE-tutkimusryhmässä, jonka tavoitteena on luoda kolmannen sukupolven rokote. Mukana on kaikkiaan 22 tutkimusryhmää 11 maasta.

Työ jakautuu kolmeen kokonaisuuteen. tutkijat selvittävät sekä potilas- että laboratoriokokein, miten eri-ikäisten ihmisten immuunivaste reagoi hinkuyskärokotteeseen, he perustavat rinnakkaisia hinkuyskän tutkimusmalleja sekä potilasvaiheen kliiniseen että sitä edeltävään prekliinisen vaihetta varten ja kolmantena osiona tutkivat eläinkokein, miten tehokkaan ja pitkäkestoisen vasteen rokote antaa.

Euroopan unionin ja eurooppalaisen lääketeollisuuden yhteisen Innovative Medicines Initiativen (IMI) 28 miljoonan euron rahoitus jakautuu viidelle vuodelle. Mukana hankkeessa on myös kaksi suurta lääketeollisuusyritystä. PERISCOPE on ensimmäinen IMI-projekti, joka on saanut rahoitusta myös Bill & Melinda Gatesin Säätiöltä. Säätiön osuus kattaa 7 miljoonaa euroa koko rahoituksesta. 

Turun yliopisto saa viidelle vuodelle jakautuvasta 28 miljoonan euron apurahasta 1,5 miljoonaa euroa. Professorit Qiushui He ja Jussi Mertsola johtavat tutkimusta, jossa pureudutaan erityisesti rokotteen vaikutuksiin.

– Me tutkimme rokotuksen aikaansaamaa immuunivastetta sekä käymme läpi kaikki Suomen hinkuyskätapaukset, Mertsola sanoo.

Mertsolan mukaan tutkimushankkeessa lähdetään liikkeelle perusteita. Rokotetta lähdetään luomaa nykyaikaisen geeniteknologian konstein. Rokotteen rinnalla tutkijaryhmä pyrkii luomaan myös uuden rokotusohjelman.

Turun vahvuus yliopiston ja sairaalan yhteistyö

Turkulainen hinkuyskätutkimus on maailman huippulaatua. Professorit Matti Viljanen, Qiushui He ja Jussi Mertsola kehittivät jo vuonna 1990-luvun alussa PCR-diagnostiikan, jota otettiin Suomessa valtakunnalliseen käyttöön.

Qiushui He ja Mertsola ja johtavat 2005 perustettua EUpertstrain -verkostoa, jossa on mukana hinkuyskälaboratorioita 11 Euroopan maasta. Yhteistyössä ne arvioivat hinkuyskää aiheuttavan bakteerin muutoksia, rokotteiden tehoa sekä tautitapauksia. 

Vuodesta 2009 lähtien verkostossa on kehitetty hinkuyskän laboratorioperusteista seurantaa koko Euroopassa. Näille projekteille on myönnetty Turkuun yhteensä 1 miljoonan euron rahoitus.

"Turun ehdottomana vahvuutena on erinomainen yhteistyö yliopiston ja yliopistollisen sairaalan kesken", toteaa Mertsola.

Juttu perustuu Turun yliopiston tiedotteeseen, jonka on kirjoittanut Erja Hyytiäinen.
Otsikkokuva: MFer Photography / Flickr

Uimaveden sinilevä paljastuu biohajoavalla pikatestillä

Sinilevätesti
Sinilevätesti

VTT ja Turun yliopisto ovat yhdessä kehittäneet helppokäyttöisen ja edullisen sinilevätestin. Sen avulla myös kuluttaja voi varmistaa, että hänen uima- tai mökkirantansa vesi ei sisällä sinilevämyrkkyjä. Biohajoavalle pikatestille etsitään nyt kaupallistajaa.

Jokakesäinen sinileväesiintymien tarkkailu on taas alkanut uimavesien lämmettyä. Myrkkyjä esiintyy noin joka toisessa sinileväesiintymässä, eikä silmämääräisellä tarkastelulla pysty arvioimaan, onko vedessä oleva sinilevä myrkyllistä vai ei.

Apuun tulee nyt kuitenkin yksinkertainen ja luontoystävällinen apu: biohajoava sinilevätesti.

"Vedessä saattaa olla vielä sinileväesiintymän kadottuakin myrkkyjä jonkun aikaa", sanoo tutkija Markus Vehniäinen Turun yliopistosta. 

"Testillä voidaan nopeasti varmistaa, että vettä voi näiltä osin turvallisesti käyttää." 

Massavalmistukseen soveltuva, pankkikortin kokoinen sinilevätesti sopii sekä kuluttaja- että viranomaiskäyttöön. Kertakäyttöinen ja paperipohjainen pikatesti tunnistaa vedestä yleisimpien sinilevämyrkkyjen, kuten mikrokystiinin ja nodulariinin, esiintymisen.

"Sinilevätesti tarvitsee toimiakseen vain muutaman pisaran vettä ja ilmoittaa tuloksen viidentoista minuutin kuluttua", selittää erikoistutkija Liisa Hakola VTT:ltä.

"Jos näyttöön ilmestyy kaksi punaista viivaa, vedessä on sinilevämyrkkyä. Yksi viiva merkitsee myrkytöntä vesinäytettä."

VTT:n ja Turun yliopiston yhteishankkeessa on haluttu vastata kuluttajien tarpeeseen saada ajankohtaista tietoa oman vesistönsä tilasta edullisesti, nopeasti ja helposti.

Automatisoituun testialustaan siirrettynä nyt kehitetty määritys soveltuisi suoraan myös erityistä mittausherkkyyttä vaativiin sovelluksiin, kuten juomavesien testaamiseen maailmanlaajuisesti.

Sinilevätesti on kehitetty osana Tekesin rahoittamaa Tutkimusideoista uutta tietoa ja liiketoimintaa projektia. Testi on todettu toimivaksi myös luonnonvesinäytteillä ja sille etsitään parhaillaan kaupallistavaa yritystä, jotta testi saataisiin kuluttajien saataville.

Suomen ympäristökeskuksen julkaisema valtakunnallinen levätiedote kertoo yleiskuvan vesiemme tilasta ja Järviwiki vesistöjen tasolla sinilevien esiintymisestä. Tätä tarkempaa tietoa veden laadusta ei aiemmin ole ollut saatavilla. 

Juttu perustuu Turun ylipiston lähettämään tiedotteeseen.