Tutkimus biokemian linjalla
Biokemian tutkimuksen tavoitteena on selvittää molekyylitasolla miten elävä luonto toimii; havainnoida soluissa tapahtuvia reaktioita ja selvittää miten ne liittyvät solun tai organismin aineenvaihduntaan. Tämä tieto toimii perustana soveltavalle tutkimukselle ja luo uusia mahdollisuuksia esimerkiksi lääketieteessä, analytiikassa ja ympäristöystävällisten teknologioiden kehittämisessä. Nykyaikainen biokemia pyrkii vastaamaan mm. geenien säätelyyn sekä soluille keskeisten proteiinien rakenteeseen ja toimintaan liittyviin kysymyksiin. Biokemian ja elintarvikekemian laitoksen biokemian linjalla tutkimus keskittyy nisäkässolujen ja bakteerien proteiinien rakennebiologiaan, entsyymikemiaan, mikrobien molekyylibiologiaan ja immunokemiaan.
Biokemian linjan tutkimusryhmät
Aa-ryhmä: biofilmi-isäntä -vuorovaikutus kroonisessa tulehduksessa
Bakteeriyhdyskunnat, biofilmit, joita ympäröi bakteerisoluja suojaava solunulkoinen aines muodostavat isännän puolustusmekanismeille haasteen. Uusimmat tutkimustulokset antavat viitteitä biofilmejä muodostavien bakteerien ja isännän välisestä vuoropuhelusta, joka saattaa selittää kroonisten bakteeritulehdusten eri vaiheita. Tutkimuksemme keskittyy selvittämään biofilmi-isäntä -vuorovaikutuksen molekulaarista taustaa hampaan tukikudoksia tuhoavassa aggressiivisessa tulehduksessa. Projektin johtaja: Riikka Ihalin
Lysosomin proteiinit
Lysosomeilla on tärkeä merkitys solun puolustuksessa sekä rakennusaineiden kierrätyksessä. Lysosomin entsyymit pilkkovat lysosomeihin tuotuja biomolekyylejä: proteiineja, lipidejä ja sokereita. Näihin entsyymeihin liittyy useita perinnöllisiä sairauksia, joissa aineenvaihduntatuotteet kertyvät elimistöön. Ryhmämme tutkii ihmisen lysosomien toiminnalle tärkeiden proteiinien rakennetta ja erityispiirteitä, kuten kykyä toimia happamassa pH:ssa ja kestää proteaasien hyökkäyksiä. Projektin johtaja: Pirkko Heikinheimo
ABE: antibioottien biosynteettiset entsyymit
Mikrobien tuottamia erilaisia bioaktiivisia yhdisteitä hyödynnetään laajalti kaupallisissa sovelluksissa lääketieteessä, eläinlääketieteessä ja maataloudessa. Projektimme tutkii Streptomyces-suvun maabakteerien erittämiä aromaattisia polyketidihydisteitä ja erityisesti niiden biosynteesiin liittyviä entsymaattisia reaktioita. Tutkimuksessa yhdistyvät molekyylibiologia ja biosynteesiteiden in vivo analytiikka, in vitro entsyymikemia, entsyymien rakennebiologia sekä yhdisteanalytiikka. Projektin johtajat: Jarmo Niemi / Pekka Mäntsälä / Mikko Metsä-Ketelä
Immunokemia: isäntä-mikrobi -vuorovaikutukset
Tutkimusryhmä keskittyy selkärankaisten (mm. ihminen, kala, rotta, lepakko) eläinten synnynnäisen immuniteetin tutkimukseen. Kiinnostuksen kohteina ovat tulehdusreaktio, tulehdusvälittäjäaineet, solusyönti eli fagosytoosi ja seerumin mikrobeja tuhoava liukoinen komplementtisysteemi. Isäntä-mikrobi -vuorovaikutuksen säätelyn ja toimintaan liittyen tutkimme myös itse kohteita eli mikrobien kasvua, elämää ja kuolemaa! Projektin johtaja: Esa-Matti Lilius
Integriinit: kollageenireseptori-integriinien rakenne ja toiminta
Integriinit ovat solukalvon läpäiseviä signaloivia adheesioreseptoreita, joilla solut takertuvat niitä ympäröivään soluväliaineeseen, kuten kollageeniin. Integriinit vaikuttavat keskeisesti mm. solujen kasvuun, kehittymiseen, liikkumiseen, puolustusmekanismeihin ja ohjelmoituun solukuolemaan. Kollageenireseptori-integriineihin kohdistettuilla lääkeainemolekyyleillä voisi parantaa mm. syöpiä, tulehduksia ja verensuonisairauksia. Selvitämme ihmisen kollageenireseptorien aktivaatiomekanismia sekä aktivaation vaikutusta solunsisäiseen signalointiin. Lisäksi tutkimme kollageenireseptorien kuljetusta solukalvolta solun sisään. Käytämme perinteisten solu-, molekyyli- ja rakennebiologisten menetelmien lisäksi atomivoima- ja konfokaalimikroskopiaa sekä proteomiikkaa. Projektin johtaja: Jyrki Heino
POP: Polyfosfataasien molekulaarinen ja sellulaarinen entsymologia
Polyfosfaatit ovat rikasenergisiä yhdisteitä ja tärkeitä solun aineenvaihdunnan säätelijöitä. Tutkimme bakteerien, kasvien ja eukaryoottien polyfosfaatteja pilkkovien entsyymien, pyrofosfataasien ja eksopolyfosfataasien, toimintaa ja rakennetta sekä niiden merkitystä solussa. Tutkimuksessa käytetään mm. entsyymikemian, molekyylibiologian, rakennebiologian, solubiologian, bioinformatiikan ja kasvitieteen menetelmiä. Projektin johtaja: Reijo Lahti
RNAP: RNA-polymeraasi ja transkriptiomekanismi
Elävien organismien rakennus- ja ylläpito-ohjeet löytyvät DNA:n emäsjärjestyksestä. Solu avaa nämä ohjeet RNA-polymeraasi-entsyymin avulla. Tutkimusryhmämme selvittää niitä molekyyli- ja atomitason mekanismeja, joita käyttäen RNA-polymeraasi dynaamisesti lukee ja tulkitsee geneettistä informaatiota. Projektin johtaja: Georgi Belogurov
Soluadheesio ja syöpä
Integriinit ovat keskeisiä soluliikkeen, solujakautumisen ja siten syövän leviämisen säätelijöitä. Integriinien solunsisäisistä interaktiopartenereista tiedetään kuitenkin hyvin vähän ja silti juuri nämä ovat avain soluliikkeen biologian ymmärtämiseen. Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää, miten integriinit ja niiden kanssa interaktoivat soluliman proteiinit säätelevät syöpäsolujen toimintaa. Projektin johtaja: Johanna Ivaska