EN

Lituruohon avulla kasvien kehitysbiologiatutkimusta

14.12.2017

Suomen Akatemian monivuotinen tuki on mahdollistanut akatemiaprofessori Yrjö Helariuttaa ryhmineen lujittamaan johtavan aseman kasvien johtosolukkotutkimuksen alalla, jolla kilpailu on aina vain kovempaa.  

”Suomen Akatemian tuen ansiosta olen voinut sekä syventää että laajentaa tutkimustani. Tutkimuksen laajentaminen on erityisen tärkeää nykyisin, kun tarjolla on erilaisia uusia lähestymistapoja ja toimintamalleja”, täsmentää Yrjö Helariutta. 

Helariutan tutkimuskasvi lituruoho on pysynyt matkassa mukana aina siitä asti, kun hänen ryhmänsä vuonna 1999 osoitti kasvihormoni sytokiniinin säätelevän sekä lituruohon että puuvartisten kasvien kehitystä. 

”Vaikka ristikukkaisiin kasveihin kuuluva lituruoho on itsessään varsin merkityksetön ruohovartinen kasvi, monet sen biologiset toiminnot etenevät samalla tavalla kuin metsäpuilla. Lisäksi se on varsin nopeakasvuinen ja halpa kasvimaailman banaanikärpänen.”

Lituruohon avulla on opittu puun kehittymisestä 

”Äskettäin olemme tunnistaneet lituruoholla uuden, translaatioon liittyvän säätelyjärjestelmän, joka määrittää, kehittyykö nilan ympärille puuvartisille kasveille tyypillistä puusolukkoa vai ravintokasveille tyypillistä varastosolukkoa. Periaatteessa tämä löydös mahdollistaa kasviorgaanien optimoinnin hiilen lähteeksi eri tarkoituksiin”, kertoo Helariutta. 

Hänen ryhmänsä on onnistunut stimuloimaan kasvia siten, että se kasvatti retiisimäisen varastojuuren. ”Tuon kokeen yhteydessä oli kiinnostavaa miettiä, voitaisiinko puuvartisia kasveja ryhtyä muokkaamaan siihen suuntaan, että niistä voisi tulla porkkanoiden, lanttujen, nauriiden ja retiisien kaltaisia ravintokasveja. Kasvattamamme lituruohon varastojuuri oli kyllä vielä todella pahanmakuinen. Pystymme jo aika hyvin ymmärtämään, miten solut jakaantuvat, kun nila kehittyy ja miten nila toimii varastojuuren muodostuksessa. Vielä on kuitenkin paljon kysymyksiä ratkottavana.” 

Ryhmä on myös kasvihuoneoloissa pystynyt lisäämään puun kasvua tehostamalla geneettisesti sen sytokiniinin määrää. Parhaillaan tutkitaan, miten tällaiset puut selviytyvät kentällä. 

Tutkimusta kahdessa maassa 

Yrjö Helariutan viisivuotinen kausi akatemiaprofessorina lähestyy loppuaan. Jo kauden alussa hän sai kutsun Cambridgen yliopistoon. Akatemiaprofessuuriin liittyvä virkavapaus tarjosi ainutlaatuisen mahdollisuuden siirtyä Cambridgeen ja saada lituruohotutkimukselle kattava sikäläinen rahoitus. Akatemiaprofessorin palkka supistui 28 prosenttiin ja Suomessa olevan ryhmän vetämiseen. 

Helariutta sai akatemiaprofessuurikautensa alussa myös European Research Councilin myöntämää ERC-rahoitusta. Hän uskoo, että se oli yksi tärkeä syy siihen, että hänet kutsuttiin Cambridgeen. 

”Pystyin ohjaamaan ERC-rahoituksen varoja sekä Cambridgeen että Suomessa tehtävään puututkimukseen. ERC-rahoitus kattaa tällä hetkellä noin neljäsosan tutkimusrahoituksestani ja on yksi lituruohotutkimuksen päärahoittajista. Noin neljäsosa tutkimusrahoituksestani tulee Cambridgelta Sainsburyn suvun Gatsby-säätiön kautta. Lisäksi minulla on rahoitusta, joka tulee suoraan Cambridgen yliopiston säätiöltä.” 

Kun Helariutta kutsuttiin Cambridgeen, hän neuvotteli sopimuksen, jonka mukaan hän on siellä vähintään viisi vuotta. Nyt on meneillään neljäs vuosi. 

”Tulevaisuus on vielä hieman auki, mutta ideana on kyllä palata takaisin Suomeen”, sanoo Helariutta.

Virkaan Cambridgessä liittyi myös mahdollisuus palkata useampi suomalaiseen ryhmään kuulunut tutkija. Vaikka osa Helariutan ryhmästä siirtyi Britanniaan Suomesta, tämänhetkisen 15-henkisen ryhmän jäsenistö on koostumukseltaan hyvin kansainvälinen. Yhden suomalaisen lisäksi ryhmään kuuluu tutkijoita Japanista, Kiinasta, Koreasta, Saksasta, Puolasta, Espanjasta ja Ranskasta. Suomessa vaikuttavan kymmenhenkisen puuryhmän tutkijoista puolet on suomalaisia. 

Cambridgessa Helariutta tutkii viisitoistahenkisen tiimin kanssa lituruoholla, mitkä geenit vaikuttavat puunmuodostukseen. Helsingin yliopiston Viikin laitoksilla toimiva puuryhmä puolestaan toistaa kokeita puuvartisilla kasveilla ja tarkastelee, päteekö lituruoholla saatava tieto puihin. Puuryhmän mallikasvina on ollut koivu, joka saadaan kasvihuoneoloissa kukkimaan jo alle vuoden ikäisenä. 

Kehitysbiologian professorina  

Helariutta toimii myös Cambridgessä kasvien kehitysbiologian professorina. Kasvien kehitykseen keskittyvä tutkimuslaitos sijaitsee Sainsburyn suvun sponsoroimassa, vuonna 2011 valmistuneessa rakennuksessa.

Sainsbury Laboratory sijaitsee Cambridgen yliopiston maineikkaassa kasvitieteellisessä puutarhassa, jonka Charles Darwinin oppi-isä John Stevens Henslow perusti vuonna 1831. Laajassa puutarhassa kasvaa muun muassa Newtonin oivalluksen tuottaneesta alkuperäisestä omenapuusta kloonattu puu. 

”Puutarhassa säilytetään myös Darwinin herbaariota. Sitä vaalitaan lähes pyhäinjäännöksenä. Olen päässyt näkemään sen vain yhden kerran.” 

Varustetasoltaan Cambridgen yliopisto ei Helariutan mukaan poikkea merkittävästi Helsingin yliopistosta. Laitteet ovat ehkä hieman hienommat ja helpommin saatavilla. Tutkimusilmapiiri sen sijaan on selvästi tiukempi kuin Suomessa. 

”Korkea vaatimustaso ei ole välttämättä huono asia vaan lähinnä potkii työskentelemään entistä ahkerammin. Englanti on aina pärjännyt hyvin eurooppalaisista maista – ja ehkä juuri siksi, että siellä suhtaudutaan asioihin sen verran kriittisesti ja tavoitteena on selkeämmin tieteellinen laatu. Suomessa ei eletä samalla lailla veitsi kurkulla.” 

Akatemiaprofessuurikauden tuloksia 

Akatemiaprofessorikaudella Helariutta kertoo tutkimuksensa hieman uudistuneen profiililtaan. Aiemmin hän tutki kasvin radiaaliseen kasvuun liittyvän jälsivyöhykkeen toimintaa kantasolupopulaationa. Akatemiaprofessorikauden aikana hän on keskittynyt enemmän jälsivyöhykkeen nila-alueeseen. 

”Olemme löytäneet uusia säätelijöitä, jotka säätelevät nilan erilaistumista. Toisaalta olemme määrittäneet aikaisen nilan toimivan niin sanottuna signalointikeskuksena, joka säätelee viereisen jälsivyöhykkeen kasvua. Olemme tunnistaneet tähän signalointiin liittyvän ison geeniperheen, joka koodittaa signalointikeskuksesta lähetettäviä, viereisiin soluihin liikkuvia transkription säätelytekijöitä.” 

“Lisäksi olemme tutkineet, miten kasvin orgaanisten aineiden pitkänmatkan kuljetuksesta vastaavat nilan solut komentavat niitä ympäröiviä soluja. Olemme myös tunnistaneet uusia rooleja eräille solutyypeille.” 

Suomen Akatemia rahoittaa nykyisin lähinnä puuvartisiin malleihin keskittyvää Helariutan tutkimusta. ”Akatemiaprofessorikausi on mahdollistanut suuren satsauksen koivun genetiikkaan, jota olemme parhaillaan edistämassä molekyylitasolle ja metsänjalostukseen.” 

Suomi voisi olla edelläkävijä verkostoitumisessa 

Ahkera matkustelu Helsingistä Cambridgeen ja takaisin sekä tutkimustoiminta molemmissa yliopistoissa on herättänyt monenlaisia pohdintoja kummankin maan tutkimuskulttuureista. 

”Nykymaailman ratkaisut vaativat entistä useampia osapuolia ja monenlaista osaamista. Jos tieteen tulosten halutaan näkyvän yhteiskunnallisissa ratkaisuissa, pitää saada koko arvoketju mukaan. Britannia on niin suuri yhteiskunta, että erilaisten toimijoiden keskinäinen verkostoituminen on siellä vielä aika kankeaa.” 

”Suomi on niin paljon pienempi yhteiskunta, että verkostoituminen voisi olla täällä paljon helpompaa. Kun meillä on informaatioteknologiakin niin hyvin hallussa, voisimme olla edelläkävijöitä siinä, miten eri toimijat ja rahoittajat löytäisivät toisensa helposti ja pystyisivät toteuttamaan yhteiskunnallisesti tärkeitä ja mielenkiintoisia ratkaisuja nopeastikin.”

”Cambridge on hyvä paikka perustutkimuksen tekemiseen. Jos olisin sataprosenttisesti perustutkija, minun ei ehkä kannattaisi tulla sieltä takaisin. Jos taas haluaa tutkia asioita laajemmin, Suomi voisi olla siihen ihanteellinen paikka. Pitäisi kuitenkin saada takaisin Tekesin kaltaisia siltarahoittajia, jotka loisivat jatkumoa Suomen Akatemian rahoituksen mahdollistamaan perustutkimukseen. Tällaisten instrumenttien ja verkostoitumisen avulla voitaisiin sitten päästä paremmin eteenpäin kohti yhteiskunnallisesti merkittäviä ratkaisuja”, pohtii Helariutta. 

Teksti ja kuvat: Suvi Ruotsi

Viimeksi muokattu 14.12.2017
Seuraa meitä:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
YHTEYSTIEDOT, LASKUTUS  JA
REKISTERISELOSTEET»
KYSYMYKSET JA PALAUTE »