Tutkimusinfrastruktuurit

Tutkimusinfrastruktuurit ovat tutkimusvälineiden, -laitteistojen, -aineistojen ja -palvelujen kokonaisuus, joka mahdollistaa tutkimuksen tekemisen. Itä-Suomen yliopistossa tutkimuksen tukena on monipuolista ja korkeatasoista tutkimusinfrastruktuuria. Itä-Suomen yliopisto on tuottajana tai hyödyntäjänä monissa kansallisissa infrastruktuureissa ja osallistuu myös eurooppalaisen kärkitutkimuksen infrastruktuureihin. Yliopisto panostaa erityisesti strategisia tutkimusalueitaan tukevan infrastruktuurin kehittämiseen.

Tutustu UEFin tutkimusinfrastruktuuriohjelmaan

Itä-Suomen yliopisto kansallisissa tutkimusinfrastruktuureissa

Suomen Akatemian sekä opetus- ja kulttuuriministeriön julkaisemaan Suomen tutkimusinfrastruktuurien strategiaan ja tiekarttaan vuosille 2014–2020 kuuluu yhteensä 31 kansallista tutkimusinfrastruktuuria. Itä-Suomen yliopisto on mukana tuottamassa 12 ja hyödyntämässä kaikkiaan 19 kansallista infrastruktuuria.

Useilla kansallisen tutkimusinfrastruktuuristrategian ulkopuolisilla tutkimusinfrastruktuureilla on niin ikään merkittävä kansallinen rooli. Myös niiden kehittäminen on olennainen osa Itä-Suomen yliopiston toimintaa.

Itä-Suomen yliopisto kansainvälisissä tutkimusinfrastruktuureissa

Laajat kansainväliset tutkimusinfrastruktuurit ovat merkittäviä huippututkimuksen mahdollistajia ja luovat mahdollisuuksia uusiin kansainvälisiin kumppanuuksiin ja tutkimusavauksiin.

Itä-Suomen yliopisto osallistuu kaikkiaan yhdeksään eurooppalaisella ESFRI:n tiekartalla olevaan kärkitutkimuksen infrastruktuuriin.

Merkittäviä tutkimusinfrastruktuureja Itä-Suomen yliopistossa

Integrated atmospheric and earth system science research infrastructure - INAR 

INAR on infrastruktuurikeskittymä, johon kuuluvat ICOS (Integrated Carbon Observation System), ANAEE (Infrastructure for Analysis and Experimentation on Ecosystems), ja ACTRIS (Aerosols, Clouds, and Trace gases Research InfraStructure Network).

INAR-RI:n komponentit ovat:

  • Ilmakehän ja ympäristön havainnointiasemat (SMEAR I-IV, Pallas-Sodankylä GAW, ACTRIS)
  • Kokeelliset kenttäaltistus alueet ja laboratoriot (ANAEE, lab experiments, instruments), AnaEE In natura platform, AnaEE In vitro platform
  • Monipuolinen mallinnusjärjestelmä ilmakehän/maaperän systeemien mallintamiseen 
  • INAR-RI tietokanta ja dataportaali

Infrastruktuurin keskeisiä toimintoja ovat aerosolireaktiokammio yhdistettynä kasvikammioon, reaktorikammio maaperän kaasumaisten päästöjen hiukkasmuodostuspotentiaalin selvittämiseksi, avokenttäjärjestelmät sekä ilmakehän kaasujen ja hiukkasten jatkuvatoiminen monitorointi.

Lisätietoa:
http://www.inar.helsinki.fi
http://www.icos-infrastructure.fi
https://www.uef.fi/web/eeg

ANAEE-Finland

INAR-RI-infrastruktuurikeskittymään kuuluvan eurooppalaisen AnaEE-infrastruktuurin (Analysis and Experimentation on Ecosystems) suomalaisen ANAEE-Finland-infrastruktuurin muodostavat seuraavat altistusjärjestelmät:

  • Pohjoismaiden ainoa Kasvien ekosysteemitason avokenttäaltistus -järjestelmä, jossa on lämpötilan kohotus kaikilla kahdeksalla koeruudulla (kunkin halkaisija n. 9 m) ja vallitsevan otsonipitoisuuden kohotus neljällä koeruudulla.  Kentällä voidaan kasvillisuusvasteiden lisäksi tutkia kasvissyöjien ja niiden luontaisten vihollisten vasteita ilmastonmuutostekijöihin.

  • Kasvialtistuskammiot. Järjestelmään kuuluvissa 12 identtisessä kammiossa voidaan kaikki kasvien ja eliöiden kasvuun vaikuttavat ympäristötekijät säätää tarkasti ja lisätä eri ympäristöaltisteita kuten hiilidioksidia ja otsonia kontrolloidusti.

Lisätietoa:
https://www.uef.fi/web/eeg
http://www.anaee.com/index.php/vision

Integrated carbon observation system - ICOS

INAR-RI-infrastruktuurikeskittymään kuuluva ICOS on hajautettu eurooppalainen tutkimusinfrastruktuuri eli tutkijoiden, tutkimusasemien, mittalaitteiden ja mittausaineiston verkosto kasvihuonekaasujen pitoisuuksien, vapautumisen ja sitoutumisen seuraamiseksi.

ICOS:n muodostavat kansalliset mittausasemat, eri tutkimusaloille keskittyneet teemakeskukset sekä niitä koordinoiva katto-organisaatio, ICOS-EU.

Mittausasemaverkostoon kuuluu ympäri Eurooppaa noin 40 havaintoasemaa, joista yksi sijaitsee Puijon tornin ylimmässä kerroksessa. Puijon ICOS-asemalla mitataan jatkuvatoimisesti ilman CO2-, CH4- ja H20-pitoisuuksia (Picarro G1301) sekä N20- ja CO-pitoisuuksia (Los Gatos model-23r).

Lisätietoa:
http://www.icos-infrastructure.eu
http://www.icos-infrastructure.fi

Kontrolloidut kasvuympäristöt

Kontrolloidut kasvuympäristöt on infrastruktuurikokonaisuus, joka sisältää kaksi toisiaan täydentävää osaa: Kolme laboratoriojärjestelmää, joissa olevat laitteet mahdollistavat tarkasti kontrolloidun ympäristön manipuloinnin yksilöiden ja lajien ympäristövasteiden tutkimusta varten sekä kaksi koealue-infrakokonaisuutta:

A)

  • Metsätieteiden osastolla on 9 suurta kasvatuskammiota ja juuristolaboratorio (Luken kanssa), joissa kasvatetaan kasveja vuodenajasta riippumatta ja selvitetään niiden vasteita eri ympäristötekijöihin. 5 pakkasaltistuskaappia sekä analyysivarusteet täydentävät kokonaisuutta. 
  • Biologian laitokselle vuonna 2014 luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnan investointina hankitetuissa kuudessa olosuhdekammioissa voidaan monipuolisesti toteuttaa erilaisia koejärjestelyjä. Biologian laitoksella on myös 4 itse rakennettua kasvatuskammiota. 
  • Joensuun Botanialla sijaitsee biologian laitoksen koealue, jossa tutkitaan kohotetun lämpötilan ja ultraviolettisäteilyn (UV) vaikutuksia kasvien vasteisiin.  

B)

  • Kivennäismaan laajan mittakaavan replikoiduilla 15 vuotta jatkuneella kenttäkokeilla tutkitaan eri metsänkäsittelyjen vaikutusta eliöyhteisöihin ja metsämaan hiilenkertymään. 
  • Turvemaan kenttäkokeilla tutkitaan luontaisen sukkession ja ilmastonmuutoksen vaikutusta soiden eliöyhteisöihin ja ekosysteemin toimintaan, mm. takaisinkytkentään ilmaston kanssa.

Materiaalitutkimuksen infrastruktuuri

Materiaalitutkimuksen infrastruktuuri yhdistää Itä-Suomen yliopiston luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnan materiaalitutkimuksen laitekantaa laajasti Joensuun ja Kuopion kampuksilta.

Infrastruktuuri koostuu fotoniikan, spektriväritutkimuksen, materiaalikemian ja -tekniikan sekä biomateriaalitutkimuksen ja biojalostuksen tutkimuslaitteistoista.

Kokonaisuutena infrastruktuuri mahdollistaa fotoniikan ja monitieteisen materiaalitutkimuksen aina uusien komponenttien ja materiaalien suunnittelusta ja valmistuksesta niiden rakenteiden ja ominaisuuksien karakterisointiin ja ymmärtämiseen.

Tutkimusinfrastruktuurilla on tärkeä rooli yliopiston tutkimuksessa ja koulutuksessa, sen kansallisissa ja kansainvälisissä yhteistyö- ja avaintehtävissä. Infrastruktuuri tarjoaa menetelmiään ja osaamistaan myös palveluna yliopiston ulkopuolisille tutkimusryhmille ja elinkeinoelämän yhteistyökumppaneille.

Infrastruktuurin lähes 20 miljoona euron laitekanta on saavutettavissa suoraan yksiköiden ja kokonaisuutta laajemmin markkinoivan SIB Labs yksikön kautta.

Lisätietoa:
https://www.uef.fi/en/web/photonics/
http://www.uef.fi/en/web/siblabs

Rakennebiologiakeskus

Rakennebiologiakeskuksen infrastruktuuri tarjoaa erittäin monipuoliset mahdollisuudet korkeatasoiseen bioteknologian, biotalouden ja biolääketieteen tutkimukseen. Keskeinen laitteisto on korkean erotuskyvyn FTICR-massaspektrometri. Vastaavanlaisia laitteistoja on vain muutama Euroopassa.

Laitteella voidaan määrittää suoraan erittäin mutkikkaiden seosten, kuten bioöljyjen, tarkka koostumus. Laitetta sovelletaan suurten biomolekyylien atomitasoiseen rakennetutkimukseen ja biomolekyylien välisten vuorovaikutusten mittaamiseen. Rakennebiologiakeskuksen toinen keskeinen laite on proteiinidiffraktometri, jolla voidaan määrittää proteiinien tarkka kolmiulotteinen rakenne. Nämä rakenteet ovat keskeisiä, kun kehitetään esimerkiksi uusia lääkeaineita, rokotteita tai entsyymejä bioteknisiin sovelluksiin.

Lisätietoa: 
https://www.uef.fi/en/web/siblabs/high-resolution-mass-spectrometer
http://wanda.uef.fi/kemia/research/protein

Spektromiikkalaboratorio

Spektromiikkalaboratorio on Suomen ensimmäinen kasvien ja muiden biologisten näytteiden spektrikuvantamiseen keskittynyt tutkimusympäristö.

Infrastruktuurin keskeisimmät laitteistot muodostuvat neljästä uuden teknologian spektrikamerayksiköstä, jotka kattavat UV-alueen, näkyvän valon ja lyhyt- sekä pitkäaaltoisen infrapuna-alueen (250-5000 nm), mahdollistaen näytteiden kuvantamisen poikkeuksellisen laajalla aallonpituusalueella.

Spektromiikkalaboratoriossa tutkitaan ja kehitetään optisia menetelmiä erityisesti kasvien stressivasteiden tutkimukseen kasvia vahingoittamatta sekä laboratorio-, että kenttäolosuhteissa. Biologisen tutkimuksen lisäksi laitteistoa käytetään opetukseen, ja sitä voidaan hyödyntää laaja-alaisesti myös muun muassa kaukokartoituksessa, optisessa tutkimuksessa ja materiaalitutkimuksessa.

Infrastruktuuri kuuluu Itä-Suomen yliopiston strategisille vahvuusalueille: Metsät, globaalimuutos ja biotalous ja Fotoniikka – teoria, materiaalit ja sovellutukset sekä Suomen Akatemian tutkimusinfrastruktuurien tiekartalle yhdessä Helsingin yliopiston kasvien fenotyypitysinfrastruktuurin (NaPPI-hanke) kanssa.

Lisätietoa:
http://www.uef.fi/fi/web/spectromics

Biokuvantaminen

Infrastruktuurikokonaisuus kattaa sekä in vivo -kuvantamisen että solu- ja kudoskuvantamisen. Pieneläinten in vivo -kuvantaminen sijaitsee A.I.Virtanen-instituutissa biolääketieteellisen kuvantamisen yksikössä. In vivo -kuvantamien on kansallisesti ainutlaatuinen ja kansainvälisesti erittäin korkeatasoinen kokonaisuus, jonka ydin muodostuu kolmesta MRI-Iaitteesta ja hyperpolarisaattorista (hankinta 2015-2016). Siinä on lisäksi mPET,  mCT/SPECT, optoakustinen, 3D-angiografia ja optisen kuvantamisen laitteisto (IVIS), ultraäänilaitteistot sekä multifotonimikroskooppi. 

Biolääketieteen yksikössä sijaitsevan solu- ja kudoskuvantamisyksikön infrastruktuurin kuvantamislaitekanta koostuu konfokaalimikroskoopista (Zeiss LSM 700), super-resoluutiotason konfokaalimikroskoopista (Zeiss LSM 800 Airy Scan), polarisaatio- ja kameravarustetusta valomikroskoopista sekä mikroinjektiolaitteistolla ja relief contrast -tekniikalla varustetusta fluoresenssimikroskoopista. Kokonaisuuteen kuuluu myös modernisti varustettu histologian laboratorio.

Biokuvantamisen infrastruktuuri palvelee paikallisesti laajaa joukkoa tutkijoita yli tiedekuntarajojen, sen osat kuuluvat kansalliselle infrastruktuurien tiekartalle ja ovat mukana useissa kansallisissa ja Euroopan tason infrastruktuuriverkoissa.

Lisätietoa:
http://www.uef.fi/en/web/aivi/biomedical-imaging-unit
http://www.uef.fi/fi/web/biomedicine/konfokaalimikroskooppi
http://www.uef.fi/fi/web/biomedicine/histologian-laboratorio

Itä-Suomen Biopankki

Itä-Suomen Biopankin tehtävänä on kerätä ja säilyttää ihmisistä peräisin olevia näytteitä ja niihin liittyvää tietoa sekä luovuttaa niitä tutkimuskäyttöön. Biopankkitutkimuksen tarkoituksena on terveyden edistäminen, tautimekanismien ymmärtäminen tai terveyden- ja sairaanhoidossa käytettävien tuotteiden tai hoitokäytäntöjen kehittäminen.

Itä-Suomen Biopankin omistavat Itä-Suomen yliopisto sekä Pohjois-Savon sairaanhoitopiirin kuntayhtymä, Etelä-Savon sosiaali- ja terveyspalvelujen kuntayhtymä (Essote), Itä-Savon sairaanhoitopiirin kuntayhtymä ja Siun sote – Pohjois-Karjalan sosiaali- ja terveyspalvelujen kuntayhtymä. Sen tutkimusala kattaa omistajaorganisaatioiden ja sidosryhmien terveyden- ja sairaanhoidon erikoisalat. Itä-Suomen Biopankki tukee etenkin verenkierto-, aineenvaihdunta-, tuki- ja liikuntaelimistön-, neurologisten- ja syöpäsairauksien sekä mielenterveyden tutkimusta.

Biopankkinäytteet (esim. kudos-, veri- ja DNA-näytteitä) voidaan ottaa hoitoon liittyvän näytteenoton tai tutkimusprojektin yhteydessä näytteen antajan suostumuksen perusteella. Biopankkiin voidaan siirtää myös ennen biopankkilain voimaantuloa 1.9.2013 kerättyjä näytekokoelmia, kuten sairaaloiden patologian osastoille vuosikymmenten ajan kerättyjä kudosnäytteitä. Näytteisiin liitetään tietoa näytteen antajan terveydestä ja siihen vaikuttavista tekijöistä. Biopankkitutkimuksesta saatava tieto liitetään kokoelmissa oleviin näytteisiin, jolloin näytekokoelman käytettävyys ja arvo kasvaa jatkuvasti uusien tutkimusten myötä. 
Näytteiden ja niihin liittyvän tiedon keskitetty kokoaminen ja hallinta varmistavat näytekokoelman laadun ja luotettavan tietosuojan. Tutkijoille näytteet luovutetaan pääsääntöisesti nimettömäksi koodattuina. Valtakunnallisesti biopankit tekevät yhteistyötä luomalla yhtenäiset tavat koota, säilyttää ja analysoida näytekokoelmiaan. 

Itä-Suomen Biopankki on yksi Itä-Suomen yliopiston merkittävistä tutkimusinfrastruktuureista ja se on osa kansallista BBMRI.fi ja eurooppalaista BBMRI-ERIC infrastruktuuriverkostoa. Se kuuluu myös Suomen Akatemian tutkimusinfrastruktuurien tiekartalle ja on osa Itä-Suomen yliopiston strategista vahvuusaluetta Translationaalinen syöpätutkimus. 

Lisätietoa:
www.ita-suomenbiopankki.fi
www.biopankki.fi

Kansallinen virusvektorilaboratorio

A.I. Virtanen-instituutin virusvektorilaboratorio tuottaa laatuvarmennettuja adeno-, lenti-, bakulo- ja AAV-virusvektoreita laboratorio- sekä laajemmassa mittakaavassa, johon kuuluu kaksi GMP-tason ja kolme BSL2/BSL3-tason laboratoriota bioreaktoreineen (10-100 L), inkubaattorit ja laminaarit, vektorien konsentrointilaitteistot, solupankit ja karakterisointiin tarvittavat mittalaitteet.

Virusvektorilaboratorio kuuluu EU:n ESFRI-infrastruktuuriin ja se on tuottanut kliinisiin faasin I-II eurooppalaisiin monikeskustutkimuksiin GMP-tason vektoreita sekä prekliinisiin tarkoituksiin käytettyjä clinical grade -vektoreita useille kymmenille asiakkaille Suomessa, EU:ssa ja EU:n ulkopuolella viimeisten kymmenen vuoden aikana.

Lisätietoa:
http://www.uef.fi/en/web/aivi/national-virus-vector-laboratory

Koe-eläinkeskuksen infrastruktuuri

Koe-eläinkeskuksen infrastruktuuri tuottaa UEFin tarvitsemat koe-eläinpalvelut sekä kehittää, ohjaa ja valvoo sen koe-eläintoimintaa ja osallistuu koe-eläinalan kansalliseen ja kansainväliseen koulutukseen ja opetukseen.

Keskus tekee pääasiassa koe-eläinten hyvinvointiin keskittyvää tutkimusta (2R-periaatteet*: Refinement, Reduction), edistää eläinkokeellisen tutkimuksen laatua sekä turvaa ja parantaa koe-eläinten hyvinvointia.

Avointen eläintilojen lisäksi keskuksessa on specific pathogen free -puhdastiloja jyrsijöiden kasvatukseen, alkionsiirtolaboratorio, leikkaussaleja pienten ja suurten eläinten operointeihin sekä yhteydet A.I.Virtanen-instituutin kuvantamislaitteisiin. Laitekantaan kuuluvat autoklaavit, eläinhäkkien ja -telineiden pesukoneet, häkit (myös IVC), HPV-sterilointilaite, anestesialaitteet, isolaattorit eläinten eristämiseen käytetyt sekä muut laboratoriovälineet ja selainpohjainen eläintietojärjestelmä. 

Infrastruktuurilla on tärkeä rooli terveystieteiden tiedekunnan tutkimuksessa ja opetuksessa. Keskus tarjoaa kansallisesti lakisääteistä pätevöittämiskoulutusta eläinten käyttöön biolääketieteellisessä tutkimuksessa.  Keskuksella on oma työntekijäkunta ja palveluja myös UEFin ulkopuolelle.
* W.M.S. Russell and R.L. Burch 1959.  

Lisätietoa:
http://www.uef.fi/fi/web/kek

GMB-omiikkakeskus

GMB-omiikkakeskus kokoaa yhteen Itä-Suomen yliopiston korkean kapasiteetin biolääketieteen tutkimusinfrastruktuureja. GMB-omiikkakeskuksen hallinnoima laitekanta ja tarjoamat palvelut mahdollistavat nykyaikaisen genetiikan, epigenetiikan, genomiikan ja metabolomiikan tutkimuksen, sekä näihin liittyvän bioinformatiikan ja tiedonhallinnan. GMB-omiikkakeskuksen infrastruktuuri koostuu kolmesta eri osa-alueesta joita edelleen hallinnoivat Itä-Suomen Genomikeskus, Metabolomiikkakeskus sekä Bioinformatiikkakeskus.

Itä-Suomen Genomikeskus tekee geenidiagnostiikkaa tärkeimpiin monogeenisiin sairauksiin sekä farmakogenomiikkaa eri lääkehoitojen tehon ja sivuvaikutusten arvioimiseksi. Genomikeskuksessa tehdään tutkimusaineistojen genotyypitystä, geeniekspressiotutkimuksia ja DNA-sekvensointia. Laitteistoon kuuluu kohdennettuun sekvensointiin Illumina Miseq -laite sekä näytteenkäsittelyä tukevat kolme pipetointirobottia. 

Metabolomiikkakeskus on osa Suomen Biokeskuksen infrastruktuuriverkostoa. Yksikkö vastaa kansallisista metabolomiikkapalveluista erityisesti metaboliaprofiloinnin (non-targeted metabolite profiling) alalla ja tarjoaa koulutusta metabolomiikan monipuolisiin sovelluksiin bio- ja lääketieteen aloilla. Laitekantaan kuuluu keskeisimpänä erilaiset massaspektrometrit (mm. LC-qTOF-MS) sekä muita bioanalytiikan laitteistoja mukaan lukien NMR- ja HPLC-laitteistoja,  alkuaineanalysaattori ja atomiabsorptiospektrometri.    

Bioinformatiikkakeskus tarjoaa bioinformatiikan, data-analytiikan sekä tiedonhallinnan asiantuntijapalveluita ja koulutusta, sekä ylläpitää bioinformatiikan palvelininfrastruktuuria. Palvelininfrastruktuuri koostuu yksityisestä pilvipalvelusta ja tähän liitetystä korkean kapasiteetin levyjärjestelmästä. Palvelininfrastruktuuria käytetään tieteelliseen laskentaan, laajojen tutkimusaineistojen tallentamiseen, tutkimusprojektien hallinnoimiseen sekä koulutukseen. 

Lisätietoa:
Itä-Suomen Genomikeskus: http://www.uef.fi/genediagnostics
Metabolomiikkakeskus: http://www.uef.fi/bck/metabolomics-center
Bioinformatiikkakeskus: http://www.uef.fi/bioinformatics

Linkkejä: