Biologian alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan luonnontieteiden, metsätieteiden ja tekniikan tiedekunnassa. Tilaisuutta voi seurata Joensuun kampuksella ja verkossa.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Tutkin rusakkojen ja metsäjäniksien eroja solu-, molekyyli- ja geenitasoilla. Tutkin myös näiden lajien risteytymistä ja sen vaikutusta mitokondrioiden ja tuman väliseen yhteensopivuuteen. Nämä kaksi lajia risteytyvät luonnossa ja saavat lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä, mutta lajit eivät näytä merkkejä siitä, että ne yhdistyisivät hybridiroduksi tai loisivat hybridivyöhykkeen alueille, joilla molempia esiintyy.
Pyrin selvittämään syitä miksi nämä kaksi lajia pysyvät omina lajeinaan. Lisäksi aiemmat tutkimukset ovat näyttäneet, että rusakot saavat geenejä metsäjänikseltä adaptiivisen introgression kautta. Rusakoilta löytyy usein metsäjäniksen mitokondrio-DNA:ta, mutta metsäjäniksiltä ei rusakon, joten pyrin ymmärtämään, miksi näin on. Taustalla oleva mitokondrioiden ja tuman välisen yhteistyön ongelmat ovat mielenkiintoisia, sillä mitokondrioiden toiminnan ongelmat on yhdistetty useisiin ihmisten tauteihin.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Luoduissa cybridisoluissa eli soluhybrideissä mitokondrion ja tuman välisen yhteistyön tuloksissa oli parikohtaista vaihtelua, jolla ei ollut selkeää suuntaa sille kumman lajin tuma toimii paremmin toisen lajin mitokondrioiden kanssa. Tästä huolimatta tietyt yhdistelmät osoittivat selviä merkkejä yhteensopimattomuudesta erityisesti mitokondrion kompleksien I ja III proteiinien osuuksissa. Lisäksi yhteensopimattomuus ilmeni näiden solujen vähentyneessä ATP-tuotannossa sekä mitokondrioiden kalvopotentiaalin laskussa. Myös solujen kasvunopeus hidastui ja reaktiivisten happiradikaalien määrä kasvoi.
Cybridien ja tavallisten solujen välillä oli lisäksi paljon eroja geeniekspressiossa. Mitokondrio-DNA:sta (mtDNA) löytyi toistojakso proteiineja koodaamattomalta alueelta, jossa sekvenssin osan toistojen määrä oli hyvin vahvasti lajikohtainen niin, että rusakolla oli usein kuusi toistoa tai enemmän, ja metsäjäniksellä viisi (vaihtelu 4–6 välillä), mikä poikkesi aiemmista kuvatuista mallisekvensseistä, joissa kummallakin lajilla oli seitsemän toistoa. Tämän alueen epäillään olevan tärkeä mtDNA:n replikaation ja transkription osalta.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Tutkimukseni auttaa ymmärtämään rusakoiden ja metsäjänisten välistä risteytymistä, jota tapahtuu entistä enemmän rusakon asuttaessa yhä pohjoisempia alueita, joilla se kohtaa metsäjäniksiä.
Mitokondriot ovat erittäin tärkeä solun osa. Ne ovat tärkeitä energiantuotannon osia ja osallistuvat myös moniin muihin solun toimintoihin. Niiden virheellinen toiminta on yhdistetty moniin ihmisten tauteihin, esimerkiksi neurodegeneratiivisiin sairauksiin, kuten Parkinsonin tautiin, Alzheimerin tautiin ja Huntingtonin tautiin. Muita esimerkkejä ovat diabetes ja sidekudossairaudet. Mitokondrioiden toiminnasta kerätty tieto voi olla hyödyllistä tulevaisuuden tutkimuksille, jotka näihin tauteihin liittyvät.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?
Väitöstutkimuksessani käytin rusakoiden ja metsäjänisten korvien ihosta eristettyjä fibroblastisoluja. Molekyylibiologian metodein eristin niistä RNA:ta, DNA:ta ja proteiineja. Tein niistä myös soluhybridejä eli cybridisoluja, joilla oli mitokondriot toiselta lajilta ja tuma toiselta lajilta. Näistä myös eristin RNA-, DNA- ja proteiininäytteet. Vertasin lajeja toisiinsa ja cybridejä sekä toisiinsa, että alkuperäisiin soluihin. Sekvensoimme myös kummankin jänislajin mitokondrio-DNA:t. Tutkimukseni jatkaa jänistutkimusta, jota on aiemminkin tehty Itä-Suomen yliopistolla.
FM Riikka Tapanaisen biologian alaan kuuluva väitöskirja Species-specific differences in mitochondrial functions and their role in hybrid compatibility (Lajikohtaiset erot mitokondrioiden toiminnoissa ja niiden rooli hybridien yhteensopivuudessa) tarkastetaan luonnontieteiden, metsätieteiden ja tekniikan tiedekunnassa, Joensuun kampuksella. Vastaväittäjänä toimii dosentti Alexander Kastaniotis, Oulun yliopisto, ja kustoksena professori Jaakko Pohjoismäki, Itä-Suomen yliopisto. Tilaisuuden kieli on englanti.
