Nantech 2019 workshop at Aalto University campus
Professori Kurt Gothelf: DNA-origamimenetelmä vaikuttaa kehittyneempien lääkkeiden valmistukseen
Nantech2019-tapahtuman kutsupuhuja Kurt Gothelf oli maailman ensimmäisten tutkijoiden joukossa kehittämässä DNA-nanorakenteita. Niitä voidaan tulevaisuudessa hyödyntää uusien lääkkeiden ja diagnosointivälineiden kehittämisessä.
Professori Kurt Gothelf tanskalaisesta Aarhusin yliopistosta toivoisi, että ihmiset tietäisivät ainakin pari asiaa hänen tutkimusalastaan, DNA-nanoteknologiasta.
Ensinnäkin DNA – kaiken elämän geneettinen materiaali – on orgaanisten molekyylien muodostama pitkä ketju, joka pitää sisällään eräänlaisen digitaalisen koodin. Toisekseen DNA:n syntetisointi on melko yksinkertaista, joten tutkijat pystyvät ohjelmoimaan sitä. Tästä johtuen DNA:ta voidaan käyttää myös keinotekoisissa tilanteissa, ja tutkijat voivat muotoilla siitä kaksi- tai kolmiulotteisia rakenteita.
DNA-nanoteknologian avulla voidaan tulevaisuudessa kehittää muun muassa yhä kehittyneempiä lääkkeitä ja diagnosointivälineitä.
Kemistitaustainen Gothelf kiinnostui DNA-tutkimuksesta vuosituhannen alussa. Tanskan valtion tuella Gothelf kollegoineen perusti vuonna 2007 tutkimuskeskuksen ja alkoi tutkia DNA-nanoteknologiaa.
Vuonna 2006 maailmalla oli keksitty niin sanottu DNA-origamimenetelmä, joka mullisti alan. Menetelmässä yksittäistä, hyvin pitkää ja luonnollista DNA-juostetta taitellaan samaan tapaan kuin paperiorigamia käyttäen kahdensadan lyhyen, synteettisen DNA-juosteen joukkoa.
Origamimenetelmä on avannut tien uudelle alalle, jolla tutkitaan biofysikaalisia ilmiöitä.
”Sillä on aivan epäilemättä vaikutus uusien ja kehittyneempien lääkkeiden ja diagnosointivälineiden kehittämisessä tulevaisuudessa”, Gothelf sanoo.
Gothelfin johtaman laboratorion tutkijat ovat vaikuttaneet merkittävällä tavalla DNA-origamiin liittyvään tutkimukseen. He olivat maailman ensimmäisten tutkijoiden joukossa kehittämässä DNA-nanorakenteita, muun muassa kannellisen DNA-laatikon.
”Hieno tilaisuus nähdä, mitä uutta alalla tapahtuu”
Gothelf vieraili Aalto-yliopistossa toukokuun lopulla, sillä hän oli yksi Aallon järjestämän kutsutuista puhujista. Kolmipäiväinen tapahtuma kokosi yhteen alan kansainvälisiä huippututkijoita.
Gothelf kertoo odottaneensa tapahtumaa innolla.
”Kyseessä on hyvin fokusoitunut DNA-nanoteknologian konferenssi. Se on hieno tilaisuus nähdä, mitä uutta alalla tapahtuu, saada inspiraatiota ja keskustella kollegoiden kanssa sekä kuulla heidän puheitaan. Puhujalista oli erittäin hyvä.”
Kurt GothelfJos olet kouluttautunut DNA-nanoteknologian alalla, sinulla on todella monitieteellinen koulutus.
Gothelfin mielestä yksi DNA-nanoteknologian parhaita puolia on sen poikkitieteellisyys. Tutkijoiden taustat vaihtelevat muun muassa molekyylibiologiasta ja fysiikasta tietotekniikkaan, insinööritieteisiin ja matematiikkaan.
”Jos olet kouluttautunut DNA-nanoteknologian alalla, sinulla on todella monitieteellinen koulutus.”
Toinen hyvä puoli on mukavien ihmisten muodostama tieteellinen yhteisö.
”Kilpailua on totta kai – ja niin pitääkin olla – mutta hyvällä tavalla. Näiden ihmisten kanssa on todella mukava viettää aikaa.”
Perheen ja akateemisen uran epävarmuuden yhdistäminen oli raskasta
Gothelf kiinnostui akateemisesta tutkimuksesta tehdessään pro gradu -tutkielmaansa.
”Olin niin lumoutunut uusien molekyylien luomisesta. Tiesin, että tätä haluan tehdä.”
Yliopistomaailmassa pysyvän jalansijan saaminen oli kuitenkin työlästä. Väitösopintojen jälkeen vierähti yksitoista vuotta ennen kuin Gothelf sai yliopistolta vakituisen työpaikan.
”Vaikein vaihe urallani oli ehdottomasti siirtyminen postdoc-tutkijasta vakinaistamispolulle. Yhtäkkiä sinun pitää saada rahoitusta, rekrytoida ja ohjata opiskelijoita. Täytyy opettaa ja valmistella luentoja, mikä vie alkuvaiheessa paljon aikaa.”
”Sen ikäisenä moni saa myös lapsia, ja on kaikki se epävarmuus. Haluat tehdä paljon töitä mutta myös huolehtia lapsistasi. Se on hyvin raskasta.”
Apulaisprofessorin paikan saatua asiat kuitenkin etenivät nopeasti. Gothelf ylennettiin vain noin vuotta myöhemmin, vuonna 2007 professorin virkaan.
Hiljattain Gothelf julkaisi artikkelin yhdessä kahden suomalaisyliopiston, Aallon ja Jyväskylän yliopiston, tutkijoiden kanssa. Tämä oli kuitenkin hänen ensimmäinen kertansa Aalto-yliopistossa.
”En ole koskaan ollut turistina Helsingissä, joten yritän päästä mukaan siihenkin puoleen”, Gothelf sanoo nauraen.
Tietotekniikan laitos
Tietotekniikka yhdistää kaikkia aloja. Aalto-yliopistossa tietotekniikan tutkimus yhdistyy tieteen käytännönläheisiin sovelluksiin.
Lue lisää uutisia
Tutkijat kytkivät lähes ikiliikkuvan aikakiteen ensimmäistä kertaa ulkoiseen värähtelijään – voi kasvattaa kvanttitietokoneiden laskentatehoa
Aikakide on moninkertaisesti pitkäikäisempi kuin muut kvanttijärjestelmät, joten sitä voitaisiin hyödyntää esimerkiksi kvanttitietokoneiden laskentatehon sekä mittauslaitteistojen tarkkuuden kasvattamiseen.
Glitch-teos haastaa näkemään taiteen eri valossa
Laura Könösen veistos paljastettiin 14.10. Otaniemen kampuksella.
Esittelyssä Qi Chen: Luotettava tekoäly tarvitsee algoritmeja, jotka selviävät yllätyksistä
Tekoälyn kehittäjien on keskityttävä sovellusten turvallisuuteen ja oikeudenmukaisuuteen, sillä ne liittyvät suoraan yhteiskuntien luottamukseen ja tasa-arvoon, sanoo tutkija Qi Chen.