Bioteknologia.info

Suomessa tehtävä bioalan tutkimus kattaa monipuolisesti hyvin erilaisia osa-alueita.

TERVEYS

Biotekninen lääkekehitys

Bioteknisten lääkkeiden teho perustuu yksityiskohtaiseen tietoon sairauden molekyylitaustasta. Lääke voidaan suunnitella siten, että se biologista mekanismia hyväksikäyttäen kumoaa sairauden vaikutuksen. Lääkekehitysvaiheessa etsitään ja testataan lääkemolekyylikandidaatteja mm. niiden tehon ja sivuvaikutusten osalta.

Diagnostiikka

Diagnostiikka on suomeksi oppi tautien määrityksestä. Nykyaikainen diagnostiikka pyrkii mahdollisimman aikaisen vaiheen taudinmääritykseen yleensä molekyylimenetelmien avulla.

Immunologia

Tieteenhaara, joka tutkii organismien puolustus- eli immuunijärjestelmää, sen toimintaa ja häiriötiloja.

Kehitysbiologia

Modernissa kehitysbiologiassa yhdistyvät perinteinen sikiötutkimus ja geenitutkimuksen tuottama uusi tieto geenien ja niitä vastaavien proteiinien rakenteista ja toiminnasta. Se pyrkii selvittämään yksittäisten geenien ja geenituotteiden tehtäviä ja vuorovaikutuksia yksilönkehityksen aikana.

Kollageenitutkimus

Kollageeni on merkittävin sidekudoksen proteiini, joka saa aikaiseksi mm. niiden joustavuuden ja vetokestävyyden. Tutkimuksella pyritään selvittämään kollageenin toimintaa ja kollageeniaineenvaihduntaan liittyviä häiriöitä molekyylitasolla.

Mitokondriotaudit

Mitokondriot ovat solun energian saannista, soluhengityksestä, vastaavia soluelimiä. Mitokondrioissa on omia geenejä, jotka paljolti tuottavat mitokondrion proteiinit. Häiriöt mitokondrioiden toiminnassa voivat johtaa useisiin vakaviin sairauksiin, joiden molekyylitausta on vasta aukeamassa.

Molekyylilääketiede

Molekyylilääketiede selvittää sairauksien syitä, syntymekanismeja ja parannuskeinoja molekyylitasolla. Molekyylilääketiede on laaja alue, johon sisältyy monia osa-alueita.

Esimerkiksi molekyyligenetiikassa selvitetään eliöiden perimän rakennetta molekyylien eli DNA:n tasolla. Saatua tietoa voidaan edelleen käyttää hyväksi vaikkapa perinnöllisten tautien tutkimuksessa sekä eläin- ja kasvijalostuksessa. 

Molekyylitunnistus

Molekyylitunnistus tutkii niitä mekanismeja, joilla solut ovat vuorovaikutuksessa toistensa ja ympäristönsä kanssa. Tutkimusongelmana voi olla esimerkiksi virusten ja solujen välinen vuorovaikutus tai solujen tarttumismolekyylit. Nanotutkimukseen yhdistettynä molekyylitunnistuksen tuloksia voidaan käyttää hyväksi erilaisten biotunnistimien kehittelyssä.

Neurobiologia

Neurobiologia selvittää hermoston toimintaa. Moderni neurotiede on yleensä monitieteistä, jossa moderniin molekulaariseen neurobiologiaan ja –farmakologiaan yhdistetään neuro- ja psykofysiologiaa, hermoston kuvantamista, kognitiivista neurotiedettä ja neuraaliverkkotutkimusta. Systeemisellä aivotutkimuksella tarkoitetaan hermojärjestelmän toimintaa koko organismin tasolla.

Reseptorien rakenne ja toiminta

Reseptorit ovat solun pinnan molekyylejä, joiden kautta solu saa viestejä ympäristöstään. Kohdemolekyylin, esimerkiksi hormonin, sitoutuminen reseptoriin saa aikaiseksi solussa monimutkaisen reaktioketjun ja vaikuttaa esimerkiksi solun geeniaktiivisuuteen. Reseptorien rakenteen ja toiminnan tuntemus on keskeistä solun toiminnan ja sen häiriötilojen ymmärtämiselle.

Siirto- ja poistogeeniset eläimet

Eläimiin voidaan siirtää geenejä ja saada niissä aikaiseksi tarkasti määritelty tautitila. Näin voidaan tutkia taudin vaikutuksia ja mahdollisia parannuskeinoja kokonaisessa organismissa. Hiiriltä voidaan kohdennetusti sammuttaa jonkin tietyn geenin toiminta ja saada näin aikaiseksi ns. poistogeenisiä hiiriä. Tällaisen yksilön analysointi kertoo siitä, mikä kyseisen geenin merkitys on organismille.

Solu- ja kudosteknologia

Solu- ja kudosteknologia soveltaa solu- ja molekyylibiologista perustietoa siten, että soluja ja kudoksia pystytään käyttämään elimistön rappeutuneiden kohtien uudistamisessa tai korvaamisessa. 

Syöpäbiologia

Syöpäbiologia pyrkii selvittämään syövän synnyn mekanismia uusimpia molekyyli- ja solubiologisia menetelmiä apuna käyttäen. Syöpäbiologia on osa laajasti tutkittua molekyylilääketiedettä.

KASVIT & YMPÄRISTÖ

Kasvien molekyylibiologia ja kasvibiotekniikka

Myös kasvien toiminnan tutkimus tapahtuu nykyään molekyylitason ilmiöitä selvittämällä. Keskeisiä kysymyksiä ovat esimerkiksi yhteyttämisen molekyylimekanismi sekä puunmuodostuksen molekyylibiologia. Kasvibiotekniikka pyrkii kasvien muokkaamiseen ja hyödyntämiseen modernin biologian ja bioteknologian menetelmien avulla.

Ympäristöbiotekniikka

Ympäristöbiotekniikassa keskitytään energiaa ja ympäristöä säästäviin tuotantotekniikoihin, teollisuuden mikrobiperäisten haittojen hallintaan sekä molekyylibiologian menetelmiin biologisten systeemien ja biologisen informaation rakenteen ja toiminnan selvittämiseksi.

RUOKA

Elintarvikebioteknologia

Elintarvikebioteknologia tutkii ja kehittää bioteknisiä menetelmiä, joilla valmistetaan terveellisiä, maukkaita, turvallisia, helppokäyttöisiä ja edullisia elintarvikkeita kuluttajien saataville.

Ravitsemusbiotekniikka

Ravitsemusbiotekniikka yhdistää elintarvikebioteknisen osaamiseen ravitsemusfysiologiseen tietämykseen. Tavoitteena on löytää bioteknisiä menetelmiä ravitsemuksellisesti arvokkaiden elintarvikkeiden tuottamiseksi.

TEKNOLOGIA & MONITIETEISYYS

Biomateriaalit

Biomateriaaliksi sanotaan synteettistä tai luonnollista materiaalia, jonka avulla voidaan keinotekoisesti tuottaa, korvata tai hoitaa elävää kudosta tai elintä. Biomateriaalien tutkimus ja kehitys on usein monitieteistä ja tapahtuu materiaalitutkijoiden, lääkärien ja kemistien yhteistyönä.

Bioinformaatioteknologia/Bioinformatiikka

Bioinformatiikka on tietotekniikan soveltamista olemassa olevan biologisen tiedon hallintaan, analysointiin ja hyödyntämiseen. Se yhdistää tietojenkäsittelyn menetelmiä biokemiallisen, geneettisen ja lääketieteellisen tiedon prosessointiin ja mahdollistaa esimerkiksi genomitiedon entistä tehokkaamman hyödyntämisen.

Biomittaukset

Biomittauksilla tarkoitetaan sitä laajaa menetelmien kirjoa, jolla elävästä organismista ja sen reaktioista voidaan saada tietoa. Mittaustulos voi olla esimerkiksi sähköinen impulssi. Biomittaustutkimus pitää sisällään paitsi laitteiden ja menetelmien teknisen kehityksen myös uusien mielekkäiden mittauskohteiden etsimisen.

Bioprosessiteknologia

Bioprosessitekniikka on biotekniikan osa-alue, jossa tutkitaan ja kehitetään bioprosesseja. Bioprosessissa hyödynnetään soluja tai entsyymejä halutun tuotteen valmistamiseksi (vrt. kemiallinen prosessi, jossa käytetään katalyyttejä), kuten oluen valmistuksessa hiivasolun aineenvaihduntaa ja antibioottien valmistuksessa erilaisten bakteerien ja homeiden aineenvaihduntaa.

Entsyymien rakennetutkimus

Entsyymit ovat proteiineja, jotka katalysoivat eli edesauttavat solussa tapahtuvia biologisesti välttämättömiä kemiallisia reaktioita. Niiden rakennetutkimuksella pyritään ymmärtämään tätä prosessia molekyylitasolla.

Rakennebiologia

Rakennebiologinen tutkimus pyrkii lisäämään ymmärrystä biologisten järjestelmien molekulaaristen rakenteiden yhteydestä näiden toimintaan.

Solubiologia/-biotekniikka

Solubiologiassa tutkitaan solun toimintaa kokonaisuutena. Siinä tutkitaan mikrobi-, eläin, ja kasvisoluja ja niiden hyötykäyttöä.

Systeemibiologia

Systeemibiologia liittää tietotekniikan biologiseen tietoon tarjoten mahdollisuuden nähdä ja käsitellä biologisia kokonaisuuksia. Systeemibiologia tarkastelee geenejä ja niiden tuottamia proteiineja sekä proteiinien vaikutuksia toisiinsa ja ympäristöönsä. Olennaista on systeemien matemaattinen mallintaminen.