Tiede mahdollistaa mitä ihmeellisimpiä innovaatioita, mutta niiden edellytyksenä on hyvin resursoitu perustutkimus, sanoo molekulaarisen kasvibiologian akatemiatutkija Laura Wey. Hänen mukaansa biosähkö voi tulevaisuudessa olla osa ilmastokriisin ratkaisua, mutta todelliseen muutokseen tarvitaan monenlaisia lähestymistapoja ja elämäntapamuutoksia.
Voisiko yhteyttämisen valjastaa tulevaisuuden sähköntuotantoon biologisilla aurinkokennoilla?
Tämä on tutkijoiden mukaan mahdollinen visio, mutta ensin yhteyttävien organismien toimintaa pitäisi ymmärtää nykyistä tarkemmin. Juuri siihen keskittyy Turun yliopiston akatemiatutkija Laura Wey.
Hän johtaa viime syksynä työnsä aloittanutta molekulaarisen kasvibiologian tutkimusryhmää nimeltä Bioelectricity in Plant Science, joka tutkii erilaisten organismien yhteyttämisprosesseja. Yhteyttäviä organismeja ovat paitsi kasvit, myös syanobakteerit ja erilaiset levät. Tulevaisuudessa tutkitaan myös epätavallisia lajeja, kuten sammaleita ja muinaisia syanobakteereita.
Voisi kuvitella, että koulun biologian tunneilta kaikille tuttu yhteyttäminen tunnettaisiin tieteessä jo läpikotaisin, mutta näin ei Weyn mukaan ole. Vielä on paljon selvitettävää.
– Tutkimme, kuinka organismit säätelevät yhteyttämisprosessia esimerkiksi sisäisellä vuorokausirytmillä ja hiiliaineenvaihdunnalla. Eri yhteyttävillä organismeilla on erilaiset prosessit. Vertailevissa tutkimuksissa on havaittu, että jotkin organismit tuottavat yhteyttäessään erityyppistä biosähköä, mikä on kiinnostavaa evoluution ja ekologian kannalta.
Wey tutkii pääasiassa syanobakteereja eli sinibakteereja, joita kutsutaan myös sinileviksi, vaikka ne todellisuudessa eivät ole leviä.
– Syanobakteerit ovat erinomaisia tutkimuskohteita, koska ne ovat evolutiivisesti vanhoja ja rakenteeltaan yksikertaisia. Yhteyttämisen syvempi ymmärtäminen tarjoaa paljon mahdollisuuksia bioteknologian kehitykseen.
Tähän mennessä biologisilla aurinkokennoilla (eng. biopholtovoltaics) on onnistuttu tuottamaan sähköä mikroprosessorille puolen vuoden ajan. Tämän sai aikaan sama bioteknologian tutkimusryhmä Isossa Britanniassa, jossa Wey työskenteli väitöskirjaa tehdessään.
Vielä ollaan siis kaukana teknologian laajamittaisesta käyttöönotosta.
Weyn tutkimusryhmä keskittyy kasvitieteisiin ja yhteyttämiseen, mutta uusiutuvaa bioenergiateknologiaa kehitetään yhteistyössä eri alojen tutkijoiden kanssa.
– Tutkimuksemme on todella monitieteistä, koska on ajateltava biofysiikka, biokemiaa, evoluutiobiologiaa sekä laskennallisia lähestymistapoja.
Tiede on kansainvälistä tiimipeliä
Australian Sydneystä kotoisin oleva Wey opiskeli ensin kotimaassaan ja suoritti tohtorintutkintonsa Cambridgessa Isossa-Britanniassa. Turun yliopistolla hän aloitti syyskuussa 2021. Osana tutkimustyötään Wey matkustaa paljon, suurimmaksi osaksi Saksaan, USA:han ja Englantiin.
– Tiede on todella kansainvälistä tiimipeliä.
Tutkijoita pyritään nykyään ohjaamaan paljon projekteihin, jotka johtavat nopeasti käytännön sovellutuksiin, mitä pitää ongelmallisena.
– Ymmärrys tulee vuosikymmenten pitkäjänteisestä työstä perustutkimuksen parissa. On massiivinen haaste yrittää ymmärtää yhteyttämisen moninaisia mekanismeja.
Akateeminen ura on kovaa kilpailua, eikä vähiten rahoitushakujen osalta. Niissä Wey on menestynyt erinomaisesti, sillä hänen yhdeksän hengen tutkimustiiminsä työtä rahoittavat tällä hetkellä Nordforsk, Suomen Akatemia, Neslingin säätiö, Turun yliopistosäätiö sekä Novo Nordisk.
– Olen todella iloinen, että saan johtaa tällaista tutkimusta. Viihdyn Turussa erinomaisesti, ja toivon että saan jäädä tänne, Wey kertoo.
Tutkimus luo toivoa
Wey on tutkinut yhteyttämistä kandiopinnoistaan lähtien.
Yhteyttämiseen vaikuttavat erilaiset dynaamiset ympäristöolosuhteet. Esimerkiksi meressä lilluvan syanobakteerin yhteyttäminen muuttuu, kun aurinko menee pilveen. Liiallinen valo taas saattaa häiritä yhteyttämisprosessia ja jopa vahingoittaa organismia.
Samaan tapaan kuin onnettoman viherpeukalon käsissä liikaa auringonvaloa saanut huonekasvi kuolee.
Organismit käyttävät erilaisia molekulaarisia suojamekanismeja pitääkseen solut elossa, Wey selittää. Tutkijat yrittävät ymmärtää näitä mekanismeja sekä sitä, mitä ne voitaisiin parhaalla tavalla valjastaa biosähkön tuotantoon.
Parempi ymmärrys yhteyttämisprosessista voi auttaa myös luomaan tarkempia ilmastomalleja sekä ennakoimaan yhä pohjoisemmas siirtyvien viljelyskasvien käyttäytymistä.
– Kyse on meitä ympäröivää maailmaa koskevasta perimmäisestä ymmärryksestä.
Kuinka Wey jaksaa pysyä innostuneena tutkimustyöstä, vaikka usein vaikuttaa siltä, ettei mikään määrä tutkimustietoa saa maailman päättäjiä toimimaan ilmastokriisin pysäyttämiseksi?
– Koen että tutkimusalaani liittyy paljon toivoa ja positiivisuutta. Kaikilla on omat vahvuutensa, ja tutkimus on se, mitä voin tehdä omalta osaltani. Meitä ympäröivän maailman syvempi ymmärtäminen on minulle todella merkityksellistä.
Wey pitää myös tiedeviestintää tärkeänä. Hän haluaa luoda siltoja tutkimusmaailman ja päättäjien välille ja on mukana myös Nuorten tiedeakatemiassa.
– Jokaisen on tärkeää käyttää omia keinojaan ja taitojaan. Ilmastonkriisin ratkaisua ei voi jättää vain tutkijoille.
Yhteiskuntana haluamme nojata pelkästä teknologisiin ratkaisuihin ilmastonmuutoksen torjunnassa, Wey harmittelee. Todellisuudessa tarvitaan monenlaisia lähestymistapoja – ja elämäntapamuutoksia.
– Biosähköllä ei sähköistetä koko maailmaa, mutta haluan tehdä voitavani.
Laura Wey kiittää Ronja Suomalaista avusta suomenkielisen haastattelun tarkistamisessa.
Teksti: Rosa Lampela
Kuvat: Suvi Harvisalo
