Kahden molekyylin liitto tuo valoa bioanalytiikkaan (Väitös: FM Ulla Karhunen, 4.4.2014, molekulaarinen biotekniikka ja diagnostiikka)
Ulla Karhunen osoitti väitöstutkimuksessaan, että kahtia jaettuun lantanidileimaan perustuva tekniikka soveltuu hyvin bioanalytiikkaan. Karhunen hyödynsi uudenlaista leimatekniikkaa "sekoita ja mittaa" -tyyppisissä testeissä. Väitöstyössä kehitetyt testit olivat nopeita ja yksinkertaisia, mutta silti niillä pystyttiin havaitsemaan hyvin pieniä DNA-pitoisuuksia.
Ulla Karhusen väitöstutkimuksen keskeisessä roolissa oli kaksi merkkiainemolekyyliä, lantanidikelaatti ja antenni. Nämä kaksi molekyyliä muodostavat valoa tuottavan rakenteen, kun ne ovat kosketuksessa toistensa kanssa.
Tämä molekyylien liitto muodostuu, kun merkkiainemolekyylit kiinnittyvät vierekkäin analysoitavaan biomolekyyliin, esimerkiksi bakteerin DNA:han tai proteiiniin. Mitä enemmän analysoitavaa biomolekyyliä on läsnä tutkittavassa näytteessä, sitä enemmän syntyy valoa, jota voidaan mitata.
– Lantanidileimoille ominaisen pienen taustasignaalin takia väitöstutkimuksessa kehitetyillä testeillä pystyttiin havaitsemaan erittäin pieniä DNA- ja proteiinipitoisuuksia. Tämän uuden lantanidileimasovelluksen avulla voidaan jatkossa kehittää yksinkertaisempia testejä bioanalytiikkaan, Karhunen kertoo.
Apua bakteeri-infektioiden diagnostiikkaan?
Valoa tuottavia lantanidileimoja on käytetty jo vuosikymmenien ajan merkkiaineina erilaisissa bioanalyyttisissä sovelluksissa kuten lääkeaineseulonnassa ja diagnostiikassa. Hyödyntämällä lantanidia sisältävien merkkiaineiden erityisominaisuuksia voidaan minimoida perinteisten testien taustasignaali, joka häiritsee pienten pitoisuuksien havaitsemista.
Karhusen tutkimuksessa osoitettiin, että uudella lantanidileimasovelluksella voi mitata myös useita eri DNA-molekyylejä yhtä aikaa samassa reaktiossa. Tätä voisi tulevaisuudessa soveltaa esimerkiksi bakteeri-infektiodiagnostiikassa, jossa oikean lääkityksen aloittaminen mahdollisimman pian edellyttää nopeaa taudinaiheuttajan tunnistusta.
Työssä kehitetyn menetelmän avulla on mahdollista tunnistaa tehokkaasti myös pistemutaatioita sisältäviä DNA-molekyylejä. Pistemutaatiot ovat yleisimpiä muutoksia ihmisen perimässä. Pistemutaatioerottelua käytetään esimerkiksi perinnöllisten sairauksien riskin arvioinnissa sekä yksilöntunnistuksessa.
***
Perjantaina 4. huhtikuuta 2014 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (BioCity, Mauno Koivisto -keskuksen auditorio, Tykistökatu 6) julkisesti tarkastettavaksi filosofian maisteri Ulla Mari Sofia Karhusen väitöskirja ”Switchable Lanthanide Luminescence for Detection of Biomolecules” (Kytkeytyvä lantanidiluminesenssi biomolekyylien havaitsemisessa). Virallisena vastaväittäjänä toimii professori Ulf Landegren Uppsalan yliopistosta ja kustoksena professori Tero Soukka.
FM Ulla Karhunen on syntynyt 1982 Karttulassa ja kirjoittanut ylioppilaaksi 2001 Karttulan lukiosta Filosofian maisteriksi Karhunen valmistui 2008 Turun yliopistosta, jossa hän parhaillaan toimii projektitutkijana. Väitös kuuluu molekulaarisen biotekniikan ja diagnostiikan alaan.