Solu- ja molekyylibiologian sekä genetiikan moniosaaja käyttää biolääketieteestä tuttuja menetelmiä luonnon monimuotoisuuden ilmiöiden tutkimukseen.
”DNA-pohjaiset menetelmät tulevat olemaan pääasiallinen tapa tuottaa lajistotietoa tulevaisuudessa”
Molekyylibiologian ja -genetiikan professori Jaakko Pohjoismäellä on aiempaa taustaa biolääketieteen alalta. Hän on perehtynyt erityisesti ihmisen solujen ja kudosten toimintaan sekä hiirimalleihin. Tampereelta kotoisin olevalla Pohjoismäki teki perustutkintonsa biologiasta entisessä Joensuun yliopistossa, väitöskirjatyön taas Tampereella lääketieteellisessä tiedekunnassa, alanaan molekyylibiologia.
– Väitöstutkimukseni aihe käsitteli mitokondrio-DNA:n ylläpitomekanismeja eri ihmiskudoksissa, Pohjoismäki kertoo.
Hänen ensimmäinen tutkijatohtoripestinsä oli Tampereella, mutta oikeuslääketieteen puolella, jossa hän jatkoi työtä ihmissydämen mitokondrioiden parissa. Toinen post doc -tehtävä puolestaan kului muuntogeenisten hiirten parissa sydän- ja keuhkotutkimuksen Max Planck -instituutissa Saksassa.
– Vuonna 2012 aukesi onnekas työpaikkamahdollisuus Itä-Suomen yliopiston Joensuun kampuksella genetiikan yliopistotutkijana, jolla tiellä tässä ollaan. Minulla on ollut voimakas kutsumus luonnoneläinten ja lajien monimuotoisuuden pariin, joka on näkynyt harrastuneisuudessani, hän sanoo.
– Ympäristö- ja biotieteiden laitoksella minulla on ollut mahdollisuus päästä yhdistämään ammatillista ja harrastuksellista kiinnostuneisuutta tuomalla biolääketieteestä tuttuja menetelmiä myös luonnon monimuotoisuuden ilmiöiden tutkimukseen.
Mitokondriobiologia on edelleen Pohjoismäen keskeisintä osaamista. Siihen hänellä liittyy myös eniten tutkimuksellista kunnianhimoa.
– Tämä johtuu siitä, että solujen sisäisten molekyylitason mekanismien tutkiminen on todella vaikeaa, ja siten näiden selvittäminen myös palkitsevaa. Tutkimus on myös kallista ja etenee hyvin hitaasti.
Molekyylibiologian menetelmistä saa täyden hyödyn, jos lajin perimä tunnetaan
Mitokondriobiologiassa Pohjoismäen tutkimusryhmä perehtyy hyvin perustavanlaatuisten mekanismien selvittelyyn, etupäässä uteliaisuudesta tietää, miten solut toimivat.
– Toki näiden löytöjen mahdollistamana ymmärrämme paremmin myös tiettyjä ihmisten sairauksia, hän kertoo.
Genetiikka eli perinnöllisyystieteet ovat tulleet molekyylibiologian rinnalle vähän varkain. Molemmat alat hyödyntävät samoja työkaluja: perinnöllisyyden mekanismit ovat lopulta molekyylibiologiaa.
– Perinteinen genetiikka oli toki tuttua koe-eläinmaailmasta, mutta luonnoneläinten parissa työskennellessä tärkein genetiikan osa-alue on perinnöllisen muuntelun mittaaminen ja sen ymmärtäminen. Tämä on omalta osaltani vaatinut melko suurta tutkimuksellista uudistumista, Pohjoismäki miettii.
– Onnekkaan sattuman kautta keskeiseksi tutkimuseläimeksi itselleni tällä puolella ovat tulleet kotoisat jäniksemme, rusakko ja metsäjänis. Niiden risteytyminen edustaa hyvin mielenkiitoista luonnollista koeasetelmaa, jonka avulla voimme tutkia lajienvälisiä biologisia eroja, lajiutumismekanismeja ja lajien ympäristöön sopeutumista.
Siinä missä luonnonotusten tutkimus on ollut pitkälti kuvailevaa, Pohjoismäen tähtäin on tehdä tästä kokeellisempaa hyödyntäen solu- ja molekyylibiologian menetelmiä.
– Olemme voineet jo nyt selittää kahden lajin aineenvaihdunnan eroja geenien toiminnan tasolla, mikä puolestaan on avannut uusia näkökulmia eräisiin vanhoihin evoluutiobiologisiin teorioihin.
Pohjoismäki muistuttaa, että molekyylibiologian menetelmistä saa täyden hyödyn irti vain, mikäli tutkittavan lajin perimä tunnetaan.
– Tämä kytkös onkin innostanut minut myös genomiikan eli kokonaisten perimien sisällön selvittämisen pariin. Genomisekvensoinnin menetelmäkehitys on aivan viime vuosina avannut todella suuren määrän uusia mahdollisuuksia, ja koitammekin kiivaasti juuri nyt hyötyä näistä.
– Olemme esimerkiksi kasanneet erittäin korkealaatuiset verrokkiperimät suomalaisesta rusakosta ja metsäjäniksestä tutkimustamme mahdollistamaan. Rusakon perimä on jo avoimesti saatavilla ja metsäjäniksen perimä tullaan julkaisemaan pian.
Kolmantena tutkimussuuntana Pohjoismäki on todella innostunut nykyisten DNA-sekvensointimenetelmien mahdollisuuksista lajien monimuotoisuuden selvittämisessä ja inventoinnissa. Vähäisen resursoinnin ja luontaisen poistuman takia lajistoasiantuntemus on vähentymässä, vaikka samaan aikaan biodiversiteettikato kiihtyy ympärillämme.
–Uskon, että DNA-pohjaiset menetelmät tulevat olemaan pääasiallinen tapa tuottaa lajistotietoa tulevaisuudessa. Tämä ei pelkästään auta ymmärtämään luonnon monimuotoisuutta, mutta myös tulee palvelemaan lajien suojelua, hän miettii.
Molekyylibiologian ja genetiikan menetelmät ovat tulleet jäädäkseen liki kaikille biologian aloille.
Jaakko Pohjoismäki
Professori
Uudet menetelmät tarjoavat suuren määrän aivan uudenlaisia mahdollisuuksia ymmärtää eläviä eliöitä, niiden muodostamia populaatioita ja evoluutiota ilmiönä.
– Ne tekevät samalla elävän luonnon tutkimuksesta kiehtovan poikkitieteellistä ja haastavaa. Voidakseen asettaa mielekkäitä tutkimuskysymyksiä, tutkijan on ymmärrettävä laajasti luonnon ja eliöiden toiminnan mekanismeja, Pohjoismäki sanoo.
Biologian oppiaineessa panostetaan paljon perusasioiden hallintaan ja laboratoriotyöskentelyyn. Opiskelijan ja tutkijan on myös osattava käyttää ja ymmärrettävä suuria datoja pyörittäviä laskennallisia menetelmiä.
– Suurin opetuksellinen haaste on se, että alat menevät valtavin harppauksin eteenpäin ja kuilu lukion oppimäärän ja tutkimustyössä vaaditun osaamisen välillä kasvaa jatkuvasti. Meidän tulisi jotenkin kyetä jatkossakin turvaamaan riittävät opetukselliset resurssit mahdollistamaan edellytyksiä uudelle tutkijasukupolvelle.
– Olen monipuolisesti luontoharrastunut ja luonto sekä lajit ovat itselleni suuri voimavarojen lähde. Suomalainen luonto eläimineen on tullut tutuksi Ahvenanmaalta Kilpisjärvelle ja Nuorgamista Joutsenoon. Harrastuneisuus kotimaisten pystykorvaisten koirien sekä vanhojen pyyntikulttuurien parissa tuovat tähän oman lisänsä, hän sanoo.
Jaakko Pohjoismäki
Molekyylibiologian ja -genetiikan professori, Itä-Suomen yliopisto, 1.2.2024–
2013 Dosentti, molekyyligenetiikka, Itä-Suomen yliopisto
2008 FT, molekyylibiologia, Tampereen yliopisto
Tärkeimmät tehtävät
2022– Tutkimusjohtaja, molekyylibiologia ja -genetiikka, Itä-Suomen yliopisto
2012–2022 Yliopistotukija, Itä-Suomen yliopisto
2010–2012 Post doc -tutkija, Max-Planck Institute for Heart and Lung Research, Saksa
2008–2010 Post doc -tutkija, professori Pekka Karhusen tutkimusryhmä, Tampereen yliopisto
