Tutkimus

Leikittelyä soluilla? – Solujen mekaniikkaa voi tutkia Legojen avulla

Legoista rakennettu solujen venytyslaite
Legoista rakennetulla laitteella voi manuaalisesti venyttää solujen kasvatusalustana käytettävää silikonikalvoa. Kuva: Elina Mäntylä / Tampereen yliopisto
Tampereen yliopiston Biofysiikan tutkimusryhmän tutkijat lähestyivät solujen toimintaa Legojen avulla. Akatemian tutkijatohtori Elina Mäntylä ja akatemiatutkija Teemu Ihalainen rakensivat Lego-palikoista erittäin helposti lähestyttävän ja monipuolisen solujen venytyslaitteen.

Tutkijoiden rakentaman laitteen voi motorisoida sekä automatisoida Lego Mindstorm EV3 -robottisarjalla. Laitteen rakennusohjeet osaluetteloineen sekä sillä saatuja tuloksia julkaistiin äskettäin Scientific Reports-lehdessä.

Legoista rakennettu soluvenytin syntyi tarpeesta, mutta vahingossa – niin kuin monet keksinnöt. Alkuperäisessä akatemian tutkimussuunnitelmassa ei Legoja mainittu.

Biofysiikan tutkimusprojektissamme oli tarve tutkia, miten solujen pakkaantuminen vaikuttaa niiden toimintaan. Teimme kokeita mm. erilaisilla mikrorakenteilla, joilla pystyimme pakottamaan solut kasvamaan ahtaasti. Lopulta tarvitsimme kuitenkin laitteen, jolla solut voi nopeasti joko pakata tiukasti yhteen tai sitten tarjota niille enemmän tilaa venyttämällä, taustoittaa Teemu Ihalainen.

Erilaiset ohuet silikonikalvot olivat tulleet tutkijoille tutuiksi jo muista töistä, ja he tiesivät, että soluja voi kasvattaa niiden päällä. Seuraavaksi piti vain keksiä miten kalvoa voi venyttää hallitusti.

– Idea tuli eräänä iltana lasten kanssa Legoilla leikkiessä, ja pian ensimmäinen prototyyppi legovenyttimestä oli valmis. Tiedekunnassamme on jo vuosia tehty hienoja ja tarkkoja venytyslaitteita, mutta me halusimme jotain isompaa, johon voi kasvattaa suuren määrän soluja, Ihalainen kertoo.

Tutkijaryhmän toiveena oli lisäksi, että laitteella saisi aikaiseksi suuria venymiä ja pakkaantumista.

Tutkijat jakoivat legovenyttimen rakennusohjeet kaikkien käyttöön

Pian kokeiden aloittamisen jälkeen tutkijat huomasivat, että laite toimii oikeasti. Niinpä he kehittelivät laitteesta vielä isomman version, jonka voi myös motorisoida.

– Ajattelimme, että tämä laite täytyy julkaista, jotta myös muilla on mahdollisuus aloittaa mekaniikan tutkimukset helposti ja pienellä panoksella. Kaikilla ei ole samaa mahdollisuutta työskennellä esimerkiksi insinöörien kanssa kuin meillä, joten uusien laitteiden rakentaminen saattaa olla haasteellista, Ihalainen toteaa.

Tutkijat päättivätkin julkaista myös osaluettelot ja tarkat ohjeet laitteen rakentamiseen.

Laite soveltuu monenlaisiin kokeisiin solujen venyttämisestä pakkaamiseen, ja eläviä soluja voidaan seurata jopa venytyskokeiden aikana. Katso video Youtubessa, videolla solujen tumat näkyvät vihreinä.

– Pystyimme seuraamaan solutiheyden muutoksia sekä venymään reagoivien proteiinien toimintaa. Laite aiheutti siis mitattavan ja odotetun soluvasteen, Teemu Ihalainen iloitsee.

Tutkimukset jatkuvat ja nyt hankinnassa on lisää Legoja, joiden avulla voidaan rakentaa useampia laitteita. Kun laitetta käytetään laajemmin, niin lisää kehitystarpeita on odotettavissa. Legovenyttimen etuja ovat materiaalien edullisuus ja helppo saatavuus.

– Se on myös helposti muokattavissa, onhan se rakennettu Legoista!

Ota yhteyttä

Teemu Ihalainen
050 318 7202
teemu.ihalainen [at] tuni.fi

 

Teksti: Teemu Ihalainen ja Anna Aatinen
Kuva: Elina Mäntylä

Uusimmat uutiset kategoriassa Tutkimus

Uusimmat uutiset