Väitös

Väitös: Lämpötilamuutosten vaikutuksia tutkimalla voidaan löytää synteettisten geenipiirien toimintarajat

Diplomi-insinööri Samuel Oliveira on uuden Tampereen yliopiston ensimmäinen väittelijä. Hän tutki biotekniikan ja laskennallisen biologian alaan kuuluvassa väitöskirjassaan, miten bakteerit mukautuvat lämpötilavaihteluihin. Tiedon avulla voidaan ymmärtää paremmin, miten bakteerit selviytyvät niin erilaisissa oloissa. Tutkimuksesta voi olla hyötyä myös tulevaisuuden biologisten tietokoneiden kehittäjille.

Ympäristön lämpötilamuutokset vaikuttavat kaikkiin biofyysisiin prosesseihin solujen sisällä. Monimutkaisten organismien, kuten ihmisten, mekanismit ovat kehittyneet tasaamaan lämpötilamuutoksia. Yksinkertaisemmilta organismeilta, esimerkiksi bakteereilta, puuttuu tällainen sisäinen hallintamekanismi. Siksi on tärkeää ymmärtää, miten ne mukautuvat lämpötilavaihteluihin.

– Useimmat mikrobiologiset tutkimukset tehdään bakteerien kannalta optimaalisessa kasvulämpötilassa. Meiltä puuttuu siten tieto geenien ilmentymismekanismien rajoitteista ja herkkyydestä lämpötilamuutoksiin liittyen. Aihe on mielestäni kiehtova, koska siinä hyödynnetään monialaista tietoa ja se auttaa meitä ymmärtämään paremmin, miten bakteerit selviävät erilaisissa ympäristöissä, Samuel Oliveira kertoo.

Oliveira lähestyi väitösaihettaan synteettisen biologian näkökulmasta. Hän rakensi tutkimuksessaan geenejä ja piirejä sekä testasi niiden avulla hypoteeseja siitä, kuinka solut selviytyvät lämpötilavaihteluista. Hän käytti työssään myös yhden solun ja yhden molekyylin laskennallisia ja kokeellisia huippumenetelmiä mikroskopian, mikrofluidistiikan, signaalinkäsittelyn ja stokastisen mallinnuksen aloilta.

– Uskon, että väitökseni kaltaiset tutkimustyöt edistävät synteettisen biologian alaa ja auttavat ymmärtämään paremmin synteettisten piirien muovautuvuutta. Näin voimme myös lisätä uusia elementtejä nykyisiin DNA-komponenttikirjastoihin. Uusi tieto auttaa meitä suunnittelemaan, kokoamaan ja testaamaan järkevästi tulevaisuuden biologisten tietokoneiden elementtejä, Oliveira sanoo.

Samuel Oliveira saapui Suomeen vuonna 2011 Tampereen teknillisen yliopiston vaihto-ohjelman kautta. Hän valmistui TTY:ltä diplomi-insinööriksi vuonna 2014 professorin Andre S. Ribeiron ohjauksessa. Oliveira jatkoi opintojaan ja sai tohtorintutkintonsa valmiiksi neljässä vuodessa. Hänen väitöskirjansa on ensimmäinen uudessa Tampereen yliopistossa valmistunut väitöskirja.

Väitöstilaisuus perjantaina 4.1.2019

MSc. (Tech.) Samuel M. D. Oliveiran biotekniikan ja laskennallisen biologian alaan kuuluva väitöskirja Functionality of Genetic Circuits at Fluctuating Temperatures tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa perjantaina 4. tammikuuta 2019 klo 12.00 alkaen salissa TB109 Tietotalo-rakennuksessa (Korkeakoulunkatu 1, Tampere, Finland).

Vastaväittäjänä toimii Associate Professor Namiko Mitarai (Neils Bohr Institute of University of Copenhagen, Tanska). Tilaisuutta valvoo professori Andre S. Ribeiro Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnasta.

Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-0970-1 .