Ari Rantasen väitöskirjassa liikkuu hiili-isotooppi

Ari Rantanen väitteli 20.11. aiheesta Algorithms for 13C Metabolic Flux Analysis. Väitöskirjassa kehitettiin laskennallisia menetelmiä aineenvaihduntareaktioiden nopeuksien päättelemiseksi.

Aiheeseensa Ari päätyi, kun hän teki gradua VTT Biotekniikassa, jossa Juho Rousu oli Arin esimies.  Juho palasi tietojenkäsittelytieteen laitokselle, ja Arille löytyi paikka projektista. -Tietokone minulla oli ollut pienestä pitäen, mutta laitokselle päädyin opiskelemaan aika lailla sattumalta, Ari kertoo. -Biologiaa en ole opiskellut kuin kotona.

Yhteistyökumppaneiden kanssa toimittaessa työprosessi on alkanut ongelman valitsemisella. Seuraavaksi tietojenkäsittelytieteilijät abstrahoivat ja laskevat, ja lopuksi bioalan asiantuntijat toteavat, onko tutkimuksen abstraktiotaso edelleen hyödyllinen heidän kannaltaan.

Väitöskirjan koeasetelmassa solulle syötettiin hiilen 13C-isotoopein leimattua lähtöainetta. Isotooppileimattu lähtöaine leviää aineenvaihduntaverkostossa muihin metaboliitteihin aineenvaihduntareaktioiden nopeuksista riippuvalla tavalla. Metaboliittien leimausasteet voidaan mitata, mutta saatava mittaustieto on epätäydellistä.

-Metaboliamallinnuksen avulla voidaan selvittää esimerkiksi sitä, miten saada hiiva tuottamaan etanolia. Myös syövät ja muut sairaudet voivat vaikuttaa aineenvaihduntaan, mutta nisäkkäiden metaboliaverkkoja ei tunneta yhtä hyvin kuin mikrobien - niitä on helpompi tutkia.

Ari kirjoitti väitöskirjansa projektissa, ja työ jatkuu SYSFYS-konsortiossa. Jatkoa väitöskirjassa käsitellyille tutkimuskysymyksille on luvassa. Väitöksessä oletettiin, että metaboliaverkon rakenne tunnetaan, ja että hiili-isotooppeihin liittyvää mittausdataa on olemassa. Kun väitöstutkimuksessa pyrittiin laskemaan biokemiallisten reaktioiden nopeudet, jatkossa taas on tarkoitus selvittää mitä nämä reaktiot verkossa oikeasti ovat.

Ensiksi tuoreen tohtorin opetus kuitenkin lisääntyy: -Keväällä toimin kuusi kuukautta tohtoriassistenttina, vedän systeemibiologian seminaaria ja toimin assistenttina metaboliamallinnuksen kurssilla.