Teadus

LoogLab

Prof. Mart Loogi labor uurib kuidas tsükliinid ja nende poolt aktiveeritavad ensüümid – kinaasid – kontrollivad pärmi rakutsüklit fosfaatrühmade lisamise ehk fosforüülimise kaudu. Inspireerituna looduslikest fosforüülimis-süsteemidest, kasutame saadud teadmisi, et disainida lüliteid ja signaalimooduleid sünteetilise bioloogia rakendusteks biotehnoloogias.

Elusrakk sisaldab tuhandeid molekule, mis vahendavad rakulist reaktsiooni erinevatele stiimulitele. Nende molekulide võrgustikud moodustavad suure signaaliahelate võrgu. Nende ahelate kõige olulisemate komponentide hulka kuuluvad valgukinaasid. Need valgud toimivad molekulaarsete lülititena: nad seovad fosfaatrühmi valkudega ja see muutus vahendab signaalide edastamist.

Me tahame mõista mitmetasandilise valkude fosforüülimise fenomeni. See on protsess, kus valgukinaasid lisavad valgule mitu fosfaati ja need fosfaatide mustrid toimivad keerukate signaaliprotsessoritena. Me uurime, kuidas sellised molekulaarsed lülitid reguleerivad rakkude jagunemist.

Meie suurem nägemus on rakendada avastatud fosforüülimise reegleid sünteetilises bioloogias. Selliste molekulaarsete tööriistade – protsessorite ja signaaliahela elementide – üks praktiline rakendus on kunstrakkudes, mis toimiksid farmaatsiatooteid ja peenkemikaale tootvate rakuvabrikutena.

MeritsLab

Veeb: https://meritslab.com

Iga individuaalne viirus kujutab endast unikaalset ja keerulist süsteemi; eriti kui arvestada viirus-peremees ja viirus-ülekandevektor interaktsioonide keerukust ja mitmekesisust. Ajalooliselt on meie uurimistöö peamiseks fookuseks olnud viiruse RNA repliktasioonisüsteemi ja selle komponendid. RNA replikatsioon on unikaalne, ainult viirustele omane protsess ja kujutab endast viiruse eksisteerimise ja infektsiooni võtmepunkti millest sõltuvad kõik ülejäänud viiruse omadused.

Positiivse polaarsusega RNA genoomiga viirused on üks suurimaid ja looduses laialt levinud viiruste rühmi. Siia rühma kuulub suur hulk inimesele olulisi patogeene mis igal aastal põhjustavad miljoneid haigestumisi, näiteks sellistest viirustest on koroonaviirused, dengue viirus (DENV), noroviirused ja rinoviirused. Osa positiivse polaarsusega RNA genoomiga viiruseid põhjustab aga ootamatuid ja ulatuslikke puhanguid ning epideemiaid; näideteks lähiminevikust on Zika viiruse (ZIKV, sugukond Flaviviridae, perekond Flavivirus) epideemia 2015-2016 ja chikungunya viiruse (CHIKV, sugukond Togaviridae, perekond Alphavirus) põhjustatud epideemiad 2005-2008 ja 2013.

Epideemiaid põhjustavad viirused kasutavad levikuks erinevaid meetoode. Osa viiruseid levib piisknakkusena või õhu kaudu (SARS-CoV-2), teised kasutavad levikuks lülijalgseid vektoreid (ZIKV, CHIKV). Meie töörühm on peamiselt tegelenud vektorlevikuliste alfaviiruste alus- ja rakendusuuringutega, peamine fookus on olnud inimestele patogeensetel viirustel: CHIKV, Ross River viirus (RRV), Barmah Forest viirus (BFV), o’nyong’nyong viirus (ONNV), Eastern equine encephalitis viirus (EEEV), Sindbis viirus (SINV) ja ka Semliki Forest viirusel (SFV), mis ei ole teadaolevalt seotud inimesel esinevate haigustega. ZIKV epideemia laiendas meie uurimisvaldkonda flaviviirustele ja, arusaadavail põhjustel, liitsime 2020 aastal uurimisobjektide hulka ka SARS-CoV-2. Meil on olemas kompetents kõikide nende viirustega töötamiseks.

KollistLab

Veeb: https://www.plantsignalresearch.com

Hannes Kollisti labori eesmärk on uurida mehhanisme, mille abil taimed tunnetavad muutusi keskkonnas. Laboris kasutatakse uurimistöö vahendina mudelorganismi Arabidopsis, mille mutantide raamatukogusid analüüsitakse eri katsetes. Lisaks kasutatakse geneetilise teabe allikana Arabidopsis'e eksotüüpide loomulikku mitmekesisust ning labori pikaaegne eesmärk on kanda mudelliikidelt kogutud teadmised üle põllukultuuridele ja puudele. Laboris tehtud uurimistöö võib jagada kolmeks omavahel seotud teemaks: valverakkude signaaliülekanne, õhulõhede reguleerimine kultuurtaimedel, organellide biokeemia.

GasFermTec Lab

Veeb: https://gasfermtech.ee

Valgepea teadusgrupp, mida juhib Dr. Kaspar Valgepea, keskendub gaasfermentatsiooni tehnoloogiate integreerimisele süsteemidebioloogia ja sünteetilise bioloogia meetoditega bioloogilise kestlikkusega seotud globaalsetele väljakutsele lahendamiseks läbi bioprotsesside arenduse, mis võimaldaksid kestlikku kütuste ja kemikaalide tootmist. Me kasutame atsetogeenseid baktereid süsiniku ringlusse võtmiseks odavatest ja levinud jäätmetest (nt. heitgaasid, gasifitseeritud biomass) lisandväärtusega produktide tootmiseks. Uurime atsetogeenide ainevahetuse põhialuseid, arendame uudseid süsteemidebioloogia ja sünteetilise bioloogia töövahendeid ning rakendame ainevahetuse inseneerimist atsetogeensete rakuvabrikute loomiseks. Oleme rahvusvaheline teadlaste ja tudengite grupp, kes teeb globaalselt koostööd nii ülikoolide kui tööstusega. Grupijuht Kaspar Valgepea sai hiljuti Euroopa teadusnõukogu väljakujunenud teadlase grandi järgmise põlvkonna gaasi-fermenteerivate rakuvabrikute inseneerimiseks läbi suuremahuliste süsteemide-tasemel fenotüübi kaartide.

Kontakt: Grupijuht Dr. Kaspar Valgepea, kaspar.valgepea@ut.ee