perjantai 3. syyskuuta 2010

Epäonnistumisia

Hyvää perjantaita! Niin kuin viimeksi luvattiin, tällä kertaa kirjoitusvuoron saa veiraileva tähti, Oulun yliopiston biologian laitoksen kasvigeneetikko Ulla. Ole hyvä!



Fuksina tiesin jotain: minusta ei tule geneetikkoa, opettajaa eikä tohtoria. Olin pahemman kerran väärässä: nyt teen väitöskirjaa genetiikasta ja opiskelen opettajaksi. Nyt tiedän, että en tiedä juuri mitään. Haluni tietää enemmän saikin minut jatkamaan tutkimuksen parissa.

Tutkimusprojektissani tutkin geenejä, jotka aikaansaavat eroja erilaisissa olosuhteissa kasvavien kasvipopulaatioiden kukkimisajankohdassa
ja muissa kukkimiseen liittyvissä ominaisuuksissa. Kukkimisen oikea ajoittaminen on kasvien kannalta erittäin tärkeää: lisääntyäkseen keskenään saman lajin kasvien tulee kukkia samoihin aikoihin ja lisääntymisrakenteiden tulee olla tarpeeksi samanlaiset. Kukkimisajankohdan lisäksi ryhmässämme on tutkittu myös muita kukkimiseen liittyviä ominaisuuksia, kuten kukkimisen kestoa, kukan kokoa, kukkavanan pituutta, kukkien lukumäärää ja pitkän, kylmän jakson vaikutusta kukkimiseen (eli luonnossa talven). Tietynlainen ominaisuus, esimerkiksi pitkä kukkavana, voi olla etu kasville tietyissä olosuhteissa vaikkapa muusta kasvillisuudesta erottumisen vuoksi. Evolutiivisesti on mielenkiintoista, miten erilaisissa olosuhteissa kasvavat populaatiot sopeutuvat ympäristöönsä ja missä geeneissä tämä sopeutuminen näkyy.

Äh. Kyllähän evoluutio, geenit, sopeutuminen ja ennen kaikkea kukat ovat tärkeitä ja mielenkiintoisia asioita. Siitä huolimatta päätin juuri, että niistä paasaamisen sijaan käytän tämän tilaisuuden ihan muuhun. Päätin kertoa muutaman tarinan tutkijan epäonnistumisista. Eli siitä, miten pienistä asioista tutkijan onnistuminen työssään on kiinni.

Ensinnäkin – ehdoton tähtihetki tutkijanuraltani: Tutkimusryhmässämme tutkitaan idänpitkäpalko- eli Arabidopsis lyrata –nimisen kasvin erilaisista olosuhteista peräisin olevia populaatioita. Osa tutkimuspopulaatioista on peräisin esimerkiksi Norjan karusta vuoristomaisemasta, osa Pohjois-Amerikan vehreästä m
etsästä ja osa kivikkoisesta Saksasta. Enimmäkseen tutkimuksemme tehdään kasvatushuoneissa kontrolloiduissa olosuhteissa, mutta on meillä kenttäkokeitakin Norjan vuorilla Galdhøbiggenin lähettyvillä, noin 1000 m korkeudessa. Eräänä kesänä sinne oli istutettu uusi koe: tuhansia pienenpieniä kasvinalkuja, joiden toivottiin selviävän viheliään kylmästä talvesta ja toimivan seuraavana kesänä kuten kunnon kasvien kuuluukin. Jotta kasvien talvesta selviäminen saadaan selville, on toki järkevää selvittää, mikä osuus kasveista on hengissä ennen talvea. Ilokseni minä sain tämän mielenkiintoisen tutkimustehtävän (lue: nakin) ruotsalaisen Davidin kanssa. Syyskuun puolivälissä me ajelimme Norjan hyytävään syksyyn. Aamuvarhaisella majapaikassa herätessämme suunnitelma oli selvä: puetaan päälle kaikki mukana olevat vaatteet, ajetaan kasvien luokse, skoorataan nopeasti kasvit läpi (”dead”, ”alive”, ”alive”, ”dead” jne.) ja ajetaan takaisin majapaikkaan. Kaksi ensimmäistä osaa suunnitelmasta sujui mallikkaasti, mutta kasvien luokse saavuttuamme teimme muutamia kolmannen osan suorittamista vaikeuttavia havaintoja: 1) Aita, joka oli pystytetty kasvien ympärille pitämään lehmät loitolla, ei ollut enää pystyssä. 2) Syy edelliseen oli se, että lehmät olivat rymistelleet aidan kumoon. 3) Läjien määrästä, tallatuista ja multapaakuissaan ympäriinsä lennelleistä kasveista sekä pureskelluista tägeistä eli kasvien nimilapuista päätellen olivat lehmät löytäneet alueen parhaan ajanviettopaikan istutustemme päältä. Koska tähän kokeeseen oli käytetty suunnattomasti aikaa ja rahaa, tehtävämme oli tietysti pelastaa se, mikä pelastettavissa oli. Niinpä iltamyöhälle asti etsimme sateisessa pikkupakkasessa lantakasojen seasta sellaisia kasveja, jotka olivat hengissä, joissa nimilappu oli vielä paikallaan ja joiden alkuperäinen sijainti oli jotenkin selvitettävissä. Arvannette varmaan, että vaikka tutkijanalut kaikkensa yrittivätkin, eihän siitä enää mitään tullut. Koe istutettiin seuraavana vuonna uudestaan. Ja rakennettiin jykevämpi aita.

Maastohommissa Norjassa - tällä kertaa ilman lehmänläjiä.












Sitten ihkaomiin kokeisiini: Ensimmäisen ke
rran suunnittelin ja toteutin päivänpituuskokeeksi nimeämäni kasvatuskokeen pari vuotta sitten. Tarkoitukseni oli tutkia, mikä on oikean päivänpituuden merkitys kasvien kukkimisenaloituspäätökselle. Kasvien luonnollinen päivänpituushan vaihtelee sen mukaan, kuinka pohjoisesta tai etelästä kasvi on kotoisin. Koska päivänpituus on aina sama tiettynä vuodenaikana tietyllä latitudilla eli leveysasteella, on erittäin todennäköistä, että kasvit osoittavat merkkejä sopeutumisesta oman elinympäristönsä päivänpituuteen. Halusin siis selvittää, reagoivatko eri leveysasteilta peräisin olevat idänpitkäpalkopopulaatiot eri tavalla erimittaisiin päiviin. Halusin myös tutkia vuorokausirytmiikkaan ja kukkimiseen liittyvien geenien ekspressiota eli keräsin kasveista näytteitä tietyin väliajoin. Itse tunnen tämän kokeen kahdella eri nimellä: ”ensimmäinen päivänpituuskoe” ja ”ensimmäinen epäonnistuminen”. Kasveja oli kasvatettu ja seurattu noin puoli vuotta ja näytteitä kerätty tuhansia, kunnes paljastui erittäin harmillinen takaisku: erään kasvatushuoneen valot olivat menneet rikki ja sen sijaan, että kasveilla olisi ollut 8 tuntia valoa vuorokaudessa, olivatkin ne jatkuvassa valossa. Eipä siinä muu auttanut kuin heitellä kasvit kompostiin, näytteet roskiin, pyyhkiä kyyneleitä ja suunnitella uutta koetta. Seuraava koe kulkee nimillä ”toinen päivänpituuskoe” ja ”toinen epäonnistuminen”. Tiivistettynä: nyt valot hajosivat eri huoneesta ja jo toisen kuukauden aikana. Taas sama rumba: itku kurkussa kasvit kompostiin, näytteet roskiin ja uusi koe suunnittelun alle. Seuraava yritys tunnetaan edelleenkin vain yhdellä nimellä: ”kolmas päivänpituuskoe”. Valot toimivat mallikkaasti kokeen loppuun saakka, näytteet ovat vielä pakastimessa enkä vieläkään ole itkenyt tämän kokeen vuoksi. Näytteiden analysointi on vielä edessä ja toiveet korkealla: hyvä tästä vielä tulee!

Istuttamassa ensimmäistä, toista tai kolmatta päivänpituuskoetta. Pienet siementaimet siirretään pinseteillä varovasti purkkeihinsa yksitellen.















Viimeisimmästä päivänpituuskokeesta jäi viime syksynä noin sata kasvia, jotka kokivat keinotalven kylmähuoneessa. Kesän kynnyksellä istutin ne ulos. Tällä kertaa tarkoitukseni oli seurata niiden kukkimista kesän ajan ja syksyllä tarkastella, ymmärtävätkö eri leveysasteilta peräisin olevat kasvit valmistautua talveen oikeaan aikaan. Jos eivät osaisi, tämä kertoisi sopeutumisesta oman ympäristönsä syksyyn. Myös nyt halusin tutkia tiettyjen geenien ekspressiota. Päätin istuttaa kasvit toukokuun puolivälissä, jotta ne ehtisivät totutella lämpenevään ulkoilmaan. Pieleen meni! Muistatteko, millaiset helteet Oulussa oli tämän vuoden toukokuussa? Itse muistan tämän historiallisen toukokuun kuumuuden lisäksi myös siitä, että kasvini kuolivat. Enpä olisi uskonut, että Oulussa saa kasvit kuolemaan toukokuussa liian kuumuuden ja valon vuoksi. No, taaskaan ei auttanut lannistua: uudet kasvit kasvamaan. Tällä kertaa istutin ne ulos elokuussa ja toistaiseksi kaikki näyttää oikein hyvältä.

Ensimmäisen, toisen tai kolmannen päivänpituuskokeen kasveja.










Iso osa tutkimuksestani on geenien ekspressiotason määrittämistä. Niiden geenien, joita tutkin, tiedetään aikaisempien tutkimusten perusteella vaikuttavan eri populaatioiden välisiin eroihin monissa eri ominaisuuksissa, esimerkiksi kukkimisajankohdassa. Minun hom
mani on siis tutkia, ekspressoituvatko nämä geenit eri tavalla eri populaatioissa. Tätä varten olen tutkimuksissani kerännyt tuhansia näytteitä, joista osa on analysoitu ja osa odottaa edelleenkin analysoimista. Näytteeksi kerään kasveista lehtiä, joista RNA eristetään. RNA-eristyksen jälkeen tutkin erilaisilla menetelmillä, kuinka paljon tutkittavan geenin RNA:ta näytteessä on eli kuinka voimakkaasti tiettyä geeniä ekspressoitiin kasvissa näytteidenkeräyshetkellä. RNA on erittäin helposti hajoavaa, joten lehtinäytteet tulee jäädyttää keräämisen jälkeen välittömästi ja säilyttää -80 asteen pakastimessa. Valitettavasti epäonnisuuteni on jatkunut myös pakastimien kanssa: useamman kerran joku näytteitäni pullollaan olevista pakastimista on hajonnut. Eräänkin kerran töihin tullessani huomasin, että yhdessä ”-80 asteen” pakastimessa oli +30 astetta lämmintä. Ja taas: näytteet roskiin ja kyyneliä kuivaamaan. No, onnekseni näytteitä on niin paljon, etteivät ne mahdu kaikki samaan pakastimeen. Osa niistä on siis vielä priimakunnossa.

Ja nyt – hämmästellään kaikki yhdessä: Mikä ihme saa minut jatkamaan epäonnisella tutkijantielläni? Miten on mahdollista, että haluan edelleenkin tietää lisää? Kaikesta huolimatta suurin syy on tässä: onnistumisen kokemukset. Voitte varmaankin kuvitella, miten hyvältä ”kolmannen päivänpituuskokeen” loppumetreillä tuntui. Sitä onnistumisen aikaansaamaa tunnetta, joka tutkijanalulla on hänen yritettyään niin kovasti kuin vain voi yrittää, ei voi ymmärtää kuin toinen työssään onnistunut tutkijanalku. Kannatti epäonnistua. Kokeilkaapa!

(Epä)onnistumisterveisin,
vieraileva tähtönen Ulla

5 kommenttia:

  1. Mulla meinas taas tulla itku noiden ykkös- ja kakkoskokeiden muistoissa... Sä oot Ulla niin sitkee!!! Ootko ihan varma, ettei se kolmonen onnistunut siksi, et mä en enää osallistunut siihen?!? ;o)

    Meekku

    VastaaPoista
  2. Hyvä postaus! Moni maallikko saattaa ajatella, että kasvien tutkiminen olisi jotenkin helpompaa kuin eläinten, koska kasvien kontrolloiminen yms. olisi jotenkin helpompaa. Mutta tässä se taas nähdään, että niin moni asia voi mennä pieleen :) Itselläni on tullut lähinnä jotain pieniä, omista kämmäilyistä johtuvia epäonnistumisia, mutta vielä enemmän varmasti ketuttaa tuollaiset tilanteet, joille ei itse voi mitään (tyyliin pakastin hajoaa). Tsemppiä jatkossa!

    VastaaPoista
  3. Itsekin hairahduin opiskeluaikoina ajattelemaan, että kasvit ovat helpompia kuin eläimet, mutta eipä se tosiaan niin ole. Ehkä ne ovat oikeasti vaan erilaisia. Tai no, kasvatushuoneissa kasvatellessa kasvit voivat olla eläimiä helpompia siinä mielessä, että ei tarvitse miettiä eettisiä asioita niin kovasti. Ja ehkäpä tutkimuskasvien tahaton kuoleminen ei tunnu niin pahalta kuin tutkimuseläinten. :)

    Meeri, elä sinä enää itke niiden kokeiden takia! Ainaski niistä jäi käteen hyvä tarina kerrottavaksi. :)

    VastaaPoista
  4. Olet kyllä sitkeä sissi! Moni olisi jo antanut periksi tuollaisten vastoinkäymisten edessä!

    Pakko jakaa pieni kokemus viime viikolta, vaikka se onkin ihan eri kokoluokkaa kuin nuo sinun vastoinkäymisesi. Meillä on hyönteisiä kliimakaapeissa eri valorytmeissä. Meidän oli tarkoitus tehdä alustavia käyttäytymiskokeita eräällä lajilla eri valorytmin aikoihin, koska vuorokausirytmi yleensä vaikuttaa hyönteisten liikkumisaktiivisuuteen. Olimme juuri päättäneet pitkän koesession yhdentoista aikaan illalla ja palautimme hyönteisiä kliimakaappiin, kun aloimme miettiä, että kaapin valot ovat pimeänä vaikka niiden pitäisi olla yöaikaan päällä. Kävi sitten ilmi, että kaapin lamppu oli palanut ties kuinka kauan sitten, ja hyönteiset olivat täysin pimeässä kasvaneita. Sillä hetkellä kyllä kirpaisi aika pahasti, mutta tutkijan on kai totuttava tämän kaltaisiin vastoinkäymisiin.

    Tsemppiä ja onnea sulle jatkossa kokeiden kanssa!

    VastaaPoista