Mikrobiekologi Anne-Mari Luhtasen väitöskirjassa esitellään ensimmäiset Itämeren ja Eteläisen jäämeren merijäästä eristetyt virukset. Virukset voivat olla solullisille eliöille tuhoisia ja vaikuttaa ympäröivän mikrobiyhteisön koostumukseen. Tutkimuksessa löydetyt merijään virukset käyttivätkin bakteereja valikoiden hyväkseen ja siten antoivat osalle bakteereista paremmat elinmahdollisuudet. Väitöskirja tarkastetaan perjantaina 31.3.2017 Helsingin yliopistossa.
Anne-Mari Luhtanen tutkimusmatkalla. Kuva: Julie Janssens
”Virukset ovat yleisin elämänmuoto maapallolla ja niiden uskotaan vaikuttavan merkittävästi solullisten eliöiden kuolleisuuteen ja sitä kautta ekosysteemien hiilen ja ravinteiden kiertoihin. Merijään virusten toiminnasta tiedetään toistaiseksi hyvin vähän, vaikka merijää voi peittää jopa seitsemän prosenttia maapallon pinta-alasta”, Anne-Mari Luhtanen sanoo.
Etelämantereelle unohtumattomiin tutkimusoloihin
Virusten pienen koon ja lisääntymistavan vuoksi niiden tutkiminen on haasteellista. Virukset pystyvät lisääntymään vain käyttäen solullisia eliöitä hyväkseen. Ne kaappaavat isäntäeliön valtaansa ja muuttavat sen virustehtaaksi.
Tutkimuksessa keskityttiin yleisimpiin bakteereita isäntäeliöinä käyttäviin viruksiin. Merijäästä oli aluksi eristettävä bakteerilajeja, joiden avulla viruksia voitiin etsiä. Työn onnistumiseksi myös mikrobien tutkimusmenetelmiä oli tarpeen kehittää.
Kuva: Anne-Mari Luhtanen
Virukset ja bakteerit eristettiin näytteistä, jotka haettiin Itämeren merijäästä Hankoniemeltä ja Eteläisen jäämeren merijäästä Etelämantereelta. Etelämantereen näytteenoton mahdollisti kutsu saksalaisen tutkimusalus Polarsternin harvinaislaatuiselle talviselle tutkimusmatkalle Etelämantereen Weddellin merelle.
”Kymmenen viikkoa lähes eristyksissä muusta maailmasta 50 muun tutkijan kanssa oli fyysisesti ja henkisesti raskasta, mutta Etelämantereen käsittämätön kauneus teki siitä unohtumattoman kokemuksen”, Anne-Mari Luhtanen kertoo.
Etelämantereella vastaatulijat olivat vähissä, mutta pingviineitä oli mahdollista kohdata. Kuva: Anne-Mari Luhtanen
Virukset tartuttavat vain tiettyjä bakteerikantoja
Anne-Mari Luhtanen onnistui eristämään Itämeren jäästä seitsemän tieteelle uutta viruslajia ja Etelämantereen jäästä neljä todennäköisesti uutta viruslajia. Löydettyjen virusten havaittiin käyttävän yleisten merijään bakteerisukujen yksilöitä lisääntymiseensä. Virukset olivat myös hyvin tarkkoja siitä, mitä bakteeria ne voivat hyödyntää. Ne siis kykenevät muokkaamaan bakteeriyhteisön koostumusta tappamalla tiettyjä bakteereita.
Jotkut virukset pärjäävät hyvin kylmissäkin olosuhteissa, kuten Etelämantereella. Kuva: Anne-Mari Luhtanen
Luhtanen mittasi myös viruksen kaltaisten kappaleiden määriä Etelämantereen merijäässä. Määrät olivat runsaita, mikä osoittaa virusten olevan merkittävä tekijä merijään mikrobiyhteisössä.
Virusten ja niiden isäntäbakteerien havaittiin olevan sopeutuneita kylmiin olosuhteisiin ja kykenevän lisääntymään vain kylmässä. Niillä on mahdollista tehdä monenlaisia tutkimuksia laboratoriossa ja ehkä tulevaisuudessa niitä voidaan hyödyntää esimerkiksi kylmänsietoa vaativissa teollisuusprosesseissa.
Väitös
- Väitöstilaisuus perjantaina 31.3. klo 12.00 Viikin tiedepuistossa, Infotalo Koronan auditoriossa 2 (Viikinkaari 11, Helsinki)
-
Virus-host systems in sea ice
Lisätietoa
Tutkija Anne-Mari Luhtanen, Suomen ympäristökeskus SYKE
puh. 0400 148816, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi
Kuvia tiedotusvälineiden käyttöön
Kuvaaja Anne-Mari Luhtanen:
Kuvaaja Julie Janssens:
Kuvaaja AWECS expedition: