MITEN "ELÄMÄN OHJELMA" TOIMII?

29.5.2000/tum

Tietojenkäsittelytieteen professori Esko Ukkonen on algoritmien ja laskennan vaativuuden tutkija. Kyseessä on matemaattisluonteinen tutkimusala, joka selvittää tietokoneiden tehokkaan käytön mahdollisuuksia ja rajoja.  Ukkonen on erityisesti tutkinut merkkijonomuotoisen datan käsittelyyn liittyviä algoritmeja ja niiden sovelluksia mm. hahmontunnistuksessa, koneoppimisessa, informaation haussa ja bioinformatiikassa.  

Dna-sekvenssit ovat olleet keskeinen sovellusalue Ukkoselle. Hän oli jo 1980-luvun alkupuolella luomassa pohjaa tietokoneohjelmille, joilla ihmisen perimän kartoitusta nykyäänkin tehdään. Geenien löytämiseksi miljoonia merkkejä sisältävää dna-nauhaa pilkotaan osiin, otetaan osista kopioita, vertaillaan niitä tietokoneessa ja kootaan takaisin yhteen (ks. lisää Helsingin Sanomat 15.4.2000; http://www.helsinginsanomat.fi/uutiset/juttu.asp?id=20000415ER1&pvm=20000415 ) 

Ihmisen perimän purkaminen on lähikuukausina valmistumassa. Perimän raaka-aine koostuu noin 3,2 miljardista emäsparista, jotka muodostavat eri arvioiden mukaan 40 000 - 100 000 geeniä.

Tämän raaka-aineen selvittäminen ei kuitenkaan vielä kerro geenien vuorovaikutuksesta tai niiden muodostaman järjestelmän toiminnasta. Yksittäiset geenit ovat vasta kuin lista jumbojetin osista. Pelkän listan avulla ei voi vielä kasata lentokonetta tai ymmärtää, miksi se pysyy ilmassa, kuten tehtävän vaikeutta on kuvattu.

Ukkonen onkin nyt suuntautumassa tutkimukseen, jonka avulla voitaisin helpottaa geenien muodostaman järjestelmän tutkimusta. Hän puhuu dna:han kirjoitetusta "elämän ohjelmasta" ja siitä, miten tämä ohjelma toimii. Keskeisessä roolissa tutkimuksessa ovat ns. dna-sirut, joiden avulla voidaan samanaikaisesti tutkia kymmeniä tuhansia geenejä. Aiemmin kyettiin tutkimaan vain muutamia geenejä samanaikaisesti.

Dna-sirujen myötä saadaan suuret määrät geenien toimintaa koskevaa dataa, jonka kokonaisanalyysin avulla voidaan kenties edetä kohti elämän simulaattoria. "Tällainen data antaa ainakin hiukan toiveita siitä, että pystyttäisiin seuraamaan miten elämä rullaa."

Ensiaskelia Ukkonen odottaa jo lähivuosina. Ensimmäisiä kokeiluja dna-sirujen käyttämiseksi esimerkiksi syövän diagnosointiin on jo tehty  (http://www.egroups.com/message/nhllow/1467 ). 

Merkkijonojen tutkimusta voidaan hyödyntää myös virusten tutkimuksessa. Viruksesta voidaan rekonstruoida elektronimikroskoopilla otettujen kuvien pohjalta kolmiulotteinen malli. Mallin kolmiulotteisten merkkijonojen avulla voidaan esimerkiksi verrata viruksia toisiinsa tai löytää viruksia, joilla on tekemistä toistensa kanssa. Viime kädessä tavoitteena on virusten toiminnan ymmärtäminen.

Yhtenä laskennallisen biologian eli bioinformatiikan kehityksen pullonkaulana Ukkonen pitää osaavien ihmisten puutetta. Ohjelmistoasiantuntijat vedetään helposti elinkeinoelämän palvelukseen. Toisaalta työssä tarvittaisiin ihmisiä, jotka olisivat perehtyneet niin biologiaan kuin laskentapuoleenkin. Tätä puutetta helpottamaan on perustettu biologisten tieteiden tietojenkäsittelyyn ja laskentamenetelmiin keskittyvä  tohtorikoulutusohjelma (ComBi), jota Ukkonen vetää.

Viimeksi muokattu 24.3.2015
Seuraa meitä:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
YHTEYSTIEDOT, LASKUTUS  JA
REKISTERISELOSTEET»
KYSYMYKSET JA PALAUTE »