20.1.2014

Mehiläisten superproteiini

Heli Havukainen sai lapsena joululahjaksi kuvitetun tietosanakirjan täynnä faktoja eläimistä. Kirja tarjosi mielenkiintoista ja avartavaa viihdettä tuntikausiksi, eikä sitä meinannut malttaa laskea käsistä. Nykyään Havukainen työskentelee tutkijatohtorina Biologisten vuorovaikutusten huippuyksikössä ja selvittää itse faktoja eläimistä – äidin antama joululahja on vienyt pitkälle.

 ”Halusin tehdä jotain innostavaa ja motivoivaa. Miksi tehdä jotain tylsää, kun voi tehdä sitä, mikä tuntuu kiinnostavalta?” kertoo Heli Havukainen uravalinnastaan. Tutkijan työ antaa hänelle vapautta, eikä tunnu puurtamiselta.

”Tutkijan työ opettaa kärsivällisyyttä ja parasta onkin, kun oivaltaa jonkin asian.  Tuntuu makealta, kun on kauan pähkäillyt jotain tutkimuskysymystä ja vihdoin palaset loksahtavat kohdilleen.”

Havukainen tutkii mehiläisiä, tarkemmin sanottuna mehiläisissä tavattavaa proteiinia nimeltään vitellogeniini. ”Kuulin Norjassa tehtävän tutkimusta mielenkiintoisesta mehiläisproteiinista. Inspiroiduin vitellogeniinistä niin paljon, että oli pakko lähteä tekemään aiheesta väitöskirjaa sinne saakka”, Havukainen naurahtaa.

Mutta mikä ihme vitellogeniinissä niin kovasti kiinnostaa? Havukainen kertoo, että kyseessä on varsinainen superproteiini, joka vaikuttaa mehiläisten vastustuskykyyn ja itse asiassa pidentää mehiläisten elinikää. Vitellogeniini estää tulehduksia ja auttaa immuunisoluja, ja sen avulla voitaisiin jalostaa vahvempia mehiläiskantoja.

Vitellogeniinimalli. Kuvassa vitellogeniini näkyy oranssina ja sen kuljettamat rasvamolekyylit vihreinä.

”Vitellogeniinin määrä mehiläisessä myös määrittelee sen aseman ja työjaon pesässä. Kuningattarilla on proteiinia eniten ja työläisillä vitellogeniinin määrä riippuu niiden työtehtävästä.” Korkeiden vitellogeniinipitoisuuksien avulla pesät selviävät kuivien kausien ja talvien yli.

Verikokeita mehiläisiltä

Käytännössä proteiinia tutkitaan ottamalla mehiläisiltä verinäytteitä, mikroskopioimalla ja mallintamalla proteiinia tietokoneen avulla. Havukaisen työasema sijaitseekin laboratoriossa eikä mehiläispesien läheisyydessä.

”Vitellogeniinistä tiedetään vielä aika vähän ja haluan selvittää yksityiskohtaisesti, miten proteiini oikein vaikuttaa ja miksi se saa aikaan immuunikyvyn nousua”, hän selittää. Tulosten avulla voidaan ymmärtää paremmin esimerkiksi Pohjois-Amerikassa yleistynyt pesäautio, jossa kokonaisia mehiläisyhdyskuntia tuhoutuu selittämättömästi.

Mehiläisten tutkiminen on tärkeää, sillä ne ovat äärimmäisen tärkeitä ruoantuoton kannalta. Hunajan tuottamisen lisäksi mehiläiset pölyttävät useat ruokakasvit tehokkaammin kuin mikään muu systeemi. Kuuluisan fyysikon Albert Einsteininkerrotaan sanoneen, että jos mehiläinen katoaisi, ihmiselämä loppuisi neljässä vuodessa.

Havukainen ei täysin allekirjoita väitettä, mutta myöntää, että tilanne menisi aika hankalaksi, jos esimerkiksi omenoita pitäisi alkaa pölyttämään käsipelillä. ”Kiinassa on jo tällainen tilanne osittain päällä”, hän muistuttaa.

Mehiläisten mukana Afrikkaan

Mehiläistutkimus on vienyt Havukaista ympäri maailmaa, ja viimeisin pysähdys oli Keniassa, jossa hän vieraili viime lokakuussa paikallisella ICIPE-kampuksella (International Centre of Insect Physiology and Ecology). Vierailu liittyi kolmivuotiseen EU-rahoitteiseen projektiin, jonka tarkoituksena on tukea afrikkalaista mehiläistarhausta.

”ICIPE-tutkimuslaitos pyysi minua mukaan, sillä he ovat kiinnostuneita tutkimaan vitellogeniiniproteiinia afrikkalaisissa mehiläisissä. Suostuin tietenkin, sillä pääsen samalla tutkimaan harvemmin tutkittuja Afrikan mehiläisiä, ja kehittämään paikallista hyvinvointia.”

ICIPE-keskuksen henkilökunta esittelee mehiläiskuningatarten jalostustyötä. Puukehikosta roikkuevien mehiläisvahamöykkyjen sisällä kehittyy kuningattaria.

Afrikkalaiset mehiläiset ovat vähemmän jalostettuja kuin eurooppalaiset sisarensa ja niiden hunajantuotanto on huippuluokkaa. ”Afrikassa on paikoitellen ihanteelliset olosuhteet mehiläistarhaukselle, eivätkä paikalliset käytä tehotalousmaista tuttuja hyönteismyrkkyjä. Afrikkalainen hunaja voi hyvinkin olla puhtainta luomua”, Havukainen kertoo.

Valitettavasti Kenia ei saa tällä hetkellä tuoda hunajaa EU-alueelle olemattoman valvonnan takia. Projektin yksi tarkoitus onkin luoda EU:n standardit täyttävä hunajan laadunvalvontakoneisto sekä rakentaa uusi molekyylibiologian laboratorio ja uusia DNA- ja virusanalyysilaitteistoa mehiläistautien monitorointia varten.

Aivovuotoa estämässä

”Keniassa hunajantarhaus takkuaa lähinnä tieto-taidon puutteiden vuoksi. Tarhat rakennetaan yhä onttoihin puunrunkoihin, jotka täytyy rikkoa aina hunajan keräämisen yhteydessä. Tämä projekti muodostaa jatkumon pienistä hunajantuottajista yliopistoihin, ja koko ketju hyötyy”, Havukainen iloitsee.

Hän pitää erityisen tärkeänä sitä, että tutkimusta johtavat paikalliset tutkijat. Paikallista tutkimusta tukemalla huippututkijat eivät karkaa länsimaihin, joissa monesti tutkimuksen puitteet ovat paremmat. ”Olisi hölmöä tutkia afrikkalaisia mehiläisiä Euroopassa, kun siihen on mahdollisuus paikan päällä. Tällä tavalla kehitämme korkeakouluja ja tutkimusosaamista ja estämme aivovuotoa länsimaihin."

Kenialainen ICIPE teki Havukaiseen vaikutuksen. Laboratoriot olivat huippuluokkaa ja osaaminen korkeatasoista. Tieteellisten kulttuurien yhteentörmäystä ei tapahtunut, vaan hyllyistä löytyivät samat kemikaalit kuin tutuissa työpisteissäkin.

Nairobin ICIPE-laboratorio on varustettu hyvin biologisia tutkimuksia varten.

”Itse mehiläiset ovat aggressiivisempia kuin kotimaiset mehiläisemme, mutta ongelmia ei ollut. Pesien lähellä taisin kyllä nähdä myrkyllisen vihermamban puussa”, hän muistelee. Eksoottinen ympäristö näkyi myös tarhojen läheltä löytyneessä luolassa, josta arkeologit ovat löytäneet jälkiä esi-ihmisistä.

Pieni proteiini, isot mahdollisuudet

Havukaisen työ vitellogeniinin parissa jatkuu Akatemian rahoituksella ainakin kolme vuotta, mutta tutkimukselle on olemassa sovelluksia myös ihmisiin liittyen. Meistä nimittäin löytyy samankaltainen superproteiini, nimeltään ApoB, joka kuljettaa kolesterolia ja liittyy monimutkaisella tavalla kehon tulehduksiin toisinaan niitä estäen, mutta huonoon ruokavalioon yhdistettynä niitä lisäten.

”ApoB:n tutkiminen on huomattavasti vaikeampaa kuin vitellogeniinin, mutta rakenteeltaan proteiinit ovat samankaltaisia. Toista tutkimalla saa tietoa myös toisesta.” Vitellogeniini muodostaakin eräällä tavalla rautalankaversion vaikeammasta proteiinista.

Voi olla, että Havukainen jossakin vaiheessa siirtyy tutkimaan ApoB-proteiiniä, mutta toistaiseksi mehiläiset saavat riittää. Loppujen lopuksi pientä mehiläistä tutkimalla saadaan selville isoja asioita myös ihmisen elinkaaresta – siinäpä vasta faktoja eläimistä!

Teksti: Juho Karjalainen
Kuvat: Heli Havukainen

Viimeksi muokattu 7.5.2015

Tietysti.fi on Suomen Akatemian sivusto, joka kertoo yleistajuisesti Akatemian rahoittamasta tutkimuksesta sekä tieteestä ja tutkimuksesta yleensä. Sivuille kootaan muun muassa tutkijahaastatteluita, tieteen yleisötapahtumia, tiedeuutisia ja tutkimuksesta kertovia taustajuttuja.

Seuraa meitä:

Ota yhteyttä

Suomen Akatemian viestintä
terhi.loukiainen@aka.fi

Lisätietoja Suomen Akatemiasta www.aka.fi