Väitös (molekulaarinen kasvibiologia): FM Olli Virtanen
Aika
15.9.2023 klo 12.00 - 16.00
FM Olli Virtanen esittää väitöskirjansa ”Light-acclimation and regulation of photosynthesis in autotrophic Chlamydomonas reinhardtii” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 15.9.2023 klo 12.00 (Turun yliopisto, Educarium, Edu2-luentosali, Assistentinkatu 5, Turku).
Vastaväittäjänä toimii professori Roberta Croce (Amsterdamin vapaa yliopisto, Alankomaat) ja kustoksena professori Eevi Rintamäki (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on molekulaarinen kasvibiologia.
***
Tiivistelmä väitöstutkimuksesta:
Yhteyttämistä eli fotosynteesiä voidaan pitää tärkeimpänä maapallolla tapahtuvana biologisena reaktiosarjana. Se tuottaa meille sekä hiilihydraatteja ravinnoksi, että happea hengitettäväksi. Viherhiukkasissa tapahtuvat fotosynteesin valoreaktiot muuntavat fotonien energiaa kemialliseen muotoon. Tämän muunnoksen mahdollistavat tylakoidikalvorakenteisiin sitoutuneet valoa keräävät väriaineet, joita voidaan kollektiivisesti nimittää valohaaviksi. Valohaavin absorboima energia siirtyy tylakoidikalvojen reaktiokeskuksiin, joissa tapahtuva varauksien erkaantuminen johtaa elektroninsiirtoon ja viritystilan purkautumiseen. Valoreaktiot mahdollistava solunsisäinen koneisto kuitenkin kärsii liiallisesta valosta, sillä liiallinen fotonien absorptio altistaa yhteytyskoneiston vaurioille. Tätä valosta riippuvaista vaurioitumista kutsutaan fotoinhibitioksi.
Tämä väitöskirjatyö tutki viherlevä Chlamydomonas reinhardtiin kykyä sietää kirkasta valoa, sekä sen valohaavin muutoksia erilaisten valo-olosuhteiden seurauksena. Viherlevien fotosynteesikoneiston toiminnan ymmärtäminen on tärkeää, sillä viherlevät ovat luonnon tärkeitä perustuottajia ja niiden käyttö biokiertotalouden sovelluksissa aurinkoenergiaa käyttävinä solukoneistoina on kasvava teollisuuden ala.
Tämän työn tuloksena ymmärrämme paremmin fotoinhibition ja biomassan tuottonopeuden yhteyttä. Työssä käytetyn mutanttisolulinjan avulla paremman fotoinhibition sietokyvyn todettiin mahdollistavan selvästi nopeamman biomassan tuoton kirkkaassa valossa.
Tutkimuksen tuloksena ymmärrämme myös paremmin sitä, että jopa käytetyt kontrollisolulinjat voivat kestää erittäin kirkasta valoa. Tämä on mahdollista, koska kirkas valo saa aikaan muutoksia valohaavin koossa ja muussakin fotosynteesikoneistossa, jotka auttavat selviämään kirkkaassa valossa. Työssä näytetään myös kuinka eri valon aallonpituudet muovaavat Chlamydomonaksen yhteyttämiskoneiston valohaavia ja korostavat, kuinka tämä muovautuminen eroaa kasvien säätelymekanismeista.
Vastaväittäjänä toimii professori Roberta Croce (Amsterdamin vapaa yliopisto, Alankomaat) ja kustoksena professori Eevi Rintamäki (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on molekulaarinen kasvibiologia.
***
Tiivistelmä väitöstutkimuksesta:
Yhteyttämistä eli fotosynteesiä voidaan pitää tärkeimpänä maapallolla tapahtuvana biologisena reaktiosarjana. Se tuottaa meille sekä hiilihydraatteja ravinnoksi, että happea hengitettäväksi. Viherhiukkasissa tapahtuvat fotosynteesin valoreaktiot muuntavat fotonien energiaa kemialliseen muotoon. Tämän muunnoksen mahdollistavat tylakoidikalvorakenteisiin sitoutuneet valoa keräävät väriaineet, joita voidaan kollektiivisesti nimittää valohaaviksi. Valohaavin absorboima energia siirtyy tylakoidikalvojen reaktiokeskuksiin, joissa tapahtuva varauksien erkaantuminen johtaa elektroninsiirtoon ja viritystilan purkautumiseen. Valoreaktiot mahdollistava solunsisäinen koneisto kuitenkin kärsii liiallisesta valosta, sillä liiallinen fotonien absorptio altistaa yhteytyskoneiston vaurioille. Tätä valosta riippuvaista vaurioitumista kutsutaan fotoinhibitioksi.
Tämä väitöskirjatyö tutki viherlevä Chlamydomonas reinhardtiin kykyä sietää kirkasta valoa, sekä sen valohaavin muutoksia erilaisten valo-olosuhteiden seurauksena. Viherlevien fotosynteesikoneiston toiminnan ymmärtäminen on tärkeää, sillä viherlevät ovat luonnon tärkeitä perustuottajia ja niiden käyttö biokiertotalouden sovelluksissa aurinkoenergiaa käyttävinä solukoneistoina on kasvava teollisuuden ala.
Tämän työn tuloksena ymmärrämme paremmin fotoinhibition ja biomassan tuottonopeuden yhteyttä. Työssä käytetyn mutanttisolulinjan avulla paremman fotoinhibition sietokyvyn todettiin mahdollistavan selvästi nopeamman biomassan tuoton kirkkaassa valossa.
Tutkimuksen tuloksena ymmärrämme myös paremmin sitä, että jopa käytetyt kontrollisolulinjat voivat kestää erittäin kirkasta valoa. Tämä on mahdollista, koska kirkas valo saa aikaan muutoksia valohaavin koossa ja muussakin fotosynteesikoneistossa, jotka auttavat selviämään kirkkaassa valossa. Työssä näytetään myös kuinka eri valon aallonpituudet muovaavat Chlamydomonaksen yhteyttämiskoneiston valohaavia ja korostavat, kuinka tämä muovautuminen eroaa kasvien säätelymekanismeista.
Viestintä