Väitös informaatiotekniikan alalta, FM Kari Nousiainen

Väitöskirjan nimi: Computational analysis and modeling of high-throughput data to understand T-helper cell differentiation

Vastaväittäjä: professori Tom Michoel, Universitetet i Bergen, Norja
Kustos: professori Harri Lähdesmäki, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Tietotekniikan laitos

Väitöstilaisuus järjestetään kampuksella.

Väitöskirja on julkisesti nähtävillä 10 päivää ennen väitöstä Aalto-yliopiston julkaisuarkiston verkkoriiputussivulla.

Elektroninen väitöskirja

Väitöstiedote

T-auttajasolut ohjaavat hankitun vastustuskyvyn toimintaa. Immunivasteen aikana naiivit T-auttajasolut erilaistuvat ympäristönsä sytokiinien ohjaamina alasolutyypeiksi, joilla kullakin on omat tehtävänsä. Erilaistumisessa solunsisäiset järjestelmät muuttavat solun epigenetiikkaa sekä geenien ja proteiinien ilmentymiä ja siten solun toimintaa molekyylitasolla. Laajamittaisia kokeellisia havaintoja solun molekyyleistä voidaan tuottaa suurikapasiteettimittaustekniikoilla. Niillä tuotettua dataa ja niihin liittyviä biometriikan ja laskennallisen biologian menetelmiä onkin sovellettu laajalti elämäntieteen eri osa-alueilla. Väitöskirjatutkimuksen tavoitteena oli: 1) Tunnistaa ja luonnehtia solutyyppeihin iTreg ja Th17 erilaistuvien solujen geenien ja proteiinien ilmentymiä sekä solun toiminnan muutoksia erilaistumisen varhaisvaiheissa bioinformatiikan menetelmin. 2) Kehittää laskennallinen menetelmä ja työkalu, joka tunnistaa annettuun ilmiasuun liittyvien yhden emäksen monimuotoisuuksien eli SNPien rikastumisen annetuilla genomialueilla. 3) Kehittää laskennallisia menetelmiä solun dynaamisten säätelyjärjestelmien mallintamiseen.

Väitöskirjassa profiloitiin iTreg ja Th17 solujen geenien ja proteiinien ilmentymien muutoksia erilaistumisen varhaisvaiheissa. Lisäksi selvitettiin transkriptiotekijä STAT3:n sitoutumista genomiin soluissa, jotka ovat erilaistumassa Th17 solutyyppiin sekä tutkittiin eri ominaisuuksiin assosioitujen SNPien rikastumista STAT3:n sitoutumispaikkoihin. Analyysimenetelmästä kehitettiin helposti käytettävä työkalu R-ohjelmointikielellä. Väitöskirjassa kehitettiin myös laskennallinen menetelmä päättelemään aikasarjadatasta mekanistinen differentiaaliyhtälöryhmämalli, joka kuvaa erilaistumisen säätelyjärjestelmää. Kyseisessä järjestelmässä voi olla ajasta riippuvia rakenteellisia uudelleenkytkentöjä. Lopuksi väitöskirjassa tutkittiin enhansereiden ja transkriptiotekijöiden yhteistoiminnan mallintamista differentiaaliyhtälöillä ja selvitettiin millaisia biologisia kokeita mallinnus vaatii.

Väitöskirjassa esitetyt tulokset auttavat ymmärtämään paremmin T-auttajasolujen erilaistumista. Kehitetyt menetelmät ja työkalut ovat vapaasti saatavilla. Ne voivat helpottaa bionformaatikkojen ja tutkijoiden työtä eri elämäntieteiden alueilla.

Väittelijän yhteystiedot: [email protected], 0503416991