Paljudes vanades k\u00f5rgtehnoloogilistes t\u00f6\u00f6stusharudes on meil raske \u201erongile h\u00fcpata\u201c, kuna teistel riikidel on juba aastak\u00fcmnetepikkune kogemus. Uusi tulijaid takistavad vanemate olijate monopoolne seisund ning intellektuaalomandi kaitse. Bioinseneerias on aga stardijoonel veel k\u00f5ik koos.<\/p>\n
H\u00e4mmastavad v\u00f5imalused\u00a0<\/strong><\/p>\n Juba praegu n\u00e4eme bioinseneeria meetodite abil disainitud s\u00fcsteeme meditsiinis, n\u00e4iteks rakuteraapias ja bioloogiliste ravimite tootmisel rakuvabrikutes. Bioloogia v\u00f5imalused hakkavad realiseeruma ka tarkades materjalides, biosensorites, elavates ning end ise parandavates tekstiilides, biop\u00f5histes v\u00e4rvides ja liimides.<\/p>\n Oluline arendussuund on looduslikest ekstreemtingimustest p\u00e4rit organismidest inspireeritud termostabiilsed ja \u00fclitugevate omadustega materjalid.<\/p>\n M\u00f6\u00f6dunud suvel n\u00e4itasid \u00dchendkuningriigi teadlased, et rakkude struktuuri hoidva valgu taliini baasil saab luua kergeid ja painduvaid materjale, mille vastupanuv\u00f5ime mehaanilisele stimuleerimisele on nii suur, et neid saab kasutada kaitsematerjalidena, n\u00e4iteks mitmekihilises soomuses v\u00f5i ka killu- ja kuulivestides.<\/p>\n Ammendamatu ideede allikas<\/strong><\/p>\n Loodus on ammendamatu bioinseneeria ideede allikas, kust saab v\u00f5tta eeskuju uute t\u00f5husate ja kestlike tehnoloogiate loomisel.\u00a0<\/p>\n N\u00e4iteks DNA on k\u00f5ige kompaktsem olemasolev digitaalne andmekandja, mis pakub hoiustamisprobleemi lahendust eksponentsiaalselt kasvavale andmehulgale, mida k\u00f5rgtehnoloogiline tsivilisatsioon kokku kuhjab. DNA-kodeerimist kasutatakse ka\u00a0\u00a0ravimiarenduses ravimikandidaatide s\u00fcnteesiks (ingl\u00a0\u00a0DNA-encoded libraries,\u00a0DELs).<\/p>\n DNA kui digitaalse andmekandja arendussuunaga tegeleb n\u00e4iteks USA biotehnoloogiaettev\u00f5te Twist Bioscience. Just viimasel paaril aastal on loodusest uute funktsioonide otsimine arenenud plahvatuslikult \u2013 p\u00f5hjuseks on j\u00e4rjest suuremad organismide DNA andmebaasid.\u00a0<\/p>\n N\u00e4iteks leiti hiljuti, et kalmaari r\u00f5ngashambaid moodustava valgu baasil saab toota keskkonnas\u00f5bralikke kiude ja mikroplastireostust mitte tekitavat kilet, mille rakendusv\u00f5imalused ulatuvad tervise j\u00e4lgimiseks m\u00f5eldud nutikatest riietest kuni iseparanevate ja taaskasutatavate kangasteni. See ongi meie roheline tulevik ja loodusega koosk\u00f5las elamine.<\/p>\n V\u00e4ljap\u00e4\u00e4s puidukriisist<\/strong><\/p>\n Sel aastal tegutsemist alustanud bioinseneeria instituudi kontekstis on suurt huvi pakkuv teema geneetiliselt muundatud puud, mis kasvavad kiiresti ega paljune looduses.<\/p>\n Meie puidut\u00f6\u00f6stus annab suure osa riigi ekspordist, ent metsades on tehtud\u00a0\u00a0\u00fcleraiet, kaitsealuseid metsi on vaja hoida ning s\u00f5ja t\u00f5ttu on puidut\u00f6\u00f6stus justkui kitsa poolsaare tipus \u2013 palgivedu on v\u00f5imalik vaid l\u00f5unasuunalt. Kuidas saab meie puiduv\u00e4\u00e4rindamise t\u00f6\u00f6stus toorainekriisist v\u00e4lja?\u00a0<\/p>\n Soome suurkontsern UPM ei ehitanud oma puidukeemiatehast mitte Soome ega ka Eestisse, vaid hoopis Uruguaysse. Lisaks rajasid nad tehase tarvis t\u00fchermaale terve eukal\u00fcptikasvanduse \u2013 tehas kasvatab ise endale metsa ja looduslik mets j\u00e4\u00e4b raiumata.<\/p>\n Kuulsast Silicon Valley inkubaatorist Y\u00a0Combinator sirgunud USA idufirma Living Carbon nimetab oma tegevust paplite genoomi \u00fcmberprogrammeerimisel h\u00e4benemata puude h\u00e4kkimiseks. Ettev\u00f5ttes disainiti paplid, mis kasvavad 53%\u00a0kiiremini kui tavalised paplid. Miljoneid selliseid geenmuundatud puid on istutatud reostunud pinnasega kaevandusaladele, kus tavapuud ei suuda kasvada. Seal aitavad nad \u201eravida\u201c saastunud pinnast, eemaldades sellest n\u00e4iteks kantserogeene.<\/p>\n Kui tavapuude suremus oli reostunud pinnasel 90%, siis s\u00fcnteetilise bioloogia abil muudetud puudest j\u00e4i 97% ellu. \u00dcllatuslikult kasvas puude alla ka liigirikas alustaimestik.<\/p>\n \u00dcks T\u00dc bioinseneeria instituudi plaanidest, mida arendab koos Soome kolleegidega professor Hannes Kollist, n\u00e4eb ette sarnast tegevust kaskedega. Oleks ju kena istutada kiirelt kasvavaid kaski Ida-Virumaa saastatud kaevandusaladele, siduda nende abil \u00f5hust gigatonne CO2, puhastada mullapinda, suurendada liigirikkust ning lisaks pakkuda toorainet meie puiduv\u00e4\u00e4rindamise t\u00f6\u00f6stusele, sealjuures looduskaitsjaid \u00e4rritamata?<\/p>\n Uue p\u00f5lvkonna labor<\/strong><\/p>\n Geenide funktsioonid avalduvad peamiselt valkude kaudu, mida geenid kodeerivad. Suurem osa bioinseneeria tulevikust on seotud valkude disainiga. Eesm\u00e4rk on loodusest avastatud valkude disainimine kasulike rakenduste jaoks meditsiinis, materjalitehnoloogias, t\u00f6\u00f6stuslikus biotehnoloogias, toidut\u00f6\u00f6stuses ja mujal, kuid ka t\u00e4iesti uute valkude\u00a0de novo\u00a0<\/em>disain.<\/p>\n Sellele aitavad kaasa andmeteadus ja tehisintellekt. Kui n\u00e4iteks m\u00f5nest s\u00fcvamereorganismist leitakse valgup\u00f5hine\u00a0materjal, millel on \u00e4\u00e4rmuslikes tingimustes \u00fclim vastupidavus, saab selle geene mutatsioonide ja masin\u00f5ppe abil optimeerida ning lisaks erinevaid geene omavahel kombineerida \u2013 et saavutada veel vastupidavam materjal, mida oleks ka odav toota.<\/p>\n Evolutsioon on juba suure t\u00f6\u00f6 teinud, edasi v\u00f5tab disainimise ja konstrueerimise \u00fcle meie uue p\u00f5lvkonna robotiseeritud laboratoorium Biofoundry.\u00a0<\/p>\n Sealt tulevaid suurandmeid anal\u00fc\u00fcsivad bioinformaatika t\u00f6\u00f6r\u00fchmad. Andmeanal\u00fc\u00fcsi ja masin\u00f5ppe abil pakutakse seej\u00e4rel v\u00e4lja uued mutatsioonid, mida laboratooriumis uuesti testitakse. Selline disainits\u00fckkel kordub seni, kuni oleme loonud ideaalsete funktsioonidega tehnoloogiliselt kasuliku valgu.<\/p>\n Veel \u00fche olulise valdkonnana plaanime j\u00f5uliselt arendada vaktsiinide bioinseneeriat ja viirusvalkude struktuuribioloogiat. Sellega hakkab instituudis tegelema professor Andres Meritsa uurimisr\u00fchm.\u00a0<\/p>\n Professor Merits on esimese Eestis konstrueeritud vaktsiini looja ja loodame, et Biofoundry v\u00f5imaluste kaudu aitab instituut kasvatada pandeemiate vastu v\u00f5itlemise valmidust.<\/p>\n Paljudest ens\u00fc\u00fcmvalkudest koosnevate s\u00fcsteemidega, mille \u00fclesanne on toota bakterites hinnalisi kemikaale, tegeleb instituudi noorema p\u00f5lvkonna esindaja kaasprofessor Kaspar Valgepea t\u00f6\u00f6r\u00fchm. Uurimisr\u00fchma maailmaklassi t\u00f5endab ka r\u00f5\u00f5mustav uudis, et Kaspar Valgepea tunnistati hiljuti Euroopa Teadusn\u00f5ukogu (ERC) grandi v\u00e4\u00e4riliseks.<\/p>\n Nende s\u00fcsteemide suurandmep\u00f5hise optimeerimise eesm\u00e4rk on disainida ideaalsed geenikombinatsioonid s\u00fcnteetiliselt muundatud bakteritele, mis tarbivad bioreaktoris gaasfermentatsiooniks CO2\u00a0ja toodavad biop\u00f5hiseid kemikaale. Gaasfermentatsioonile on pandud suur lootus CO2\u00a0emissiooni vastu v\u00f5itlemise ja bioloogilise kinnip\u00fc\u00fcdmise alal ning Valgepea r\u00fchm teeb koost\u00f6\u00f6d gaasfermentatsiooni pioneeri, USA \u00fche hinnatuma uue p\u00f5lvkonna biotehnoloogiaettev\u00f5ttega Lanzatech.<\/p>\n Ajud j\u00e4\u00e4gu Eestisse<\/strong><\/p>\n Molekulaarbioloogiaga hakati Eestis tegelema juba 60-ndatel, peaaegu samal ajal kui mujal, kuulsates \u00fclikoolides. Eestis on sel teadusharul olnud nii t\u00f5use kui ka m\u00f5\u00f5nu. \u00dcks kriitiline punkt oli nullindate algus, kui 90-ndate keerulised olud ja ajude \u00e4ravool hakkasid halba m\u00f5ju avaldama.<\/p>\n Teadusharu areng p\u00e4\u00e4steti juhuse l\u00e4bi, t\u00e4nu \u00dchendkuningriigi fondi Wellcome Trust heldele toetusele aastatel 2003\u20132006. Karmis konkurentsis v\u00f5itis mitu uurimisr\u00fchma nii Tartus kui ka Tallinnas Wellcome Trusti individuaalgrandi. Nn\u00a0Wellcome\u2019i p\u00f5lvkonna j\u00e4rel tekkis aga suur t\u00fchimik ja ligi 20\u00a0aasta jooksul asutati uusi laboreid v\u00e4ga v\u00e4he.<\/p>\n Seet\u00f5ttu oleme taas madalseisus, aga \u00fchtlasi p\u00f6\u00f6rdepunktis. N\u00fc\u00fcd peavad p\u00e4\u00e4ster\u00f5ngaks saama uus instituut ja DigiBio projekt \u2013 ja mitte ainult p\u00e4\u00e4ster\u00f5ngaks, vaid v\u00f5imsaks arengumootoriks.\u00a0<\/p>\n Noori on vaja julgustada; tuleb koguda kokku noorem teadlaste p\u00f5lvkond, kellel on huvi ja motivatsiooni ehitada \u00fcles uusi laboreid, uurimissuundi ja iduettev\u00f5tteid. Uuenduslikke \u00f5ppet\u00f6\u00f6 vorme tuleb arendada nii bioinseneeria bakalaureuse- kui ka magistri\u00f5ppe raames.<\/p>\n \u00dche radikaalse uuendusena oleme sidunud \u00f5ppet\u00f6\u00f6ga maailma suurima s\u00fcnteetilise bioloogia v\u00f5istluse iGEM (International Genetically Engineered Machine). Seda tegevussuunda juhib suure p\u00fchendumuse ja eduga instituudi asedirektor kaasprofessor Ilona Faustova. Eesti v\u00f5istkond p\u00e4lvis mullu sadade konkurentide seas esmakordselt peaauhinna. See \u00fclimalt motiveeriv protsess on n\u00fc\u00fcd plaanis \u00fchendada noorte julgustamisega iduettev\u00f5tluse alal.<\/p>\n Biotehnoloogial on tulevikku<\/strong><\/p>\n L\u00e4\u00e4nemere-\u00e4\u00e4rne regionaalne eeskuju on tegelikult v\u00e4ga m\u00f5jus: n\u00e4iteks Taani biotehnoloogiaettev\u00f5te Novo Nordisk on Euroopa suurima v\u00e4\u00e4rtusega ettev\u00f5te ning Leedu biotehnoloogiaettev\u00f5te Thermo Fisher Scientific Baltics omakorda Balti riikide k\u00f5ige v\u00e4\u00e4rtuslikum ettev\u00f5te.<\/p>\n Kogu Eesti teadlaskonna ja instituudi suur proovikivi on Eesti majanduse struktuuri muutumine. Majandusmudelid, mis t\u00f5id meid siia, ei vii meid arengus enam edasi. On vaja leida uued s\u00fcvatehnoloogilised tegevussuunad ja ainult infotehnoloogiast ei piisa.<\/p>\n Kuigi meie biotehnoloogiasektor on arenenud tagasihoidlikult, on regionaalses koost\u00f6\u00f6s potentsiaali palju. Leedu plaanib biotehnoloogiapargi ehitusse investeerida miljardeid ning suur osa meie t\u00e4htsa partnerriigi Taani majandusest ja teadusest keerleb Novo Nordiski \u00fcmber. On hinnatud, et 40%\u00a0Taani t\u00f6\u00f6stuse t\u00f6\u00f6kohtadest on seotud bioinseneeria ja rakuvabrikutega.<\/p>\n Eestis loodud rakendusuuringute keskuse (RUK) \u00fcks tegevussuund on biorafineerimine ja varsti n\u00e4eme kerkimas katsetehast. Bioinseneeria instituut plaanib teha RUK-iga tihedat koost\u00f6\u00f6d, olles tehnoloogiaarenduse protsessis tehasele eelnev l\u00fcli. Kavas on tuua siia ka riskiinvestorid ja luua Balti biotehnoloogia iduettev\u00f5tete \u00f6kos\u00fcsteem.\u00a0<\/p>\n Seda aitab teha L\u00e4ti koordineeritav Euroopa Komisjoni projekt Bioconnect, mille eesm\u00e4rk on kujundada Baltimaades ja Soomes \u00fchtne bioinseneeria ja s\u00fcnteetilise bioloogia v\u00f5rgustik. Projektis osaleb partnereid k\u00f5igist neljast riigist. Meie soovime laiendada Taani edulugu ka ida poole ja s\u00fcvendada ideed L\u00e4\u00e4nemere regioonist kui tuleviku biotehnoloogia kasvulavast.<\/p>\n T\u00e4htis on areng ja uute suundadega kaasa minek, mitte\u00a0status quo\u00a0tekitamine. Eesti on v\u00e4ike riik ja seda enam peame olema d\u00fcnaamilised, paindlikud\u00a0\u00a0ja avatud uutele ideedele. T\u00e4htis on teaduse vabadus areneda ja ka riskantseid ideid ellu viia.<\/p>\n Bioinseneeria instituudi loomine peab andma noorteadlastele v\u00f5imaluse teha seda, mis neid intellektuaalselt s\u00fctitab, olgu see siis avastusteadus v\u00f5i rakenduslik arendust\u00f6\u00f6 ja iduettev\u00f5tlus.\u00a0<\/p>\n Konkurentsi ja arenguga kaasas k\u00e4ivad maailma tipp\u00fclikoolid on j\u00e4rjest asutanud uutele globaalsetele katsumustele lahendusi otsivaid instituute. Ka Tartu \u00dclikool peab nendega sammu pidama. Loodame, et bioinseneeria instituudi initsiatiivile j\u00e4rgneb selliseid algatusi veel.<\/p>\n Uus teaduskeskus \u2013 bioinseneeria instituut \u2013 viib ellu paradigmanihet bioloogias<\/strong><\/span><\/p>\n Tartu \u00dclikooli loodus- ja t\u00e4ppisteaduste valdkonnas on uuest aastast 11\u00a0instituuti: senisele k\u00fcmnele lisandus aasta alguses t\u00f6\u00f6d alustanud bioinseneeria instituut, mille meeskond on v\u00e4lja kasvanud tehnoloogiainstituudist.<\/p>\n Kui molekulaarsel tasemel elusloodust k\u00e4sitlev bioloogia on olnud peamiselt kirjeldav teadus, siis n\u00fc\u00fcd on see suuresti muutumas inseneriteaduseks. Instituudi nimes sisalduv\u00a0bioinseneeria\u00a0viitabki paradigmanihkele.<\/p>\n Loomulikult on insenerit\u00f6\u00f6 geenidega kestnud aastak\u00fcmneid, kuid senine tegevus on h\u00f5lmanud tavaliselt vaid \u00fcksikuid geene. Bioinseneeria ja s\u00fcnteetiline bioloogia aga v\u00f5tavad ette kogu genoomi v\u00f5i ka tuhandeid mutatsioone \u00fcksikutes geenides korraga, et disainida elulisi funktsioone \u00fcmber hoopis suuremas mastaabis. Siin tulevad appi robotiseeritud eksperiment ja suurandmet\u00f6\u00f6tlus. Need kaks elementi ongi instituudi uue suuna tuum.<\/p>\n Bioinseneeria instituut asutati Euroopa Komisjoni ja Eesti riigi toel meetme \u201eTeaming for Excellence\u201c raames projekti DigiBio elluviimiseks \u2013 v\u00f5i teistpidi \u00f6elduna, projekt DigiBio kutsuti ellu, et luua iseseisev teaduskeskus instituudina, mis areneb suuremaks ja tegutseb p\u00e4rast kuueaastase projekti l\u00f5ppu edasi. DigiBio annab initsiatiivi, aitab instituudil k\u00e4ivituda ning laieneda \u00fcksuste ja laborite loomise ning tihedate partnerlussuhete abil.<\/p>\n Instituudi partnerid on Taani Tehnika\u00fclikooli Novo Nordiski fondi bioloogilise j\u00e4tkusuutlikkuse keskus ja Tallinna Tehnika\u00fclikooli bioinseneeria laborid. Instituudi asutajateks on Mart Loogi, Andres Meritsa, Hannes Kollisti ja Kaspar Valgepea t\u00f6\u00f6r\u00fchmad tehnoloogiainstituudist. Juurde luuakse uued \u00fcksused: bioinseneeria katseplatvorm suurandmete kogumiseks, bioinseneeria digitaliseerimise \u00fcksused ja tehnoloogiasiirde \u00fcksus.\u00a0<\/p>\n Instituuti liiguvad ka puidukeemia ja biot\u00f6\u00f6tluse tuumiklabor, Ilona Faustova juhitud ingliskeelne loodusteaduste ja tehnoloogia bakalaureuse\u00f5ppekava ning esialgu veel tehnoloogiainstituudiga koos koordineeritav biotehnika magistri\u00f5ppekava.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Bioinseneeria ja s\u00fcnteetilise bioloogia kuldajastu on alles ees. Arvatakse, et umbes selle sajandi keskpaigas hakkavad bioloogilised s\u00fcsteemid m\u00e4ngima v\u00e4ga suurt rolli paljudes tehnoloogiavaldkondades. Seda enam peab Eesti sellesse valdkonda praegu investeerima. Paljudes vanades k\u00f5rgtehnoloogilistes t\u00f6\u00f6stusharudes on meil raske \u201erongile h\u00fcpata\u201c, …<\/p>\n","protected":false},"author":813,"featured_media":2339,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"inline_featured_image":false,"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[],"class_list":["post-2341","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-teadus"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2341","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/users\/813"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2341"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2341\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2339"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2341"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2341"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/sisu.ut.ee\/ajakiri\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2341"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\n![\"\"](\"https:\/\/sisu.ut.ee\/wp-content\/uploads\/sites\/868\/tartu_ulikooli_uue_oppe-_ja_teadushoone_voidutoo_sudoku_1_2.jpeg\")