Väittelijä FM Minna Hassinen Väitösaika- ja paikka 29.1.2010 klo 12.15, sali N100, Natura, Joensuun kampus Filosofian maisteri Minna Hassisen Itä-Suomen yliopistossa tarkastettavassa biologian alan väitöskirjassa on tutkittu lämpötilan vaikutusta kalan sydämen kaliumkanaviin. Kaliumkanavat ovat sydänsolujen pinnalla olevia huokosia, jotka vaikuttavat yhdessä muiden ionikanavien kanssa sydämen sähköiseen ärtyvyyteen, joka on olennaista sydämen toiminnan kannalta. Väitöskirjan tutkimuskohteena oli kaksi elinympäristöltään ja lämpötilan sietokyvyltään erilaista kalalajia, kirjolohi ja ruutana. Poikkeuksellisen laajoja lämpötilavaihteluita sietävältä ruutanalta löydettiin uusi ennen kuvaamaton kaliumkanavageeni, joka on tärkeä alhaisiin lämpötiloihin sopeutumisessa. Geeniä ei ole kirjolohella, mikä voi olla syynä kirjolohen ja ruutanan sydämen erilaiseen toimintaan alhaisissa lämpötiloissa. Kyseistä geeniä ei ole myöskään nisäkkäillä. Tutkimuksessa havaittiin myös muita merkittäviä eroja kalojen ja nisäkkäiden sydämen kaliumkanavakoostumuksessa, mikä ainakin osittain on seurausta kalojen sopeutumisesta alhaiseen ruumiinlämpöön. Tutkimuksessa osoitettiin, että kaliumkanavilla on tärkeä rooli sydämen sähköisen ärtyvyyden ja siten sydämen toiminnan sopeuttamisessa lämpötilamuutoksiin. Kaliumvirtojen muutokset perustuivat joko sydänsolujen kaliumkanavien määrän tai kanavakoostumuksen muutoksiin, jotka olivat osittain erilaiset kirjolohella ja ruutanalla. Kalat ovat vaihtolämpöisiä eläimiä, joiden ruumiinlämpö vaihtelee ympäristön lämpötilan mukaan. Pohjoisissa vesistöissä kalojen elinympäristön lämpötila vaihtelee huomattavasti vuodenaikojen mukaan. Lämpötilamuutokset vaikuttavat elintoimintojen nopeuteen ja edellyttävät muutoksia mm. sydämen toiminnassa. Eri kalalajien sopeutumiskyky lämpötilamuutoksiin vaihtelee ja riippuu kunkin lajin kyvystä sopeuttaa elintoimintonsa muuttuviin lämpötilaolosuhteisiin. Sopeutumiskyky on pitkälti riippuvainen perinnöllisistä tekijöistä. Ilmaston lämpeneminen tulee asettamaan haasteita erityisesti niiden kalalajien selviytymiselle, jotka sopeutuvat heikosti lämpötilamuutoksiin. Tutkimuksessa kaloja sopeutettiin laboratorio-olosuhteissa eri lämpötiloihin ja tutkittiin sydämen kaliumkanavien lämpötilavasteita molekyylibiologisin ja sähköfysiologisin tutkimusmenetelmin. Sähköfysiologisilla menetelmillä tutkittiin sydänsolujen kaliumvirtojen muutoksia eri lämpötiloissa. Molekyylibiologisilla menetelmillä tutkittiin kaliumkanavien perinnöllistä taustaa sekä lämpötilan vaikutusta kanavien määrään ja koostumukseen sydänsoluissa. Kaliumkanavat ovat tärkeitä sydämen normaalin toiminnan kannalta ja niiden toimintahäiriöt aiheuttavat useita perinnöllisiä sydänsairauksia. Vaikka nisäkkäiden kaliumkanavat ovat olleet intensiivisen tutkimuksen kohteena, on vaihtolämpöisten eläinten kaliumkanavia tutkittu aiemmin erittäin vähän. Minna Hassinen: Kaliumkanavien (IK1, IKr ja IKs) lämpötilavasteet kalan sydänsoluissa. Vastaväittäjänä on dosentti Satu Mänttäri Oulun yliopistosta ja kustoksena professori Jussi Kukkonen Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnasta.