Õpilaste teadustööde riiklikul konkursil tunnustati TÜMRI teadlase juhendatud noori

Uurimistöö eesmärk oli katseliselt selgitada välja Eesti grapoliitargilliidist erinevate metallide bioleostamise võimalikkus aeroobses keskkonnas. Tööd alustati 2023. aasta veebruaris ning lõplikud keemilise analüüsi tulemused saadi kätte 13. mail 2024. Eksperimendid viidi läbi Tartu Ülikooli raku- ja molekulaarbioloogia instituudis geneetika teaduri Anne Menerti juhendamisel.

Töö autorid pidid katsete teaduslikult õigeks läbiviimiseks kõigepealt omandama peamised mikrobioloogiliste laboritööde võtted, nt bakterite külvamise, steriilsuse tagamise, info korrektse dokumenteerimise ja proovide võtmise. Seejärel tegeleti Tartu Ülikooli keemia
instituudist geoloogidelt saadud kivimiproovidega (pärit Pakri poolsaare piirkonnast) – need lõigati, jahvatati ja kaaluti katseteks sobivateks portsjoniteks.

Esimese kivimiprooviga katseseeriat alustati 2023 novembris, katsed kestsid 50 päeva ja nende käigus võeti 72 bakteriproovi. Teise kivimiprooviga katseseeriat alustati 2024 jaanuaris, katsed kestsid 46 päeva ja nende käigus võeti 52 bakteriproovi. Igast proovist tehti söötmeplaatidele väljakülvid, kust loendati kolooniate arv bakterite kasvu jälgimiseks. Uuritavate metallide (10) bioleostumise efektiivsuse, metallide sisalduse ja kontsentratsiooni määramiseks saadeti proovid TÜ keemia instituuti 2024 aprillis.

Kõikidele töös püstitatud uurimisküsimustele leiti töö käigus vastused

1. Antud uurimistöös oli kõige edukam V, As, Sr, U ja Mo eraldamine, st neid bioleostus graptoliitargilliidist kõige enam, seda tõestavad analüüsitulemused, kus on selgelt näha kasvu nende ainete kontsentratsioonis katse vältel. Muutusi oli ka näha peaaegu kõigi teiste uuritud metallide leostumises, välja arvatud Zn.

2. Bioleostamise abil on võimalik eraldada graptoliitargilliidist järgmisi metalle järgmistes kontsentratsioonides: liitium 0,0088 mg/L, vanaadium 0,5254 mg/L, koobalt 0,0169 mg/L, nikkel 0,3708 mg/L, tsink 0 mg/L, arseen 0,1391 mg/L, rubiidium 0,0172 mgL, strontsium 0,0237 mg/L, molübdeen 1,583 mg/L, baarium 0,0051 mg/L ja uraan 0,0289 mg/L.

3. Välja valitud bakteritüvede vastupidavus aeroobsetes oludes kivimiproovis oli väga hea. Kõik bakterid läbisid eksponentsiaalse kasvu faasi ja saavutasid statsionaarse faasi ning olid proovides olemas kuni katsete lõpuni.

Kokkuvõtvalt selgus uurimistöös, et graptoliitargilliidist on võimalik eraldada metalle aeroobses keskkonnas, kasutades töös välja valitud kaheksat bakteritüve. Edasistes uuringutes võiks välja selgitada iga bakteriliigi rolli metallide leostamises ning leida, milline liik on kõige efektiivsem leostaja.

Allikas: Õpilaste teadustööde konkursi kogumik 2025, Eesti Teadusagentuur

Uurimistöö idee on inspireeritud isiklikust huvist vähkkasvajaliste haiguste vastu, mille uurimine on üks olulisimaid teaduslikke väljakutseid tänapäeva meditsiinis. Vähk on üks suurimaid terviseprobleeme maailmas, põhjustades igal aastal miljonite eri vanuses inimeste surma. Vähi täpseid arengumehhanisme veel täielikult ei mõisteta. Üks efektiivne viis haiguse uurimiseks on kasutada mudelorganisme, kellel on sarnased bioloogilised mehhanismid ja geenid nagu inimestel.

Äädikakärbes (Drosophila melanogaster) on minu uurimistöös kesksel kohal, sest paljud äädikakärbse geenid ja bioloogilised protsessid on sarnased inimeste omadega. Seetõttu saab neid teadustöös kasutada mudelloomadena, et uurida haigusi ja bioloogilisi arenguprotsesse, mis inimestel esinevad. Tänu äädikakärbestele on teadlased saanud väärtuslikke teadmisi mõistmaks vähki soodustavate molekulaarsete faktorite ja nende omavaheliste interaktsioonide kohta haiguse kujunemisel.

Uurimistöö koosneb teoreetilisest ja praktilisest osast. Teoreetiline taust sisaldab laiemat ülevaadet äädikakärbeste bioloogiast ja geneetikast, geenide funktsioonidest ning vähirakkude olemusest. Lisaks olen käsitlenud praktilise osa eksperimentides kasutatud metoodikaid: histokeemia, fluoresentsmikroskoopia ja pildianalüüs.

Uurimistöö praktilise osa üldine küsimus oli, kuidas toimib kasvaja supressorgeeni ja onkogeeni koosmõju äädikakärbses. Hüpoteesiks seadsin, et mõlema geeni kooslus äädikakärbses tekitab agressiivse vähi. Eesmärk oli välja selgitada, kuidas onkogeen ja supressorgeen omavahel äädikakärbse arengus toimivad. Silma-tundla imaginaaldiskis tekkis mitmekihiline/kasvajalaadne struktuur. Seega sain tulemuse põhjal järeldada, et omavahelised interaktsioonid onkogeeni RasV12 ja kasvajat pärssiva geeni Scribble2 vahel võivad viia
pahaloomuliste kasvajate tekkeni äädikakärbse silma-tundla imaginaaldiskides.

Palju on lahendamata küsimusi, mis puudutavad erinevaid kasvajatüüpe ja nende tüvirakkudelt või kaugemal paiknevatelt elunditelt ning kudedelt saadavate signaalmehhanismide ja funktsioonide kohta. Millised on kasvaja rakkude ja normaalsete rakkude metaboolse ümbersuunamise mehhanismid? Kuidas kasvajarakud kahjustavad peremeesorganismi ja mis on selle tagajärjed?

Allikas: Õpilaste teadustööde konkursi kogumik 2025, Eesti Teadusagentuur