Genetiikka, kehitysbiologia, eläinfysiologia

Transkriptio

1 Genetiikka, kehitysbiologia, eläinfysiologia Työryhmän osallistujat Kai Lindström, Åbo Akademi (puheenjohtaja) Mikko Frilander, Helsingin yliopisto Esa Hohtola, Oulun yliopisto Juha Partanen, Helsingin yliopisto Merja Penttilä, VTT Seppo Saarela, Oulun yliopisto Harri Savilahti, Turun yliopisto Irma Thesleff, Helsingin yliopisto Anniina Vihervaara, Åbo Akademi (asiantuntijasihteeri) Taustaa Työpajassa luodattiin genetiikan, kehitysbiologian ja eläinfysiologian tieteenalojen tasoa sekä mahdollisuuksia, uhkia ja suuntaehdotuksia viiden vuoden aikajänteelle. Tiede on dynaamista, ja sekä genetiikka että kehitysbiologia ovat aloina muuttuneet paljon viimeisinä vuosina ja vuosikymmeninä vaikuttaen nykyään monen tieteenalan taustalla. Vaikka eläinfysiologia voidaan nähdä kohdentuneempana, jopa hieman sirpaleisena alana, löytyy käsitellyistä tieteenaloista paljon yhtymäkohtia. Tässä raportissa yleisluontoisetkin asiat käsitellään genetiikan, kehitysbiologian ja eläinfysiologian tieteenalojen näkökulmasta. Tutkimus-, kehitys-, ja innovaatiotoiminnan (TKI) toimintaympäristö Yliopistouudistuksen tuomat muutokset ovat olleet suuria, etenkin yliopistohallinnossa ja uuden yliopistolain käyttöönotossa. Tämä on osaltaan vaikuttanut myös genetiikan, kehitysbiologian ja eläinfysiologian aloihin. Koska yleiset yliopistopoliittiset uudistukset eivät ole pelkästään kyseisten tieteenalojen ongelma, ei niitä käsitelty syvällisesti tässä yhteydessä. Eläinfysiologian alalla molekyylibiologinen lähestymistapa on korvannut klassista eläinfysiologiaa ja tämän muutoksen koettiin vaikuttaneen varsinaista tiedepolitiikkaa enemmän alan tutkimukseen. Muutoksia on ollut ja lisää tulossa, myös koe-eläinasetuksiin. Näiden ei nähty tuovan mukanaan suuria muutoksia, lähinnä lisää eettistä arviointia. Tekniikan murros ja nopea kehitys muuttaa tieteenaloja jatkuvasti ja tämä nähtiin pikemmin positiivisena ja mahdollisuuksia luovana tekijänä kuin uhkana. Positiivisena tekijänä nähtiin myös kullakin käsitellyllä aloilla vallitseva tutkimustraditio, joka korostaa korkealaatuisen tutkimuksen ja kansainvälisyyden merkitystä. Kansainvälisyyden nähtiin syntyneen luonnostaan korkealle tähtäävien tutkimus- ja näihin liittyvien yhteistyöprojektien myötä. Kansainvälisellä tasolla Suomen nähtiinkin sijoittuneen hyvin kyseisillä tieteenaloilla. Tieteenalojen kehitys Genetiikka ja kehitysbiologia ovat korkeatasoisia ja kansainvälisiä aloja, joille kummallekin on ominaista aktiivinen uusien tutkimusmenetelmien kehitys. Näin kehitetyt menetelmät ovat laajasti käytössä erityisesti biotieteellisessä ja lääketieteellisessä tutkimuksessa. Korkeatasoinen tutkimus ja tekniikassa mukana pysyminen edellyttävät luonnollisesti kansainvälisyyttä. BRIC-maista (Brasilia, Venäjä, Intia, Kiina) Kiinan tutkimus nähtiin vielä tässä vaiheessa pääomavetoisena, tästä hyvänä esimerkkinä on Kiinan suoranainen rynnistys DNA-sekvensointisektorille. Epäselvää vielä on, miten saatua sekvensointi-informaatiota pystytään hyödyntämään ja tuleeko Kiinasta pitkällä aikajänteellä 1

2 myös keskeinen tekniikoiden kehittäjä. Pohdittiin myös, voisiko Kiina tulevaisuudessa olla siirtymiskohde Suomessa koulutetulle työvoimalle. Perinteisesti Kiina on pyrkinyt lähettämään omia tutkijoitaan koulutukseen ulkomaisiin huippuyliopistoihin ja rekrytoimaan heidät osaamisineen takaisin. Kysymys on lähinnä siitä, milloin Kiina alkaa olla houkutteleva länsimaisille tutkijoille. Tämänkaltaista kehitystä on jo ollut havaittavissa ainakin joillakin aloilla ja tiettyjen instituuttien kohdalla. Yhteistyö kiinalaisten tutkimusryhmien kanssa nähtiin vielä tässä vaiheessa haastavaksi mm. erilaisten kulttuurien ja arvomaailmojen kohdatessa. Lisäksi Kiinassa vallitseva tietokulttuuri kopioimisineen ja joissain määrin vapaammin käsitellyin immateriaalioikeuksin sekä eettiset kysymykset luovat haasteita todelliselle yhteistyölle. Venäjällä huippututkimus tarkastelluilla aloilla on vielä vähäistä ja myös Brasilia on pieni toimija useimmilla aloilla. Brasiliassa eläinfysiologia on kehittyvä ala erityisesti ilmastonmuutoksen ja siihen liittyvän sopeutumisfysiologian tutkimisessa. Joissain Brasilian yliopistoissa on myös hyvä ja avoin ranking-systeemi, ja kansalliset strategiat tieteen kehitykselle ovat olemassa. Intiassa on useita huippuyksiköitä, esimerkiksi Indian Institute of Science, mutta väestön kokoon nähden huipputiede on vielä vähäistä. Sekä Kiinan että Intian tämän hetkinen tieteen menestys perustuu suurten lukujen lakeihin. Huippuyksiköiden, akatemiaprofessoreiden ja FiDiPro-professorien merkitys alan tutkimusympäristöissä Instrumenttina huippuyksiköt nähtiin erittäin hyödyllisinä. Ne ovat poikineet monialaista yhteistyötä ja mahdollistavat pyrkimykset uuden luomiseen ja uusiutumiseen. Myös huippuyksiköiden mukanaan tuoma julkisuusstatus poikii lisärahoitusta. Vaikka huippuyksikköjen merkitys nähtiin suurena, korostettiin ennen kaikkea perusmäärärahojen tärkeyttä. Perusrahoitus ja sen jatkuvuus ovat tieteen tekemisen edellytyksiä, sillä huippuyksiköt kaikkine positiivisine vaikutuksineenkin ovat luonteeltaan väliaikaisia. Kokonaiskustannusmallin nähtiin johtaneen siihen, että rima apurahojen saannille nousee entisestään ja samalla apurahojen saajien määrä on laskenut. Tilannetta kuvattiin jopa katastrofaaliseksi ja kysymyksiä nostettiin siitä, miten luodaan järjestelmä, jonka avulla kaikki korkeatasoiset tutkijat pysyvät mukana. Esille nostettiin mahdollisuudet EU-rahoitukseen, jota tällä hetkellä Suomesta haetaan hyvin vähän. Vaikka Suomen tieteen taso on erinomaista, esim. Puolan todettiin keräävän Suomea enemmän tieteen rahoitusta EU:lta. EU-rahoituksen saamiseksi pitää olla neljä Eurooppa-tason yhteistyökumppania, ja tämä koettiin isona haasteena. Tieteentekijöiden pragmaattinen yhteishakemus nähtiin yhtenä vaihtoehtona. Puutteellisia Eurooppa-tason yhteyksiämme tulisi parantaa ja mielellään luoda verkostoja jo aikaisessa vaiheessa tutkijanuraa. Euroopassa on erinomaisia instituutteja ja tutkimusrahoitusta, joihin jo esimerkiksi post doc -vaiheessa voisi suunnata hakemuksia. FiDiPro:n (Finland Distinguished Professor Programme) nähtiin toimineen huonosti. Suomeen on vaikea rekrytoida huipputason ulkomaisia senioritutkijoita laboratorioineen, ja lisäarvoa suomalaiseen tieteeseen ei saada ottamalla jäähdyttelijöitä tai vain pienen ajan Suomessa viettäviä huippututkijoita. Tähän uppoavat varat tulisi suunnata tutkijanuralla aikaisemmassa vaiheessa olevien tutkijoiden rekrytoimiseen ulkomailta. Tällöin voitaisiin saada motivoituneita, todellisia huippuja Suomeen. Tämä nähtiin myös erinomaisena mahdollisuutena verkostojen luomiseen. Hot spoteja, nousevia aloja ja tulevaisuuden trendejä - Mikrobimaailman synteettinen biologia. Suunnitellaan esim. soluja joilla on jokin spesifinen in vivo tai in vitro -funktio. - Kantasolututkimus ja solujen uudelleen ohjelmointiin perustuvat sovellukset. - Erilaisten skaffoldien ja matriisien käyttö. - RNA-biologia, mitä kaikkea genomista tuotetaan ja säädellään (uusia RNA-muotoja identifioidaan jatkuvasti). - Epigenetiikka edelleen, immunologia nousussa. 2

3 - Kuvantaminen, etenkin solutasolta siirrytään nyt koko organismin kuvantamiseen, herkemmät mittausmenetelmät, sekä kuvadatan ja sen kinetiikan mallinnus. - Sofistikoituneet uudet menetelmät. Esimerkiksi kuvantaminen ja edistykselliset transgeenitekniikat kuten Brainbow ja optogenetiikka. Näissä pitäisi pysyä mukana. - Bioinformatiikka kokonaisuudessaan. Tämä varmasti on huomioitu aikaisemmissakin työryhmissä, mutta tällä hetkellä sen puute muodostaa pullonkaulan. Bioinformatiikka nähdään usein aputieteenä, mutta korkeamman tason datankäsittelytaito on erittäin oleellista Suomen tieteelle. Onko meillä tarjota siihen koulutusta? Parhaassa tapauksessa matemaatikot ja bioinformaatikot hakevat omaehtoisesti biologista tietoa. Bio- ja data- alojen vuorovaikutus molempiin suuntiin. Komparatiivisuus ja integrointi. - Ekofysiologiassa mm. immunoekologiaa. Ts. ekologit ovat ottaneet käyttöön molekyylibiologian keinoja esimerkiksi vasta-aine- tai hormonitasojen mittausta kaupunkiin sopeutuneista eläinlajeista. Myös evoluutiofysiologian käsitteen alla tapahtuva tutkimus on nousussa. - Single-cell ja Single-molecule -laitteet ja -tutkimus: molekyylien interaktiot ja kontaktipinnat nanoskaalassa. - Sekvensointitekniikoiden kehitys: genomit saatavilla! Fokus siirtymässä yksittäisistä geeneistä laajempien kombinaatioiden ymmärtämiseen. - Malliorganismien uudet mahdollisuudet esimerkiksi transgeenitekniikoita hyödyntämällä: hiiri- ym. mutantit saatavilla, Drosophila ja Arabidopsis -kirjastot. Tulevaisuuden tieteellisiin haasteisiin vastatessa tarvitaan sekä korkeatasoista laaja-alaista tutkimusta että spesifisyyttä. Tieteidenvälisyyden merkitystä pidettiin tärkeänä sekä tämän päivän että tulevaisuuden haasteissa. Tarkasteltujen alojen todettiin nimenomaan olevan tieteiden välisiä aloja. SWOT: Tieteenalojen kehitys ja tulevaisuus Kansainvälisyys ja vahvat traditiot Infrastruktuuri ja uusien menetelmien käyttö Alat voimakkaassa kehitysvaiheessa Mahdollisuudet (aikajänne 5 vuotta) Synteettinen biologia Genetiikka ja kehitysbiologia säilyvät integratiivisina aloina jatkossakin ja hedelmöittävät bioaloja laajasti lääketieteestä ekologiaan Malliorganismit ja bioinformatiikka EU-tason integraation puuttuminen, johtanut EU-tason rahoituksen vähäisyyteen Rahoituksen saamisen vaikeus Kaikkea informaatiota ei saada hyödynnettyä kattavan bioinformatiikan puuttumisen vuoksi Pirstaleisuus eläinfysiologiassa Uhat (aikajänne 5 vuotta) Seuraavan tutkijasukupolven rekrytoinnin haasteet, tutkijan työuran houkuttelemattomuus Yliopiston perusrahoitus Infrastruktuuriohjelmien jatko (erittäin keskeistä näille tieteenaloille) Biokeskus Suomen rahoituksen jatko ja koordinointi 3

4 Tutkijanura ja tohtorikoulutus, liikkuvuus ja verkostot Tohtorikoulutus Tämän hetkinen järjestelmä, jossa Suomen Akatemia valitsee tutkijakoulut, nähtiin toimivan hyvin ja tulevaan yliopistolähtöiseen tutkijakoulumalliin suhtauduttiin erittäin huolestuneesti. Säilyvätkö verkostokoulut? Säilyykö koulutuksen taso? Kannetaan suurta huolta siitä, että bioalan tohtorikoulut, jotka ovat toimineet erittäin hyvin, menettävät rahoituksensa, kun rahoitus valuu esimerkiksi yliopistojen pohjakassoihin. Alan laboratoriot koostuvat edelleen pääosin tohtorikoulutettavista, ja alan tiede on siten erittäin tohtoriopiskelijavetoista. Kauhuskenaario on, että 20 vuotta kehitetty tohtorikoulujärjestelmä, joka on suomalaisen tieteen kruununjalokivi, hajoaa. Jo nyt on viitteitä siitä, ettei yliopistoilla ole varaa kattavien tohtorikoulujen pyörittämiseen. Esimerkkeinä mainittiin rahoituksen puute koordinaattorin palkkaamiseen tai kuudella tohtoriopiskelijalla aloittava tutkijakoulu (kaikki tieteenalat mukana). Missä on tutkijakoulutettavien palkkaraha? Mikä on Suomen Akatemian osuus rahoituksesta, mikä yliopiston? Jos tutkijakoulut ovat yliopiston sisäisiä, miten VTT ja muut tutkimuslaitokset pidetään mukana? Ideaalitilanteessa meillä on kattava tutkijakouluverkosto, jossa on korkeatasoinen opetus ja johon kaikki tutkijakoulutettavat kuuluvat. Ideaalitilanteessa opetusta olisi saatavavilla myös tutkimuslaitosten tarpeisiin. Tehdäänkö tulevaisuudessa väitöstutkimusta myös yrityksissä? Suomessa on vielä vähän bioalan yrityksiä, mutta rahoituksenkin kannalta tutkimusta pitäisi tulevaisuudessa saada enemmän myös yrityksiin. Tässäkin tapauksessa tohtorikoulutuksen taso on pidettävä korkeana ja tähän korostettiin vahvan seurantaryhmän merkitystä. Myös immateriaalioikeuskysymyksiin, esimerkiksi milloin tulokset saa julkaista, pitää varautua. Esimerkiksi Aalto-yliopisto käsittelee patentti- ja julkaisukysymyksiä, ja tapoja tieteen ja yritystoiminnan yhteensovittamiseksi on olemassa. Hyvällä suunnittelulla voidaan luoda pohja sujuvalle väitöstyölle myös yrityksissä. Post doc -tutkijat Hyvän koulutuksen ja julkaisuvaatimusten vuoksi suomalainen post doc -tutkija on haluttu maailmalla. Vaikka ulkomailla tehty post doc -tutkimus on erinomainen mahdollisuus kasvuun ja itsenäistymiseen, nähtiin post doc -tutkijoiden lähtevän ulkomaille tutkimustyöhön liian harvoin. Nykyään erinomaisia laboratorioita löytyy myös Suomesta, ja moni laskee saavansa riittävää koulutusta ja kokemusta myös kotimaan tutkimusprojekteista. Post doc -tutkijoita pitäisikin edelleen kannustaa lähtemään tutkimustyöhön ulkomaille. Kolmea vuotta pidettiin vähimmäisaikana, neljää suositeltiin. Varttuneet post doc tutkijat ja PI:t (principal investigator) Ulkomailta palaavien ja muiden kokeneiden tutkijoiden rahoituksessa ongelmalliseksi nähtiin yhdeksän vuoden katto tohtoritutkinnon suorittamisesta, joka akatemiatutkijan haussa on rajana. Tällaisella mallilla moni hyvä tutkija jää ilman rahoitusta. Sapattivapaavuotta tulisi myös kehittää. Parhaimmillaan sapattivapaa on erittäin tuottoisaa ja poikii uusia tutkimussuuntia ja yhteistyötä. Rahoituksen hakemisessa kannustetaan usein riskinottoon, mutta käytännössä epäonnistumisen mahdollisuutta ei ole rahoituksen jatkumisen mahdollistamiseksi. Koska Suomen Akatemia myöntää vain yhden tutkimusmäärärahan per tutkija, korkean riskin projekteille ehdotettiin omaa HIGH RISK -rahoitusta, jolla mahdollistettaisiin uusien alueiden valtausta, menetelmien kehittämistä ja uuden projektin aloittamista uran puolessa välissä. Etenkin nopeasti kehittyville aloille ehdotettu käytäntö sopisi erinomaisesti. Tämä voisi olla myös vaihtoehto tutkimusohjelmille. Hakumenetelmissä mietittiin myös revisioiden käyttöä, ts. hakuja olisi useammin ja saatujen kommenttien perusteella tutkimussuunnitelmaa voisi korjata arvioinnin ohjaamaan suuntaan. Tämä käytäntö vaatisi joustavuutta akatemian paneeleilta, mutta voisi nopeuttaa tieteen kehitystä Suomessa. 4

5 Akatemia ja yritykset Tässäkin yhteydessä pohdittiin, miten yritysmaailma ja akatemia saataisiin lähemmäs toisiaan ja todettiin, että akateemisten pitäisi myös luoda muille työpaikkoja. Miten saadaan uusia yrityksiä ja tutkimusryhmiä, jotka saavat rahoituksen muualta kuin valtiolta? Tämän nähtiin kulkevan Tekesin alueella, ainakin sen rajapinnassa. Mahdollisen rahoituksen lisäksi yrityksellä on usein konkreetista tarjottavaa tutkimukselle, esimerkiksi tietotaitoa tai jokin erittäin kallis laite. Onko yrityspuolella imua? Jos meillä on tarjota akateemisesti koulutettuja, ottaako yritys vastaan? Nykyään on lähes vaatimuksena tohtoritason tutkinto ja markkinat ovat kansainväliset. Iän ei nähty aiheuttavan varsinaisia rajoituksia, yritykset hakevat parasta mahdollista henkilöä. SWOT: Tutkijanura ja tohtorikoulutus Hieno tutkijakoulujärjestelmä! Tohtoriohjelmat tukevat kansainvälisyyttä ja mahdollistavat rahoitusta kokousmatkoihin Urapolkujärjestelmän aloittaminen joissakin yliopistoissa Mahdollisuudet (aikajänne 5 vuotta) Tutkijanuran selkeneminen, erityisesti urapolkujärjestelmä houkuttelee parhaita osaajia Nopeasti kehittyvä ja inspiroiva ala houkuttelee Uudet avaukset tohtorikouluverkostoon, ettei katvealueita näille aloille jää Yritystoiminnan luominen, innovaatio, sovellukset nykyään entistä lähempänä perustutkimusta SWOT: Liikkuvuus ja verkostot Suomalainen post doc -tutkija on haluttu maailmalla Mahdollisuudet (aikajänne 5 vuotta) Lisätään kontakteja Eurooppaan Sapattivapaajärjestelmän kehittäminen FiDiPro -ohjelman muuttaminen koskemaan aikaisemman uravaiheen tutkijoita Post doc -tutkijoiden vähäinen lähtö ulkomaille Työllistyminen, urapolun lyhyt ennustettavuus ja suunniteltavuus EU-rahoituksen heikko hyödyntäminen Uhat (aikajänne 5 vuotta) Yleinen vetovoiman väheneminen Tohtorikoulujärjestelmän muutokset / vastuun siirtyminen yliopistoille Tutkijakoulupaikkojen kilpailutuksen loppuminen, hyvien ryhmien mahdollisuudet saada koulutettavia heikkenevät, tutkijakoulukurssien väheneminen ja tason lasku Ei lähdetä ulkomaille post doc -tutkijaksi EU-rahoituksen edellyttämät kontaktit puuttuvat Uhat (aikajänne 5 vuotta) Liikkuvuus vähenee entisestään ja johtaa tieteen tason laskuun Ei oteta Kiinaa riittävän vakavasti Tutkimuksen infrastruktuurit Käsitellyt alat ovat infrastruktuurikeskeisiä ja laitteisto kehittyy hurjalla vauhdilla. Suomen vahvuus on Biokeskus Suomen kautta tehty panostus infrastruktuuriin, jossa sekä laitteistoon että henkilöstöön on satsattu. Hanke on tähän asti ollut erillään kokonaiskustannusmallista ja lähtenyt hyvin liikkeelle. Laitteistot on kaikissa biokeskuksissa saatu viime vuosien aikana varsin hyvälle tasolle ja osaavaa henkilökuntaa on voitu palkata pitämään laitteistoa yllä, kehittämään tekniikoita ja tarjoamaan palveluja. Jatkuva kehitys, 5

6 laitteiden huolto ja uusiminen sekä palvelutoiminnan jatko herättivät kysymyksiä. Erittäin tärkeänä pidettiin sitä, että laitteita päivitetään ja että biokeskukset pidetään elinvoimaisina jatkossakin. Tärkeää on, että Suomessa on osaamista käyttää laitteita ja analysoida saatuja tuloksia. Bioinformatiikkapuolen hajaannuttaminen eri keskuksiin turvaamaan keskusten peruspalveluja ymmärrettiin, mutta esille nousi tarve myös bioinformatiikan osaamisen ja menetelmien kehittämiseen. Myös yksittäisissä suomalaisissa tutkimusryhmissä on maailman huippuinfrastruktuuria, ja sinällään yksi yksittäinen tutkimusryhmä voi muodostaa huippuyksikön. Tämän infrastruktuurin saavuttaminen vaatii yhteistyökontaktin kyseisen ryhmän kanssa. Mietittiin, olisiko tällainen infrastruktuuri laajemmin hyödynnettävissä ja olisiko aiheellista tehdä listausta kyseisistä laitteista ja osaamisesta. Suuri kysymys tietysti on, onko tutkimusryhmällä halua ja käytännön mahdollisuuksia palvella laajempaa tutkijajoukkoa. SWOT: Infrastruktuuri ja muut mahdolliset tieteenalan kannalta tärkeät kysymykset Biokeskus Suomen tuella rakennettu infrastruktuuri- ja palveluverkosto Bioinformatiikan riittämättömyys tarpeeseen nähden Pyrkimys poikkitieteellisyyteen ja rajapintojen hyödyntäminen Mahdollisuudet (aikajänne 5 vuotta) Uhat (aikajänne 5 vuotta) Infrastruktuurin ideaalinen hyödyntäminen Biokeskus Suomen rahoituksen loppuminen Osaamisen ja infrastruktuurin levittäminen myös muille tieteenaloille ja pystytettyjen infrastruktuuri- ja palveluverkostojen hajoaminen Biotekniikan soveltaminen Infrastruktuureja ylläpitävien Tieteiden ja yritysmaailman välinen ammattilaisten pysyvyys yhteistyö, jolla kehitetään uudenlaista osaamista ja teknologiaa Laitteiden kunnossapitämisen ja uusimisen laiminlyönti 6