ERC Advanced Grant -miljoonarahoitus Jyväskylän yliopistoon – tutkimuskohteena nanopartikkelien ja biomolekyylien vuorovaikutukset
11.4.2024 13:05:00 EEST | Jyväskylän yliopisto | Tiedote
Euroopan tutkimusneuvosto ERC on myöntänyt merkittävän ERC Advanced Grant -rahoituksen Jyväskylän yliopiston laskennallisen nanotieteen professori Hannu Häkkiselle. Viisivuotinen rahoitus on arvoltaan 2,5 miljoonaa euroa ja sen avulla Häkkisen tutkimusryhmä kehittää uusia laskennallisia menetelmiä metallinanopartikkelien ja biomolekyylien välisten vuorovaikutusten tutkimiseen. Menetelmistä on hyötyä tutkittaessa nanopartikkelien käyttöä nanolääketieteen alaan kuuluvissa diagnostiikan ja terapian sovelluksissa. Kyseisen rahoituksen saajat ovat erityisen ansioituneita tutkijoita.

Jyväskylän yliopiston laskennallisen nanotieteen professori Hannu Häkkinen on alallaan kansainvälisesti tunnettu tutkija, joka on mallintanut metallinanopartikkelien rakennetta ja ominaisuuksia jo yli 20 vuoden ajan. Viime vuosina hänen mielenkiintonsa on kohdistunut siihen, kuinka partikkelit vuorovaikuttavat biomolekyylien (esimerkiksi DNA ja proteiinit) kanssa ja kuinka vuorovaikutus muuttaa joko partikkelin tai biomolekyylin rakennetta ja ominaisuuksia siten, että syntyvää hybridirakennetta voitaisiin käyttää nanolääketieteen sovelluksissa.
Tavoitteena laskentamenetelmien tehokas yhdistäminen
Häkkisen ERC-projekti ”Dynamic Nanocluster – Biomolecule Interfaces” kohdistuu erityisesti vain muutaman nanometrin kokoluokkaa oleviin partikkeleihin, joiden atomirakenne tunnetaan kokeellisista tutkimuksista ja niille voidaan rakentaa atomitason tarkka malli. Supertietokoneita hyödyntävillä laskentamenetelmillä voidaan tutkia esimerkiksi kyseisen partikkelin elektronirakenteen ominaisuuksia. Toisaalta biomolekyylejä kuten DNA:ta ja proteiineja voidaan mallintaa esimerkiksi molekyylidynamiikka-menetelmillä. Haasteena on näiden hyvin erilaisten systeemien ja niihin liittyvien laskentamenetelmien yhdistäminen.
- Biomolekyylien olennaiset toiminnalliset rakennemuutokset tapahtuvat yleensä nopeimmillaan mikrosekuntien aikaskaalassa. Se on noin neljä tai viisi kertaluokkaa pidempi aika kuin pisin aika, jonka aikana voisimme simuloida partikkelin elektronirakenteessa tapahtuvia muutoksia, kun se on kiinnittynyt biomolekyyliin. ERC-projektini vastaa tähän haasteeseen yhdistämällä koneoppimismenetelmiä aiemmin tunnettuihin simulointimenetelmiin, kuvailee professori Hannu Häkkinen projektin menetelmäosuutta.
Uusia ratkaisuja syövän hoitoon
Projektissa kehitettäviä laskentamenetelmiä tullaan käyttämään nanolääketieteeseen liittyviin sovelluksiin. Yksi sovelluksista liittyy metallinanopartikkelin käyttöön syövän fotodynaamisessa terapiassa, jossa partikkeli ”imee” energiaa siihen kohdistettavasta säteilystä ja tuhoaa syöpäsolun joko kuumentamalla sitä paikallisesti tai aikaansaamalla kemiallisia reaktioita solun pinnalla. Toinen sovellus liittyy nanopartikkelien käyttöön syöpälääkemolekyylien kantajina, sillä partikkelia suojaavaan molekyylikerrokseen voidaan lisätä sekä lääkemolekyylejä että syöpäsoluja tunnistavia molekyylejä. Näin lääkemolekyylit kulkeutuvat oikeaan kohteeseen eivätkä vahingoita terveitä soluja.
- Tällaisista sovelluksista on jo saatu lupaavia tuloksia ”puhtaissa” laboratorio-olosuhteissa ja alustavissa mallinnuksissa, kertoo Häkkinen. Ongelmana on kuitenkin se, ettei vielä tiedetä, kuinka biologisessa ympäristössä olevat muut molekyylit kuten proteiinit tarttuvat metallipartikkelin pintaan ja kuinka ne vaikuttavat partikkelin toimintaan sellaisissa aikaskaaloissa, jotka ovat relevantteja biologisessa ympäristössä tapahtuvien muutosten kannalta. Tähän ERC-projektini pyrkii tuomaan lisää ymmärrystä, jatkaa Häkkinen.
Globaalia yhteistyötä useassa maassa
Häkkisen tutkimus on pääosin supertietokoneita käyttävää laskennallista mallitusta, minkä vuoksi tarvitaan yhteistyötä kokeellista tutkimusta tekevien ryhmien kanssa. ERC-projektiin liittyvät yhteistyöverkostot ovat tällä hetkellä USA:ssa, Kanadassa, Tanskassa ja Singaporessa.
- Laskemamme ennusteet nanopartikkeli-biomolekyyli -hybridien mitattaville ominaisuuksille on testattava laboratoriokokeissa, jotta saamme tietoa menetelmiemme toimivuudesta ja ennustustemme luotettavuudesta, sanoo Häkkinen.
Kansainvälinen yhteistyö on parhaillaan hyvin kiinteää, ja kokeellisia tuloksia saadaan vertailtavaksi nopealla tahdilla.
- Laskennan ja kokeen antaman tiedon yhteensovittaminen ja siitä syntyvän uuden tiedon tuottaminen ongelmissa, joita kukaan ei ole vielä ratkaissut, on ollut intohimonani oikeastaan koko tutkijaurani ajan. Olenkin saanut tehdä työtä todella ison kansainvälisen kollegajoukon kanssa vuosien varrella ja niin odotan nytkin käyvän, iloitsee Häkkinen.
Usean tieteenalan arvostettu ammattilainen
Hannu Häkkinen on työskennellyt vuodesta 2007 lähtien laskennallisen nanotieteen professorina Jyväskylän yliopiston fysiikan ja kemian laitoksilla sekä nanotiedekeskuksessa. Häkkisen tutkimusryhmä on alallaan erittäin tunnettu ja arvostettu. Hänen yhteistyökumppaneinaan on ollut mm. kemian nobelisti Roger D Kornberg Stanfordista. Hän toimi Xiamenin yliopiston vierailevana professorina vuodet 2017–2021.
Häkkinen toimi akatemiaprofessorina kaudella 2016–2020. Vuodesta 2022 lähtien hän on ollut Jyväskylän yliopiston matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan tutkimuksesta vastaava varadekaani. Vuosien 2012–2017 aikana hän toimi Jyväskylän yliopiston nanotiedekeskuksen tieteellisenä johtajana. Suomalaisen Tiedeakatemian jäsen hän on ollut vuodesta 2015 alkaen.
Suomen Tiedeseura myönsi Häkkiselle professori Theodor Homénin fysiikan palkinnon merkittävistä tieteellisistä ansioista vuonna 2018. Samana vuonna tiedemaailman viittauksia seuraava Clarivate Analytics listasi Häkkisen yhdeksi viitatuimmaksi oman alansa tutkijaksi maailmassa, mikä kuvaa tutkijan työn merkitystä alan tiedeyhteisössä. Jyväskylän yliopisto on palkinnut Häkkisen Jyväskylän yliopiston tiedepalkinnolla vuonna 2011.
ERC Advanced Grants on Euroopan suurin henkilökohtainen tutkimusrahoitus. Rahoituksella tuetaan edistyneitä tutkijoita, jotka tavoittelevat uusia tieteen läpimurtoja. Rahoitusta myönnetään yhdelle hankkeelle enintään 3,5 miljoonaa euroa viiden vuoden ajaksi.
Lisätietoja:
- Häkkisen tutkimusryhmä: https://www.jyu.fi/fi/tutkimusryhmat/laskennallinen-nanotiede
-
ERC-tiedote: https://erc.europa.eu/news-events/news/erc-2023-advanced-grants-results
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Professori Hannu Häkkinen, +358 400 247 973, hannu.j.hakkinen@jyu.fi
Elina LeskinenViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 461 7880elina.leskinen@jyu.fiKuvat

Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto
Tutkimus: Toimittajat tasapainoilevat kansalaisjournalismin, digitaalisten alustojen ja poliittisen paineen välissä5.2.2026 10:40:54 EET | Tiedote
MA Edwin Nfor tarkastelee väitöskirjassaan, miten ammattijournalistit toimivat ympäristössä, jossa kansalaisjournalismi, digitaaliset alustat ja poliittinen kontrolli kietoutuvat yhä tiiviimmin yhteen. Tutkimus keskittyy Kamerunin anglofoniseen separatistikriisiin ja analysoi, miten journalistit raportoivat kriisistä nopean digitaalisen murroksen, uusien mediavälineiden ja -toimijoiden sekä jatkuvan paineen keskellä.
Miten liikunta vaikuttaa kehossamme? Uusi professori Riikka Kivelä tutkii vaikutuksia solu- ja molekyylitasolla5.2.2026 10:19:55 EET | Tiedote
Uusi liikunta- ja terveystieteen professori Riikka Kivelä tutkii liikunnan terveysvaikutuksia solu- ja molekyylitasolla. Parempi ymmärrys näistä mekanismeista auttaa kehittämään esimerkiksi sydän- ja verisuonitautien ehkäisyä ja hoitoa. Kivelä on aloittanut professorina Jyväskylän yliopistossa 1.1.2026.
Simulaatiot ja kokeet kohtaavat: koneoppiminen ennustaa kulta-nanoklusterien rakenteita ja dynamiikkaa5.2.2026 07:05:00 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopiston tutkijat ennustivat kulta-nanoklusterien käyttäytymistä korkeissa lämpötiloissa koneoppimiseen perustuvien simulaatioiden avulla. Tieto on tärkeää nanomateriaalien suunnittelussa, jotta niiden ominaisuuksia voidaan muokata esimerkiksi katalyysiin ja muihin teknologisiin sovelluksiin.
Opettajien stressi ja työn imu näkyvät luokkahuonevuorovaikutuksessa4.2.2026 09:10:57 EET | Tiedote
Opettajien työhyvinvointi heijastuu suoraan luokkahuoneeseen ja opettajan ja oppilaiden välisen vuorovaikutuksen laatuun. Jyväskylän yliopistossa tarkastettava väitöstutkimus osoittaa, että opettajien kokema stressi, työuupumus ja työn imu ovat yhteydessä siihen, millaista tunnetukea, ohjauksellista tukea ja toiminnan organisointia oppilaat saavat opetustilanteissa suomalaisissa peruskouluissa.
Tutkimuksen mukaan taidelaitosten tehtävä kestävyysmurroksessa ei ole miellyttää – vaan kestää ristiriitoja4.2.2026 06:59:00 EET | Tiedote
Teolliseen eläintuotantoon liittyy monimutkaisia kysymyksiä yhteiskunnan kestävyysmurroksessa. Ne ravistelevat ruokailutottumuksiamme, tuotannon tapoja ja ihmisen suhdetta muihin eläimiin. Tuoreen väitöstutkimuksen mukaan taidelaitokset voivat toimia merkittävinä areenoina tällaisten tunteita herättävien teemojen käsittelyssä.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme