Itä-Suomen yliopiston tutkijat ovat mukana useissa kansallisissa tutkimuksen huippuyksiköissä ja lippulaivoissa. Monilla tutkijoilla on myös arvostettu Euroopan tutkimusneuvoston ERC-rahoitus.
Tutkimuksen huippuyksiköt
Suomen Akatemian huippuyksikköohjelmat ovat suomalaisen tutkimuksen menestystarinoita. Tutkimuksen huippuyksiköt kuuluvat oman tieteenalansa kansainväliseen kärkeen. Huippuyksiköiden laajat tutkimuskokonaisuudet uudistavat tutkimusta, kehittävät luovia tutkimusympäristöjä ja innovaatioita sekä kouluttavat uusia lahjakkaita tutkijoita suomalaiseen tutkimus- ja elinkeinoelämään. Itä-Suomen yliopisto on mukana kahdessa tutkimuksen huippuyksikössä.
Virtuaalinen laboratorio ilmakehän molekyylitason reaktioille ja faasimuutoksille (2022–2029)
Huippuyksikkö yhdistää ilmakehätieteen ja tietojenkäsittelytieteen menetelmiä virtuaalilaboratorioksi ilmakehän aerosolien muodostumisen tutkimiseksi. Tähän yhdistetään vuorovaikutteisesti kokeelliset ja teoreettiset huippumenetelmät kemian, fysiikan ja tekoälyn aloilta. Huippuyksikköä johtaa professori Hanna Vehkamäki Helsingin yliopistosta. Itä-Suomen yliopistosta huippuyksikössä ovat mukana professori Kari Lehtinen ja apulaisprofessori Siegfried Schobesberger Aerosolifysiikan tutkimusryhmästä.
Aerosolifysiikan tutkimusryhmä
Inversiomallinnus ja kuvantaminen (2018–2025)
Huippuyksikkö tuottaa uusia, tehokkaita ja teoreettisesti kestäviä ratkaisuja käytännön käänteisiin ongelmiin. Yksikkö keskittyy erityisesti kysymyksiin lääketieteen, geofysiikan, avaruustutkimuksen, kaukokartoituksen sekä ympäristö- ja ilmastotutkimuksen aloilla. Huippuyksikköä johtaa akatemiaprofessori Matti Lassas Helsingin yliopistosta. Itä-Suomen yliopistosta mukana on Laskennallisen fysiikan ja inversio-ongelmien tutkimusryhmä.
Laskennallisen fysiikan ja inversio-ongelmien tutkimusryhmä.
Tutkimuksen lippulaivat
Suomen Akatemian Lippulaivaohjelma tukee korkeatasoista tutkimusta ja siitä kumpuavaa laajaa taloudellista ja yhteiskunnallista vaikuttavuutta. Itä-Suomen yliopisto on mukana viidessä tutkimuksen lippulaivassa ja johtaa niistä kolmea.
FAME, Matemaattisen mallinnuksen, havainnoinnin ja kuvantamisen lippulaiva (2024–2028)
FAME-lippulaiva on monitieteinen konsortio, joka kehittää sovelletun matematiikan ja fysiikan menetelmiä yhteiskunnan tarpeisiin kuten lääketieteelliseen kuvantamiseen, teollisten prosessien seurantaan, rakenteiden kajoamattomaan testaukseen ja satelliittidatan tulkintaan. Lippulaiva perustuu inversio-ongelmien huippututkimukseen, ja se tekee tiivistä yhteistyötä teollisuuden ja yhteiskunnan yhteistyökumppaneiden kanssa. Lippulaivan johtajana toimii professori Tanja Tarvainen Itä-Suomen yliopistosta.
GeneCellNano, Geeni-, solu- ja nanoterapia kroonisten sairauksien hoidossa (2020–2024)
GeneCellNano-lippulaivan tavoitteena on kehittää, tuottaa ja testata nanotekniikoiden avulla kohdennettavia geeni- ja soluterapiassa käytettäviä uusia biologisia lääkkeitä eli niin sanottuja ATMP-valmisteita, biomarkkereita ja diagnostiikkaa kroonisten sairauksien hoitoon. Uusia hoitomuotoja kehitetään sydän- ja verisuonitauteihin, silmänpohjan ikärappeumaan sekä aivosyöpään, munasarjasyöpään ja virtsarakon syöpään. Lippulaivan johtajana toimii professori Seppo Ylä-Herttuala Itä-Suomen yliopistosta.
UNITE, Metsien, ihmisten ja koneiden vuorovaikutuksella resilienssiä, uusia arvoverkkoja ja merkityksellisiä kokemuksia (2020–2024)
UNITE-lippulaivan tavoitteena on monipuolistaa metsään liittyviä elinkeinoja, edistää metsien terveys- ja hyvinvointivaikutuksia, turvata luonnon monimuotoisuus sekä tehostaa metsien käytön johtamista ja operaatioita. Lippulaivan johtajana toimii professori Heli Peltola Itä-Suomen yliopistosta. Professori Jyrki Kangas toimi lippulaivan johtajana vuosina 2020-2022.
ACCC, Ilmakehän ja ilmaston osaamiskeskus (2020–2024)
ACCC-lippulaivan tavoitteena on lisätä ymmärrystä ilmastonmuutoksesta sekä ilmanlaadun heikkenemisestä. Näihin maailmanlaajuisiin haasteisiin vastaaminen on tärkeää, jotta pystymme tukemaan Suomen, Euroopan Unionin ja kansainvälisen yhteisön hiilineutraaliustavoitteita sekä hillitsemään ilmansaasteiden syntymistä ja ylläpitämään ilmakehän puhtautta. Lippulaivan johtajana toimii professori Markku Kulmala Helsingin yliopistosta ja varajohtajana professori Kari Lehtinen Itä-Suomen yliopistosta.
PREIN, Fotoniikan tutkimuksen ja innovaatioiden lippulaiva (2019–2026)
PREIN-lippulaiva kehittää valoon perustuvien teknologioiden sovelluksia muun muassa energiantuotannon, tietotekniikan ja ympäristöteknologian käyttöön. Lippulaivan johtajana toimii professori Goëry Genty Tampereen yliopistosta ja varajohtajana professori Jyrki Saarinen Itä-Suomen yliopistosta.
Euroopan tutkimusneuvoston ERC:n rahoittama tutkimus
ERC-rahoitus on yksi Euroopan arvostetuimmista tutkimusrahoituksista. ERC myöntää Starting Grant -rahoitusta tutkijanuran alkuvaiheessa oleville, Consolidator Grant -rahoitusta keskivaiheessa oleville sekä Advanced Grant -rahoitusta jo vakiintuneille tutkijoille. Korkean tieteellisen tason lisäksi hakemuksilta vaaditaan tiedettä uudistavia näkökulmia.
ERC-rahoituksen saaneille voidaan myöntää erillinen Proof of Concept -rahoitus ERC-hankkeessa syntyvien ideoiden innovaatiopotentiaalin osoittamiseksi.
Alla tietoa Itä-Suomen yliopiston tutkijoiden ERC-hankkeista.
ERC Advanced Grant
Professori Seppo Ylä-Herttuala, HeartGenes (2021–2026)
HeartGenes -hankkeessa tutkimuksen kohteena on vaikea sepelvaltimotauti ja sydämen vajaatoiminta. Hankkeessa kehitetään uusia verisuonen kasvutekijämolekyylejä. Ne mahdollistavat niin sanotun biologisen ohitusleikkauksen, jolla pyritään parantamaan sekä hapenpuutteesta kärsivän sydämen verenkiertoa että tehostamaan varsinkin vajaatoiminnasta kärsivän sydämen aineenvaihduntaa ja energiansaantia. Hankkeessa käytetään pitkälle kehitettyjä katetrimenetelmiä, joilla geeninsiirrot suoritetaan paikallisesti sydänlihakseen sekä sydämen kammioiden sisäpinnalta että retrograadisesti eli käyttäen antotienä kekseliäästi sydämen laskimoverkostoa.
Päättyneet ERC Advanced Grant -hankkeet:
- Professori Helmi Järviluoma-Mäkelä: Sensory Transformations and Transgenerational Environmental Relationships in Europe, 1950–2020 (SENSOTRA), 2016–2021
- Professori Seppo Ylä-Herttuala: Novel Gene Therapy Based on the Activation of Endogenous Genes for the Treatment of Ischemia - Concepts of endogenetherapy, release of promoter pausing, promoter-targeted ncRNAs and nuclear RNAi (CleverGenes), 2015–2021
- Professori Seppo Ylä-Herttuala: Gene Transfer Techniques in the Treatment of Cardiovascular Diseases and Malignant Glioma (FutureGenes), 2010–2015
ERC Consolidator Grant
Professori Minna Kaikkonen-Määttä, SECRET (2024–2028)
SECRET-hanke tähtää valtimotautien, kuten aivohalvauksen ja sydäninfarktin, riskien tarkempaan ennustamiseen. Nykyiset terveydenhuollon riskinarviointityökalut eivät huomioi geneettisiä riskitekijöitä, jotka voivat muodostaa merkittävän osan yksilön kokonaisriskistä. Tutkimusryhmä pyrkii mullistamaan riskinarvioinnin käyttämällä edistyneitä yksisolusekvensointiin ja CRISPR-teknologiaan pohjautuvia menetelmiä. Tavoitteena on kehittää uuden sukupolven työkaluja potilaan yksilöllisen polygeenisen riskisumman määrittämiseen. Niiden avulla voidaan huomioida erilaisten geneettisten ja myös solukohtaisten geenien toimintaa säätelevien tekijöiden vaikutukset riskiin. Hankkeessa tuotetaan tähän asti suurin yksittäisten solujen analyysiin perustuva aineisto ihmisen valtimonkovettumaplakeista. Lisäksi selvitetään taudin kehitykseen osallistuvien geenien toimintaa verisuonen seinämässä ennennäkemättömällä tarkkuudella.
Professori Tarja Malm, HUMANE (2022–2027)
Alzheimerin taudin kehittymiseen liittyy häiriintyneiden mikrogliasolujen aiheuttama tulehdusreaktio aivoissa. Uusimpia tutkimusmenetelmiä yhdistävä HUMANE-hanke valottaa sekä yksittäisten solujen että aivoalueiden tarkkuudella, mitkä mikrogliojen alatyypit osallistuvat Alzheimerin taudin kehittymiseen ihmisen aivoissa ja millainen yhteys niillä on hermoverkkojen toiminnan muutoksiin. Lisäksi solujen erittämistä vesikkeleistä mitattavat merkkiaineet voivat kertoa näistä varhaisista tautimuutoksista jo ennen oireita. Tutkimuksessa hyödynnetään iNPH-potilaiden aivokudosnäytteitä. Osalle näistä potilaista kehittyy Alzheimerin tauti, joten näytteet tarjoavat ainutlaatuisen ikkunan solu- ja molekyylitason tapahtumiin varhaisessa Alzheimerin taudissa. Hanke mahdollistaa entistä kokonaisvaltaisemman näkymän varhaisiin tautimuutoksiin ja edistää uusien lääkehoidon kohteiden ja diagnostisten merkkiaineiden löytämistä.
Professori Tanja Tarvainen, QUANTOM (2021–2026)
QUANTOM -hankkeessa kehitetään kvantitatiivisia kuvantamismenetelmiä perustuen kytketyn fysiikan ilmiöihin. Tällaisia kytketyn fysiikan ilmiöitä ovat muun muassa valolla aiheutettu ultraäänen muodostuminen fotoakustisen ilmiön kautta. Hankkeessa keskitytään kvantitatiivisten kuvantamismenetelmien kehittämiseen käyttäen Bayesilaisia inversio-laskennan menetelmiä. Tavoitteena on uusien kuvantamismenetelmien kehittäminen muun muassa biolääketieteellisen tutkimuksen ja kuvantamisen tarpeisiin.
ERC Starting Grant
Apulaisprofessori Kaisa Huhta, INTEL (2024–2029)
INTEL-hanke tähtää energiaoikeuden yleisten oppien kehittämiseen. Hankkeessa tunnistetaan ja analysoidaan energiaoikeuden käsitteitä ja periaatteita sekä kehitetään niihin perustuvia teorioita. Nämä yleiset opit toimivat oikeudenalojen perustana ja vakauttajina ja ohjaavat lainsäätäjän, tuomioistuinten ja juristien toimintaa säännösten tunnistamisessa, arvottamisessa ja tulkinnassa.
Tutkimuksessa yhdistetään lainoppia, haastatteluja, yhteiskehittämistä sekä koneoppimista tuottamaan uutta tietoa oikeuslähteiden sisällöstä sekä lainsäätäjien, tuomareiden ja juristien toiminnasta energiaoikeuden kentällä.
Apulaisprofessori Miina Porkka, AQUAGUARD (2024–2028)
Makealla vedellä on keskeinen rooli monien maapallon elämää ylläpitävien toimintojen säätelyssä. Ihmiskunta muokkaa veden kiertokulkua ennennäkemättömän laajasti ja nopeasti esimerkiksi ilmaston lämpenemisen, kastelun, maankäytön ja vesirakentamisen kautta ja uhkaa siten veden elintärkeitä toimintoja. AQUAGUARD-hankkeessa pyritään selvittämään näitä ihmistoiminnan aiheuttamia veden kierron muutoksia ja niiden maailmanlaajuisia vaikutuksia. Tietoa ja aineistoja yhdistetään monilta tieteenaloilta. Tavoitteena on data-analyysin ja mallinnuksen avulla tuottaa uutta tietoa, joka mahdollistaa globaalin näkökulman paremman huomioimisen vesivarojen hallinnassa ja hoidossa.
Tutkijatohtori Samuli Junttila, DRYTREE (2024-2028)
Hankkeessa pyritään tuottamaan aiempaa merkittävästi tarkempaa tietoa siitä, miten ympäristötekijät vaikuttavat puiden kuolleisuuteen eri puulajeilla ja metsäbiomeissa. Tutkimuksessa käytetään viimeisimpiä satelliittikaukokartoitustekniikoita ja syväoppimismenetelmiä. Niiden avulla tutkitaan laajoja metsäalueita Euroopassa ja Yhdysvalloissa. Kerättävä tieto on ennennäkemätöntä yksityiskohdiltaan. Menetelmällä voidaan seurata jopa yksittäisten puiden kuolleisuutta ja tutkia niiden ominaisuuksia, kuten 3D-rakennetta ja ympäristöolosuhteita.
Apulaisprofessori Alina Solomon, Brain Health Toolbox (2019–2024)
The Brain Health Toolbox -hankkeessa kehitetään keinoja muistisairauksien monitekijäiseen, yksilölliseen riskinarviointiin ja ehkäisyyn. Hankkeessa kehitetään laajasti eri riskitekijöihin ja myös uusiin biomarkkereihin perustuvia tautimalleja ja riskinarvioinnin työkaluja, joita testataan käytännössä muistisairauksien ehkäisytutkimuksissa. Innovatiivista koneoppimiseen perustuvaa menetelmää käytetään määrittelemään henkilön yksilöllinen riskiprofiili. Näin pystytään tunnistamaan mahdollisimman aikaisessa vaiheessa suurimmassa sairastumisriskissä olevat ja ne, joille ennaltaehkäisevistä toimenpiteistä on eniten hyötyä.
Päättyneet ERC Starting Grant -hankkeet:
- Professori Minna Kaikkonen-Määttä, Enhancers Decoding the Mechanisms Underlying CAD Risk (EnDeCAD), 2019–2023
- Professori Kati Kulovesi, Slowing Down Climate Change: Combining Climate Law and Climate Science to Identify the Best Options to Reduce Emissions of Short-lived Climate Forcers in Developing Countries (CLIMASLOW), 2017–2022
- Professori Annele Virtanen, Quantifying the atmospheric implications of the solid phase and phase transitions of secondary organic aerosols (QAPPA), 2014–2019
- Professori Rami Korhonen, Evaluation of Osteoarthritis Progression in a Patient-Spesific Manner using Magnetic Resonance Imaging and Computational Modeling (OAPROGRESS), 2011–2016
Päättyneet ERC Proof of Concept -hankkeet:
- Professori Rami Korhonen, Novel algorithm for treatment planning of patients with osteoarthritis (ALGOA), 2018-2019