Väitös tietotekniikan alalta, DI Joonas Piili

2017-12-08 12:00:00 2017-12-08 23:59:00 Europe/Helsinki Väitös tietotekniikan alalta, DI Joonas Piili Väitöskirjan nimi on: Single Polymer Dynamics in Confined Geometries: Capsid Ejection and Sedimentation http://cs.aalto.fi/fi/midcom-permalink-1e7d026dab76a3cd02611e78a8ee30d0dc6789f789f Otakaari 3, 02150, Espoo

Väitöskirjan nimi on: Single Polymer Dynamics in Confined Geometries: Capsid Ejection and Sedimentation

08.12.2017 / 12:00
F239a, Otakaari 3, 02150, Espoo, FI

Diplomi-insinööri Joonas Piili väittelee perjantaina 8.12.2017 klo 12 Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulussa, salissa F239a, Otakaari 3, Espoo. Väitöskirjassa "Single Polymer Dynamics in Confined Geometries: Capsid Ejection and Sedimentation" tutkittiin yksittäisen polymeerin liikettä ahtaissa geometrioissa käyttäen karkeistettuja tietokonesimulaatiomalleja. Erityisesti keskityttiin kapsidiejetioon ja solmuisten polymeerien sedimentoitumiseen.

Polymeerien dynamiikan mallintaminen auttaa ymmärtämään luonnon polymeerien, kuten DNA:n, RNA:n ja proteiinien käyttäytymistä. Väitöskirjan tuloksia voidaan hyödyntää kokeista ja realistisista simulaatioista saatujen tulosten ymmärtämiseksi. Väitöskirjassa käytettiin yksityiskohtaisten mallien sijaan mahdollisimman yleisiä simulaatiomalleja. Tämä mahdollisti keskittymisen perustavanlaatuisten ominaispiirteiden, kuten polymeerin pituuden, jäykkyyden, pakkaustiheyden, solmujen ja nestedynamiikan vaikutuksiin tutkituissa systeemeissä.

Erityisesti työssä keskityttiin mallintamaan polymeerin pakenemista, ejektiota, pallomaisesta kapsidista. Kapsidiejektiolla voidaan kuvata kuinka tietyn tyyppistet virukset vapauttavat DNA:nsa tai RNA:nsa isäntäsoluun. Simulaatiomallissa ejektio tapahtuu polymeerin sisäisen paineen ja entropiaeron avulla ilman ajavaa ulkoista voimaa. Työssä havaittiin, että jäykkien ja erittäin taipuisien polymeerien ejektiodynamiikka on hyvin erilainen. Nestedynamiikka ei sen sijaan juuri vaikuta ejektion peruspiirteisiin.

Lisäksi työssä tutkittiin, kuinka solmujen topologia vaikuttaa solmiutuneiden polymeerien sedimentaationopeuteen, ja miten tilanne muuttuu kun polymeerit sedimentoituvat lähellä tosiaan olevien seinien välissä. Monimutkaisesti solmiutuneet polymeerit sedimentoituvat nopeammin kuin yksinkertaisemmin solmiutuneet. Tämä aiheutuu siitä, että nämä ovat yleensä yksinkertaisemmin solmiutuneita polymeereja pienempiä.

Väitöstiedote (pdf)

Vastaväittäjä: Professor Gary W. Slater, The University of Ottawa

Kustos: professori Jouko Lampinen, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, tietotekniikan laitos

Elektroninen väitöskirja:  http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-7716-1