Uurimisrühmad

​Reproduktiivbioloogia uurimisrühm on keskendunud eelkõige naisepoolse viljatuse molekulaarsete tekkepõhjuste ja diagnostika võimaluste uurimisele. Peamiseks eesmärgiks on kirjeldada rakkudevahelisi molekulaarseid interaktsioone
munasarjas ning leida faktorid, mis võimaldaksid eristada arenguvõimelist munarakku hukkumisele määratutest. Uurimistemaatika jaguneb valdavalt kolmeks:

• inimese munasarja bioloogia ja munasarjapõhise viljatuse uurimine,
• keskkonnakemikaalide mõju munasarja toimimisele,
• viljakuse säilitamise meetodite arendamine. Meetoditena kasutatakse kaasaegseid geeniekspressiooni ja rakupopulatsioonide kirjeldamise suundi: süvasekveneerimine, ühe raku analüüsid, funktsionaalsed katsed rakuliinides ja primaarsete rakkude kultuuris jne. Saadud andmeid analüüsitakse ja tulemusi modelleeritakse bioinformaatiliste algoritmide abil. Koostööd tehakse kõikide Eesti viljatusravi kliinikutega, kelle abiga kogutakse bioloogilist materjali (munasarja granuloosa rakud, munasarja biopsiad, follikulaarvedelik, vereproovid) viljakatelt ja viljatutelt naistelt ning Tervisetehnoloogiate Arenduskeskusega.​

bioinformaatika​, ​reproduktiivbioloogia, sekveneerimine, viljatus

Uurimisgrupi teadustöö eesmärgiks on välja töötada paindlikke ja uudseid sensortehnoloogiaid ja algoritme:

1. Ureemiliste toksiinide eemaldamise jälgimiseks reaalajas. Mõõdetud parameetrid võimaldavad hinnata erinevate
   ureemiliste toksiinide kontsentratsioone reaalajas ilma vereproove võtmata ning seega aitab saada paremini tagasisidet ravi (n neeruasendusravi) kohta ning kohandada raviviise vastavalt patsientide vajadustega.
2. Isikustatud ja targa töörõiva loomiseks, mis töörõivasse integreeritud sensorite ja uudsete algoritmide abil looks väärtuslikke andmeid tööliste asukohast, kõnnimustritest, füüsilisest aktiivsusest, energiakulust ja füsioloogilisest seisundist ning parandaks tehnoloogiliste lahenduste ja teenuste abil teadlikkust ja ohutust nõudlikes ja ohtlikes töökeskkondades.
3. Uuenduslike psühhofüsioloogiliste meetodite väljatöötamine, mis ühendab kvantitatiivseid füsioloogilisi ja
   subjektiivseid psühholoogilisi näitajaid, et hinnata inimeste emotsionaalset vastust erinevatele (elu)keskkondadele (nt turvalised, mugavad, stressirohked, ülestimuleerivad või ebaatraktiivsed). Üks rakendusvaldkond on ületada lõhe linnaplaneerijate ja linnaelanike vahel kasutades nn heaoluskoori kaardistamist.

vt ka https://taltech.ee/biomeditsiinitehnika-keskus 

algoritmid, biovedelike optika, dialüüsravi, energiakulu, füüsilise aktiivsuse monitooring, kõnetuvastus, reaalajas monitooring, sensorid, sensorite integratsioon, signaalitöötlus, spektrofotomeetria, ureemilised toksiinid, väsimuse monitooring

​Uurimisrühma teadustöö keskendub uute elektro- ja fotokeemiliste reaktsioonide arendamisele pidevas voolus. Uurimistöö on multidisiplinaarne, kus kombineeritakse kaasaegseid orgaanilise sünteesi tehnikaid keemiatehnoloogiliste võimalustega, et saavutada kõrget efektiivsust ja jätkusuutlikkust. Elektro- ja fotokeemilistes reaktsioonides kasutatakse elektrit või valgust kui „jäljetuid ja rohelisi reagente“, eesmärgiga genereerida kõrge reaktiivsusega ühendeid pehmetes reaktsioonitingimustes, mis tagab ligipääsu uutele reaktsiooniradadele. Enamgi veel, jätkusuutlike energiaallikate nagu päikese- või tuuleenergia ning päevavalguse kasutamine muudab elektro- ja fotokeemia eriti atraktiivseks.

Uurimisrühmas kasutatakse tavapärase katseklaasi ja kolvi asemel reaktsioonide läbiviimiseks spetsiaalseid pideva voolu foto- ja elektromikroreaktoreid. Voolureaktorites pumbatakse reaktsioonisegu pidevalt läbi reaktori reaktiivse ala, mis võimaldab lihtsasti reaktsioonide mahtu suurendada ning muudab need keemiatööstuse jaoks huvipakkuvaks.

​

asümmeetriline katalüüs​, ​elektrokeemia, fotokeemia, orgaaniline süntees, voolukeemia

​Supramolekulaarse keemia uurimisrühm tegeleb uute käeliste uureapõhiste molekulaarsete mahutite arendamisega. Tegeleme efektiivsete ja keskkonnasõbralike sünteesimeetodite välja töötamisega, kasutades muuhulgas mehhanokeemiat. Uurime molekulide ja supramolekulaarsete kompleksite struktuure ning molekulidevaheli vastasmõjusid. Keskendume kukurbituriilide perekonda kuuluvatele makrotsüklitele – hemikukurbituriilidele, ning nende kompleksidele.

Eriti huvitume heade optiliste omadustega porpfüriinide kompleksitest ning nende rakendamisest supramolekulaarsetes süsteemides. Uurime kiraalse induktsiooni teket ning supramolekulaarsete komplesite spektroskoopilisi iseärasusi. Nii
saame valmistada adaptiivseid sensoreid ning välisstiimulitele reageerivaid ise-organiseeruvaid molekulide süsteeme. Uute molekulaarsete mahutite disaini abil on võimalik välja töötada uusi rakendusi nii materjali- ja keskkonnateaduses, kui ka toidu-, farmaatsia- ning põllumajandustööstusele.

​

CD, FS, kemosensorid, kiraalsus, kukurbituriilid, mehhanokeemia, monokristall röntgen-difraktsioonanalüüs, NMR​, orgaaniline süntees, orgaaniliste ühendite analüüs, retseptorid, roheline keemia, spektroskoopia, süntees, ​supramolekulaarsed retseptorid, UV-vis, VCD

​Süsteemibioloogia laboratoorium tegutseb biofüüsika ning bioenergeetika vallas, keskendudes südamerakus toimuvate protsesside uurimisele. Kasutades nii eksperimentaaltööd kui matemaatilist modelleerimist uuritakse rakusisest kompartmentatsiooni ning difusioonitakistusi ning nende mõju rakuenergeetikale, mitokondrite funktsionaalse struktuuri mõju rakuhingamisele, energia ülekande mehhanisme rakkudes ning südameraku mehaanika ning energeetika omavaheline seost.

Südamelihasrakus on kirjeldatud kaht tüüpi difusioonitaksistusi, mis arvatavalt mängivad suurt rolli energia ülekandes, signaliseerimises, apoptootiliste faktorite ja reaktiivsete hapniku radikaalide jaotuses. Oma uuringutes keskendume nende difusioonitakistuste rolli määramisele nii terves südames kui ka patoloogilistes tingimustes. Selleks on kasutusel muundatud rakuenergeetika süsteemiga geenmuundatud hiireliin, mis võimaldab meil hinnata erinevate ioonide ja molekulide voogude mõju ja ka selle kaudu difusioonitakistuste rolli südamerakkudes. Kasutades eelpool mainitud hiiri,
näitasime kuidas rakuenergeetikas olulise metaboliidi (kreatiini) puuduslikkus viib rakusiseste kohanemisteni nii energiaülekandesüsteemides kui ka kaltsiumi signaliseerimises. Antud uuringud on baasiks rühmagrandi projektile, mis keskendub erinevate protsesside interaktsioonide uurimisele südamelihasrakus.

Uurimisrühma väljundiks on ka vabatarkvara arendamine rühmas väljatöötatud analüüsitehnikatele nagu näiteks bioloogiliste protsesside kineetika katseandme sisestus- ja töötlusplatform, dekonvolutsioon konfokaal mikroskoopia piltide parendamiseks, sarkomeeri pikkuse reaalajas määramise. Oleme arendanud välja ka tarkvara geelelektroforeesi tulemuste analüüsiks.

bioenergeetika, biofüüsika, biomehaanika, elektrofüsioloogia, fluorestsentsi korrelatsioonispektroskoopia​, fluorestsentsmikroskoopia, rakusisene difusioon, ​süda

​Uuritakse taim-patogeen interaktsioonide geneetilisi, molekulaarseid ning rakubioloogilisi aspekte. Selleks kasutatakse peremeestaimedena eelkõige erinevaid kõrrelisi, samuti ka mudeltaimi müürlooka ja tubakaid. Identifitseeritakse ja iseloomustatakse kõrrelisi kultuurtaimi nakatavaid viiruseid Eestis ning naabermaades, kasutades uue põlvkonna
sekveneerimismeetodeid. Uuritakse sobemoviiruste liike.

Taimede molekulaarbioloogias uuritakse multifunktsionaalseid ABCE geene. Osaletakse EEA projektis „EditGrass4Food“, mille eesmärk on tõsta põllumajanduse jätkusuutlikkust karjamaa raiheina külma- ja põuataluvuse parendamisega transkriptoomika ja funktsionaalse genoomika abil. Projekti viiakse ellu koostöös Läti, Norra ja Leedu teadlastega. Eesti-prantsuse Parrot programm „Teraviljaviiruste teke ja lahknemine: Sobemoviirused kui näidisjuhtum“ on just lõppenud, aga koostöö Montpellier Arengu-uuringute instituudiga jätkub samal teemal. Koordineeritakse EUPHRESCO ERA-Net projekti
"Teravilja nakatavate viiruste diagnoosimine ja epidemioloogia", et luua rahvusvaheline võrgustik teadlastest, kes on huvitatud viiruste leviku kaardistamisest ja diagnostikameetodite parendamisest. Projektiga on liitunud 24 partnerit erinevatest riikidest.

Oleme olnud koordinaatorid EMP projektis „Uuenduslik platvorm Eesti-Norra bioinformaatika ja geenide täppismuutmise teaduspõhiseks õpetamiseks“, partnerlusega Norra Loodusteaduste Ülikoolist.  METKiga (Maaelu Teadmuskeskus) sõlmitud koostöölepingu raames oleme tegelelenud suvi- ja talinisu haiguskindlust ja saagikust määravate geenide  uurimisega. Kasutame fütopatoloogilisi meetodeid, geneetilist kaardistamist ja DNA järjestuste analüüsi.

​

CRISPR/Cas9, genotüpiseerimine​, kliimamuutustega kohanemine, nisu eelaretus, ​​põllumajanduslikud taimehaigused, RNA vaigistamise supressorid, taimeviirused

Uurimisrühma visiooniks on: “Innovation thorough the border crossing”. Rühm keskendub teaduse ja tehnoloogia sünergiale, et pakkuda praktilisi lahendusi ja muuta teaduslikud avastused reaalseks innovatsiooniks. Uurimisrühma tuumiktehnoloogiad hõlmavad kapillaarelektroforeesi, fluorestsentsi, juhtivust, gaaskromatograafiat, mikrofluidikat ning mitmeid teisi kaasaegseid instrumentaalseid ja analüütilisi meetodeid.

Rühm töötab välja analüütilisi meetodeid psühhoaktiivsete ainete tuvastamiseks ja kvantifitseerimiseks nii bioloogilistes proovides kui ka taimematerjalides. Lisaks keskendub uurimisrühm erinevate ainete farmakokineetika ja metabolismi uurimisele, et paremini mõista nende ainete mõju organismile ja vastavaid detekteerimisviise.

Rühm teeb tihedat koostööd rahvusvaheliste teadustöögruppide ja partneritega üle maailma ning panustab aktiivselt erinevatesse partnerlusprojektidesse, sealhulgas Horizon Europe’i ja teistesse teadusrahastuse programmidesse. Viimase 15 aasta jooksul on rühma teadlased arendanud ja rakendanud erinevaid analüsaatoreid, nagu näiteks drughunter.eu ja smagry.com, mitmete valdkondade ja partnerite jaoks. Olulisemateks koostööpartneriteks on olnud ka Eesti Politsei- ja Piirivalveamet, kellele on välja töötatud innovaatilisi lahendusi, mis vastavad nii avaliku sektori kui ka erasektori praktilistele vajadustele.

​analüüsatorid, Drug Hunter, fluorestsents, kapilaarelektroforees, keelatud ained, kemomeetria, kvaliteedijuhtimine, ​mikrofluidika, narkootilised ained, sensorid, täppispõllumajandus​

Uurimisrühm on üks Eesti juhtivaid teadus-, tehnoloogia- ja innovatsioonisüsteemide ja poliitikate uurimiskeskusi. Rühma teadusuuringud keskenduvad järgmistele uurimisteemadele: tehnoloogilis-majanduslikud paradigmad ja riigi roll innovatsioonis, tuleviku innovatsioonisüsteemid ja poliitikad, innovatsioonipoliitika korraldus ja juhtimine.

Rühma rakenduslik arendustegevus aitab Euroopa Liidul ja Eestil analüüsida, hinnata ja juhtida järgmisi innovatsioonipoliitika trende:

1. rohepööre ja missioonipõhine teadus- ja innovatsioonipoliitika maailmas, Euroopas ja Eestis,
2. suurte ühiskondlike väljakutsete lahendamine läbi innovatsiooni,
3. nutika spetsialiseerumise strateegiate koostamine ja rakendamine Euroopas ja Eestis,
4. Euroopa Liidu tõukefondidest rahastamise vähenemise mõjud ja võimalused Eesti majandusele,
5. globaalsete väärtusahelate mõju innovatsioonisüsteemide ja poliitikate arendamisele, innovatsioon targa linna kontekstis.

innovatsioon, innovatsioonipoliitika, tehnoloogia valitsemine

​Uurimisrühma töö eesmärgiks on läbi teadus- ja rakendusuuringute ning õpetamise muuta (eestimaalaste) toitumine tervislikumaks. Analüüsitakse toidusüsteemides toimuvaid protsesse alates toormest, selle käitlemisest kuni inimese
tarbimiseelistuste ja seedimiseni. Ekspertidena toiduga seotud valdkonnas aidatakse toiduettevõtetel lahendada probleeme ja arendada uusi tehnoloogiaid ja tooteid. Üheks olulisemaks suunaks on teaduspõhine toidutööstuse protsesside arendamine suurema väärtuslisandiga toodete loomiseks, k.a toidutootmise kaassaadustest. Uurimisrühm tegeleb protsessidega, mis võimaldavad parandada toodete kvaliteeti, suurendada protsessi saagiseid ning läbi selle tõsta tootmise kuluefektiivsust. Samuti uuritakse uudsete ja alternatiivsete toidutoormete kasutamist.

Põhilised uurimisteemad on:

• Toitainete ringlus toidusüsteemides (Toomas Paalme)
• Toidu sensoorne ja instrumentaalanalüüs (Kristel Vene)
• Peptiidide roll pärmide lämmastikuallikana toidu fermentatsiooniprotsessides (Ildar Nisamedtinov)
• Toidu kvaliteet ja struktuur (Katrin Laos)
• Toidu mikrobioom: toidu kvaliteet, ohutus ja innovatsioon (Inga Sarand)
• Tahke faasi fermentatsioonid ja toidu kaassaaduste väärindamine (Allan Olspert)​

fermenteerimine (toidu fermentatsioonid), kultiveerimistehnoloogiad, soolemikrobioota, toidu analüüs, toidu ohutus ja kvaliteet, toidufüüsika, toidumikrobioloogia, toidutehnoloogiad, toit, toitumine

Uurimiskeskuse fookuses on adaptiivne kihtideülese töökindluse ja enesetervise teadlikkuse tehnoloogia homsete arukate autonoomsete süsteemide ja värkvõrgu jaoks Eestis ja Euroopas. Teadusrühm uurib küberfüüsikaliste süsteemide alusarvutusriistvara toetades nende süsteemide heterogeensust ja tehisintelligentsusel põhinevat autonoomsust. Keskuses loodud teadmised pakuvad inseneridele disainilahendusi ja kohapealset instrumentaariumi tööstuslike süsteemide tõrgete haldamiseks.

Keskuse põhikompetentsid on:

• Arvutusriistvara projekteerimine: VHDL ja Verilog projektid, projekteerimise keskkonnad (Cadence, Siemens-Mentor, Synopsys), rakendusspetsiifilised arvutusplatvormid (Mehitamata õhusõidukid ehk droonid)
• FPGA-põhilised lahendused ja metodoloogiad: FPGA süsteemkiibid (Zynq, CycloneV), Projekteerimise keskkonnad (Xilinx Vivado, Altera/Intel Quartus, Lattice Diamond)
• Tarkvara ja sardtarkvara arendus: Paljasmetalli rakendused, buudilaadurid, Linux draiverid ja Userspace rakendused, Operatsioonisüsteemid Petalinux, Yocto, FreeRTOS ja tarkvaraarenduskomplektid (SDK, ELDK)
• Kihtideülene töökindlus ning rikete haldus: masinõppepõhised lahendused, funktsionaalne ohutus (standard ISO26262)
• Testi ja tõrkeotsingu instrumendid: JTAG/IJTAG põhised lahendused (standardid IEEE-1149.1, IEEE-1149.6, IEEE-1687)​

arukad autonoomsed süsteemid, ​​arvutusriistvara projekteerimine, ennustav hooldus, funktsionaalne ohutus, masinõpe​, ressursside tõhus arvutus, sardsüsteemid, serva-AI kiirendid, süsteemi enesetervise teadlikkus, töökindlus