Lääkärin ääni Suom Lääkäril 2025;80:e45274, www.laakarilehti.fi/e45274

Kemiaa, säihkysääriä, laskuvarjoja ja lääkettä

Anu Wartiovaara

Vuonna 1828, kun osmanien valtakunta alkoi vetäytyä Euroopasta, Pushkin kirjoitti runon kasakkapäällikön rakkaudesta ja petturuudesta, ja Chopin sävelsi ensimmäisen pianosonaattinsa, myös kemian tutkimuksen alalla järisi.

Saksalainen Friedrich Wöhler kuumensi mineraaleista peräisin olevia ammoniumsuoloja laboratoriossaan ja onnistui tuottamaan ureaa.

Hän lähetti kirjeen ohjaajalleen Jacob Berzeliukselle: “Osaan tehdä virtsa-ainetta tarvitsematta siihen munuaista tai eläintä – edes ihmistä tai koiraa”. Löydös kaatoi siihen saakka tiedettä hallinneen vitalismi-käsityksen, minkä mukaan vain elollinen olio kykenisi tuottamaan eloperäisiä aineita.

Wöhlerin tulosten innottamana tutkijajoukot riensivät etsimään erilaisia epäorgaaniste aineiden, hiilen ja typen yhdisteitä.

Saksalainen kemisti Wilhelm Lossen pohti, voisiko lämpöä tai metalleja käyttää muokkaamaan kemiallisia aineita uudenlaiseksi. Reaktiossa metalli olisi kätilön roolissa, jossa se avustaisi emomolekyyliä punnertamaan esiin aiemmin näkemättömän yksilön. Vuonna 1872 Lossen raportoi onnistuneensa. Reaktio, jossa hydroksamiinihaposta syntyi uusia typpiyhdisteitä nimettiin “Lossenin uudelleenjärjestelyksi”.

Vuonna 1882, inspiroituneena Lossenin tuloksista, saksalainen kemisti Ernst Otto Beckmann uudelleenjärjesteli happoja, käytti kätilönä fosforia ja tuotti kaprolaktaamia.

Eipä arvannut Ernst mitä keksinnöistä seurasi.

1930-luvulla saksalaiset ja amerikkalaiset tutkijat keksivät kuumentaa kaprolaktaamia, jolloin se alkoi muodostaa pitkiä yhdisteketjuja. Pian keksintö jo somisti naisten sääriä. Nylonin kestävyys ja keveys alkoi kiinnostaa myös sotateollisuutta, natsi-Saksa etunenässä. Se tuotti materiaalista laskuvarjojen köysiä, vaatteita ja jopa koneiden osia. Pikkuhiljaa polymeeriketjut, jotka olivat syntyneet kemistin hiljaisessa, kaasulampun valaisemassa laboratoriossa vuosikymmeniä aiemmin, muuttuivat teollisuuden kestäviksi mutta huonosti hajoaviksi raaka-aineiksi.

Nyt, lähes 150 vuotta Beckmannin keksinnön jälkeen, Euroopassa käytetään vuosittain jopa miljoona tonnia polyamideja.

Lossen oli unohtunut jopa vuosisadaksi, kunnes kesäkuussa 2025 hän komeili otsikoissa. Skotlantilainen Stephen Wallacen tutkimusryhmä raportoi Nature Chemistry -lehdessä onnistuneensa Lossenin uudelleenjärjestelyn avulla muokkaamaan bakteerin sisäistä aineenvaihduntaa käyttäen metallikätilönä solun omaa fosfaattia. Aineenvaihdunnan kokonaisuus on kuin Tokion metrokartta: tuhansien biokemiallisten yhdisteiden muodostama monimutkainen verkosto, joka on järjestyksessä ja aina ajallaan. Wallacen ryhmä käänsi vaihdetta niin, että yhdisteet siirtyivät uusille raiteille ja kohtasivat tavalla, jota luonto ei aiemmin tuntenut. Solu eli ja kasvoi, vaikka aiemmin reaktiot olivat onnistuneet vain koeputkessa. Tutkijat olivat onnistuneet ohjaamaan evoluutiota.

Wallacen bioinsinöörien tavoite oli käytännöllinen ja nerokas. Muokkauksen jälkeen bakteerit kykenivät syömään muovipullojätettä, ja käyttämään sitä kasvuunsa.

Uuden ravinnon myötä myös bakteerien tuotos oli myös uudenlaista. Syötyään muovia bakteerit tuottivat parasetamolia.

Wöhler, Lossen ja Beckmann tekivät 1800-luvulla perustutkimusta: pitkäjänteisesti uutta tietoa luoden, ilman ennakko-oletusta sovelluksesta. Nyt – 200 vuotta myöhemmin – tulokset saattavat muuttaa jäteongelmaa kivunhoidoksi, terapiaksi maapallomme päänsärkyyn.

Kirjoittaja

Anu Wartiovaara Kirjoittaja on akatemiaprofessori ja kliinisen molekyylilääketieteen professori Helsingin yliopistossa.

Lääkäriliitto Fimnet Lääkärilehti Potilaanlaakarilehti Lääkäripäivät Lääkärikompassi Erikoisalani Lääkärilehden työpaikat