FM Markus Heinonen väittelee maanantaina 17.12.2012 kello 12 (Helsingin yliopiston päärakennus, Unioninkatu 34, Auditorio XII (vanha puoli), 3. kerros) aiheesta "Computational methods for small molecules". Tutkimus kuuluu bioinformatiikan alaan.

Laskennallisia menetelmiä pienille molekyyleille

Aineenvaihdunta eli metabolia on solunsisäinen järjestelmä, joka pilkkoo ravinteita energiaksi ja rakennuspalikoiksi solulle tarpeellisten aineiden rakentamiseen. Metabolian ytimessä ovat kemialliset reaktiot, jotka muokkaavat aineita toisiksi aineiksi. Tässä työssä tutkitaan metaboliaan liittyviä laskennallisia ongelmia.

Tämä väitöskirja esittelee neljä itsenäistä tutkimusta metabolian alalta. Kaksi ensimmäistä liittyy suoraan reaktioiden mallintamiseen. Ensimmäisessä ongelmassa pyrimme löytämään atomitasolla pienimmän mahdollisen reaktion selittävän reaktiomekanismin. Toisessa ongelmassa hyödynnämme tätä atomikuvausta ennustamalla reaktion funktiota määrittävä sanallinen kategoria. Kyseessä on koneoppimissovellus, jota varten työssä on kehitetty uusi kernelfunktio verkoille. Väitöskirjan toisessa puoliskossa tutkitaan massaspektrometriamittausdataa (MS) metaboliiteista. MS-mittauksessa syötetty tuntematon molekyyli pilkotaan osiin ja näiden osien massat mitataan. Tuntemattomien molekyylien tunnistus MS-mittauksista on laajalti merkittävä ongelma biotutkimuksessa. Sovellamme ongelmaan kone-oppimista sekä kombinatoriikkaa.

Väitöskirjassa on erityisesti tuotu kone-oppimisen uusimpia tuloksia bioinformatiikkaan ja kemiallisen datan käsittelyyn, sekä saavutettu teoreettisia ja käytännöllisiä parannuksia suhteessa aiempiin metabolian ja MS-ainestojen analyysin algoritmisiin menetelmiin.

Väitöskirjan saatavuus

Väitöskirjan elektroninen versio on saatavilla e-thesis-palvelussa osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-8452-2.

Painettuja väitöskirjoja voi tiedustella väittelijältä itseltään: (09) 191 51401 tai markus.heinonen@cs.helsinki.fi.