1. TÜ väitekirjad alates 2004 - Theses, PhD, MSc, ETD
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Electron-phonon interactions in local degenerate electronic states in solids(2024-06-06) Pae, Kaja; Hizhnyakov, Vladimir, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondElektronide interaktsioon kristallvõre võnkumistega ehk elektron-foononinteraktsioon määrab tahke keha paljud füüsikalised omadused. Doktoritöö keskendub kristallide lisanditsentritele, kus kaks ergastatud ja sama energiaga elektronolekut (nn kõdunud olekut) on interaktsioonis kahekordselt kõdunud (võrdse energiaga) lokaalse võnkemoodiga (Jahn-Telleri efekt) ja lisaks ka kõigi kahekordselt kõdunud kristallvõre võnkumistega, mille arvuline suurusjärk on ~10²³. Loodud on puhtalt kvantmehhaaniline meetod, mis võimaldab arvutada lisanditsentri interaktsiooni kristallvõre võnkumistega ja kirjeldada olulisi kvantmehhaanilisi efekte. Varasemad arvutusmeetodid suudavad arvesse võtta kuni paarkümmend võnkemoodi, mistõttu pole võimalik kvantmehhaaniliselt kirjeldada näiteks ajaliselt pöördumatuid protsesse. Väljatöötatud meetodit rakendades on arvutatud kristalli lisanditsentri optiline neeldumisspekter ja esimest ja teist järku Ramanhajumise spektrid erinevate interaktsioonitugevuste puhul. Kõdunud elektron- ja võnkeolekute interaktsioonil tekib süsteemis spontaanne sümmeetria rikkumine ning elektron- ja võnkeolekute segunemine. Spontaanne sümmeetria rikkumine, mis on seotud kõdunud ehk samaväärsete energiaolekutega, on füüsikalise maailma universaalne nähtus, mis peitub paljude aine ja universumi omadusi suunavate protsesside taga. Suure paugu järgse universumi arengut juhtisid erinevat tüüpi spontaansed sümmeetria rikkumised. Selliste süsteemide potentsiaalset energiat saab kirjeldada koonilise lõikumisega potentsiaalipinnaga, mis oluliselt määrab süsteemi evolutsiooni. Täiendav interaktsioon aine oma moodidega suunab relaksatsiooni teatavate konfiguratsioonide suunas ja võimaldab ainetes ergastatud olekute relaksatsiooni põhiolekusse. Biomolekulides on kõdunud elektron- ja võnkeolekute interaktsioon seotud mitmete oluliste efektidega, näiteks fotosünteesiga. DNA-s põhjustab elektronide ja võnkumiste interaktsioon tümiin aluste omavahelist reageerimist, mis takistab DNA transkriptsiooni ja võib põhjustada vähki. Kuna koonilised potentsiaalipindade lõikumised määravad suuresti molekulaarsüsteemide ja tahkiste fotofüüsikalised ja -keemilised omadused, on nende süsteemide uurimine viimastel aastakümnetel tublisti hoogu juurde saanud. Kasutades loodud arvutusmeetodit on uuritud ergastatud seisundis Jahn-Telleri efektiga kristalli lisanditsentri kiirgusvaba relaksatsiooni tänu tsentri interaktsioonile kristallvõre võnkumistega. Esmakordselt on visualiseeritud lainefunkstiooni evolutsioon läbi koonilise potentsiaalilõike. Seni on arvatud, et antud protsess toimub femtosekund skaalal, doktoritöö arvutused näitavad aga, et üleminek ergastatud Jahn-Telleri olekust põhiolekusse toimub pikosekund skaalas ja on suunatud teatavate koordinaatide suunas. Lisaks laine funktsiooni evolutsioonile ja energia relaksatsioonile on esmakordselt uuritud ka pöörlemisrelaksatsiooni, mis on seotud pöörlemismomenti omavate võnkekvantide emiteerimisega. Pöörlemise kvanthõõrdumine Jahn-Telleri süsteemis erineb klassikalisest – arvustuste kohaselt võib pöörlemismoment pöörlemise vahefaasides kasvada ja ületada isegi esialgset väärtust. Tegu on ootamatu nähtusega, mis on võimalik kvantsüsteemides. Lahendatud on ka pikki aastaid vaidluse all olnud Jahn-Telleri E ⊗ e ja Renner-Telleri süsteemi põhioleku sümmeetria ja näidatud selle sõltuvust lineaarse ja ruutvibrooninteraktsiooni tugevustest.Item Effects of remote ischaemic preconditioning on arterial stiffness, organ damage and metabolomic profile in patients with lower extremity artery disease(2024-06-06) Kuusik, Karl; Kals, Jaak, juhendaja; Zilmer, Mihkel, juhendaja; Eha, Jaan, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkondKaugisheemiline eelkohastamine (KIE) on protseduur, mille eesmärgiks on kaitsta kudesid ja elundeid verevarustuse häiretest tingitud kahjustuste eest. Lisaks erakorralistele situatsioonidele esineb sellist kahjustust igapäevase plaanilise meditsiinilise tegevuse käigus, kus vajaliku raviga kaasnevate tüsistuste oht on kõrgem juba suure haiguskoormuse ja riskidega patsientidel. Selliste haigete rühma kuuluvad ka alajäsemete arterite haigusega (AAH) patsiendid. KIE protseduur hõlmab korduvaid lühiajalisi verevarustuse katkestamise ja taastamise tsükleid eemalasetsevas koes, eelistatult ülajäsemes, tekitades rakkudes ja kudedes soodsaid kohastumuslikke muutuseid eesmärgiga kaitsta verevarustushäiretest tingitud kahjustuste eest. Käesolev doktoritöö uuris KIE mõju AAH patsientidel digitaalse subtraktsioon angiograafia ja endovaskulaarse raviprotseduuri järgselt, keskendudes muutustele arterite jäikuses, neeru- ja südamekahjustuste näitajates, põletikus, oksüdatiivses stressis ja metaboolses profiililis. Uuringusse kaasati 111 AAH patsienti, kes jaotati juhuslikustamise alusel KIE-rühma ja kontrollrühma vahel. KIE-rühma patsientidele tekitati neljal korral järjest õlavarrele asetatud vererõhumansetiga lühiajalised verevarustuse peatamise episoodid, millele järgnes verevarustuse taastamise periood. Kontrollgrupis teostati sarnasel kombel vererõhumanseti täitmist minimaalsete rõhkude juures. Tulemused näitasid, et KIE-rühmas paranesid võrreldes kontrollrühmaga märkimisväärselt arterite jäikuse näitajad ja esines keskmise arteriaalse vererõhu langus. Muutused olid enam väljendunud patsientidel, kellele paigaldati endovaskulaarse ravi käigus stent. Samas ei ilmnenud neeru- ja südamekahjustuses märkimisväärseid muutuseid. KIE protseduuril oli oluline mõju põletikulise aktiivsuse ja oksüdatiivse stressi näitajatele piirates teatud tervisenäitajate, nagu adiponektiini, taseme tõusu pärast protseduuri. Lisaks viitavad muutused metaboolses profiilis KIE võimele vähendada verevarustuse häiretest ja nende järgsest taastumisest tingitud muutuseid. KIE on ohutu ja kergesti rakendatav meetod, mis vähendab diagnostiliste ja raviprotseduuridega seotud riske AAH patsientidel, muutes ravi personaalsemaks ja seeläbi ka efektiivsemaks.Item Doctoral students’ perspectives on learning about teaching in the higher education context(2024-06-04) Soomere, Triinu; Karm, Mari, juhendaja; Roxå, Torgny, juhendaja; Tartu Ülikool. Sotsiaalteaduste valdkondDoktoriõpingute ajal õpetama õppimine võib tunduda teisejärguline teadustööks vajalike teadmiste ja oskuste omandamise kõrval. Samas on teada, et paljud doktorandid jätkavad oma karjääri nii akadeemilises kontekstis, kus õpetamine on üks nende tööülesannetest, kui ka mitteakadeemilistes valdkondades konsultantidena või täiskasvanute koolitajana, kus nad vajavad õpetamisega sarnaseid oskusi. Lisaks on poliitikadokumendid nii Euroopa Liidus kui ka Eestis suunanud ülikooliõpet muutuma õppimiskeskseks. Varasemad uuringud näitavad, et doktorandid ei tunne end õpetamiseks hästi ette valmistatutena, neil puudub süstemaatiline ettevalmistus õpetamiseks ning doktorantide õpetamisarusaamad võivad olla nii õppimiskesksed kui ka õpetajakesksed. Käesoleva doktoritöö eesmärk on välja selgitada doktorantide arvamused kuidas erinevad õppimisviisid nende õpetama õppimist kujundavad. Empiirilised andmed koguti poolstruktureeritud intervjuude vormis 25 doktorandilt neljast Eesti ülikoolist. Tulemused näitasid, et uuringus osalenud doktorandid pidasid õpetamise väärtust rõhutava ja õppimiskesksele lähenemisele keskendunud pedagoogilise kursuse läbimist toetavaks ja tähtsaks õpetamise õppimiseni viivate vestluste kujundamisel. Mitteformaalsetest vestluste toel õpetama õppimine oli uuringus osalejate sõnul seotud refleksiooniga. Veel selgus tulemustest, et osad doktorandid ei vestle õpetamisest kellegagi ja ilmnes ka doktoritöö juhendajatega õpetamisteemaliste vestluste puudumine. Lisaks näitasid tulemused, et mida rohkem on omaks võetud ülikooli õpetamiskultuuri normid, seda hõlpsam on saada kogukonna poolt aktsepteeritud. Kogukonna poolt aktsepteerimine võib hõlbustada või takistada õpetama õppimist. Tulemustest ilmnes ka, et transformatiivse õppimise protsessi ja liikumist õppimiskesksuse suunas kirjeldasid osalejad seoses kogetud rahulolematusega oma õpetamises ning oma õpetamise kriitilise refleksiooniga, mis põhines teoreetilistele pedagoogikateadmistele. Kontekst võib toetada või takistada transformatiivset õppimist, kuid osalejate sõnul sügaval tasandil toimuv transformatsioon jätkub olenemata kogetud toetusest ümbritsevas keskkonnas. Tulemuste põhjal tehti mitmeid ettepanekuid seoses formaalse ja informaalse õpetamise kohta doktorantidele, doktorantide juhendajate rolli kohta õpetama õppimisel ja ülikooli karjäärimudeli kohta.Item Geochemistry and depositional environments of two black shale formations: the Baltoscandian Cambrian-Ordovician Alum Shale and the Cretaceous Lokpanta Oil Shale(2024-05-30) Ofili, Sylvester Ikenna; Soesoo, Alvar, juhendaja; Ainsaar, Leho, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondMustad kildad on kogu maailmas laialt levinud settekivimid, pakkudes väärtuslikke teadmisi Maa geoloogilisest ajaloost. Nende teket mõjutavad erinevad keskkonnategurid, settimise kiirus ja merevee koostis. Tuntud mustade kildade näited on Paleosoikumi Alum-kilt Põhja-Euroopas ja Kriidiajastu Lokpanta põlevkivi Nigeerias. Mõlemad kildad sisaldavad suures koguses orgaanilist ainet ja kasulikke elemente, mistõttu on need olnud nii metallide kui süsivesinike uurimiseks atraktiivsed. Selles töös uuriti võrdlevalt Alum-kilta ja Lokpanta põlevkivi, et mõista paremini nende kivimite geokeemiat ja settekeskkonda ning metallidega rikastumise mehhanisme. Mineraalse koostise uuring näitas, et Alum-kilt on rikas kvartsi, K-päevakivi ja K-vilgu/illiidi mineraalide poolest, mis moodustavad kuni 95% selle koostisest, samas kui Lokpanta põlevkivi K-päevakivi sisaldused on madalamad, kuid karbonaadid (kaltsiit ja dolomiit) moodustavad ligi poole selle koostisest. Mõlemad kildad on rikastatud uraani (U), molübdeeni (Mo) ja vanaadiumi (V) poolest. Eesti Alum-kilt (graptoliit-argilliit) on nende metallidega rikastatud rohkem kui Lokpanta põlevkivi, eriti kihi alumises osas. Seda erinevust võis mõjutada orgaanikarikka muda aeglasem settimise kiirus vähese või ilma hapnikuta merekeskkonnas. Lokpanta põlevkivi tekkis samuti hapnikuvaestes meretingimustes, kuid settimiskiirus oli oluliselt suurem kui Alum-kildas. See näitab et settimiskiirus mõjutab erinevusi U, Mo ja V rikastumisel mustades kiltades. Suurem osa mõlemat kilta moodustavast purdmaterjalist erodeeriti ja kanti sisse keskmise kuni happelise koostisega tard- ja moondekivimitest ja/või vanematest setetest ning settekuhjumine toimus mandrite passiivsel äärealal. Keemilise murenemise astme näitajad viitavad sellele, et settinud purdmaterjal Alum-kildas ja Lokpanta põlevkivis on olnud mõjutatud soojale ja niiskele kiimale iseloomulikust intensiivsest murenemisest.Item Autoritaarrežiimi areng Eestis aastatel 1934–1940: põhiseaduse ja kaitseseisukorra roll(2024-05-27) Kenkmann, Peeter; Pajur, Ago, juhendaja; Valge, Jaak, juhendaja; Tartu Ülikool. Humanitaarteaduste ja kunstide valdkond1934. aastal toimus Eestis riigipea Konstantin Pätsi juhtimisel riigipööre, mille käigus lükati edasi valimised, peatati kodanike põhisõiguste kehtimine ning likvideeriti Eesti Vabadussõjalaste Liit. Käesolev doktoritöö uurib, milliste seaduste alusel viidi riigipööre läbi ning funktsioneeris selle tulemusena loodud ebademokraatlik valitsemiskorraldus. Samuti uuritakse siin resideerinud välisriikide diplomaatide seisukohti alates 1934. aastast Eestis toimunud pöördeliste sündmuste kohta ja sedagi, kuidas kirjeldati 1930. aastate sündmusi paguluses. Kuigi vabadussõjalasi on süüdistatud selles, et nende koostatud 1933. aasta põhiseadus, millega loodi väga suure võimuga riigivanema ametikoht, võimaldas Pätsil teostada riigipöörde ja valitseda autoritaarselt, ei ole see korrektne. Nagu doktoritöös selgitatakse, oleks samasuguse pöörde saanud läbi viia ka 1920. aasta põhiseaduse alusel. Kuigi kaitseseisukord kehtestati vabadussõjalaste ohuga hirmutades, ei ole ajaloolased seni leidnud selle kohta tõendeid. Seega teostas Päts mitmeid seadusi rikkudes riigipöörde ja likvideeris demokraatia kartusest kaotada demokraatlike valimiste tagajärjel võimu. Eestis resideerinud välisriikide diplomaadid said sellest samamoodi aru. 1936.-1937. aastal võeti Pätsi initsiatiivil ette järjekordne põhiseaduse muutmine, mille käigus rikuti oluliselt kehtivaid seadusi. Uue põhiseaduse kehtima hakkamise järel 1. jaanuaril 1938 demokraatiat ei taastatud: kuni Nõukogude okupatsiooni alguseni kehtis kaitseseisukord, erakondade tegevus oli keelatud ning ajakirjandus vaigistatud. Kaitseseisukord tegi Nõukogude Liidu survel 1940. aasta juunis ametisse nimetatud Johannes Varese nukuvalitsusel kergemaks Eesti iseseisvuse likvideerimise. Paguluses valitses suhtumises kirjeldatud sündmustesse kaks vastandlikku seisukohta. Ajakirjanduses ja populaarteaduslikes töödes kiideti Pätsi tegevus heaks ning süüdistati teisiti arvajaid vabadusvõitluse huvide eiramises. Alates 1960. aastatest avaldatud teaduslike käsitluste seisukohad ühtivad suuresti käesoleva doktoritöö järeldustega.Item Making (hi)stories in Amdo: voices, genres, and authorities(2024-05-27) Punzi, Valentina; Valk, Ülo, juhendaja; Ramble, Charles, juhendaja; Tartu Ülikool. Humanitaarteaduste ja kunstide valdkondSelles välitöödel põhinevas väitekirjas analüüsitakse Amdo piirkonnas elavate tiibeti kogukondade arusaamu ajaloost ning ettekujutusi minevikust. Amdo kui keeleliselt ning etniliselt kirev regioon moodustab osa Tiibeti kiltmaast ja kuulub tänapäeval valdavalt Hiina Rahvavavariigi Qinghai maakonna koosseisu. Uurimuses käsitletud välitööaines pärineb suhteliselt piiratud geograafiliselt alalt, aga kogutud materjali ajaloolised mõõtmed on ulatuslikud, hõlmates mongolite vallutusi 13. sajandil, moslemi sõjapealike valitsust 20. sajandi algul, tiibetlaste võitlust punaarmee vastu ning 20. sajandi keskel toimunud kultuurirevolutsiooni. Keskendudes kohalikule pärimusele, vaadeldakse töös selliste ajaloosündmuste jutustamist, mis jäävad Hiina riikliku ajaloo äärealadele, kuid aitavad avardada teadmisi tiibeti kogukondade sotsiaalsest tegelikkusest. Uurimus heidab valgust üleloomulikkuse olulisele kohale tiibetlaste kultuurilistes strateegiates, milles tõmmatakse etnilisi piire, avaldatakse suhtumist võõrasse, ning väljendatakse isiklikke ja kollektiivseid traumaatilisi kogemusi. Analüüsides mineviku mäletamist ja kultuurilist ümbertöötamist Amdo piirkonna tiibeti kogukondade seas, süvendab väitekiri teadmisi mälupraktikatest ja ajaloo loomisest Hiina Rahvavabariigis.Item Autocommunication in the Semiotic Development of the Child(2024-05-27) Linask, Lauri; Kull, Kalevi, juhendaja; Tartu Ülikool. Humanitaarteaduste ja kunstide valdkondTöö uurib laste tähendusloomet ja selles aset leidvaid muutusi laste arengukaares, mis viivad järk-järgult selleni, et lapsed saavad osalisteks end ümbritsevas kultuurilises keskkonnas. Kultuuri määratletakse sageli inimestele iseloomuliku ja ainuomase tähendusliku nähtusena. End ümbritseva kultuuri ja kultuuriruumi mõistmine ei ole inimestele aga sünnipäraselt kaasa antud, vaid ajas muutlik, tekkides ja kujunedes kultuurilise õppimise käigus suhtluses teiste inimestega. Lapse tähenduslik suhe ümbritseva maailmaga teiseneb sedavõrd, kuivõrd temas leiavad aset füüsilised, füsioloogilised, psühholoogilised ja kultuurilised muutused. Nii nagu lapsele avaneb kultuuriliselt tähenduslik maailm, muutub ja teiseneb ka laps ise, sealhulgas tema arusaam ja ettekujutus iseendast ning omaenese mõtlemisest. Dialoog ja kommunikatsioon ümbritseva maailmaga on seepärast ka dialoog ja kommunikatsioon iseendaga, teisisõnu autokommunikatsioon. Inimestele ainuomased ümbritseva maailma tähendustamise viisid on tihedasti seotud kultuuri ja looduse põimumise probleemiga inimestes endis, kus inimestele eripärane märgiline tähendusloome välja kujuneb. Sealjuures on tähendus ühtaegu väline, ühiskondlik nähtus, kultuuriliselt ühine ja jagatud; teisalt aga sisemise mõistmise ja tõlgendamise tulemus. Semiootikas, aga ka mitmetes teistes teadustes käsitletakse tähenduslikkust märgilisena. Et kultuurinähtused on iseloomulikult tähenduslikud ja märgilised, puudutab inimestele omase märgilise mõtlemise kujunemise probleem seepärast humanitaar- ja kultuuriteaduste aluseid. Seetõttu, et märgid vahendavad inimestevahelist suhtlust, ning et neis on kätketud inimeste tähenduslik maailm, ühendab huvi märkide vastu semiootikat ja arengupsühholoogiat. Käesolev töö selgitab ja kombineerib semiootilisi märgiteooriaid, humanitaarteadustest pärit tekstianalüüsi meetodeid ja arengupsühholoogiast pärit vaatlusi, et selgitada, kuidas väikesed lapsed ümbritsevas kultuurikeskkonnas tähendust loovad, keskendudes sellistele lapse kõnelistele ja teistele kultuuriliselt tähenduslikele kommunikatiivsetele ja loomingulistele nähtustele, mis pole mõeldud kellelegi teisele, vaid iseendale, ning lapse enese semiootiliseks väljenduseks.Item Perception of organisational culture in terms of task and relationship orientations in Vietnam(2024-05-27) Tran, Quan Hoang Nguyen; Vadi, Maaja, juhendaja; Jaakson, Krista, juhendaja; Tartu Ülikool. Sotsiaalteaduste valdkondVäitekirja eesmärk on parandada arusaamist sellest, kuidas Vietnami töötajad tajuvad organisatsioonikultuuris orienteeritust ülesannetele ja suhetele, kasutades nende arusaamade valideerimiseks eestvedamise käsitlust. Kolme empiirilise uuringu läbiviimisel on selle doktoritöö esmaseks panuseks see, et Vietnami töötajate arusaam organisatsioonikultuurist on orienteeritud rohkem ülesannetele kui suhetele. Doktoritöö teine panus seisneb organisatsioonikultuuri mõõtmise peavoolu vahendi sobivuse hindamises. Selle doktoritöö kolmas panus seisneb uue organisatsioonikultuuri hindamise küsimustiku loomises, mis on kohandatud Vietnami organisatsioonidele. Selle tulemuseks on uus instrument, mida tuntakse kui "pOC_TSU", mis tõstab esile ülesannetele, ühtsusele ja staatusele orienteerituse rolli. Kokkuvõtteks võib öelda, et doktoritöö annab ülevaate sellest, kuidas Vietnami töötajad organisatsioonikultuuri tajuvad.Item Genetic variation of grassland plants in changing landscapes(2024-05-16) Reinula, Iris; Aavik, Tsipe, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondHiljutised maakasutuse muutused on toonud kaasa ulatusliku looduslike ja poollooduslike koosluste killustumise. Paljud poollooduslikud rohumaad ehk pärandniidud on kinni kasvanud või muudetud intensiivselt majandatavaks põllumaaks, mis on halvendanud niidutaimede kasvukohatingimusi. Selle tulemusena on elurikkus, sealhulgas geneetiline mitmekesisus (liigi- või populatsioonisisene mitmekesisus) märkimisväärselt kahanenud. Kuna geneetiline mitmekesisus tagab organismide võime keskkonnamuutustega kohastuda, on selle kaitsmine ja säilitamine ülioluline. Doktoritöö eesmärk oli hinnata maastiku struktuuri ja maakasutuse muutuse mõju rohumaade taimede geneetilisele mitmekesisusele ja geenivoolule. Töös kasutasin uurimisliikidena mägiristikut (Trifolium montanum) ja harilikku nurmenukku (Primula veris). Leidsin, et poollooduslikud niidukooslused, eriti kõrgema servatihedusega pärandniidud populatsioonide ümbruses, toetavad niidutaimede geneetilist mitmekesisust, kuid metsa mõju geneetilisele mitmekesisusele oli muutlik. Uurisin ka taimepopulatsioonide vahelise maastiku mõju geenivoolule (geneetilise info vahetus populatsioonide ja isendite vahel õietolmu või seemnete leviku teel) nende vahel. Leidsin, et tavaliselt eeldatav muster, kus geograafiliselt kaugemal asuvad populatsioonid on ka geneetiliselt erinevamad, kehtib vaid teatud olukordades. Suurem niidukoosluste osakaal populatsioonide vahel hõlbustas geenivoolu. Avatud ning kinnikasvanud pärandniitudel läbiviidud uuringus leidsin, et adaptiivne geneetiline mitmekesisus oli kinnikasvanud loopealsetel kõrgem kui avatud loopealsetel, neutraalne geneetiline mitmekesisus püsis aga muutumatuna, viidates sellele, et taimepopulatsioonid on uute keskkonnatingimustega kohastumas. Üldiselt leidsime, et kuigi rohumaataimede geneetilist mitmekesisust mõjutab kinnikasvamine ning tuleks püüelda heterogeensete rohumaade poole, tuleb looduskaitseliste tegevuste plaanimisel arvestada skaalade, viibinud vastuste ja maakasutuse ajalooga.Item The role of helicases Hmi1 and Irc3 in yeast mitochondrial DNA maintenance(2024-05-16) Sillamaa, Sirelin; Sedman, Juhan, juhendaja; Jõers, Priit, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondMitokonder on multifunktsionaalne rakuorganell, mille üheks olulisemaks ülesandeks on oksüdatiivne fosforüleerimine, mille tagab mitokondriaalne hingamisahel. Hingamisahel pannakse mitokondris kokku põhiliselt tuuma genoomi poolt sünteesitud valkudest, kuid väikene osa valke sünteesitakse ka mitokondri enda väikese genoomi poolt. Mitokondriaalse DNA säilitamine on oluline eukarüootse raku ellu jäämiseks ja ka väiksemad ümberkorraldused mitokondri genoomis viivad inimestel erinevate mitokondriaalsete haiguste tekkimiseni. Pagaripärm S. cerevisiae on eriline mudelorganism, kuna suudab fermentatiivsel süsinikuallikal ellu jääda ka ainult osalise või täielikult puuduva mitokondriaalse DNA-ta. See võimaldab uurida erinevate valkude puudumise mõju mitokondriaalse DNA säilimisele. Üheks selliseks valkude grupiks on helikaasid, mis kasutavad erinevate nukleiinhapete modifitseerimiseks ja lahti sidumiseks ATP hüdrolüüsi energiat. Käesolev doktoritöö keskendub kahe pärmi-spetsiifilise mitokondriaalse DNA helikaaside Hmi1 ja Irc3 funktsiooni uurimisele. Doktoritöö tulemused näitavad, et Irc3-laadsed helikaasid on olulised hargnenud DNA molekulide modifitseerimises, et vältida kahjustatud ja katki läinud DNA molekulide kuhjumist rakus, mis viiks aja jooksul mitokondriaalse DNA kadumiseni. Lisaks sellele on Irc3-laadse helikaasid tõenäoliselt olulised ka RNA metabolismis ja see funktsioon, võib mõjutada ka mitokondriaalse DNA säilimist. Hmi1 helikaas on hädavajalik funktsionaalse mitokondriaalse genoomi säilimiseks S. cerevisiae rakkudes. Erinevalt paljudest teistest helikaasidest ei ole ATP hürdolüüs hädavajalik Hmi1 funktsioneerimiseks. Doktoritöö tulemused näitavad, et Hmi1 omab mitokondris nii ATP hüdrolüüsist sõltuvat kui ka sõltumatut funktsiooni. Selle doktoritöö tulemused laiendavad meie arusaama mitokondriaalsete helikaaside mitmekülgsusest ja aitavad kaasa mitokondriaalse DNA säilimise komplekse süsteemi mõistmisele.Item Decoding genetic associations of female reproductive health traits(2024-05-15) Pujol Gualdo, Natàlia; Laisk, Triin, juhendaja; Mägi, Reedik, juhendaja; Piltonen, Terhi, juhendaja; Arffman, Riikka, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondGeneetiline varieeruvus, eriti üksiku nukleotiidi polümorfismid, mõjutavad erinevate komplekshaiguste eelsoodumust. Ülegenoomsed seoseuuringud (GWAS) on leidnud tuhandeid seoseid erinevate geneetiliste variantide ja haiguste vahel. Samas on teadmised naiste reproduktiivtervise tunnuste geneetilise eelsoodumuse osas piiratud, kuna vaid väike osa kõigist GWAS uuringutest keskendub sellele valdkonnale. Populatsioonipõhised biopangad, nagu Eesti geenivaramu, ning rahvastikupõhised sünnikohordid, nagu Northern Finland Birth Cohort 1966, pakuvad väärtuslikku raamistikku selle valdkonna uuringuteks. Tänu metoodika arengule saab GWAS tulemuste põhjal haigusega seotud geneetilistest variantidest liikuda edasi potentsiaalselt mõjutatud geenide, valkude, bioloogiliste radade ja kudedeni. Seega on GWAS uuringud aluseks uutele hüpoteesidele, mida saab kinnitada funktsionaalsete eksperimentide abil. Tunnuste geneetilise komponendi mõistmine on oluline, kuna see võib anda ülevaate haiguse etioloogiast, ja pakkuda uusi võimalusi haigusriskide ennustamiseks ja uuteks ravimsihtmärkideks. GWAS tulemuste põhjal saab koostada ka polügeenseid riskiskoore (PRS), mis annavad kokkuvõtliku hinnangu indiviidi geneetilisele eelsoodumusele teatud tunnuse osas. PRSi abil saab hinnata haigusriske ja lisaks saab seda kasutada vahendina haiguse bioloogia täiendavaks uurimiseks, näiteks seoses kaasuvate haigustega. PRS-id on kesksel kohal nn personaalmeditsiini poole püüdlemisel. Käesoleva doktoritöö eesmärk on dešifreerida naiste reproduktiivtervise teatud tunnuste geneetilisi aluseid ülegenoomsete seoseuuringute abil ning kasutadaa PRS-i nii riskide stratifitseerimisel kui ka tunnuste bioloogia uurimisel. Minu teadustöö ühendab genoomika ja naiste reproduktiivtervise ning loob uusi teadmisi, kasutades selleks suuri genoomikaandmestikke, mida täiendavad elektroonsed terviseandmed ja bioloogilised mõõtmised.Item Adam Reinhold Schiewe. Esimese Eesti baptistikoguduse rajaja elulugu(2024-05-15) Linder, Üllas; Lehtsaar, Tõnu, juhendaja; Tartu Ülikool. Humanitaarteaduste ja kunstide valdkondUurimuse käsitleb Poola sakslasest baptistijutlustaja Adam Reinhold Schiewe (22.05.1843–29.12.1930) elulugu. Schiewe tegutses tänapäevaste piiride järgi viies riigis: Poolas, Volõõnia piirkonnas Ukrainas, Peterburi saksakeelses koguduses Venemaal (ja samal ajal ka Eestis) ning Saksamaal. Suurima jälje jättis Schiewe Eestisse, kus ta rajas 1884. aastal Haapsalus esimese baptistikoguduse ja oli Eesti baptismi tegelik juht 11 aastat. Uurimuse kirjutamise ajendiks oli vajadus mõista baptismi kui ühe Eestis tegutseva uskkonna ajaloolist tausta, väärtustada omaaegset mõjusat isikut, täpsustada senist pilti Schiewest ja tuua ta välja aja kulgemisest tingitud varjust. Uurimuse teemadeks on baptismi põhimõtted ja ajalugu, Schiewe kirjalik pärand, Schiewe päritolu ja perekond, kuidas Schiewest sai baptist ja jutlustaja, Schiewe ilmalik ja vaimulik haridus ning kuidas ta neid rakendas, Schiewe jutlustajana ja pastorina, Schiewe kui usu pärast tagakiusatu (sh Volõõniast väljasaatmine), Schiewe vaimulike ja majandusprobleemide lahendajana, Schiewega seotud olulised isikud – tema suhtumine neisse ja nende suhtumine temasse, olud, milles Schiewe elas ja tegutses – millised need olid enne ja millisteks kujunesid pärast teda, Schiewe kujutamine mittebaptistlikus ajakirjanduses, Schiewe suhted riigivõimuga, Schiewe jt sakslaste kirjeldused eestlastest, Schiewe vaimulikud vaated ning hinnang Schiewele, sh varasemate hinnangute kinnitamine või ümberlükkamine. Autor väidab, et tal õnnestus koostada allikatega põhjendatud, seniseid teadmisi oluliselt laiendav, mitmeid probleemseid seikasid lahendav ja vigu parandav Schiewe teaduslik elulugu, täita sellega üks tühik kirikuloos. Autori hinnangul on Schiewe väärt soliidset kohta ülemaailmse baptismi ajaloos, sest ta viis baptismi uuele maale – Eestisse. Ta peaks leidma kindlama koha ka nende maade baptismi ajaloos ja kirikuloos, kus ta töötas.Item Synergy of earth observation data to advance monitoring of optically complex waters(2024-05-13) Ansper-Toomsalu, Ave; Alikas, Krista; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondJärved ja rannikualad on veeökosüsteemi väga olulised osad, mistõttu on järjepidev seire vajalik. Neid mõjutavad inimtekkelised tegurid, kuid arvesse tuleks ka võtta looduslikke tegureid, nagu päevast ja sesoonset dünaamikat. Kopernikuse programmi satelliitidel Sentinel-2 ja Sentinel-3 on potentsiaal täiendada veekvaliteedi seiret Euroopa Liidu Veepoliitika Raamdirektiivi alusel. Satelliidiandmete kasutamine veekogude seireks on aga keeruline atmosfääri koostise, vees sisalduvate optiliselt aktiivsete ainete ja kalda mõju tõttu. Nendel põhinevate rakenduste arendamiseks on oluline kogu kaugseire andmete töötlemisahel. Oluline on vähendada mõõtemääramatusi igas töötlemisahelas alustades satelliidiandmete valideerimiseest kohapeal mõõdetud andmetega kuni rakenduse lõpliku väljatöötamiseni. Käesolev töö näitas, et tuleb lähtuda uuritavast parameetrist, veetüübist ja maapinna mõjust. Kuna klorofüll a on põhiparameeter vee ökoloogilise seisundi hindamisel, siis töös testiti ja arendati klorofüll a algoritme Sentinel-2 satelliidi jaoks, millel on sobiv ruumiline lahutus väikeste järvede seireks. Nii kohapeal mõõdetud andmete kui ka satelliidiandmete kombineerimine võib parandada ökoloogilise seisundi hindamist, sest rohkem andmeid on kättesaadavamad, mis võimaldab näha dünaamikat ja suundumusi. Töös leiti, et klorofüll a algoritmide sobivus sõltus optilisest veetüübist ja seetõttu leiti sobivad algoritmid. Ökoloogilise seisundi hindamise parandamiseks loodi optiliste ja altimeetria andmete vahel sünergia, et eemaldada veetaseme mõju veekvaliteedi parameetritest. Selline lähenemisviis arendab seirevõimalusi kasutades kaugseire andmeid hinnates veekogude ökoloogilist seisundit.Item Advances in microarray-based copy number variation discovery and phenotypic associations(2024-05-10) Jõeloo, Maarja; Mägi, Reedik, juhendaja; Metspalu, Andres, juhendaja; Salumets, Andres, juhendaja; Morris, Andrew P., juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondBioloogiatunnist teame, et igal inimesel on kogu DNAst kaks koopiat – üks emalt, teine isalt. Uurides genoomi lähemalt, võib aga mitmete DNA piirkondade puhul näha sellest reeglist kõrvalekaldeid. Neid põhjustavad muutused inimese genoomis, mille tulemusena on mingi DNA piirkond kadunud või mitmekordistunud, ning mida nimetatakse DNA koopiaarvu variatsioonideks (ingl. k. copy number variation ehk CNV). Algselt seostati CNVsid eelkõige raskekujuliste arenguhäiretega, kuid nüüdseks on teada, et CNV piirkondi leidub kõigi inimeste DNAs. Sellest hoolimata on CNVde mõju inimese terviseriskidele hinnatud märkimisväärseks. Et nende efekti paremini kaardistada, oleme oma töös keskendunud CNVde analüüsimetoodika arendamisele ning CNVde ja haiguste ning muude meditsiiniliselt oluliste tunnuste vaheliste seoste tuvastamisele. CNV piirkondade määramine on arvutuslikult keerukas ning valepositiivsete leidude osakaal on suur. Et hinnata iga leitud CNV piirkonna usaldusväärsust, lõime kvaliteedimudeli, mille kasutamine suurendas oluliselt CNVde ning huvipakkuvate tunnuste vaheliste seoste tuvastamise võimekust. Ülejäänud töös keskendusimegi selliste seoste leidmisele. Koostöös erinevate andmekogude ja biopankadega tuvastasime kokku mitusada seost CNVde ning mitmete haiguste ja muude tunnuste vahel. Nägime, et tihti on üks CNV seotud mitmete väga erinevate haiguste või tunnustega. Ühte sellist, inimese 16. kromosoomis paiknevat CNVd, mida oli varasemalt seostatud autismi, skisofreenia, pea ümbermõõdu, ja kehamassiindeksiga, seostasime lausa 38 erineva tunnusega, sealhulgas puberteedi alguse vanusega. Piirkonda lähemalt uurides leidsime sealt kaks geeni, millele ennustasime põhjuslikku mõju puberteedieale. Kokkuvõttes parendab meie töö CNVde määramise metoodikat ning kaardistab uusi haiguste ja muude tunnustega seotud CNVsid ning nendes paiknevaid põhjuslikke geene. Nende analüüsidega astume sammu lähemale huvipakkuvate tunnuste geneetilise tagapõhja täielikule määramisele.Item Military AI and autonomous weapon systems: an interdisciplinary exploration of ethical, legal, and sociological aspects(2024-05-08) Pekarev, Janar; Kalmus, Veronika, juhendaja; Tartu Ülikool. Sotsiaalteaduste valdkondÜha enam delegeeritakse avaliku sektori funktsioone tehnoloogiale. Olgu selleks e riik, e-õpe koolides või liiklusjärelvalve. Kujutage ette maailma, milles on sõjalise jõu kasutamine delegeeritud masinatele. See oleks nagu stseen filmist „Terminaator“, kus peategelane kirjeldab tapjarobotit, mis on peatumatu ning millel puudub hirm ja empaatiavõime. Selles kõhedust tekitavas narratiivis ütleb üks tegelane: „Aga me ei suuda veel selliseid asju teha.“ Selle peale vastab teine: „Veel mitte, aga neljakümne aasta pärast juba suudame.“ Film linastus 1984. aastal. Autonoomseid relvasüsteeme võib õigustatult pidada järgmiseks revolutsiooniliseks verstapostiks sõjateaduses pärast püssirohu ja tuumarelva leiutamist. Elu ja surma puudutavate otsuste delegeerimine masinatele on käivitanud eksistentsiaalse sisuga debati, mille keskmes on eetilised, õiguslikud ja sotsioloogilised kategooriad. Kaasaegsed relvajõud püüavad vähendada inimeste kohalolekut lahinguväljal ja toetuvad üha enam mehitamata platvormidele, et täita monotoonseid või ohtlikke ülesandeid pikema aja vältel. Ühelt poolt on mehitamata sõjapidamise eeliseks inimlike füsioloogiliste ja psühholoogiliste piirangute puudumine, teiselt poolt ollakse väga selgelt algoritmilise sõjapidamise vastu, sest masinate käitumine võib olla ettearvamatu. See tähendab, et autonoomsete relvade langetatud otsused võivad olla sõjaliselt ratsionaalsed, kuid mitte tingimata humaansed, õiguslikult kaalutletud ega ühiskondlikult vastuvõetavad. Tehisintellekti relvastamises on veel väga palju teadmatust, mille ulatus ja mõju on suures osas uurimata, kuid on ilmne, et autonoomsete relvasüsteemidega kaasnevad keerukad väljakutsed. Pelgalt arvutusvõimsusel ja andmetel põhinevad ratsionaalsed valikud ei tohiks kunagi saada ülekaalu militaarsetes otsustusprotsessides, kuna algoritmid ei suuda moraalseid tõekspidamisi genereerida. Siiski on ekslik mõelda sõjalisest tehisintellektist kui tapjarobotist. Pigem tuleb tuvastada autonoomse relvasüsteemi tugevused ja nõrkused ning need oskuslikult ära kasutada, sest algoritmilise sõjapidamise tulevik on endiselt inimeste endi määrata.Item Characterization of MPK and HT1 kinases in CO2-induced stomatal movements(2024-05-02) Yeh, Chung-Yueh; Wang, Yuh-Shuh, juhendaja; Kollist, Hannes, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondTaimed muudavad atmosfääri süsinikdioksiidi (CO2) fotosünteesi teel energiarikasteks orgaanilisteks ühenditeks ning selle protsessi käigus vabaneb hapnikku mis on vajalik inimestele ja teistele heterotroofsetele organismisele. Seetõttu on oluline mõista, kuidas taimed toimivad muutuvates keskkonnatingimustes. Kaitserakud, mis moodustavad taimede lehtedes stomataalseid poore, reguleerivad taime gaasivahetust. Taimed peavad säilitama tasakaalu fotosünteesiks vajaliku CO2 omastamise ja veeauru väljutamise vahel läbi stomataalsete pooride. See tasakaal on taimede ellujäämiseks muutuvates keskkonnatingimustes ülioluline. Kõrgenenud CO2 vallandab stomati sulgemise ja see mõjutab lehtede temperatuuri, veekasutuse tõhusust, taimede kasvu ja saagikust. Molekulaarseid mehhanisme, mis määravad, kuidas taimed tunnetavad CO2 kaitserakkudes ja edastavad selle signaali stomataalse ava reguleerimiseks, ei mõistetud täielikult. Selles lõputöös pakkusime välja stomataalse CO2 tuvastamise mudeli. Näitasime, et interaktsioon mitogeen-aktiveeritud proteiinkinaaside (MPK) MPK4/12 ja HIGH LEAF TEMPERATURE 1 (HT1) vahel moodustab kaitserakkudes kaua otsitud primaarse stomataalse CO2/vesinikkarbonaadi anduri. Lisaks näitasime, et CO2 tundlikkuse mehhanism ei sõltu MPK12 kinaasi aktiivsusest. Käesolevas lõputöös esitatud järeldusi saab edasi kasutada moduleeritud veekasutuse efektiivsusega põllukultuuride kavandamiseks tõusvas atmosfääri CO2 keskkonnas.Item Regional international law in Eurasia(2024-05-02) Simonyan, Artur; Mälksoo, Lauri, juhendaja; Kiviorg, Merilin, juhendaja; Tartu Ülikool. Sotsiaalteaduste valdkondVäitekirjal on kaks eesmärki: suurem ja väiksem. Doktoritöö põhieesmärk on uurida, kuidas Venemaa on üritanud nõukogudejärgses Euraasias struktuurselt konsolideerida ja kujundada eraldi regionaalset rahvusvahelist õigust, milliseid tulemusi see on andnud ja kuidas nõukogudejärgsed Euraasia riigid on sellele reageerinud. Väiksem eesmärk on arutleda, kuidas regionaalsel tasandil jõudude ühendamine võib rahvusvahelise õiguse tõhusat kohaldamist soodustada. Pärast ülevaadet erinevatest teoreetilistest raamistikest väidetakse esiteks, et rahvusvahelise õiguse teaduses ei ole kindlat regionaalse rahvusvahelise õiguse määratlust, mis tuleks heaks kiita või tagasi lükata. Rahvusvahelise õiguse uurimises eristatakse kahte liiki regionaalset rahvusvahelist õigust: vertikaal-apologeetiline ja horisontaal-utopistlik. Kui vertikaal-apologeetiline nägemus on seotud suurriikide poliitikaga ja on põhimõtteliselt imperialistlik, siis horisontaal-utopistlik käsitlus arvestab regionaalsete eripäradega. Selle eristuse põhjal on selge, et Venemaa püüdlused nõukogudejärgses Euraasias rahvusvahelist õigust konsolideerida on vertikaal-apologeetilised. Teise väite aluseks on tähelepanekud nõukogudejärgse Euraasia lõimimiseks loodud regionaalsete organisatsioonide õigusest ja sellest, kuidas Venemaa on rahvusvahelise õiguse norme ja põhimõtteid (väär)kasutanud, ning see ütleb, et Venemaa on püüdnud välja töötada uut õiguslike põhimõtete, normide ja diskursuste kogumit, mis oleks kooskõlas tema geopoliitiliste eesmärkide ja ideoloogiaga. Selles kontekstis on konkreetsemalt analüüsitud supranatsionaalsust ja ajalooliste õiguste kontseptsioone, mida Venemaa oma konsolideerimispüüdlustes kasutab. Venemaa on nendesse püüdlustesse kaasanud ka regiooni rahvusvahelise õiguse juriste. Kuigi vormiliselt on Venemaal õnnestunud moodustada Venemaa-kesksetes ühiskondlikes struktuurides tegutsevatest rahvusvahelise õiguse spetsialistidest eraldiseisev episteemiline kogukond, ei ole ta suutnud muuta neid Venemaa apologeetideks. Väitekirja lõpetuseks esitatakse arutlus sellest, kuidas regionaalset rahvusvahelist õigust saaks kasutada raamistikuna rahvusvahelise õiguse tõhusamaks kohaldamiseks nõukogudejärgses Euraasias. Desovjetiseerimisprotsessi vaatluse põhjal esitatakse järeldused põhimõtte uti possidetis juris euraasialiku tõlgenduse kohta.Item Deep learning methods for cell microscopy image analysis(2024-04-24) Ali, Mohammed Abdulhameed Shaif; Fishman, Dmytro, juhendaja; Parts, Leopold, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondRakk on kõigi elusorganismide peamine ehitusüksus ja peaaegu kõigi bioloogiliste protsesside toimumiskoht. Rakud toodavad valke ja energiat, transpordivad materjale ja hävitavad jäätmeid. Nad saavad end mitoosi kaudu paljundada ja suhelda signaaliradade kaudu oma keskkonnaga. Ilma rakkudeta ei oleks elu olemas. Rakkude toimimise mõistmine võimaldab inimestel bioloogiliste protsesside, haiguste ja ravimite kohta rohkem teada saada. Rakud on väga väikesed. Tavalise imetaja rakudiameeter on umbes 10−20 μm, mis on ligikaudu viiendik väikseimast objektist, mida inimene palja silmaga näha on võimeline. Kuna inimese silmal puudub võime näha sellise suurusega objekte, rääkimata nende põhjalikust uurimisest, kasutavad teadlased erivarustust – mikroskoopi. Mikroskoop on seade, mis suurendab väikseid objekte, mida muidu oleks võimatu uurida. Antud doktoritöös analüüsime pilte, mis on saadud laialdaselt kasutatava valgusmikroskoobiga - see on instrument, mis kasutab ära valgust ja selle omadusi, et suurendada mikroskoopilisi objekte. Tänu mikroskoopia arengule on seda valdkonda suudetud viimasel ajal ka märkimisväärselt automatiseerida. Mikroskoopia andmete hulk on hoogsalt suurenenud, sest nüüd saab ühes eksperimendis automatiseeritud korras luua miljoneid pilte [1, 2, 3]. Selliste tohutute pildikogumite uurimiseks on hädavajalikud automatiseeritud ja täpsed analüüsiprotseduurid. Pildianalüüsi tehnikad on pidevalt arenenud. Eriti tõhusaks on osutunud masinõppe algoritmid ja seetõttu kasutatakse neid laialdaselt ka selles valdkonnas. Paljud algoritmid on kergesti kättesaadavad erinevate bioloogiliste piltide analüüsiks mõeldud tööriistade [4] kaudu - ImageJ/Fiji [5], CellProfiler [6], ja Ilastik [7]. Hoolimata selliste tööriistade laialdasest kasutuselevõtust, ei pruugi need vahendid alati anda piisavalt täpseid tulemusi, kuna traditsiooniliste masinõppe algoritmide kasutamine eeldab nii insener-tehnilisi oskusi kui ka valdkonnateadmisi [8]. Selliste lähenemisviiside stabiilsust ja usaldusväärsust mõjutavad ka signaali kvaliteedi varieeruvus ning erinevused pildistamismeetodites, mis on iseloomulikud kõrge läbilaskevõimega rakumikroskoopiale [9,10]. Erinevalt traditsioonilistest masinõppemeetoditest, mis nõuavad hoolikat sisendandmete eeltöötlust, eraldavad sügavõppe meetodid automaatselt asjakohaseid mustreid toorandmest, kasutades selleks mitmekihilisi arvutuslikke mudeleid. Üheks sügavõppe meetodite liigiks olevas konvolutsioonilises närvivõrgus liigutatakse filtreid üle pildi, et tuvastada pildi peamisi tunnuseid ja mustreid. Konvolutsioonilised närvivõrgud saavutavad tipptasemel tulemusi ülesannetes nagu pildi klassifitseerimine [11, 12], objekti tuvastamine [13, 14] ja segmenteerimine [15, 16]. Sügavõppe kiire areng on pidevalt loonud uusi teadmisi, mida saaks mikroskoopiaga seotud pildianalüüsis ära kasutada, kuid mida pole sellel eesmärgil veel täielikult rakendatud. Doktoritöö algas süvaõppe uusimate meetodite rakendamisega rakutuumade segmenteerimiseks, mis on sageli üks esimesi samme raku mikroskoopiapiltide töötlemise protsessides. Täpne rakutuumade segmenteerimine on ülioluline paljude bioloogiliste rakenduste kontekstis. Näiteks on rakutuuma struktuuri ja morfoloogia kõrvalekalded sageli seotud haigustega nagu vähk. Seega aitab tuumade segmenteerimine ja nende omaduste uurimine kaasa vähidiagnoosimisele ja haiguse kulu jälgimisele [17]. Tuumade tuvastamist rakendatakse ka rakkude jälitamiseks, mille abil on omakorda võimalik uurida rakusüsteemide käitumist ning selle muutumist erinevate ravimite toimel [18]. Peamiseks fookuseks olid helevälja mikroskoobipildid, kuna neid on suhteliselt lihtne toota, kuid raske kontrollida ja analüüsida. Me katsetasime tuumade segmenteerimiseks mitmeid tipptasemel mudeliarhitektuure ja lõime ka uue arhitektuuri, PPU-Net [19]. Hinnatud mudelid saavutasid varieeruvaid tulemusi tuumade segmenteerimisel heleväljapiltidelt - PPU-Net saavutas aga tollel hetkel olemasolevate tipptaseme mudelitega võrdseid tulemusi, kasutades selleks 20 korda vähem treenitavaid parameetreid, mis muutis selle konkurentidest kergemaks ja vähem keerukamaks. Samuti uurisime mudelite ebastabiilsete tulemuste põhjuseid erinevatel rakutüüpidel ja üksikutel piltidel, vajalike treeningpiltide arvu ja kõige sagedamaid vigade allikaid. PPU-Net segmenteerimisvigade põhjuste uurimisel leidsime, et anomaaliate olemasolu piltidel (signaal, mis ei kajasta oodatut) on suur veaallikas. Seega tahtsime paremini mõista anomaaliate probleemi. Uurisime erinevaid andmekogumeid ja leidsime, et anomaaliad esinevad erinevates kujudes ja suurustes ning need võivad oluliselt moonutada järgnevaid analüüse. Nende mõju leevendamise eesmärgil lõime raamistiku, mis määratleb ja eemaldab anomaaliad minimaalse inimtööga, tehes ainult pilditasemel märgendeid, mitte töömahukaimaid pikslitasemel märgendeid [20]. Kuna anomaaliad on oma olemuselt keerulised ja nende märgendamine pikslitasemel on töömahukas ja aeganõudev, siis pakkusime välja ainult pilditasemel märgendite kasutamise selle ülesande jaoks. Esiteks pakkusime välja ScoreCAMi nimelise meetodi kasutamise [21], mille eesmärk on tõlgendada sügavõppe pildiklassifitseerimise algoritme, tuues esile pildi osad või tunnused, mille põhjal langetab sügavõppe meetod oma otsuse. Kui sügavõppe meetod klassifitseerib, kas pildil esineb anomaaliaid või mitte, siis hüpoteesi kohaselt on sügavõppe mudeli otsuse tegemisel kõige mõjukamaks pildi osaks või tunnuseks just anomaalia - see hüpotees tõestati hiljem empiiriliselt. ScoreCAMi väljundit kasutati hiljem pseudo-märgenditena segmenteerimismudeli treenimiseks [20]. Sel moel ühendame pikslitasemel segmenteerimise kvaliteedi ja pilditasemel märgendite hankimise mugavuse. Nimetasime oma väljapakutud raamistiku ScoreCAM-U-Netiks ning näeme ette, et tulevikus muutub soovimatute objektide eemaldamine tõenäoliselt kõigi suuremahuliste mikroskoopiaeksperimentide standardprotsessi osaks. Lõpuks rakendasime omandatud teadmisi pärismaailma kontekstis. Uurisime sügavõppe meetodite kasutamise väärtust anomaaliate eemaldamiseks ja segmenteerimiseks ravimite avastamise uurimistöös. Selleks tegime koostööd keemikute ja bioloogidega, kes uurivad ühte silmapaistvamat rakumembraani retseptorit - M4. Vaatamata selle kasvavale tähtsusele, on osutunud keerukaks luua uusi ravimeid, mis oleksid suunatud sellele retseptorile [22]. Meie koostööpartnerid kasutasid kõrge afiinsusega fluorestseeruvaid ligande, et uurida sidumisinteraktsiooni M4 retseptoriga. Selleks on vaja eraldada rakud ja uurida nendes olevat fluorestsentssignaali, mille tugevus sõltub valgu ja ligandi vahelise afiinsuse tugevusest ning ligandi kontsentratsioonist. Fluorestseerivate ligandide poolt rakkudes tekitatud signaal ei osutunud piisavaks, et mudel saanuks eristada rakku taustast. Seega otsustasime segmenteerida rakke keerukamast, kuid fluorestseerivusest sõltumatutest heleväljapiltidest. Esiteks kasutasime sügavõpet rakukehade segmenteerimiseks heleväljapiltidelt. Järgmisena analüüsisime fluorestseeruvat signaali rakkudest, mis eraldati vastavatelt fluorestseeruvatelt piltidelt segmenteerimistulemustest saadud rakukoordinaatide abil. Seejärel uurisime anomaaliate eemaldamise mõju heleväljapiltide signaalile, mis tulenes retseptori-ligandi interaktsioonist. Näitasime, et anomaaliate eemaldamine muutis signaali rohkem erapooletutuks ja et meie loodud mudeli kasutamine nende eemaldamiseks andis peaaegu optimaalse tulemuse.Item In vitro methods for studying the mechanisms of ribosome-targeting antibiotics(2024-04-22) Hinnu, Mariliis; Tenson, Tanel, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondRibosoomis toimuv valkude biosüntees ehk translatsioon on eluks hädavajalik protsess, mistõttu on bakteri ribosoom ka üks peamisi antibakteriaalsete ainete sihtmärke. Antibiootikumresistentsuse kiire leviku tõttu on oluline tõhustada olemasolevaid ja töötada välja uusi raviaineid, ravimvorme ja raviskeeme. Enne kliinilisi katseid inimestel on aga aineid vajalik põhjalikult n.ö. katseklaasis (in vitro) kui ka nakkusmudelites (loomarakud/-koed/elusloomad) uurida. Klassikalistes in vitro meetodites kasutatav keskkond ei sarnane aga alati nakkusaegse peremeesorganismiga. Antud uurimistöö eesmärk oligi vaja välja töötada in vitro meetodeid, mis võimaldaksid uurida antibiootikume inimesega bioloogiliselt sarnases keskkonnas. Fookuses olid ribosoomiga seonduvad antibiootikumid. Antud doktoritöös töötati välja meetodid, mis i) võimaldavad mõõta antibiootikumi vabanemist lokaalseks haavaraviks ette nähtud nanofiibritest; ii) selgitavad, kas verepuhvri olulise koostisosa, bikarbonaadi lisamine katsekeskkonda muudab in vitro antibiootikumtundlikkustestid kliiniliselt täpsemaks, ja iii) võimaldavad mõõta antibiootikumide mõju bakterite translatsiooni täpsusele. Kui testitud nanofiibrid näitasid suuri erinevusi antibiootikumi vabanemises vesikeskkonnas, siis väljatöötatud meetodid pooltahkes keskkonnas näitasid, et erinevused olid tegelikult väga väikesed. Bikarbonaadi katsed näitasid selgelt, et antibiootikumi toimet bakterile mõjutas bikarbonaadi ebapiisavast puhverdamisest tingitud pH-muutus. Töötati välja fluorestseeruvad translatsioonivigade reporterid, mis andsid uut teavet bakterite translatsiooni täpsuse kohta erinevates tüvedes, kasvukeskkondades, k.a. rakusisese nakkuse mudelites, ja antibiootikumide toimel. Kokkuvõttes võimaldavad antud doktoritöös välja töötatud meetodid ribosoomiga seonduvaid antibiootikume paremini uurida.Item Child-patient autonomy: interplay between normativity and relationality(2024-04-22) Paron, Kristi; Kutsar, Dagmar, juhendaja; Tartu Ülikool. Sotsiaalteaduste valdkondÕigus autonoomiale ehk enesemääramisõigus on üks inimõiguste tuumpõhimõtetest. Patsiendi enesemääramisõigus väljendub õiguses anda meditsiiniprotseduuriks või raviks teavitatud nõusolek. See õigus on vahetult seotud meditsiinieetikast pärit patsiendi autonoomia põhimõttega. Kui täiskasvanutena peame iseenesestmõistetavaks, et arsti vastuvõtul on meil õigus küsimusi küsida, oma arvamust avaldada ning lõpuks langetada otsus, siis laste puhul on levinum arusaam, et nad ei ole pädevad oma tervist puudutavates küsimustes kaasa rääkima. Uuringuandmete kohaselt tunnevad lapsed tervishoiuasustustes tihti, et neid ei kuulata ning nad ei saa piisavalt kaasa rääkida. Oma doktoritöös uurin, kuidas rahvusvahelised ja riigisisesed normid reguleerivad lapspatsiendi autonoomiaga seonduvat, kuidas arstid suhtuvad lapspatsiendi autonoomiasse, kuidas nad kaasavad lapsi aruteludesse ja otsustamisse ning kuidas lahendavad laste ja vanemate vahelisi erimeelsusi. Samuti analüüsin, kuidas lapspatsiendi autonoomia igapäevases meditsiinipraktikas toimib, pidades silmas seda, et last esindab tervishoiuasutuses tavaliselt lapsevanem. Doktoritöö tulemused näitavad, et lapspatsiendi autonoomia on suhetekeskne. Lapse, lapsevanema ja arsti vahel tekib eriline kolmiksuhe, mille käigus iga suhteosalise käitumine mõjutab teisi osalisi ja nende käitumist. See omakorda tähendab, et lapse õigus ja võimalus oma tervise küsimustes kaasa rääkida sõltub suurel määral täiskasvanute ja ka lapse enda sotsiaalsetest oskustest. Määrava mõjuga on seejuures lapsevanema käitumine. Lapsevanemad juhendavad sageli oma lapsi arstiga suhtlemisel. Mõned neist julgustavad oma lapsi rohkem arstiga suhtlema, teised aga, vastupidi, piiravad lapse autonoomiat, kas teadliku või alateadliku käitumisega, näiteks rääkides peamiselt ise või vastates ise lapsele esitatud küsimustele. Lisaks sotsiaalsetele aspektidele mõjutab lapspatsiendi autonoomiat ka tervishoiuasutuses loodud füüsiline keskkond. Ruumi kujundus, mööbli paigutus, istekohtade asetus, tööpõhimõtted – kõik sedalaadi tingimused võivad lapse arutelus ja otsustamises osalemist kas toetada või vastupidi, maha suruda.