Biofysiikka

Biofysiikka on tieteenala, joka tutkii elävien järjestelmien fysiikkaa käyttämällä fysiikan periaatteita sekä kokeellisia ja laskennallisia menetelmiä. Se yhdistää biologian, fysiikan sekä matematiikan ja soveltaa näitä taitoja biomolekyylien, solujen ja kudosten ilmiöiden ymmärtämiseen. Tutkimuksen kohteita ovat muun muassa biomolekyylien rakenne ja dynamiikka, kalvofysiikka, ionkanavien toiminta sekä solujen ja kudosten mekaaniset ja sähköiset ilmiöt.

Kokeellinen biophysiikka hyödyntää useita keskeisiä menetelmiä biomolekyylien ja solujen tutkimuksessa. Näitä ovat röntgenkristallografia, NMR-spektroskopia sekä cryo-elektronimikroskopia biomolekyylien rakenteiden selvittämiseksi, sekä fluoresenssi- mikroskopia ja AFM-mikroskopia solujen ja proteiinien tutkimuksessa. Laskennallisessa biophysiikassa painottuvat molekyylidynamiikka, tilastollinen mekaniikka, bioinformatiikka sekä systeemibiologia ja koneoppiminen.

Biofysiikan ala kattaa molekyylibiophysiikan, solubiophysiikan, neurofysiikan sekä biomekaniikan sekä kehitys- ja järjestelmäbiologian ongelmat. Tutkimuksen tavoitteena on ymmärtää, miten fysikaaliset lait ohjaavat elintoimintoja, kuten molekyylien liike, virtaus- ja sähköiset ilmiöt sekä solujen mekaninen vaste.

Alalla on merkittäviä sovelluksia lääketieteessä, kuvantamisessa, lääkekehityksessä ja nanobiotek technologiessa. Biophysikaaliset menetelmät parantavat kuvantamista ja diagnostiikkaa sekä tukevat materiaalikehitystä ja uusia teknologioita, yhdistäen perinteisen biotieteen ja tekniikan edistysaskeleet.

---