Takaisin

Uusi mitokondrioita suojaava mekanismi löydetty

Itä-Suomen yliopiston ympäristö- ja biotieteiden laitoksen tutkijat ovat yhdessä Madridin ja Uumajan yliopiston kollegojensa kanssa löytäneet uudenlaisen mitokondrio-DNA:ta suojaavan mekanismin. Suojausmekanismin keskeisenä osana toimii poikkeuksellinen entsyymi, PrimPol, joka pystyy uudelleen käynnistämään mitokondrio-DNA:n kahdentumisen vaurion jälkeen. Tutkimus on julkaistu arvostetussa PNAS -julkaisusarjassa.

Tuman DNA perimän lisäksi solujemme mitokondrioista löytyy myös DNA:ta, joka ohjaa kolmentoista soluhengityksen kannalta keskeisen proteiinin rakentumista. Mitokondrio-DNA (mtDNA) on erityisen herkkä vaurioitumaan, sillä se sijaitsee hyvin lähellä happiradikaaleja tuottavia soluhengitysreaktioita. Solut pyrkivätkin suojaamaan mitokondroitaan korjaamalla mtDNA:ta sekä tekemään jatkuvasti uusia kopioita tästä korvatakseen vaurioituneet molekyylit. Solu sietää verraten hyvin yksittäisiä vaurioita DNA:ssa.

Ongelmia syntyykin monesti vasta kun DNA pitää kahdentaa, ja vaurio estää kahdentumisprosessin normaalin etenemisen, jolloin DNA:n kahdentumis- eli replikaatiohaarukka sakkaa ennen kuin koko genomi on saatu kopioitua. Tämä altistaa niin solun tuman kuin mitokondrioidenkin DNA:n kaksoisjuostekatkoksille, joiden seurauksena solu voi menettää isoja osia perimäänsä kohtalokkain seurauksin. Mitokondrioissa tällaiset mtDNA:n häviämät johtavat soluhengitysketjun toiminnan häiriöihin, jotka ovat monien mitokondriaalisten sairauksien, mutta myös ikääntymisestä johtuvien muutoksien taustalla.

Tutkimuksessa havaittiin, että primaasientsyymi PrimPol pystyy tuottamaan uuden alukkeen vaurioituneen DNA-sekvenssin edelle ja siten uudelleenkäynnistämään sakanneen mtDNA replikaation. PrimPol on varsin erikoinen primaasi, sillä se on rakenteellisesti hyvin vanhaa perua ja pystyy syntetisoimaan DNA alukkeita, kun taas muut tunnetut eläinten primaasit tekevät vain RNA alukkeita.

Sen lisäksi että tutkimus muuttaa käsityksiä PrimPol entsyymin toiminnasta, auttaa se myös ymmärtämään mtDNA:n korjausmekanismeja. Koska mitokondrio-DNA kärsii usein oheisvahinkoa syöpähoidoissa käytetyistä sytostaateista tai bakteeritulehduksiin otetuista antibiooteista, korjausmekanismien ymmärtäminen voi auttaa näiden hoitojen kehittämisessä. Erityisesti sydänsolut ovat erityisen herkkiä mitokondrioiden toiminnan häiriöille ja mtDNA:n parempi suojaaminen vaurioilta voisi suojata myös sairaita sydänsoluja.

Linkki julkaisuun: http://www.pnas.org/content/early/2017/10/03/1705367114

Lisätietoja: Jaakko Pohjoismäki, p. 050 5744745, jaakko.pohjoismaki@uef.fi