Folkhälsanin tutkimuskeskuksen tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän, jolla voidaan mitata kaikkien kahdentoista ribonukleotidin määrät pienistä kudos- ja solunäytteistä ilman erikoislaitteistoa.
RNA (ribonukleiinihappo), joka koostuu ribonukleotideista, on molekyyli, jota esiintyy kaikissa elävissä organismeissa. RNA:n uskotaan todennäköisesti edeltäneen DNA:ta elämän alkutaipaleella miljardeja vuosia sitten. Lopulta DNA korvasi RNA:n geneettisen informaation kemiallisesti vakaampana kantajana.
Mitokondriotaudeissa, perinnöllisissä sairauksissa, jotka johtuvat mitokondrioiden toimintaa haittaavista mutaatioista, kaikkien ribonukleotidien valmistus mahdollisesti heikentyy. Tiedetään kuitenkin huonosti kuinka paljon, missä kudoksissa, ja mikä merkitys sillä on. Osasyynä on, että ei ole ollut olemassa mittausmenetelmää, joka on käyttökelpoinen tavallisessa tutkimuslaboratoriossa. Nyt tutkijat ovat kehittäneet ensimmäisen molekyylibiologisen menetelmän, jolla voidaan mitata kaikkien kahdentoista ribonukleotidin määrät pienistä kudos- ja solunäytteistä ilman erikoislaitteistoa.
– Menetelmämme perustuu RNA-polymeraasientsyymiin ja Broccoliksi nimettyyn fluoresoivaan RNA-rakenteeseen, joka on alun perin kehitetty RNA-molekyylien havaitsemiseen soluissa mikroskopialla, tutkijatohtori Janne Purhonen kertoo.
Toisin kuin DNA, joka muodostaa pelkästään perintötekijöitä eli geenejä, RNA:lla on soluissa monia tehtäviä, kuten toimiminen lähetti-RNA:na, siirtäjä-RNA:na ja rakenneosana ribosomeissa, jotka yhdessä valmistavat proteiineja geenien ohjeiden perusteella. RNA:n rakennuspalikoina toimimisen lisäksi neljän ribonukleotidin kolme eri fosforyloitua muotoa ovat välttämättömiä käytännössä kaikissa soluprosesseissa toimimalla energianvälittäjinä, satojen erilaisten aineenvaihduntatuotteiden esiasteina sekä erilaisten signaalien välittäjinä. Nopeasti jakautuvat syöpäsolut tarvitsevat suuria määriä nukleotideja, mistä syystä monet syöpälääkkeet vaikuttavatkin nukleotidien aineenvaihduntaan. Myös immuunipuolustuksen solut ovat nopeasti jakautuvia ja niihin voidaan vaikuttaa nukleotidien valmistusta estävillä lääkkeillä esimerkiksi autoimmuunisairauksissa. Koska ribonukleotidit liittyvät lähes kaikkeen soluaineenvaihdunnassa, näkymät menetelmän hyödyllisyydelle monien eri alojen perustutkimuksessa ovat huimat.
Tutkimus tehtiin dosentti Jukka Kallijärven tutkimusryhmässä Folkhälsanin tutkimuskeskuksessa sekä Kantasolujen ja metabolian tutkimusohjelmassa Helsingin yliopiston lääketieteellisessä tiedekunnassa.
– Paras palkinto meille olisi, että kehittämämme menetelmä osoittautuu hyödylliseksi muille tutkijoille laajasti eri biotieteiden ja biolääketieteen aloilla, tiivistää tutkimusryhmän johtaja Jukka Kallijärvi.
Jukka Kallijärvi, FT, dosentti
Folkhälsanin tutkimuskeskus
Puh: +358 50 448 7006
Sähköposti: jukka.kallijarvi@helsinki.fi
Janne Purhonen, Anders Hofer, Jukka Kallijärvi. Quantification of all 12 canonical ribonucleotides by real-time fluorogenic in vitro transcription. Nucleic Acids Research, 2023;, gkad1091, https://doi.org/10.1093/nar/gkad1091
Kuva: Mostphotos.
