Tutkijat keksivät keinon geenin hallittuun käynnistämiseen

Menetelmän kehittäjiä ovat tutkijat Diego Balboa ja Jere Weltner, jotka tekevät väitöstutkimustaan professori Timo Otonkosken laboratoriossa Meilahden kampuksella. Tutkimus on julkaistu Stem Cell Reports -tiedelehdessä, joka on yksi kantasolututkimuksen alan johtavista julkaisuista.

Kantasolututkimuksen kuumimpia kohteita ovat tällä hetkellä menetelmät, joilla voidaan säädellä solujen erilaistumista. Erilaistumisprosessi perustuu siihen, miten geenit solussa aktivoituvat ja hiljenevät, joten tutkijat etsivät keinoja geenien hallittuun ”sytyttämiseen” ja ”sammuttamiseen”. Tutkijoiden unelma onkin kyetä aktivoimaan ja hiljentämään geenejä täsmällisesti haluamallaan hetkellä.

– Osaamme tuottaa erilaistuneista soluista monikykyisiä kantasoluja – niin sanottuja iPS-soluja – ja pystymme ohjaamaan näiden solujen erilaistumista haluttuun suuntaan järjestämällä niille oikeanlaiset kasvuolosuhteet. Emme kuitenkaan hallitse erilaistumisprosessia vielä riittävän hyvin – prosessi saattaa edetä moitteettomasti lähes loppuun asti, mutta sitten jokin tietty geeni ei aktivoidu oikeaan aikaan ja solu jää epäkypsäksi, Otonkoski sanoo.

Niin sanottu CRISPR-teknologia on tehnyt mahdolliseksi muokata geenejä leikkaamalla DNA:ta tietyistä kohdista. Menetelmällä voidaan esimerkiksi poistaa solusta virheellisesti toimiva geeni tai viedä sinne siirtogeeni, joka ilmenee halutulla tavalla.

Otonkosken laboratoriossa on nyt kehitetty menetelmä, jolla voidaan säädellä yksittäisen geenin toimintaa halutulla tavalla ilman että genomia muutetaan. Menetelmässä hyödynnetään CRISPR-teknologiaa, mutta säätely tapahtuu lääkeaineiden välityksellä. Haluttu geeni viritetään vastaanottavaiseksi lääkkeelle viemällä soluun RNA-pätkiä, jotka sitoutuvat geenin säätelyalueelle sekä aktivaattoriproteiini, joka sitoutuu näihin RNA-molekyyleihin. Tämä ei vielä vaikuta geenin toimintaan, vaan se aktivoituu vasta kun soluun lisätään aktivaattoria säätelevää lääkeainetta.

– Omassa tutkimuksessamme käytimme kahta tavanomaista antibioottia, doksisykliiniä ja trimetopriimiä, ja niiden välityksellä pystyimme säätelemään täsmällisesti ja tehokkaasti useiden geenien toimintaa. Menetelmä toimi kaikilla testaamillamme kantasoluilla – käytimme kehitystyössä ihmisen soluja, Otonkoski kertoo.

Otonkoski korostaa, että tällä hetkellä menetelmää käytetään kokeellisissa malleissa; hoidollisista sovelluksista on aivan liian aikaista puhua.

– Perusperiaate on kuitenkin nyt kehitetty ja menetelmä osoitettu toimivaksi; uskon että siitä voi tulla erittäin tärkeä tutkimuksen työkalu. Omassa laboratoriossani sovellamme menetelmää kantasolujen erilaistumisen säätelyyn, mutta sillä on paljon sovellusmahdollisuuksia muillakin tutkimusaloilla – esimerkiksi syöpäbiologiassa.

Lisätietoja:

Professori Timo Otonkoski, Helsingin yliopisto
Puh. 050 448 6392
Sähköposti: timo.otonkoski@helsinki.fi

Viite: Diego Balboa, Jere Weltner, Solja Eurola, Ras Trokovic, Kirmo Wartiovaara, and Timo Otonkoski: Conditionally Stabilized dCas9 Activator for Controlling Gene Expression in Human Cell Reprogramming and Differentiation. Stem Cell Reports, 8^th September, 2015

******************************
Ystävällisin terveisin

Päivi Lehtinen, tiedottaja, Helsingin yliopisto / Academic Medical Center Helsinki (AMCH)
paivi.m.lehtinen@helsinki.fi, 050 406 2043