Valoon reagoivan fytokromin aktiivisuus vihdoin selvitetty
Kasvit ja bakteerit sopeutuvat jatkuvasti ympäröiviin valo-olosuhteisiin aiheuttaen muutoksia niiden kasvussa ja kehityksessä. Muutoksen välikappaleina toimivat valoon reagoivat proteiinit, valoreseptorit. Fytokromit ovat tärkeitä valoreseptoreja, jotka aistivat punaista valoa. Valo aiheuttaa fytokromissa rakennemuutoksia, jotka alkavat pienistä muutoksista sen valoa absorboivassa molekyylissä, kromoforissa.
Fytokromien toimintaperiaatteita määrittäessä, tutkijat ovat keskittyneet muutamien malliproteiinien toiminnan tutkimiseen. Yksi suosituimmista mallifytokromeista on Deinococcus radiodurans -bakteerista löytyvä DrBphP.
Vaikka DrBphP:n rakennetta ja toimintaa on tutkittu intensiivisesti vuosikymmenten ajan, sen tarkka rooli bakteereissa on jäänyt mysteeriksi.
”DrBphP:n toiminnasta saadut tulokset tarvitsevat biologisen viitekehyksen. Sitä varten on tärkeää osoittaa proteiinin biokemiallinen aktiivisuus. Tämä on ollut tutkijoiden päänvaivana jo useamman vuosikymmenen ajan”, kertoo dosentti Heikki Takala Jyväskylän yliopistosta.
”Tämä tieto toimii yhdyslinkkinä aikaisempien tutkimustulosten ja solunsisäisen signaloinnin välillä", Takala jatkaa.
Valon laukaisema aktiivisuus paljastui
Tuoreessa tutkimuksessa saatiin selville DrBphP-fytokromin biokemiallinen toimintamekanismi, jota punainen valo säätelee. Dosentti Heikki Takalan ja professori Janne Ihalaisen johtama kansainvälinen tutkimusryhmä hyödynsi tutkimuksessaan useita biokemiallisia ja rakenteellisia menetelmiä.
”Saimme selville, että DrBphP:n aktiivisuus ei ollutkaan kadonnut, vaan käänteinen tähän mennessä tunnettuihin fytokromeihin verrattuna. Tavallisesti bakteerifytokromit toimivat histidiinikinaaseina, jotka fosforyloivat kohdeproteiinejaan", kuvailee Elina Multamäki Helsingin yliopistosta.
Nyt tutkimusryhmä raportoi, että DrBphP toimii valoktivoituvan kinaasin sijaan fosfataasina, eli se irroittaa fosfaattiryhmän kohdeproteeinistaan. Lisäksi ryhmä loi kahden fytokromiproteiinin yhdistelmän, kimeeran, jossa valoa aistiva osa otettiin DrBphP-proteiinista ja biokemiallisesti aktiivinen osa erään agrobakteerin fytokromista.
”Tällä kimeeralla osoitimme, että DrBphP:n aktiivisuus pystytään kääntämään takaisin histidiinikinaasiksi vaihtamalla aktiivinen osa toiseen”, toteaa professori Janne Ihalainen Jyväskylän yliopistosta.
Tulokset olivat tutkijoiden mielestä ennalta odottamattomia.
"Ne osoittavat, että bakteerifytokromien signalointi on monipuolisempaa kuin aiemmin on luultu, mutta niiden valon aistiminen on varsin universaali ominaisuus”, sanoo Ihalainen.
Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä 20.7.2021.
Lisätietoja:
Heikki Takala, Dosentti, Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylän yliopisto, +358 46 923 6211, heikki.p.takala@jyu.fi
Janne A. Ihalainen, Professori Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylän yliopisto, +358 40 024 7979, janne.ihalainen@jyu.fi
Elina Multamäki, tohtorikoulutettava, Helsingin yliopisto, elina.multamaki@helsinki.fi
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Tanja HeikkinenViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 472 1162tanja.s.heikkinen@jyu.fiKuvat
Tietoja julkaisijasta
Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto
Jyväskylän Kesän puheohjelmassa pohditaan sivistyksen merkitystä ajassa24.6.2025 07:45:00 EEST | Tiedote
Tänä vuonna Jyväskylän Kesän sivistys-teemaisessa puheohjelmassa tarkastellaan muun muassa sananvapauden ja vastuun suhdetta, koulutuksen ja demokratian tulevaisuutta sekä arkkitehtuurin roolia yhteiskunnassa. Festivaaliviikolla 2.–7.7.2025 voi osallistua myös tiedettä ja taidetta yhdistävälle luontoretkelle, jaloitella ajatuksiaan filosofien opastamana, tutustua niityn perustamiseen niittytalkoisiin osallistumalla.
Sivistyksen vuoksi -kirjan tavoitteena on sivistyneen elämän kunnianpalautus: Tervetuloa kirjan julkistamistilaisuuteen Jyväskylän Kesän avajaispäivänä ke 2.7.23.6.2025 09:09:04 EEST | Tiedote
Sivistys ei kuulu vain harvoille ja valituille, vaan meille kaikille. Sivistyksen vuoksi -kirjan kantava ajatus on, että sivistyksen tavoittelu niin yksilön kuin yhteiskunnan tasolla rakentaa merkityksellistä, hyvää elämää. Kirjan 32 kirjoittajaa käsittelevät sivistystä eri näkökulmista kirkastaen sivistyksen olemusta, kielen ja kulttuurin sivistävää voimaa, ruumiin sivistystä, polarisaation ja sivistyksen suhdetta sekä sivistyksen merkitystä yksilöllisenä ja yhteiskunnallisena tavoitteena. Kirjoittajajoukkoon kuuluvat muun muassa Tarja Halonen, M. A. Numminen, Jarkko Martikainen, Kirsi Piha, Juha Hurme, Julia Thurén ja Piia Viitanen.
Vahvemmalla yhteistyöllä kohti onnistuneempaa ja reilumpaa ympäristönsuojelua23.6.2025 07:05:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopisto on ollut mukana osana kansainvälistä tutkimusryhmää, joka on edistänyt ymmärrystä siitä, miten maa- ja vesiekosysteemien väliset yhteydet vaikuttavat ympäristönsuojelun tehokkuuteen ja oikeudenmukaisuuteen. Ympäristönsuojelun uudelleenajattelun tuloksena syntynyt tutkimusartikkeli oli ehdolla kansainvälisesti arvostetun Frontiers Planet -palkinnon saajaksi vuonna 2022 ja se valittiin Uuden-Seelannin vaikuttavimmaksi kestävän kehityksen artikkeliksi. Nyt artikkeli on julkaistu lastenversiona.
Suomen Akatemialta yli 9 miljoonan euron rahoitus Jyväskylän yliopiston tutkijoille kulttuurin ja yhteiskunnan tutkimukseen19.6.2025 13:50:32 EEST | Tiedote
Suomen Akatemian kulttuurin ja yhteiskunnan tutkimuksen toimikunta (KY) on myöntänyt rahoitusta kuudelle akatemiatutkijalle ja yhdeksälle akatemiahankkeelle, yhteensä yli 9,2 miljoonaa euroa.
Muuttolintujen kevät -sovellus laajenee – nyt tutkitaan myös, miltä luonto tuntuu19.6.2025 11:59:45 EEST | Tiedote
Muuttolintujen kevät -sovelluksen avulla kuka tahansa voi osallistua lintujen kevätmuuton seurantaan ja lintulajien oppimiseen ja tuottaa samalla arvokasta tutkimustietoa. Sovellus kokoaa havaintoja laajasti eri puolilta Suomea ja nyt myös Ruotsista, tarjoten tutkijoille tärkeää dataa muuttolintujen liikkeistä. Uusimman päivityksen myötä lintuhavainnon lisäksi käyttäjä voi nyt tallentaa myös oman luontokokemuksensa – tekoälyn tukemana.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme