Tutkijat löysivät yllättävän geenin, joka vaikuttaa ihmisen haiman kehitykseen

Haiman beetasolut tuottavat insuliinia, joka säätelee verensokeria. Jokainen nisäkäs tarvitsee haiman beetasoluja selviytyäkseen. Tyypin 1 diabetesta sairastavilla potilailla ei ole lainkaan tai on hyvin vähän toimivia beetasoluja.

Nyt diabetesta tutkivan kansainvälisen hankkeen tutkijat ovat tehneet yllättävän geneettisen löydön ihmisen haiman kehityksen alkuvaiheista.

Exeterin yliopiston, Cambridgen yliopiston ja Helsingin yliopiston tutkijat selvittivät tutkimuksessaan, että geenin ZNF808 mutaatiot aiheuttavat haimassa kehityshäiriön, joka johtaa synnynnäiseen insuliininpuutosdiabetekseen.

Geeni ZNF808 on oleellinen ihmisen haiman kehitykselle. Kyseistä geeniä ei löydy miltään muulta lajilta kuin ihmiseltä ja lähisukulaisiltamme, kuten simpanssilta.

– Kyseessä on ensimmäinen ihmisellä kuvattu kehityshäiriö, jonka aiheuttaa geeni, jota ei löydy juuri muilta lajeilta kuin ihmiseltä, Helsingin yliopiston professori Timo Otonkoski kertoo.

Nature Genetics -tiedelehdessä julkaistu artikkeli korostaa ihmisen haiman tutkimisen merkitystä. Tähän asti tutkijat ovat olettaneet, että keskeisten elinten ja toimintojen kehittymisen kannalta olennaiset geenit ovat säilyneet pitkälle evoluution aikana ja että geneettinen polku pysyy samana eri lajeissa kaloista ihmisiin. Uudet havainnot korostavat sitä, kuinka tärkeää on kehittää ihmisen soluihin perustuvia malleja koe-eläinten sijaan.

Helsingin yliopiston tutkijat selvittivät, miten ZNF808-geeni toimii

Geenitutkimuksen kaikki kokeellinen työ on tehty Helsingissä Otonkosken tutkimusryhmässä.

Otonkosken tutkimusryhmä käytti kantasolujen haimaerilaistusmallia ja selvitti, että geeni ZNF808 vaikuttaa haiman syntyyn aivan solujen erilaistumisen alussa.

– Osoitimme, että ZNF808 on transkriptiotekijä, joka tarvitaan hiljentämään ”maksaohjelma” haiman ja maksan yhteisissä alkusoluissa, Otonkoski sanoo.

Jos ZNF808-geeni puuttuu, kaikki tämän elinaihion solut erilaistuvat maksan suuntaan ja haima jää kehittymättä. 

– On erikoista, että tällainen mekanismi on kehittynyt ihmislajille, Otonkoski jatkaa.

Tutkimus on merkittävä askel haiman ainutlaatuisuuden ymmärtämisessä

Kansainvälisen tutkijaryhmän perimmäisenä tavoitteena on ymmärtää ihmisen haiman kehityksen mekanismit yksityiskohtaisesti. Tätä tietoa voidaan soveltaa haimasolujen tuottamiseen kantasoluista.

Tietoa voidaan mahdollisesti hyödyntää jopa haiman regeneraatiota kiihdyttävien lääkkeiden kehittämiseen. Tällaisten hoitojen kautta voisi olla mahdollista palauttaa insuliinin erityskyky diabeetikolle. 

– Se voisi olla avain tyypin 1 diabeteksen parantamiseen. Löydöksemme on merkittävä askel sen ymmärtämisessä, mikä tekee ihmisen haimasta ainutlaatuisen, Otonkoski sanoo.

Kansainvälinen tutkimusryhmä jatkaa tutkimuksiaan eteenpäin Wellcome Trust -säätiön rahoituksen avulla.

 

Fakta: ZNF808-geeni

• ZNF808 kuuluu ryhmään proteiineja, jotka sitovat ja "kytkevät pois päältä" tiettyjä DNA:n alueita, jotka ovat kehittyneet evoluution kannalta hiljattain, korkeammalle kehittyneiden kädellisten ilmaantumisen myötä.
• Näitä DNA:n alueita pidettiin vuosikausia "roska-DNA:na", mutta viime aikoina niillä on havaittu olevan tärkeitä tehtäviä.
• Tutkijoiden tulokset vahvistavat, että näillä DNA:n alueilla, joihin ZNF808-geeni vaikuttaa, on todennäköisesti tärkeä rooli ihmisen kehityksen aikana.

 

Alkuperäinen artikkeli: Elisa De Franco, Nick D. L. Owens, Hossam Montaser, Matthew N. Wakeling, Jonna Saarimäki-Vire, Athina Triantou, Hazem Ibrahim, Diego Balboa, Richard C. Caswell, Rachel E. Jennings, Jouni A. Kvist, Matthew B. Johnson, Sachin Muralidharan, Sian Ellard, Caroline F. Wright, Sateesh Maddirevula, Fowzan S. Alkuraya, Pancreatic Agenesis Gene Discovery Consortium, Neil A. Hanley, Sarah E. Flanagan, Timo Otonkoski, Andrew T. Hattersley & Michael Imbeault. Primate-specific ZNF808 is essential for pancreatic development in humans. Nature Genetics, 2023. DOI: 10.1038/s41588-023-01565-x

 

Lisätietoja:

Timo Otonkoski, professori, Helsingin yliopisto, ylilääkäri, HUS
Puh. 050 370 8976
timo.otonkoski@helsinki.fi