DNA:n rakennuspalikoiden mittaaminen on nyt helpompaa – tutkijat kehittivät uuden menetelmän
DNA eli deoksiribonukleiinihappo kantaa perinnöllistä tietoa solun tuman kromosomeissa ja mitokondrioissa. DNA on kahden pitkän vastakkaisen polynukleotidiketjun muodostama kaksoiskierre. Sen ketjut koostuvat neljästä fosfaattisidoksin toisiinsa kiinnittyneestä deoksiribonukleosidistä: deoksiadenosiinistä (dA), deoksitymidiinistä (dT), deoksisytidiinistä (dC) ja deoksiguanosiinistä (dG).
Kun DNA kahdentuu solunjakautumisen aikana tai sitä tarvitsee korjata, DNA-polymeraasientsyymi tuottaa uutta DNA-ketjua ja käyttää siihen deoksiribonukleosidien trifosfaatteja (dNTP) rakennuspalikoina. Synteesiin tarvittava energia tulee dNTP:iden fosfaattisidoksiin varautuneesta kemiallisesta energiasta.
Aikaisemmilla menetelmillä dNTP-pitoisuuksien mittaaminen on ollut haastavaa erityisesti sellaisista näytteistä, joissa on vain vähän DNA-synteesiä ja siten alhainen dNTP-pitoisuus. Nyt tutkijat ovat keksineet keinon, jolla dNTP-pitoisuuksia voidaan mitata entistä herkemmin esimerkiksi pienistä hiiren kudosnäytteistä.
Tutkimus on julkaistu Nucleic Acids Research -tiedelehdessä.
– Menetelmämme perustuu DNA-polymeraasiin ja muihin yleisesti molekyylibiologian laboratorioissa käytettäviin tarvikkeisiin. Menetelmään ei tarvitse erikoislaitteistoa tai radioaktiivisia aineita, kertoo dosentti Jukka Kallijärvi.
Mitokondriotautien tutkimuksessa on tarvetta herkälle mittausmenetelmälle
Mitokondriot ovat soluelimiä, jotka vastaavat soluhengityksestä, mutta niillä on myös paljon muita tehtäviä. Pyrimidiininukleosidien, kuten tymidiinin ja sytidiinin, valmistus on suoraan riippuvainen mitokondrioiden hengitysketjun toiminnasta. Mitokondriosairauksissa hengitysketjun toimintavajaus voikin aiheuttaa nukleotidien biosynteesin häiriötä ja niiden määrän muutoksia.
Nopeasti jakautuvissa soluissa, esimerkiksi luuytimessä ja syöpäkudoksessa, dNTP-pitoisuudet ovat suuria. Sen sijaan hitaasti tai ei ollenkaan jakautuvissa soluissa, esimerkiksi maksa- tai lihassoluissa, niiden määrä on hyvin alhainen. Kaikissa soluissa kuitenkin tarvitaan jonkin verran dNTP:itä DNA-vaurioiden korjausta ja mitokondrioiden DNA:n ylläpitoa varten.
GRACILE-mitokondriotautia sairastavilla potilailla ja sen hiirimallissa sairauden oireet ilmenevät muun muassa maksassa ja munuaisessa. Näissä kudoksissa on vain vähän jakautuvia soluja ja siten myös alhainen dNTP-pitoisuus.
– Ryhdyin mittamaan dNTP:iden määrää hiiren kudoksista ja huomasin pian, että aiemmin julkaistu menetelmä ei toiminut kudosnäytteillä, toteaa väitöskirjatutkija Janne Purhonen.
Ratkaisuna uusi herkempi määritysreaktio
Tutkijoiden kehittämässä uudessa dNTP-mittausmenetelmässä tärkeitä innovaatioita olivat muun muassa näytteen epäpuhtauksia sietävän DNA-polymeraasin käyttö sekä herkän fluoresoivan värin hyödyntäminen.
Eräs tekninen haaste menetelmän kehityksessä oli kudoksessa jopa tuhansia kertoja runsaammista RNA:n rakenneosasista, ribonukleotideista, mahdollisesti tuleva häiriö. Menetelmää kehittänyt Purhonen oivalsi, että kun hän lisää mittausreaktioon toisen entsyymin, joka katkaisee polymeraasin tuottaman DNA-juosteen ribonukleotidin kohdalta, hän voi erottaa katkenneen juosteen oikeasta sen alemman sulamislämpötilan perusteella. Näin virheellisesti liittyneistä ribonukleotideista aiheutuva signaali saadaan poistettua.
Tutkimus tehtiin dosentti Jukka Kallijärven ja emeritaprofessori Vineta Fellmanin tutkimusryhmässä Folkhälsanin tutkimuskeskuksessa.
– Toivomme, että menetelmä osoittautuu hyödylliseksi mitokondriosairauksien tutkijoille ja muillekin biologian ja lääketieteen tutkijoille, Kallijärvi tiivistää.
Lisätietoja:
Dosentti Jukka Kallijärvi, Folkhälsanin tutkimuskeskus ja Kantasolujen ja aineenvaihdunnan tutkimusohjelma, Helsingin yliopisto
Puh. +358 50 448 7006
Sähköposti: jukka.kallijarvi@helsinki.fi
Viite: Janne Purhonen, Rishi Banerjee, Allison E McDonald, Vineta Fellman, Jukka Kallijärvi. A sensitive assay for dNTPs based on long synthetic oligonucleotides, EvaGreen dye, and inhibitor-resistant high-fidelity DNA polymerase. DOI: 10.1093/nar/gkaa516
**********************************
Ystävällisin terveisin
Elina Kirvesniemi, viestinnän asiantuntija, Helsingin yliopisto
elina.kirvesniemi@helsinki.fi, 050 409 6469
Tietoja julkaisijasta
PL 3
00014 Helsingin yliopisto
02941 22622 (mediapalvelu) 02941 911 (vaihde) (vaihde)https://www.helsinki.fi/fi/yliopisto
Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen yhteisö, joka tuottaa tieteen voimalla kestävää tulevaisuutta koko maailman parhaaksi. Kansainvälisissä yliopistovertailuissa Helsingin yliopisto sijoittuu maailman parhaan yhden prosentin joukkoon. Monitieteinen yliopisto toimii neljällä kampuksella Helsingissä sekä Lahden, Mikkelin ja Seinäjoen yliopistokeskuksissa. Lisäksi sillä on kuusi tutkimusasemaa eri puolilla Suomea ja yksi Keniassa. Yliopisto on perustettu vuonna 1640.
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 Helsingin yliopisto
Helsingin yliopisto oli hakijoiden ykköstoive yhteishaussa28.3.2024 11:38:03 EET | Tiedote
Hakijoita kandi- ja maisteriohjelmiin oli yli 31 000. Ensisijaisten hakijoiden määrän perusteella Helsingin yliopisto oli Suomen suosituin yliopisto. Tutut alat – oikeustiede, lääketiede ja psykologia – olivat jälleen Helsingin yliopiston suosituimpia hakukohteita.
Modernin ajan suurinta aurinkomyrskyä jäljitettiin Lapin puiden vuosirenkaista28.3.2024 09:34:22 EET | Tiedote
Helsingin yliopiston johtama tutkimusryhmä pystyi mittaamaan vuoden 1859 Carringtonin aurinkomyrskyn jälkeisen piikin Lapin puiden radiohiilipitoisuuksista. Jäljitys auttaa varautumaan vaarallisiin aurinkomyrskyihin.
KUTSU MEDIALLE 10.4; Mistä europarlamenttivaaleissa puhutaan, tutkijoiden ajankohtaisimmat asiat esillä27.3.2024 14:05:26 EET | Kutsu
Kesäkuun Euroopan parlamentin vaalit käydään entistä kireämmässä maailmanpoliittisessa tilanteessa. Mikä merkitys EU-vaaleilla on Euroopan ja Suomen suunnalle? Millaisessa poliittisessa tilanteessa EU-vaaleihin lähdetään? Entä millaisia valtakamppailuja Euroopan parlamentin sisällä käydään?
Tutkijat selvittivät, miten musiikki katoaa aivoista27.3.2024 12:00:00 EET | Tiedote
Sävelkuurolta ihmiseltä puuttuu kyky tunnistaa melodioita. Tuore tutkimus onnistui paikantamaan sävelkuurouden eli amusian todennäköisen alkuperän aivoissa. Ilmiön jäljille päästiin tutkimalla tapauksia, joissa aivoinfarkti oli aiheuttanut amusian.
Plastiikkakirurgian professori Virve Koljoselle J. V. Snellman -palkinto26.3.2024 18:00:00 EET | Tiedote
Helsingin yliopisto on myöntänyt J. V. Snellmanin nimeä kantavan tiedonjulkistamispalkinnon vuonna 2024 professori Virve Koljoselle. Koljonen viestii erikoisalastaan plastiikkakirurgiasta aktiivisesti ja yleistajuisesti sosiaalisessa mediassa ja on tavoittanut laajasti niin ammattilaisia kuin suurta yleisöä.
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