Pitkäketjuiset rasvahapot ohjaavat soluhengitystä – tutkijaryhmän uraauurtava löydös voi lisätä ymmärrystä harvinaisista mitokondriosairauksista

Soluhengitys on monimutkainen ja tarkasti säädelty tapahtumasarja, jonka avulla solut ottavat ravinnosta energiaa. Tapahtumaketjusta vastaavat solujemme sisällä toimivat pienet energiatehtaat eli mitokondriot.

Mitokondrioissa tapahtuva rasvahapposynteesi on edellytys toimivalle soluhengitykselle, mutta sen tarkkaa mekanismia ei ole tiedetty.

Oulun yliopiston tutkijat onnistuivat osoittamaan, miten pitkäketjuiset rasvahapot säätelevät soluhengityksen määrää. Tutkijoiden tekemä löytö on täysin uusi, sillä mitokondrioiden tuottamien pitkien rasvahappojen merkitystä soluhengitykselle ei ole aiemmin tunnettu.

Tulokset ovat merkittäviä, sillä ne avaavat kokonaan uuden ja kiinnostavan yhteyden pitkien rasvahappojen ja soluhengityksen välille. ”Tieto auttaa meitä ymmärtämään aivan uudella tavalla sairauksia, joissa mitokondrioiden toiminta ja soluhengitys ovat heikentyneet”, päätutkijana toiminut M. Tanvir Rahman kertoo.

Tutkimus liittyy laajempaan tutkimuskokonaisuuteen, jossa selvitetään soluhengityksen ja solun ravitsemustilan välisen yhteyden säätelyä. Työssä käytettiin proteiinin muokkausmenetelmää, jossa mitokondrion rasvahapposynteesiin osallistuvaa MECR-entsyymiä muokattiin molekyylimallintamisen ja proteiinien rakennetutkimuksen avulla. ”Usein tällaiset muokkaukset eivät onnistu, mutta tutkimuksemme esittelee myös onnistuneen esimerkin kohdennetusta proteiinin muokkauksesta”, tutkija Kaija Autio kertoo.

Tutkimus on esimerkki monitieteisestä tutkimuksesta, joka yhdistää molekyylimallinnusta, rakennebiologiaa, hiivagenetiikkaa ja biokemiaa. Pääosa tutkimuksesta on tehty Oulun yliopiston biokemian ja molekyylilääketieteen tiedekunnassa ja Biocenter Oulussa. Molekyylimallinnus on tehty yhteistyössä saksalaisten ja puolalaisten tutkijoiden kanssa.

Tutkimusta ovat rahoittaneet mm. Suomen Akatemia, Sigrid Juséliuksen säätiö, Jane ja Aatos Erkon säätiö ja Mary ja Georg C. Ehrnroothin säätiö.

Tutkimustulokset julkaisi tiedelehti Nature Communications.

Tutkimusjulkaisu: Tanvir Rahman, M., Kristian Koski, M., Panecka-Hofman, J. et al. An engineered variant of MECR reductase reveals indispensability of long-chain acyl-ACPs for mitochondrial respiration. Nat Commun 14, 619 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-36358-7