Tutkijat löysivät mekanismin, jonka avulla solut rakentavat "minilihaksia" tumansa alle
Uusi eLife-lehdessä julkaistu Helsingin yliopiston tutkimus pureutuu stressisäikeiden muodostumisen ydinmekanismeihin ja paljastaa miten näitä ”minilihaksia” voidaan rakentaa solukorteksista, joka on tiheä aktiini-säikeistä koostuva verkosto solukalvon sisäpinnalla. Akatemiaprofessori Pekka Lappalaisen (Helsingin yliopiston Biotekniikan Instituutti) ja Helsingin yliopiston eläinlääketieteellisen tiedekunnan dosentti Sari Tojkanderin ryhmissä tehty tutkimus paljastaa miten myosiinipulssit, jotka oli aiemmin yhdistetty solujen muodonmuutoksiin yksilönkehityksen aikana, ohjaavat stressisäikeiden muodostumista solukorteksista. Tässä prosessissa NMII-myosiini, joka on lihasten supistumisesta vastuussa olevan myosiinin läheinen sukulainen, rekrytoidaan lyhytikäisenä pulssina solukalvolle. Myosiini-pulssi järjestää alun perin verkostomaisesti lomittuneet aktiini-säikeet yhdensuuntaisiksi kimpuiksi. Tämä käynnistää fokaaliadheesioiden muodostumisen aktiini-säiekimpun molempiin päihin, ja täten stressisäikeen muodostumisen solukorteksiin. Tästä syystä nämä rakenteet nimettiin kortikaalisiksi stressisäikeiksi.
– Oman tutkimusryhmämme ja ulkomaisten laboratorioiden tekemät aiemmat tutkimukset osoittivat, että stressisäikeitä voi syntyä solun etuosassa aktiini-säikeitä ja myosiinia sisältävistä esiasteista. Stressisäikeet hajoavat solun takaosassa solun liikkuessa eteenpäin. Nyt löysimme täysin uuden mekanismin, jonka avulla stressisäikeitä voidaan muodostaa paikallisesti soluissa, ja tarjoamme myös selityksen sille, miksi ’omituisia’ myosiinipulsseja esiintyy solukalvolla, Lappalainen kommentoi.
– Oli myös yllättävää havaita, että kortikaalisten stressisäikeiden muodostumista tapahtui erityisen useasti tuman alla. Tuma suojaa ja säilyttää solun perimää, ollen samalla myös suurin soluelin. On hyvin mahdollista, että kortikaaliset stressisäikeet suojaavat tumaa tai auttavat sen liikkumisessa solun mukana, lisää tutkimuksen päätekijä, tutkijatohtori Jaakko Lehtimäki.
Nämä uudet tutkimustulokset paljastavat oleellisen tekijän stressisäikeiden työkalupakista. Kolmiulotteisessa kudosympäristössä liikkuessaan solut ilmentävät harvoin stressisäikeiden esiasteita, joita tyypillisesti nähdään soluviljelymaljalla liikkuvissa soluissa. Tästä syystä stressisäikeiden syntyminen myosiini-pulssien avulla mahdollistaa näiden supistuvien rakenteiden muodostumisen myös soluissa, jotka liikkuvat luonnollisessa kudosympäristössään. Myosiinipulsseja on myös todettu monissa eri solu- ja kudostyypeissä, joten tämä mekanismi saattaa toimia yleisenä keinona paikalliseen voimantuotantoon elimistössämme.
Myosiini ja aktiini -proteiinien rooli
Lihasten yleisimmät proteiinit ovat moottoriproteiini myosiini sekä aktiini -nimisestä proteiineista koostuvat tankomaiset säikeet. Myosiinien ”ryömiminen” aktiini-säikeitä pitkin tuottaa voiman lihaksien supistumiselle. Tällainen myosiini-välitteinen voimantuotto ei kuitenkaan rajoitu pelkästään lihaksiin, sillä myös elimistömme muiden kudosten soluissa on samankaltaisia supistuvia rakenteita. Nämä muiden solutyyppien ”minilihakset”, joita kutsutaan stressisäikeiksi, koostuvat samoista keskeisistä toimijoista (aktiinista ja myosiinista) kuin lihasten supistuvat yksiköt. Stressisäikeet ovat tärkeitä solujen kyvylle aistia ja tuottaa voimia ympäristöönsä. Stressisäikeet myös myötävaikuttavat solujen erilaistumiseen kudoksissamme.
Luustolihakset kiinnittyvät luihin jänteiden kautta, kun taas erityiset kiinnitysrakenteet, joita kutsutaan fokaaliadheesioiksi, linkittävät stressisäikeet solun ympäristöön. Näiden rakenteiden avulla stressisäikeet voivat sekä välittää voimia solun ympäristöön että tunnistaa ympäristöstä tulevia mekaanisia viestejä. Tämän lisäksi stressisäikeet ovat tärkeitä solujen erilaistumisessa, ja ne myös suojaavat tumaa solujen liikkuessa kolmiulotteisessa, rakenteeltaan hyvinkin monimutkaisessa kudosympäristössä. Näiden moninaisten tehtävien takia puutteet stressisäikeiden muodostumisessa on yhdistetty moniin häiriöihin, kuten ateroskleroosiin, erilaisiin neuropatioihin, sekä syövän etenemiseen.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Pekka Lappalainen, Biotekniikan instituutti, Helsingin yliopisto, puh. 0405941533, pekka.lappalainen@helsinki.fi
Kuvat
Linkit
Tietoja julkaisijasta
PL 3
00014 Helsingin yliopisto
02941 22622 (mediapalvelu) 02941 911 (vaihde) (vaihde)https://www.helsinki.fi/fi/yliopisto
Tiedottaja Eeva Karmitsa, Helsingin yliopiston viestintä, puh. 0294158461
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