Helsingin yliopisto

Valolla voidaan säädellä geenien toimintaa

21.4.2017 10:22 | Helsingin yliopisto

Jaa

Valoa voidaan käyttää tarkkaan geenien ilmentymisen säätelyyn, osoittaa Coloradon yliopiston, Duke-yliopiston ja Helsingin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan tutkijoiden optogenetiikan alaan kuuluva uraauurtava tutkimus.

Optogenetiikassa käytetään menetelmiä, joilla solujen toimintoja säädellään keinotekoisesti valon avulla. Tämä on mahdollista viemällä kohdesoluun valolle herkkää proteiinia ilmentävä geeni. Perinteisiin menetelmiin verrattuna valolla tapahtuva säätely on ajallisesti ja paikallisesti tarkempaa. Esimerkiksi aivotutkimuksen apuna optogeneettisiä työkaluja on käytetty menestyksekkäästi: yksittäisten hermosolujen aktiivisuutta on pystytty säätelemään millisekuntien tarkkuudella käyttämällä sähkön sijaan valoärsykettä.

Viime aikoina optogenetiikan menetelmät ja työkalut ovat kehittyneet nopeasti, ja nykyään valon avulla voidaan paitsi säädellä solujen aktiivisuutta myös muokata geenien toimintaa. Nucleic Acids Research -tiedelehdessä juuri julkaistussa tutkimuksessa tutkijat onnistuivat sekä lisäämään että vähentämään geenien ilmentymistä nisäkässoluviljelmissä ja ohjaamaan soluihin tuotetun proteiinin pitoisuutta valosignaaleilla. Käytetyillä optogenetiikan työkaluilla voitiin jopa muokata solun yksittäisten geenien toimintaa CRISPR/Cas9-menetelmään yhdistettynä.

– Helsingin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan seeprakalayksikössä tehdyt analyysit osoittivat, että geenien ilmentymisen muokkaaminen onnistuu soluviljelmien lisäksi myös elävässä kudoksessa, kertoo Suomessa tutkimusta johtanut akatemiatutkija, dosentti Jari Rossi.

On mahdollista että optogenetiikkaa voidaan käyttää tulevaisuudessa ihmisten sairauksien hoidossa; ensimmäisiä kliinisiä tutkimuksia onkin jo käynnissä silmän verkkokalvorappeuman hoidossa.

– Valolla tapahtuvaan geenien toiminnan säätelyyn liittyviä kliinisiä sovelluksia saadaan kuitenkin vielä odottaa tovin – nopeimmat sovelluskohteet löytyvät luultavasti tarkkaa geenien toiminnan säätelyä vaativilta biotieteiden perustutkimuksen aloilta, Rossi arvelee. – Itseäni kiinnostaa näiden työkalujen käyttäminen esimerkiksi neurotieteen ja lihavuustutkimuksen parissa.

Toisaalta biologisten lääkkeiden ja biosimilaarien – alkuperäislääkkeen kaltaisten biologisten lääkkeiden – tuotantoprosessit nojaavat edelleen vanhoihin säätelymenetelmiin.

– Lääketeollisuus ja bioala voisivat hyötyä tarkoista synteettisen biologian ja optogenetiikan menetelmistä, joilla solutehtaissa tapahtuvia tuotantoprosesseja voidaan säädellä tarkemmin ja tehokkaammin, Rossi sanoo.

Tutkimustyössä olivat mukana väitöskirjaa tekevät Camilla Höglund ja Sari Heine-Koskinen.

Tutkimusta rahoittivat National Institutes of Health, National Science Foundation sekä Suomen Akatemia.

Lisätietoja:

Akatemiatutkija, dosentti Jari Rossi, Helsingin yliopisto
Puh. 02941 25254
Sähköposti: jari.rossi@helsinki.fi

Viite: Gopal P. Pathak, Jessica I. Spiltoir, Camilla Höglund, Lauren R. Polstein, Sari Heine-Koskinen, Charles A. Gersbach, Jari Rossi, and Chandra L. Tucker. Bidirectional approaches for optogenetic regulation of gene expression in mammalian cells using Arabidopsis cryptochrome 2. Nucleic Acids Research, 20 April 2017.
Linkki artikkeliin:https://doi.org/10.1093/nar/gkx260


*****************
Ystävällisin terveisin

Päivi Lehtinen, viestinnän asiantuntija, Helsingin yliopiston
paivi.m.lehtinen@helsinki.fi  

Kuvat

Tietoja julkaisijasta

Helsingin yliopisto
Helsingin yliopisto
PL 33
00014 Helsinki

02941 911 (vaihde)http://www.helsinki.fi/yliopisto

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista jo ennen kuin ne uutisoidaan? Kun tilaat tiedotteemme tältä julkaisijalta, saat ne sähköpostiisi yhtä aikaa suomalaisen median kanssa. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto

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 STT Infossa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme