Jyväskylän yliopisto

Valoon reagoivan fytokromin aktiivisuus vihdoin selvitetty

Jaa

Pitkäaikainen arvoitus ratkesi: tutkijat löysivät pitkään etsityn vastauksen siihen, millaiseen biokemialliseen mekanismiin perustuu yleisesti käytetyn bakteerifytokromin toiminta. Jyväskylän yliopiston tutkijoiden johtaman kansainvälisen tutkimuksen tulokset julkaistiin Nature Communications -lehdessä.

Tulokset näyttivät, että Deinococcus radiodurans -bakteereista löytyvä fytokromi toimiikin fosfataasina, joka punaisen valon seurauksena poistaa kohdeproteiinistaan fosfaatin. Kuva: Heikki Takala ja Hanna Salomäki
Tulokset näyttivät, että Deinococcus radiodurans -bakteereista löytyvä fytokromi toimiikin fosfataasina, joka punaisen valon seurauksena poistaa kohdeproteiinistaan fosfaatin. Kuva: Heikki Takala ja Hanna Salomäki

Kasvit ja bakteerit sopeutuvat jatkuvasti ympäröiviin valo-olosuhteisiin aiheuttaen muutoksia niiden kasvussa ja kehityksessä. Muutoksen välikappaleina toimivat valoon reagoivat proteiinit, valoreseptorit. Fytokromit ovat tärkeitä valoreseptoreja, jotka aistivat punaista valoa. Valo aiheuttaa fytokromissa rakennemuutoksia, jotka alkavat pienistä muutoksista sen valoa absorboivassa molekyylissä, kromoforissa.

Fytokromien toimintaperiaatteita määrittäessä, tutkijat ovat keskittyneet muutamien malliproteiinien toiminnan tutkimiseen. Yksi suosituimmista mallifytokromeista on Deinococcus radiodurans -bakteerista löytyvä DrBphP.

Vaikka DrBphP:n rakennetta ja toimintaa on tutkittu intensiivisesti vuosikymmenten ajan, sen tarkka rooli bakteereissa on jäänyt mysteeriksi.

”DrBphP:n toiminnasta saadut tulokset tarvitsevat biologisen viitekehyksen. Sitä varten on tärkeää osoittaa proteiinin biokemiallinen aktiivisuus. Tämä on ollut tutkijoiden päänvaivana jo useamman vuosikymmenen ajan”, kertoo dosentti Heikki Takala Jyväskylän yliopistosta.

”Tämä tieto toimii yhdyslinkkinä aikaisempien tutkimustulosten ja solunsisäisen signaloinnin välillä", Takala jatkaa.

Valon laukaisema aktiivisuus paljastui

Tuoreessa tutkimuksessa saatiin selville DrBphP-fytokromin biokemiallinen toimintamekanismi, jota punainen valo säätelee. Dosentti Heikki Takalan ja professori Janne Ihalaisen johtama kansainvälinen tutkimusryhmä hyödynsi tutkimuksessaan useita biokemiallisia ja rakenteellisia menetelmiä.

”Saimme selville, että DrBphP:n aktiivisuus ei ollutkaan kadonnut, vaan käänteinen tähän mennessä tunnettuihin fytokromeihin verrattuna. Tavallisesti bakteerifytokromit toimivat histidiinikinaaseina, jotka fosforyloivat kohdeproteiinejaan", kuvailee Elina Multamäki Helsingin yliopistosta.

Nyt tutkimusryhmä raportoi, että DrBphP toimii valoktivoituvan kinaasin sijaan fosfataasina, eli se irroittaa fosfaattiryhmän kohdeproteeinistaan. Lisäksi ryhmä loi kahden fytokromiproteiinin yhdistelmän, kimeeran, jossa valoa aistiva osa otettiin DrBphP-proteiinista ja biokemiallisesti aktiivinen osa erään agrobakteerin fytokromista.

”Tällä kimeeralla osoitimme, että DrBphP:n aktiivisuus pystytään kääntämään takaisin histidiinikinaasiksi vaihtamalla aktiivinen osa toiseen”, toteaa professori Janne Ihalainen Jyväskylän yliopistosta.

Tulokset olivat tutkijoiden mielestä ennalta odottamattomia. 

"Ne osoittavat, että bakteerifytokromien signalointi on monipuolisempaa kuin aiemmin on luultu, mutta niiden valon aistiminen on varsin universaali ominaisuus”, sanoo Ihalainen.

Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä 20.7.2021.

Lisätietoja:
Heikki Takala, Dosentti, Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylän yliopisto, +358 46 923 6211, heikki.p.takala@jyu.fi
Janne A. Ihalainen, Professori Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylän yliopisto, +358 40 024 7979, janne.ihalainen@jyu.fi
Elina Multamäki, tohtorikoulutettava, Helsingin yliopisto, elina.multamaki@helsinki.fi

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Kuvat

Tulokset näyttivät, että Deinococcus radiodurans -bakteereista löytyvä fytokromi toimiikin fosfataasina, joka punaisen valon seurauksena poistaa kohdeproteiinistaan fosfaatin. Kuva: Heikki Takala ja Hanna Salomäki
Tulokset näyttivät, että Deinococcus radiodurans -bakteereista löytyvä fytokromi toimiikin fosfataasina, joka punaisen valon seurauksena poistaa kohdeproteiinistaan fosfaatin. Kuva: Heikki Takala ja Hanna Salomäki
Lataa

Tietoja julkaisijasta

Jyväskylän yliopisto
PL 35
40014 Jyväskylä

http://www.jyu.fi

Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto

Ruokavalion kontrollointi ja syömishäiriöt ovat yhteydessä vammariskiin naisurheilijoilla28.9.2021 08:15:00 EEST | Tiedote

Rajoittunut syömiskäyttäytyminen eli ruokavalion tarkka kontrollointi sekä nykyinen tai aikaisempi syömishäiriö ovat yhteydessä suurentuneeseen vammariskiin naisurheilijoilla, selviää tuoreessa Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisessä tiedekunnassa tehdyssä tutkimuksessa. Tutkimuksessa havaittiin myös, että häiriöt kuukautiskierrossa olivat yhteydessä suurempaan vammavuorokausien lukumäärään. Tutkimukseen osallistuneista naisurheilijoista 25 % raportoi rajoittuneesta syömiskäyttäytymisestä, 18 % nykyisestä tai aikaisemmasta syömishäiriöstä ja 32 % kuukautiskierron häiriöstä.

Nanotiedepäivät Jyväskylässä 5.–6.10.2021: Esillä solujen selviytymismekanismit, viruksen kaltaiset partikkelit rokotteissa ja nanohäkit24.9.2021 10:00:00 EEST | Tiedote

Jyväskylän yliopiston Nanotiedekeskus isännöi monitieteellistä nanotieteen- ja teknologian Nanoscience Days -konferenssia 5.–6. lokakuuta 2021. Tapahtuma tarjoaa nanotutkijoille biologian, kemian ja fysiikan aloilta mahdollisuuden esitellä tuloksiaan kansainväliselle yleisölle. Kaksipäiväinen konferenssi pääosin pidetään verkkokonferenssina.

Väitös 1.10.2021: Tinder, Netflix ja WhatsApp häiritsevät kuljettajaa - Liikenteeseen tarvitaan paremmin testattuja ja suunniteltuja sovelluksia (Grahn)24.9.2021 07:00:00 EEST | Tiedote

Jyväskylän yliopistossa aiemmin tehty tutkimus paljasti miten kuljettajat maksavat verkkopankissa laskuja, lähettelevät viestejä WhatsAppissa, selaavat Tinderiä ja Instagramia ja jopa katsovat Netflixiä ajaessaan autoa. Kuljettajan keskittyminen liikenteessä mobiilisovelluksiin aiheuttaa visuaalista tarkkaamattomuutta, jolla on kiistaton yhteys tieliikenneonnettomuuksiin. Siltikin liikenteessä käytetään mitä erilaisimpia mobiilisovelluksia – lainsäädännöstä huolimatta. Uudet autot ovat myös pullollaan erilaisia infotainment-järjestelmiä, jotka tarjoavat hyödyn lisäksi myös puhdasta viihdettä autoilijoille.

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