Elias Tillandz -palkinto BioCity Turun vuoden parhaille tiedeartikkeleille

​24. BioCity Symposium käynnistyi torstaina 21.8.2014 Elias Tillandz -palkintojen jaolla. Palkinnot myönnettiin vuoden 2013 parhaille tutkimusartikkeleille. Palkinnot myönnettiin kahdelle julkaisulle: professori Riitta Lahesmaan johtaman tutkijaryhmän artikkelille sekä professori Lea Sistosen johtaman ryhmän artikkelille.

Palkittavat artikkelit valitsi BioCity Turun kansainvälisistä huippututkijoista koostuva tieteellinen neuvottelukunta puheenjohtajanaan professori Matthias Hentze Heidelbergin yliopistosta.

Lahesmaan tutkijaryhmä löysi valkosolujen toimintaa säätelevän uuden mekanismin

Valkosolujen keskeinen tehtävä on puolustaa elimistöämme ulkoisilta taudinaiheuttajilta ja syövältä mutta valkosolut voivat muuttua myös tautia aiheuttaviksi. Valkosolujen erilaistumista ja toimintaa säädellään tarkoin ja tämän säätelyn häiriöt voivat aiheuttaa tulehduksellisia sairauksia kuten diabetes, nivelreuma, astma ja allergia.

Palkitussa, professori Riitta Lahesmaan johdolla tehdyssä tutkimuksessa löydettiin uusi valkosolujen toimintaa säätelevä mekanismi. Uusia tutkimusmenetelmiä yhdistämällä ryhmä löysi lukuisia uusia geenien aktivoitumista sääteleviä kohtia genomin alueilta, joilla ei aikaisemmin ole ajateltu olevan merkitystä. Nyt osoitettiin, että kyseisissä kohdissa on usein immuunivälitteisiin sairauksiin altistavia geneettisiä muutoksia, jotka voivat vaikuttaa taudin syntyyn immuunivastetta muokkaamalla.

Tulokset avaavat uusia näkymiä ja luovat uutta pohjaa ihmisen tulehduksellisten autoimmuunitautien syntymekanismien ymmärtämiselle ja immuunivasteiden muokkaamiselle toivottuun suuntaan.

Löydökset perustuvat professori Lahesmaan tutkimusryhmän pitkäjänteiseen tutkimustyöhön ja yhteistyöhön professorien Harri Lähdesmäen ja David Hawkinsin kanssa. Tutkimus julkaistiin arvostetussa kansainvälisessä Immunity‐julkaisusarjassa otsikolla “Global Chromatin State Analysis Reveals Lineage-Specific Enhancers during the Initiation of Human T helper 1 and T helper 2 Cell Polarization.”

Lahesmaan tutkijaryhmään kuului R. David Hawkins, Antti Larjo, Subhash K. Tripathi, Ulrich Wagner, Ying Luu, Tapio Lönnberg, Sunil K. Raghav, Leonard K. Lee, Riikka Lund, Bing Ren sekä Harri Lähdesmäki.

Stressiproteiineilla tarkka työnjako solusyklin aikana

Stressiproteiinit (engl. heat shock factors, HSFs) ohjaavat geenien luentaa monien haitallisten olosuhteiden, kuten kohonneen lämpötilan, raskasmetallialtistuksen tai syövän synnyn aikana. Ominaista näille säätelijöille on, että ne pystyvät sitoutumaan kohdegeeneilleen myös stressin aikana, jolloin yleinen geeniluenta on vaimennettuna.

Solun jakautuminen on yksi solusyklin vaiheista, jolloin genomi pakkautuu, geeniluenta hiljenee ja solut ovat erityisen herkkiä olosuhteiden muutoksille. Tutkimuksessa selvitettiin, miten solut solusyklin eri vaiheissa kykenevät vastaamaan stressiin kartoittamalla kaikki HSF1:n ja HSF2:n kohdegeenit ihmisen perimäaineksessa.

Tulokset paljastivat stressiproteiinien laaja-alaisen vaikutuksen solujen toimintoihin ja osoittivat niiden tarkan työnjaon solusyklin eri vaiheissa. Solujen kasvuvaiheen aikana, jolloin perimäaines on avoinna, HSF1 ja HSF2 sitoutuivat sadoille geeneille ja osallistuivat solurakenteiden hajotuksen ja ylläpidon, sekä solujen sisäisen viestinnän säätelyyn. Merkittävää oli, että jakautuvissa soluissa ainoastaan HSF2 pystyi sitoutumaan kohdegeeneilleen. HSF2 ei kuitenkaan aktivoinut kohdegeenejään, vaan mahdollisti niiden tehokkaan luennan vasta solujakautumisen jälkeen. Tällä tarkkaan säädellyllä stressiproteiinien vuorovaikutuksella solujen osoitettiin paitsi suojaavan perimäainestaan, mutta myös nopeasti palauttavan solutyypille ominaisen geneettisen ohjelman perimäaineksen jälleen avautuessa.

Geeniluennan säätelymekanismeja on aikaisemmin tutkittu lähes yksinomaan solusyklin kasvuvaiheen aikana, jolloin solujen perimäaines on avoimessa tilassa. Tässä Åbo Akademin biotieteiden laitoksella ja Turun biotekniikan keskuksessa tehdyssä professori Lea Sistosen johtamassa tutkimuksessa tarkasteltiin geenien luentaa myös jakautuvissa soluissa, joissa perimäaines on tiukkaan pakattu.

Tutkimuksessa paljastettiin uusia säätely- ja suojamekanismeja, jotka ohjaavat geenien luentaa koko solusyklin aikana.  Stressiproteiinien toimintahäiriöiden tiedetään johtavan muun muassa syövän, kaihin, sekä erilaisten hermorappeumasairauksien, kuten Alzheimerin taudin syntyyn. Kartoittamalla HSF1:n ja HSF2:n työnjakoa ja toimintamalleja edistetään sairauksien ymmärtämistä sekä lääketieteellisten hoito- ja tutkimusmenetelmien kehittämistä.

Tutkimus julkastiin Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America -lehdessä otsikolla “Transcriptional response to stress in the dynamic cromatin environment of cycling and mitotic cells.” Sistosen johtamaan ryhään kuuluivat Anniina Vihervaara, Christian Sergelius, Jenni Vasara, Malin A. H. Blom, Alexandra N. Elsing sekä Pia Roos-Mattjus.

Tillandz-julkaisupalkinto on nimetty Turun Akatemian professori Elias Tillandzin mukaan (1640–1693), joka toi kokemusperäisen tieteen Turkuun ja julkaisi Turussa ensimmäisen varsinaisen tieteellisen tutkimuksen. Palkintoon sisältyy stipendi. Palkintoa on tukenut Stiftelsen för Åbo Akademi.

HA