Uusi havainto geenien aktiivisuudesta muuttaa geenitutkimusta
Turun yliopiston johtama kansainvälinen tutkijaryhmä tutki lämpötilaan sopeutuvien kalojen populaatioita. Ryhmä havaitsi, että mitä enemmän tietyllä geenillä on biologisia toimintoja, sitä vähemmän sen aktiivisuus vaihtelee ympäristön muuttuessa. Havainnolla saattaa olla merkittäviä vaikutuksia tulevaisuuden geenitutkimukseen. Tutkimustulokset julkaistiin arvostetussa Nature Communications -tiedelehdessä.
Harjus kutemassa.
Akatemiaprofessori Craig Primmerin johtaman tutkijaryhmän tiistaina 3.6.2014 julkaistut tulokset voivat muuttaa merkittävästikin sitä, miten tutkitaan geenien vastetta ulkopuolisiin ärsykkeisiin, esimerkiksi lääkehoitoihin. Ryhmän saamat tutkimustulokset antavat myös viitteitä lajien kyvystä sopeutua ilmastonmuutokseen.
Kun eliöt tarvitsevat lisää geenin tuottamaa ainetta, tyypillisimmin proteiinia, geenin aktiivisuus lisääntyy. Geenin aktiivisuus puolestaan laskee, kun proteiinin tarve vähenee. Tämän tiedon avulla tutkijat ovat vuosien ajan tunnistaneet geenejä, jotka ovat tärkeitä juuri tietyissä tilanteissa. Aiemmin on ajateltu, että ne geenit, jotka ovat eniten tai vähiten aktiivisia tietyissä tilanteissa, ovat silloin jollain tapaa merkityksellisiä.
Turun yliopiston johtama uusi tutkimus kuitenkin osoittaa, että asia ei ole niin yksinkertainen: geenien aktiivisuuteen vaikuttaa myös muita tekijöitä. Tutkijaryhmä tarkasteli harjuspopulaatioissa yli 400 geenin vastetta lämpötilan muuttuessa.
Tutkijat tarkastelivat uusimmilla, huipputarkoilla molekyylimittauslaitteilla sitä, miten geenit reagoivat proteiinitasolla. Ryhmä tarkasteli harjusten geenien aktiivisuuksia suhteessa veden lämpötilaan ja vertasi niitä geenien biologisten toimintojen määrään.
– Löysimme tutkimuksissamme selvän yhteyden: mitä enemmän geenillä on biologisia toimintoja, sitä vähemmän proteiinin tuotanto vaihtelee, kertoo artikkelin pääkirjoittaja, Turun yliopiston tutkijatohtori Spiros Papakostas.
Tutkimustulokset muuttavat nykyisiä käsityksiä geenitutkimuksesta.
– Tutkimuksemme osoittaa, että geenien aktiivisuudesta ei voida vetää suoraviivaisia, universaaleja johtopäätöksiä. Geenin aktiivisuuden muutoksen tarkastelu ei ole yksinään luotettava mittari: sellaisilla geeneillä, joilla on paljon biologisia toimintoja, aktiivisuus ei voi muuttua yhtä paljon kuin sellaisilla geeneillä, joilla toimintoja on vähemmän. Nyt onkin erittäin tärkeää kehittää uudenlaisia tutkimustapoja, jotka ottavat tämän ilmiön huomioon. Tutkimuksemme on nyt ensimmäinen askel uuteen suuntaan molekyyli- ja evoluutiobiologiassa, Papakostas toteaa.
Tutkimusta rahoitti muun muassa Suomen Akatemia.
Artikkeli Nature Communications -tiedelehdessä:
http://www.nature.com/ncomms/2014/140603/ncomms5071/full/ncomms5071.html
Hannu Aaltonen, Mari Ratia
Kuva: Forest Service Northern Region