Merietanat pitävät leviltä varastamansa viherhiukkaset toiminnallisina kiertämällä yhteyttämisen ongelmakohtia (Väitös: FM Vesa Havurinne, 11.3.2022, molekulaarinen kasvibiologia)
Tietyt merietanat varastavat leviltä yhteyttäviä soluelimiä, viherhiukkasia, minkä jälkeen etanat itse kykenevät yhteyttämään kuukausia tai joissain tapauksissa jopa vuoden. FM Vesa Havurinne tutki väitöskirjassaan, miten merietanat pitävät hyvin vaurioalttiit viherhiukkaset toiminnallisina omien eläinsolujensa sisällä.
Yhteyttävät merietanat syövät leviä ja hajottavat leväsolun sisällön, tuma mukaan lukien, ruoansulatuskanavassaan, jättäen vain ”varastetut” levien viherhiukkaset ehjiksi omien eläinsolujensa sisälle. Viherhiukkasten pitäisi kuitenkin vaatia jatkuvaa levätuman avittamaa korjausta etenkin sen takia, että yhteytyskoneisto altistuu vääjäämättömälle valovauriolle suorittaessaan tehtäväänsä.
Havurinteen väitöstutkimuksessa havaittiin, että yhteyttävien etanoiden oma kudos tai lima toimii suojaavana ”aurinkorasvana”, joka estää erittäin haitallisen UV-säteilyn pääsyn viherhiukkasten yhteytyskalvostoille. Yksinkertaiseksi kirkkaalta valolta suojaavaksi mekanismiksi puolestaan paljastui merietanoiden tapa sisällyttää runsaasti viherhiukkasia kudoksiinsa, jolloin merietanan ulkopintaa lähempänä olevat viherhiukkaset toimivat uhrattavana kilpenä, joka suojaa sisempien kerrosten viherhiukkasia valovauriolta. Nämä kaksi etanoiden kudostasolla toimivaa mekanismia vähentävät etanoiden tarvetta korjata viherhiukkasiaan, ja pidentävät viherhiukkasten elinikää huomattavasti.
Viherhiukkasten hienosäätöä molekyylitasolla
Yhteyttäminen on monimutkaisten elektroninsiirtoreaktioiden sarja, jossa auringon valoenergia sitoutuu lopulta sokereihin viherhiukkasissa. Liian kirkas valo voi johtaa tilanteeseen, jossa valoenergia ohjautuu hapelle, mikä synnyttää viherhiukkasia vaurioittavia reaktiivisia happilajeja.
- Merietanoiden havaittiin kykenevän hienosäätämään viherhiukkasten elektroninsiirtoketjua siten, että yksi ketjun komponenteista, plastokinonivaranto, pysyy pimeässä hyvin hapettuneessa tilassa. Hapettunut plastokinonivaranto voi vastaanottaa useita valoenergian liikkeelle laittamia elektroneja etanoiden siirtyessä pimeästä valoon, mikä todennäköisesti vähentää reaktiivisten happilajien syntyä merietanoiden viherhiukkasissa, Havurinne kertoo.
Tämän lisäksi viherhiukkasten kyvyn haihduttaa liiallista valoenergiaa turvallisesti lämmöksi todistettiin voimistuvan merietanoiden sisällä, kun valoenergian haihdutusvoimakkuutta verrattiin merietanoiden ja niiden saalislevien välillä.
Merietanoiden saalislevien viherhiukkaset ovat hyvin omavaraisia
Kaikista väitöstutkimuksessa osoitetuista suojamekanismeista huolimatta merietanoiden viherhiukkaset altistuvat lopulta valovauriolle. Levä- ja kasvisolujen tumien geenien tiedetään koodaavan tuhansia viherhiukkasten toimintaan ja korjaamiseen liittyviä proteiineja, ja levätuman puutteesta johtuen viherhiukkasten jatkuva korjaus etanasolujen sisällä vaikuttaa epätodennäköiseltä.
- Yhteyttävät merietanat varastavat viherhiukkasia kuitenkin vain hyvin valikoiduilta levälajeilta, joita ei ole tutkittu kattavasti. Eristämällä laboratoriossa viherhiukkasia kyseisiltä levälajeilta havaitsin, että nämä viherhiukkaset ovat syntyjään hyvin soveltuvia kestämään eristystä ja kykenevät palautumaan valovauriosta hyvin jopa ilman levätuman tarjoamia uusia proteiineja, Havurinne sanoo.
Saalislevien viherhiukkasten oman genomin koodaamien translaation elongaatiotekijä EF-Tu:n ja FtsH-ylläpitoproteaasin geenien transkriptio kasvoi eristyksissä, tehden niistä mielenkiintoisia kohteita jatkotutkimuksille.
***
FM Vesa Havurinne esittää väitöskirjansa ”Photoprotection and genetic autonomy of plastids in photosynthetic sea slugs” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 11.3.2022 klo 12.00 (Turun yliopisto, Publicum, Pub 5 -luentosali, Assistentinkatu 7, Turku). Väitöstä voi seurata myös etänä.
Vastaväittäjänä toimii professori Peter Jahns (Heinrich-Heine University Düsseldorf, Saksa) ja kustoksena professori Eevi Rintamäki (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on molekulaarinen kasvibiologia.
Turun yliopisto seuraa aktiivisesti koronavirustilannetta ja viranomaisten ohjeita. Yliopisto päivittää ohjeitaan tilanteen mukaan. Ohjeet ja linkit löytyvät osoitteesta: utu.fi/koronavirus
Väittelijän yhteystiedot: +358 400 489 521, vetahav@utu.fi
