Väittelijä kartoitti uusia mekanismeja, jotka säätelevät solujen viestintää (Väitös: FM Johannes Merilahti, 10.9.2021, lääketieteellinen biokemia ja genetiikka)
FM Johannes Merilahti tutki Turun yliopistossa tarkastettavassa väitöstutkimuksessaan uusia mekanismeja, joilla ihmisen solujen pinnan viestintämolekyylien, reseptorityrosiinikinaasien, toimintaa säädellään. Tutkimuksessa saatiin uutta tietoa molekyylitason mekanismeista, jotka mahdollistavat monien näiden viestintämolekyylien toiminnan myös vaihtoehtoisella viestintätavalla. Tutkimustulokset voivat johtaa uusien lääkehoitojen kehittämiseen.
Reseptorityrosiinikinaasit (RTK) ovat solukalvon läpäiseviä viestintämolekyylejä, jotka sitovat solun ulkopuolisia kasvutekijöitä, ligandeja, ja välittävät solujen kasvua, erilaistumista ja selviytymistä edistäviä viestejä solun sisäosiin. RTK:ien epänormaali viestintä on liitetty monien sairauksien, kuten syövän, syntyyn.
Väitöstutkimuksessaan Merilahti tarkasteli RTK:ien normaalista poikkeavaa viestintätapaa. Erityisesti tutkimuksen kohteena oli tämän viestintätavan yleisyys ihmisen soluissa sekä se, miten tämä viestintä eroaa RTK:ien tavallisesta, klassisesta viestinnästä. Vaihtoehtoinen viestintä käyttää hyväkseen soluissa tapahtuvaa tapahtumaa, jota kutsutaan säädellyksi solukalvonsisäiseksi proteolyysiksi. Tällöin RTK katkaistaan useampaan osaan proteolyysin avulla, jolloin solun sisäpuolinen osa molekyylistä vapautuu ja se voi itse toimia liikkuvana viestimolekyylinä solun sisäosissa
– Tavallisesti solun pinnan reseptorityrosiinikinaasit välittävät viestejä solun ulkopuolelta solujen sisäosiin käyttämällä useita erillisiä solunsisäisiä viestintämolekyylejä. Viestit välittyvät viestintäketjuina, joissa edellinen viestintämolekyyli aina aktivoi seuraavan, Merilahti taustoittaa.
Ennen Merilahden väitöstutkimusta RTK:ien vaihtoehtoinen viestintätapa on ollut melko tuntematon aihe.
– Tämän vaihtoehtoisen viestinnän aikaisemmat tutkimukset ovat keskittyneet vain muutamaan RTK:iin. Suurimmasta osasta reseptorityrosiinikinaaseja ei ole tiedetty, voivatko ne viestiä tällä vaihtoehtoisella viestintätavalla. Eikä varsinkaan ole tiedetty, miten tämä vaihtoehtoinen viestintä eroaa näiden viestintämolekyylien klassisesta viestinnästä, selventää Merilahti tutkimuksensa taustoja.
RTK:ien vaihtoehtoinen viestintä on yleistä ihmisen soluissa
Väitöstutkimuksessaan Johannes Merilahti havaitsi, että ainakin puolet ihmisen yli 50 reseptorityrosiinikinaasista voi käyttää vaihtoehtoista viestintätapaa. Tutkimuksessaan Merilahti sai myös viitteitä siitä, että tutkittu vaihtoehtoinen viestintä voi edistää syöpäsolujen kasvua.
– Kun solun RTK:iin kiinnittyy kasvutekijä tarkoituksenaan lähettää viesti solun sisään, on mahdollista, että RTK:n aktivoiman viestiketjun sijaan viesti etenee solun sisäosiin suoraan tämän katkeavan RTK:n välittämänä. Tämä vaihtoehtoinen viestintätapa siis lisää soluviestinnän monipuolisuutta, Merilahti kertoo.
Merilahti tutki väitöstyössään myös sitä, miten vaihtoehtoinen viestintä eroaa tavallisesta RTK:ien viestinnästä. Koska vaihtoehtoinen viestintä on vielä melko tuntematonta, sen tutkimista varten kehitettiin uusia systeemibiologisia lähestymistapoja ja analysointimenetelmiä. Systeemibiologinen lähestymistapa on menetelmä, joka tutkii koko solun viestintäkokonaisuutta.
– Tutkimusta varten kehitetyllä analysointimenetelmällä pystytään paremmin tutkimaan juurikin tällaista laajaa viestintää, joista ei vielä tiedetä yksityiskohtia, Merilahti selventää.
Monipuolisuutta soluviestintään
Tutkimuksessa käytettiin mallina yhtä katkeavaa reseptorityrosiinikinaasia, TYRO3:a. Saadut tulokset osoittavat, että RTK:ien klassinen ja vaihtoehtoinen viestintä voivat selkeästi erota toisistaan. Näitä eroavaisuuksia havaittiin erityisesti solujen kasvuun, liikkumiseen, sekä immuunipuolustuksen toimintaan liittyvässä soluviestinnässä.
Merilahden väitöstutkimuksen tulokset voivat lisätä tietämystä RTK:ien säätelystä laajemminkin.
– Ihmisen soluissa esiintyy yli 50 RTK:ia, jotka monilta osiltaan muistuttavat toisiaan. Siksi tieto mallina käytetyn TYRO3-reseptorin uudesta tunnistetusta viestinnästä voi hyvinkin olla laajennettavissa muihin RTK:ihin. Parhaassa tapauksessa tutkimustulokset voivat johtaa uusien lääkehoitojen kehittämiseen, väittelijä esittää.
***
FM Johannes Merilahti esittää väitöskirjansa ”Characterization of gamma-secretase mediated cleavage of receptor tyrosine kinases” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 10.9.2021 klo 12. Väitöstilaisuutta voi seurata etänä: https://utu.zoom.us/j/65897601525
Vastaväittäjänä toimii professori Kaisa Lehti (Norjan tiede- ja teknologiayliopisto, Norja) ja kustoksena professori Klaus Elenius (Turun yliopisto). Tilaisuus on suomenkielinen. Väitöksen alana on lääketieteellinen biokemia ja genetiikka.
Turun yliopisto seuraa aktiivisesti koronavirustilannetta ja viranomaisten ohjeita. Yliopisto päivittää ohjeitaan tilanteen mukaan. Ohjeet ja linkit löytyvät osoitteesta: utu.fi/koronavirus
Väittelijän yhteystiedot: johannes.merilahti@utu.fi
