Väittelijä kehitti DNA:han ja kaksoiskierteiseen RNA:han sitoutuvia kolmoiskierteen muodostavia nukleiinihappoja (Väitös: FM Ville Tähtinen, 11.10.2019, kemia)
Ville Tähtinen tutki ja kehitti väitöstutkimuksessaan muokattuja DNA-pätkiä, kolmoiskierteen muodostavia oligonukleotideja, joiden avulla voitaisiin tulevaisuudessa vaikuttaa haluttujen geenien toimintaan ja esimerkiksi diagnosoida perinnöllisiä sairauksia.
Perinnöllisen informaatiomme sisältävä DNA ja monet biologisesti merkittävät RNA-molekyylit esiintyvät soluissa kaksoiskierteisessä muodossa. Turun yliopistossa väittelevä Ville Tähtinen tutki ja kehitti kemian alaan kuuluvassa väitöstutkimuksessaan kolmoiskierteen muodostavia oligonukleotideja, eli lyhyitä nukleiinihappojuosteita, jotka kykenevät sitoutumaan kaksoiskierteiseen DNA:han ja RNA:han sekvenssiselektiivisesti.
Kolmoiskierteen muodostavia oligonukleotideja (TFOt) on tutkittu runsaasti viimeisen 30 vuoden aikana, sillä ne ovat potentiaalisia tulevaisuuden lääkeaineita. TFO-juosteiden avulla voitaisiin esimerkiksi häiritä perinnöllisiä sairauksia aiheuttavien geenien tai syövän kehittymiseen liittyvien mikroRNA-molekyylien toimintaa. TFO-juosteiden käyttöä lääkeaineina rajoittavat kuitenkin erityisesti kolmoiskierteen heikko pysyvyys solun olosuhteissa ja oligonukleotidien heikko kulkeutuminen soluun. Väitöstutkimuksessaan Tähtinen muokkasi TFO-juosteita ja kolmoiskierteen muodostavia peptidinukleiinihappoja kemiallisesti, jotta ne sitoutuisivat voimakkaammin kaksoiskierteiseen DNA:han ja RNA:han.
– Saimme kasvatettua TFO-juosteiden sitoutumisvoimakkuutta kaksoiskierteiseen DNA:han liittämällä TFO-juosteisiin pienmolekyyli neomysiiniä. Peptidinukleiinihappojen sitoutumisvoimakkuutta kaksoiskierteiseen RNA:han puolestaan saimme kasvatettua kiraalisten ryhmien avulla. Parhaiten sitoutumisvoimakkuutta kasvattivat γ-(S)-guanidinyylimetyyliryhmät, jotka lisäksi paransivat peptidinukleiinihappojen kulkeutumista soluun, Tähtinen kertoo.
Uusi tieto on tärkeää lääketieteellisten sovellusten näkökulmasta
Tähtisen väitöstutkimus paljasti lisäksi uutta tietoa mekanismeista, joilla TFO-juosteet ja peptidinukleiinihapot sitoutuvat kaksoiskierteiseen DNA:han ja RNA:han. Tutkimuksessa hyödynnettiin fluorilla leimattuja nukleiinihappoja ja 19F-ydinmagneettista resonanssispektroskopiaa (19F-NMR-spektroskopia). 19F-NMR-spektroskopia paljasti yksityiskohtaista tietoa erityisesti kilpailevista mekanismeista, joilla peptidinukleiinihapot voivat sitoutua kaksoiskierteiseen RNA:han.
– Tulevia lääketieteellisiä sovelluksia ajatellen on ensiarvoisen tärkeää, että tunnemme peptidinukleiinihappojen erilaiset sitoutumismekanismit ja pystymme välttämään ei-spesifistä sitoutumista. Haluammehan lääkeaineen vaikuttavan juuri tiettyyn geeniin tai RNA-sekvenssiin. Peptidinukleiinihappoihin liittämämme kiraaliset ryhmät paitsi lisäsivät sitoutumisvoimakkuutta myös vähensivät ei-spesifistä sitoutumista RNA:han, Tähtinen sanoo.
Väitöstutkimuksessaan Tähtinen kehitti lisäksi fluorillla leimattuja TFO-juosteita, jotka pystyvät tunnistamaan yksittäisiä nukleoemäksiä kaksoiskierteisessä DNA:ssa.
***
FM Ville Tähtinen esittää väitöskirjansa ”Recognition of Double-Helical DNA and RNA by Modified Triplex-Forming Oligonucleotides and Peptide Nucleic Acids” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 11.10.2019 klo 12 (Turun yliopisto, Calonia, Cal 1 -luentosali, Caloniankuja 3, Turku).
Vastaväittäjänä toimii professori Sabine Müller (University of Greifswald, Germany) ja kustoksena professori Pasi Virta (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on kemia.
Väittelijän yhteystiedot: 0505141499, vpotah@utu.fi
