Elo Mika (LL) 16.8.2006

Lääketieteellinen tiedekunta

Lääketiede

Stress-Related Protein Synthesis in Mammalian Cells Exposed to Hydrostatic Pressure (Nisäkässolun proteiinisynteesin muutokset korkeassa hydrostaattisessa paineessa)

Vastaväittäjä: Professori Timo Ylikomi, Tampereen yliopisto
Kustos: Dosentti Mikko Lammi, Kuopion yliopisto


Väitöskirjan tiivistelmä:


Uutta tietoa stressiproteiinien ilmentymisestä

Tämä tutkimus antaa uutta tietoa lämpöshokkiproteiinien ilmentymisestä ja niiden geenien aktiivisuuksien säätelystä. Saatu tieto auttaa tulevaisuudessa suunnittelemaan hoitomuotoja erilaisiin sairauksiin, joiden ehkäisyssä, synnyssä tai parantamisessa stressiproteiineilla on osuutensa.

Elimistömme solut altistuvat säännöllisesti fysikaalisille ja kemiallisille stressitekijöille kuten korkealle lämmölle, hapenpuutteelle, erilaisille kemikaaleille sekä mekaaniselle kuormitukselle. Poikkeavien ympäristöolosuhteiden seurauksena useiden geenien ilmentyminen vähenee, kun taas lämpöshokki- eli stressiproteiinien tuotanto lisääntyy.

Lisääntynyttä stressiproteiinien tuotantoa ja/tai niiden muuttunutta toimintaa esiintyy myös kehitysbiologisissa ja tulehduksellisissa tilanteissa sekä kasvaimissa. Kyseisillä stressiproteiineilla on kyky korjata stressin seurauksena vaurioituneita proteiineja ja näin ollen parantaa solun elinkykyä. Stressitilanteiden ohella lämpöshokkiproteiineilla on tärkeä tehtävä solun normaalitoiminnoissa, ne muun muassa säätelevät lukuisten muiden proteiinien toimintaa.

Väitöskirjatyössä tutkittiin lähinnä korkean, toisin sanoen vahingollisen voimakkaan jatkuvan ja jaksottaisen hydrostaattisen paineen vaikutusta solun proteiinien ilmentymiseen. Ihmiselimistössä muun muassa nivelruston solut altistuvat ajoittain korkeallekin hydrostaattiselle paineelle normaalin liikkumisen aikana.

Proteiinien ilmentymisen muutoksia tutkittiin mm. kaksiulotteiseen elektroforeesiin perustuvalla seulontamenetelmällä, joka mahdollistaa kymmenien ja parhaimmillaan jopa useiden satojen proteiinien havainnoinnin samanaikaisesti.

Havaitsimme, että käytetystä kuormituksesta ainoastaan epäfysiologisen korkea jatkuva hydrostaattinen paine aiheutti stressivasteen, johon liittyen selkeimmät muutokset olivat lämpöshokkiproteiinien Hsp70 ja Hsp90b ilmentymisen lisääntyminen.

Hsp90 esiintyy solussa kahdessa eri muodossa (a ja b). Nämä ilmentyvät eri tavalla esimerkiksi yksilönkehityksen sekä joidenkin syöpien ja reumatautien aikana, mutta pohjimmiltaan näiden kahden eri muodon merkitys solun toiminnalle on epäselvää.

Havaintomme voi viitata laajempaankin toiminnalliseen eroon a ja b muodon välillä. Hsp90 osallistuu Hsp70 geenin luennan säätelyyn, mutta vielä tuntemattomasta syystä paineessa tätä säätelyä ei esiinny. Proteiinien seulonta osoitti lisäksi, että erään solun proteiinisynteesin osatekijän eEF-2:en ilmentyminen selkeästi väheni korkeassa paineessa. Muutos voi selittää jo aiemmin havaittua yleisen proteiinisynteesin laskua.


Kuopion yliopiston julkaisuja D. Lääketiede. ISBN 951-27-0575-3


Kuopion yliopisto
Viestintä
tiedotus_at_uku.fi