Uusi soluviestinnän mekanismi avaa mahdollisuuksia kudosteknologiaan ja sairauksien hoitoon

Julkaistu 23.7.2018 - 16:16
Proteiinit (Kuvan koostaminen: tutkimusryhmien tutkijat Tampereen yliopisto ja Imperial College)
Molekyylikuva havainnollistaa tutkimuksen kohteena olevaa taliini-proteiinin rakenneosaa ja siihen kiinnittynyttä DLC1-proteiinia. (Kuvan koostaminen: tutkimusryhmien tutkijat)

Tampereen yliopiston ja Imperial College London -yliopiston tutkijat ovat yhteistyössä löytäneet uuden mekanismin, joka välittää soluissa niin sanottuja mekaanisia signaaleja.

Nyt havaittu mekanismi on taliini-proteiinin välittämää solujen mekanosignalointia. Solut aistivat niihin kohdistuvia mekaanisia voimia sekä ympäröivän kudoksen tai kasvatusalustan fysikaalisia ominaisuuksia kuten jäykkyyttä ja elastisuutta. Nämä ”mekaaniset signaalit” ovat olennaisen tärkeitä solujen hyvinvoinnille ja ohjaavat esimerkiksi solujen erilaistumista.

Tutkimuksessa keskityttiin taliini-proteiinin melko vähän tutkittuun rakenneosaan. Taliiniin kohdistetun mekaanisen rasituksen havaittiin vaikuttavan tämän rakenneosan muotoon. Kun rakenne laskostuu ja aukipurkautuu, se vaikuttaa proteiinien dynamiikassa toisiin proteiineihin ja lopulta aktiini-myosiini-molekyyliparin toimintaan, solujen voimantuottoon ja niiden liikkumiseen. Solujen voimantuotosta vastaavaa aktiini-myosiini-paria, jota ohjaa RhoA-proteiini, tarvitaan lihasten toimintaan ja kudosten normaaliin kehitykseen.

Tutkimus toteutettiin käyttäen fibroblastisoluja. Tutkitut molekyylit ilmenevät kuitenkin laajalti erilaisissa soluissa, joten tutkijoiden mukaan on mahdollista, että havaittu välitysmekanismi esiintyy yleisesti solujen viestinnässä. Tieto mekanismista voi avata tulevaisuudessa mahdollisuuksia mekanosignalointiin liittyvien sairauksien hoitoon. Esimerkiksi syöpäsolujen leviämisen tiedetään olevan yhteydessä molekyylitason mekanosignalointiin. Tutkijoiden mukaan havaittu mekanismi voi olla olennainen myös sellaisissa soluissa, joiden toimintahäiriöt ovat merkittäviä, muun muassa sydän- ja verisuonitaudeissa ja fibroosissa. Koska mekaaniset signaalit ohjaavat myös kudosten erilaistumista, löydöstä on hyötyä kudosteknologiassa, kun pyritään hallitusti kasvattamaan tietynlaisia kudoksia.

- Mekaanisten signaalien käyttö kudosten hallitussa erilaistamisessa on nyt yhden askeleen lähempänä, toteavat tutkimusryhmiä Lontoossa ja Tampereella johtaneet tutkijat Armando del Río Hernández ja Vesa Hytönen.

Tutkijoiden mukaan taliinivälitteisen mekanosignaloinnin laajempi merkitys on kiinnostava jatkotutkimuksen kohde.

- Havaittu mekanismi mahdollistanee solujen ja niiden ympäristön välisen vuorovaikutuksen ohjaamisen. Siten se antaa työkaluja kudoskasvatukseen ja kudosmallien kehittämiseen ja niiden avulla tehtävän lääketutkimuksen edistämiseen, del Río Hernández ja Hytönen sanovat.

Tutkimusta rahoittivat Suomen Akatemia ja Euroopan tutkimusneuvosto (ERC). Tutkimustulokset julkaistiin Plos Biology -lehdessä.

Lisätietoa tutkimuksesta:
Apulaisprofessori Vesa Hytönen, Tampereen yliopisto, vesa.hytonen@uta.fi, +358 40 190 1517; Senior lecturer Dr. Armando del Río Hernández, Imperial College London, a.del-rio-hernandez@imperial.ac.uk.

Tutkijoiden koostama video tutkimuksesta (YouTube)

Imperial Collegen uutinen

Alkuperäinen artikkeli:
Haining AWM, Rahikainen R, Cortes E, Lachowski D, Rice A, von Essen M, et al. (2018) Mechanotransduction in talin through the interaction of the R8 domain with DLC1. PLoS Biol 16(7): e2005599.
doi.org/10.1371/journal.pbio.2005599

TAMPEREEN YLIOPISTON TIEDOTE 23.7.2018