FM Esko Kemppaisen molekyylibiologian alaan kuuluva väitöskirja

Genetic and Metabolic Suppression of Mitochondrial Disease Phenotype in Drosophila (Geneettisten ja aineenvaihdunnan muutosten vaikutus mitokondriosairauksien banaanikärpäsmalliin)

tarkastetaan 30.5.2015 klo 12 Tampereen yliopiston Finn-Medi 5:n auditoriossa, Biokatu 12, Tampere.

Vastaväittäjänä on professori Aleksandra Filipovska (University of Western Australia, Harry Perkins Institute of Medical Reserch). Kustoksena toimii professori Howard Jacobs.

Geneettisten ja aineenvaihdunnan muutosten vaikutus

mitokondriosairauksien banaanikärpäsmalliin


Mitokondriot ovat soluorganelleja, joiden pääasiallisena tehtävänä useimmissa soluissa on vastata niiden energiantuotannosta. Mitokondriot pystyvät muuttamaan ravintoaineiden sisältämän kemiallisen energian soluille käyttökelpoiseen muotoon, adenosiinitrifosfaattimolekyyleiksi (ATP).  Mitokondriot sisältävät lisäksi pienen osan eukaryoottisolujen perintöaineksesta. Tämän mitokondriaalisen DNA:n tehtävä on ohjata ATP-tuotannossa tarvittavien elektroninsiirtoketjun proteiinikompleksien ja  ATP-syntaasin rakenneproteiinien synteesiä. Lisäksi mitokondriaalisia geenejä tarvitaan sen oman  proteiinisynteesikoneiston komponenttien tuottamiseen.  

Väitöskirjatutkimuksessa on hyödynnetty tko25t-banaanikärpäsiä (Drosophila melanogaster), joilla on pistemutaatio mitokondrioiden oman proteiinituoton kannalta välttämättömässä tuman technical knockout-geenissä (tko). Mutaation seurauksena mitokondrioiden proteiinisynteesi häiriintyy, mikä aikaansaa elektroninsiirtoketjun vajaatoimintaa ja ATP-puutosta. Tämän seurauksena sekä tko25t-kärpäsillä että vastaavista perimän muutoksista kärsivillä potilailla esiintyy muun muassa vakavia kehitys- ja neurologisia häiriöitä.

Väitöskirjatutkimuksessa on keskitytty tutkimaan monisoluisten organismien luontaista sopeutumista mitokondrioiden vajaatoimintaan. Tutkimuksessa havaittiin, että banaanikärpäset pyrkivät sopeuttamaan aineenvaihduntansa tehostamalla ravinnon rasvojen ja proteiinien hyödyntämistä. Samaan aikaan sokerien aineenvaihduntaan osallistuvien entsyymien ja kalvokuljetusproteiinien ilmentyminen oli merkittävästi alentunut.  Tutkimuksen merkittävimpänä löydöksenä voidaan pitää sitä, että matalasokerinen ruokavalio tuki tko25t-kärpästen kehitystä ja rajoitti näille tyypillisten, neuromuskulaarista alkuperää olevin epileptisten kohtausten kestoa. Korkeasokerisella ruokavaliolla puolestaan oli päinvastainen, mutatoituneiden kärpästen ilmiasua pahentava vaikutus. Tutkimuksen tulokset vahvistavat osaltaan nykyistä uskomusta siitä, että ruokavaliolla voi olla huomattava vaikutus mitokondriosairauksien taudinkuvaan, mutta osoittavat myös kärpäsen ja muiden malliorganismien sopivan ravinnon ja mitokondrioiden toiminnan yhteisvaikutusten tutkimiseen molekyyli- ja solutasolla.

                                               ******

Esko Kemppainen on syntynyt Kankaanpäässä ja hän on suorittanut filosofian maisterin tutkinnon Tampereen yliopistossa. Hän on toiminut vuodesta 2015 lähtien tutkijana Turun Biotekniikan Keskuksessa.

Kemppaisen väitöskirja ilmestyy sarjassa Acta Universitatis Tamperensis; 2062, Tampere University Press, Tampere 2015. ISBN 978-951-44-9819-0, ISSN 1455-1616. Väitöskirja ilmestyy myös sähköisenä sarjassa Acta Electronica Universitatis Tamperensis; 1554, Tampere University Press 2015. ISBN 978-951-44-9820-6, ISSN 1456-954X.
http://tampub.uta.fi.

Väitöskirjan tilausosoite: Verkkokirjakauppa: https://verkkokauppa.juvenes.fi, tai e-mail: verkkokauppa@juvenesprint.fi.

Lisätietoja: Esko Kemppainen, Puh. 040-509 8861, esko.kemppainen@btk.fi