FM Saara Marttilan mikrobiologian ja immunologian alaan kuuluva väitöskirja

Ageing-associated changes in gene expression and DNA methylation  with implications for intergenerational epigenetic inheritance (Ikään liittyvät muutokset geeni-ilmenemisessä ja DNA:n metylaatiossa sekä viitteitä intergenerationaalisesta epigeneettisestä periytymisestä)

tarkastetaan 20.5.2016 klo 12 Pirkanmaan sairaanhoitopiirin M-rakennuksen pienessä luentosalissa, Teiskontie 35, Tampere.

Vastaväittäjänä on professori Riitta Lahesmaa (Turun yliopisto). Kustoksena toimii professori Mikko Hurme.

Väitöstilaisuuden kieli on suomi.


Vanhenemismuutokset geenien ilmenemisessä ja DNA:n metylaatiossa


Tampereen yliopistossa tehdyssä väitöstutkimuksessa on havaittu, että vanheneminen johtaa DNA:n metylaation tason muutoksiin geeneissä, jotka säätelevät kasvua ja kehitystä. Tulokset osoittavat, että vanhenemiseen liittyy sekä ohjelmoituja että sattumanvaraisia muutoksia DNA:n metylaation tasossa. Väitöstutkimuksessa myös osoitettiin ensimmäistä kertaa, että isän eliniän pituus vaikuttaa jälkeläisen DNA:n metylaation tasoon. Äidin eliniän pituudella ei vastaavaa vaikutusta havaittu.

Vanheneminen on biologisesti kudosten ja elinten rakenteen ja toiminnan heikkenemistä, joka yksilön tasolla lisää sairauksien riskiä ja heikentää kykyä selvitä jokapäiväisistä toimista. Vanhenemiseen liittyvät haitalliset muutokset voidaan palauttaa solutasolle, sillä kudos ei toimi huonosti elleivät myös solut, joista se koostuu, toimi huonosti. Nyt tehdyssä väitöstutkimuksessa on selvitetty kahta vanhenemiseen liittyvää solutason mekanismia, geenien ilmenemistä ja DNA:n metylaatioita. Tutkimus on pääosin toteutettu tamperelaisen Tervaskannot 90+ -aineiston avulla.

Kaikissa elimistön soluissa on samat geenit, mutta solujen toimintaa määrittää se, mitä geeneistä ilmennetään ja kuinka paljon. Muutokset geenien ilmenemisessä johtavat väistämättä muutoksiin kudosten toiminnassa. DNA:n metylaatio on yksi epigeneettisistä tekijöistä, jolla säädellään geenien ilmenemistä. Sillä tarkoitetaan tiettyyn kohtaan DNA-juostetta kiinnittyneitä metyyliryhmiä. DNA:n metylaatiota voidaan ajatella geenien päällä olevan kuorrutuksena, joka säätelee niiden toimintaa. Epigeneettiset tekijät periytyvät solulta toiselle ja tietyissä tilanteissa myös vanhemmalta jälkeläiselle.

Väitöstutkimuksessa havaittiin, että vanhenemiseen liittyvät muutokset geenien ilmenemisessä keskittyvät immuunijärjestelmän toimintaan vaikuttaviin geeneihin. Lisäksi todettiin, että nämä muutokset poikkeavat toisistaan naisten ja miesten välillä.

Väitöstutkimuksessa tunnistettiin suuri joukko vanhenemiseen liittyviä DNA:n metylaation muutoksia, joista osa oli havaittavissa jo keski-ikäisessä väestössä. Havaittiin, että geeneissä, jotka säätelevät kasvua ja kehitystä, DNA:n metylaation taso nousee vanhenemisen myötä. Vanhenemiseen liittyy myös DNA:n metylaation tason laskua tietyillä genomin alueilla, mutta nämä muutokset eivät keskittyneet tiettyihin geeniryhmiin. Tulokset viittaavat siihen, että vanhenemiseen liittyy sekä ohjelmoituja että sattumanvaraisia muutoksia DNA:n metylaation tasossa.

Väitöstutkimuksessa myös osoitettiin ensimmäistä kertaa, että isän eliniän pituus vaikuttaa jälkeläisen DNA:n metylaation tasoon. Äidin eliniän pituudella ei vastaavaa vaikutusta havaittu. Perinnöllisyys selittää noin 15 - 30 % vaihtelusta eliniässä, mutta tunnetaan vain harvoja geenejä, jotka välittävät tätä periytymistä. Nyt saadut tulokset vahvistavat käsitystä, että osa eliniän periytyvyydestä välittyy epigeneettisten mekanismien kautta. Toisaalta tutkimustulos viittaa siihen, että hankittujen ominaisuuksien periytyminen olisi mahdollista myös ihmisillä ja että tällaista periytymistä välittää nimenomaan DNA:n metylaatio.

Tässä väitöstutkimuksessa saadut tulokset tukevat aiempia tutkimustuloksia vanhenemiseen liittyvistä geeni-ilmenemisen ja DNA:n metylaation muutoksista. Tulokset isän eliniän vaikutuksesta jälkeläisen DNA:n metylaatioprofiiliin tarjoavat uutta tietoa vielä toistaiseksi huonosti tunnetusta ilmiöstä. Perustutkimus vanhenemisen solutason mekanismeista on tarpeen, jotta tulevaisuudessa voitaisiin puuttua haitallisisten vanhenemismuutosten taustalla oleviin solutason ilmiöihin ja lopulta pyrkiä lisäämään terveyttä ja toimintakykyä vanhuudessa.

                                               ******

Saara Marttila on syntynyt Parkanossa ja hän on suorittanut filosofian maisterin tutkinnon Tampereen yliopistossa. Nykyisin hän toimii lehtorina Tampereen yliopistossa.

Marttilan väitöskirja ilmestyy sarjassa Acta Universitatis Tamperensis; 2150, Tampere University Press, Tampere 2016. ISBN 978-952-03-0072-2, ISSN 1455-1616. Väitöskirja ilmestyy myös sähköisenä sarjassa Acta Electronica Universitatis Tamperensis; 1649, Tampere University Press 2016. ISBN 978-952-03-0073-9, ISSN 1456-954X.
http://tampub.uta.fi.

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

Lisätietoja: Saara Marttila, Puh. 050 318 5813, saara.marttila@staff.uta.fi