LL Juha Grönholmin molekyyli-immunologian alaan kuuluva väitöskirja

Evolutionary Conserved Regulatory Mechanisms of the JAK/STAT pathway
(Evolutiivisesti konservoituneet JAK/STAT-signalointireitin säätelymekanismit)

tarkastetaan 2.11.2012 klo 12 Tampereen yliopiston Arvo-rakennuksen Jarmo Visakorpi -salissa, Lääkärinkatu 1, Tampere.

Vastaväittäjänä on professori Olli Lassila (Turun yliopisto). Kustoksena toimii professori Olli Silvennoinen.

                                                ***

Juha Grönholm on syntynyt Viialassa ja suorittanut lääketieteen lisensiaatin tutkinnon Tampereen yliopistossa. Hän on toiminut lääkärinä työterveyspalvelu Viisarissa Nokialla lokakuusta 2012 alkaen.

Grönholmin väitöskirja ilmestyy sarjassa Acta Universitatis Tamperensis; 1775, Tampere University Press, Tampere 2012. ISBN 978-951-44-8948-8, ISSN 1455-1616. Väitöskirja ilmestyy myös sähköisenä sarjassa Acta Electronica Universitatis Tamperensis; 1249, Tampere University Press 2012. ISBN 978-951-44-8949-5, ISSN 1456-954X.
http://acta.uta.fi.

Väitöskirjan tilausosoite: Verkkokirjakauppa Granum, http://granum.uta.fi, tai Tiedekirjakauppa TAJU, PL 617, 33014 Tampereen yliopisto, puh. 040 190 9800, e-mail: taju@uta.fi.

Lisätietoja
: Juha Grönholm, puh. 040 702 2978, juha.gronholm@uta.fi

LEHDISTÖTIEDOTE

Väitöskirjassa tutkitaan solujen välisessä viestinnässä tärkeän solun sisäisen JAK/STAT-tiedonsiirtoreitin säätelymekanismeja. Sytokiinit ovat elimistömme solujen tuottamia liukoisia välittäjäaineita, jotka säätelevät monia biologisia tapahtumia kuten immuunijärjestelmän solujen jakautumista, erilaistumista ja aktiivisuutta. Sytokiinien vaikutukset välittyvät kohdesolujen pinnalla olevien vastaanottimien eli reseptorien kautta. Sytokiinin sitoutuminen reseptoriinsa aikaansaa solun sisäisten JAK-signalointiproteiinien aktivaation.  Aktivoidut JAK-proteiinit fosforyloivat STAT-transkriptiotekijöissä tietyn tyrosiini-aminohappotähteen, jonka seurauksena STAT-proteiinit pariutuvat ja siirtyvät solun tumaan, missä ne sitoutuvat niille spesifisten kohdegeenien säätelyalueille vaikuttaen kyseisten geenien luentaan.

JAK/STAT-tiedonsiirtoreitin aktiivisuus on tarkoin säädelty reitin jokaisella tasolla. Säätelyn häiriytyminen ja reitin virheellinen toiminta on yhteydessä moniin sairauksiin, kuten erilaisiin autoimmuunitauteihin ja syöpään. Ymmärtääksemme tarkemmin näiden sairauksien molekyylitason mekanismeja ja kehittääksemme uusia hoitomuotoja näihin sairauksiin, on JAK/STAT-reitin säätelyjärjestelmien yksityiskohtainen tunteminen erittäin tärkeää.

JAK/STAT-tiedonsiirtoreitti on säilynyt hyvin muuttumattomana eläinten evoluutiossa ja ihmisen reittiä vastaava tiedonsiirtokaskadi toimii myös banaanikärpäsen (Drosophila melanogaster) soluissa. Geneettisen muunneltavuutensa vuoksi banaanikärpänen on biolääketieteellisessä tutkimuksessa hyvin laajasti hyödynnetty malliorganismi. Väitöskirjatyössä on pyritty selvittämään banaanikärpästä malliorganismina käyttäen uusia JAK/STAT-signalointireitin aktiivisuuteen vaikuttavia molekyylejä.

Sumolaatio on yleinen proteiinien translaationjälkeinen muokkaus, jossa kohdeproteiiniin liitetään SUMO-niminen pieni säätelyproteiini. Väitöskirjan ensimmäisessä osatyössä osoitettiin, että banaanikärpäsen ainoa STAT-transkriptiotekijä, Stat92E, on säädelty sumolaation välityksellä. SUMO:n löydettiin liittyvän Stat92E-proteiinissa lysiini 187 aminohappotähteeseen. Lisäksi sumolaation osoitettiin vaikuttavan negatiivisesti Stat92E-transkriptiotekijän aktiivisuuteen. Tutkimus osoittaa, että sumolaatio on STAT-transkriptiotekijöiden evolutiivisesti konservoitunut säätelymekanismi, sillä aiemmin myös ihmisen STAT1-transkriptiotekijän on osoitettu olevan säädelty sumolaation välityksellä.

Väitöskirjan kaksi muuta osatyötä pohjautuvat banaanikärpäsen S2-solulinjassa tehtyyn RNA-häirintäseulaan, jonka tarkoituksena on ollut löytää uusia JAK/STAT-reitin aktiivisuuteen vaikuttavia geenituotteita. Seulassa löydetyistä geenituotteista kaksi, Eye transformer ja Not4, valittiin tarkempiin jatkotutkimuksiin. ET-proteiinin osoitettiin toimivan banaanikärpäsen JAK/STAT-reitin negatiivisena säätelijänä, vaikuttaen inhiboivasti Stat92E-proteiinin tyrosiinifosforylaatioon. Banaanikärpäsen Not4-proteiinin löydettiin puolestaan vaikuttavan positiivisesti JAK/STAT-reitin säätelemien geenien ilmentymiseen. Lisäksi Not4-proteiinia vastaavan ihmisproteiinin, CNOT4:n, poisto RNA-häirinnällä ihmisen HeLa-solulinjasta alensi STAT1- ja STAT6 -välitteisten kohdegeenien ilmentymistä. Jatkotutkimukset banaanikärpäsen soluissa osoittivat, että Not4 kykenee sitoutumaan Stat92E proteiiniin ja, että Not4 vaaditaan Stat92E-proteiinin sitoutumiseen tietyn TotM-kohdegeeninsä säätelyalueelle.

Tässä tutkimuksessa on löydetty banaanikärpäsen Stat92E-transkriptiotekijän olevan negatiivisesti säädelty sumolaation kautta, osoittaen sumolaation olevan evoluutiossa säilynyt JAK/STAT-reitin säätelymekanismi. Lisäksi tutkimuksessa on karakterisoitu kaksi ennestään tuntematonta JAK/STAT-tiedonsiirtoreitin säätelijämolekyyliä; ET ja Not4/CNOT4. Nämä täysin uudet löydökset luovat hyvän pohjan jatkotutkimuksille immuunijärjestelmän ja sen häiriöiden ymmärtämiseksi.