MSc. (biochemistry) Barbara Taskisen lääketieteellisen teknologian ja bioteknologian alaan kuuluva väitöskirja

Protein Engineering of Avidin by Rational Design and DNA Family Shuffling (Parempia proteiineja laboratoriossa ohjatun evoluution avulla)

tarkastetaan 14.2.2014 klo 12 Tampereen yliopiston terveystieteiden yksikön luentosalissa, Medisiinarinkatu 3 (T-rak.), Tampere.

Vastaväittäjänä on professori Arne Skerra (Münchenin tekninen yliopisto). Kustoksena toimii dosentti Vesa Hytönen.

Parempia proteiineja laboratoriossa ohjatun evoluution avulla

Eliöiden perimässä tapahtuvat muutokset mahdollistavat evoluution. Perimän muutokset, mutaatiot, muokkaavat perimän koodaamien proteiinien ominaisuuksia. Proteiinit ovat molekyylikoneita, jotka ovat välttämättömiä elämälle. Mutaatio voi olla proteiinin toiminnan kannalta hyödyllinen tai haitallinen, ja hyödylliset ominaisuudet rikastuvat luonnonvalinnan avulla. Laboratoriossa evoluutiota voidaan matkia satunnaisen tai kohdennetun muokkaamisen (mutageneesin) avulla. Kohdennetussa mutageneesissä joku tunnettu proteiinin rakennuspalikka vaihdetaan toiseksi, kun taas satunnaisessa mutageneesissä muutokset tehdään sattumanvaraisesti. DNA:n sekoittaminen geeniperheen sisällä (engl. DNA family shuffling) on menetelmä, jossa eri organismeista peräisin olevia samaa proteiinia koodaavia geenejä sekoitetaan keskenään pilkkomalla ne ensin pieniksi paloiksi, ja kasaamalla näin syntyneet palaset yhteen. Näin saadaan aikaan suuri joukko erilaisia geenejä, joiden joukosta halutunlaisia ominaisuuksia sisältävää proteiinia koodaava geeni voidaan valita esimerkiksi ns. faagiesittely-menetelmän avulla (engl. phage display). Tässä menetelmässä eri proteiinimuodot esitellään bakteeriviruksen eli faagin pinnalla. Koska faagi sisältää esittelemänsä proteiinin tuottamiseen tarvittavan perimäaineksen, voidaan näin selvittää helposti myös valitun proteiinin aminohappojärjestys.

Tässä tutkimuksessa käytettiin kohdennettua mutageneesiä ja DNA:n sekoittamista geeniperheen sisällä avidiiniproteiinin toiminnan muokkaamisessa. Avidiini on kestävä proteiini, joka sitoo hyvin tiukasti pientä biotiini-vitamiinia. Avidiinia löytyy lukuisista eri lajeista sekä selkärankaisten, sienten että bakteerien joukosta. Avidiini sopii toimintansa ja rakenteensa ansiosta erinomaisesti biotieteiden sovelluksiin. Tyypillinen käyttötarkoitus on molekyylien liittäminen toisiinsa avidiinin välityksellä. Tässä työssä onnistuttiin muokkaamaan avidiinin toimintaa ja rakenteellisia ominaisuuksia käyttämällä DNA:n sekoittamista geeniperheen sisällä yhdistettynä faagiesittely-menetelmään. Tutkimuksessa määritettiin myös seeprakalasta peräisin olevan uuden avidiinin ominaisuudet.

                                               ******

Barbara Taskinen on suorittanut MSc. (biochemistry) -tutkinnon Bernin yliopistossa Sveitsissä.

Taskisen väitöskirja ilmestyy sarjassa Acta Universitatis Tamperensis; 1901, Tampere University Press, Tampere 2014. ISBN 978-951-44-9359-1, ISSN 1455-1616. Väitöskirja ilmestyy myös sähköisenä sarjassa Acta Electronica Universitatis Tamperensis; 1383, Tampere University Press 2014. ISBN 978-951-44-9360-7, ISSN 1456-954X.
http://tampub.uta.fi.

Väitöskirjan tilausosoite: Verkkokirjakauppa Granum, http://granum.uta.fi, tai e-mail: kirjamyynti@juvenes.fi.