Genomin säätelyn keskuksen ja Cambridgen yliopiston tutkijat ovat ensimmäistä kertaa onnistuneet hallitsemaan kasvihormonin avulla proteiinien määrää ja sijaintia elävän eläimen kudoksissa, mikä voi edistää ikääntymisen ja monien sairauksien tutkimusta.
Perjantaina Nature Communications -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa kuvataan menetelmä, jonka avulla voidaan säätää proteiinipitoisuutta elävän organismin eri osissa nostamalla tai laskemalla sitä ilman, että sen normaali toiminta häiriintyy, kertoi CRG-organisaatio.
Menetelmä on testattu matoilla, erityisesti Caenorhabditis elegans -nematodilla, ja sen avulla voidaan moduloida näitä proteiineja suolistossa ja hermosoluissa eläimen koko elämän ajan, samalla kun eläin jatkaa normaalia ruokailua, liikkumista ja kasvua.
Tutkimuksen tekijät korostivat, että tämä työkalu ”avaa tien täysin uusien kokeiden kehittämiselle, joita ei voida toteuttaa olemassa olevilla menetelmillä”, kuten terveydelle välttämättömän proteiinin määrän mittaaminen tai sen seuraaminen, miten pienet molekyylimuutokset yhdessä kudoksessa voivat levitä muualle elimistöön.
”Yksikään proteiini ei toimi yksin, ja uusi lähestymistapamme antaa meille mahdollisuuden tutkia, kuinka monet proteiinit eri kudoksissa vuorovaikuttavat keskenään ja säätelevät kehon toimintaa ja ikääntymisprosessia”, selitti CRG:n tutkija ja tutkimuksen johtava kirjoittaja Nicolas Straustrup.
Tähän asti useimmat geneettiset menetelmät ovat mahdollistaneet proteiinien täydellisen aktivoinnin tai eliminoinnin, mikä on ”ei kovin hienovarainen ja tarkka” lähestymistapa biologisten vivahteiden ymmärtämiseen.
”Biologian hienouksien selvittämiseksi tarvitaan joskus puolet proteiinikonsentraatiosta täällä ja neljännes siellä, mutta tähän asti meillä on ollut vain menetelmiä, jotka tähtäävät proteiinin täydelliseen poistamiseen”, Straustrup totesi verraten uutta työkalua ”television äänenvoimakkuuden säätämiseen”.
Tämä menetelmä on kehitetty AID-järjestelmästä, joka perustuu kasvien kasvua ja kehitystä säätelevään kasvihormoniin auxiiniin.
Toimintaperiaate on lisätä jokaiseen proteiiniin merkki, jota kutsutaan degroniksi, jonka solu tunnistaa ja tuhoaa vain, kun TIR1-entsyymi aktivoituu hormonin läsnä ollessa, joka toimii merkkinä.
CRG:n tutkijat ovat luoneet ”kaksikanavaisen” version, joka käyttää kahta erilaista TIR1-entsyymiä, joista kumpikin aktivoituu erilaisella kasvihormonilla, auksiinilla.
Tämä keksintö mahdollistaa saman proteiinin aktiivisuuden säätelyn erikseen kahdessa eri kudoksessa tai jopa kahden eri proteiinin samanaikaisen säätelyn samassa eläimessä.
Tiimi on myös korjannut AID-järjestelmän yleisen puutteen ja luonut työkalun, joka toimii kaikissa kudoksissa, myös sukusoluissa.
”Sen toimimaan saaminen oli todellinen insinööritekninen haaste”, sanoi CRG:n tutkija ja tutkimuksen toinen kirjoittaja Jeremy Viscencio, joka uskoo, että tämä tekniikka ”avaa uusia mahdollisuuksia” biolääketieteen ja ikääntymisen tutkimuksen alalla.
