Yksittäisiä adheesiorakenteita

Solujen ”jalat” ylläpitävät kantasolujen monikykyisyyttä

18.10.2019

Solut kiinnittyvät ympäristöönsä käyttämällä useista proteiineista muodostuneita rakenteita, joita kutsutaan fokaaliadheesioksi. Ne toimivat ikään kuin jalkoina, joita solu hyödyntää myös liikkumiseen. Fokaaliadheesiot ovat tärkeitä monille solubiologisille ilmiöille, mutta niitä ei ole silti aikaisemmin tutkittu ihmisen monikykyisissä kantasoluissa. Turun biotiedekeskuksen akatemiaprofessori Johanna Ivaskan tutkimusryhmä paljasti ensimmäistä kertaa monikykyisten kantasolujen fokaaliadheesioden tarkan nanorakenteen. Tutkimus tehtiin yhteistyössä maailman johtaviin kuvantamiskeskuksiin kuuluvan HHMI Janelia Reseach Campuksen kanssa.

Johanna Ivaska

Monikykyiset kantasolut voivat erilaistua lähes kaikiksi aikuisen solutyypeiksi ja jakaantua oikeissa olosuhteissa loputtomasti. Ominaisuuksiensa takia monikykyiset kantasolut voisivat tulevaisuudessa mullistaa lääketieteen. Vuosia jatkuneesta spekuloinnista huolimatta monikykyisiin kantasoluihin perustuvia hoitoja ei ole kuitenkaan pystytty käyttämään kliinisessä lääketieteessä laajasti. Syynä tähän saattaa olla vajavainen tietämys kantasolujen perusbiologiasta. Nyt tehdyt uudet havainnot vahvistavat tietämystämme rakenteista, joilla ihmisen monikykyiset solut kiinnittyvät ympäristöönsä. 

– Tulostemme perusteella vaikuttaa siltä, että nämä solujen ”jalat”, ovat tärkeitä kantasolujen monikykyisyyden ylläpidossa. Superresoluutiokuvantaminen vahvisti epäilyksemme siitä, että kantasolujen fokaaliadheesiot ovat myös rakenteellisesti erityisiä, kertoo Turun yliopiston tohtorikoulutettava Aki Stubb.

Kolmiulotteisesti esitetty kuva, josta on leimattu paksilliiniproteiinit punaisella ja kankproteiinit vihreällä.

Tulokset voivat auttaa ohjailemaan solujen erilaistumista

Ivaskan tutkimusryhmä käytti tutkimuksessa Yhdysvaltojen Virginiassa sijaitsevaa iPALM-mikroskooppia, jolla solujen rakenteita pystytään kuvantamaan jopa 20 nanometrin tarkkuudella. iPALM-mikroskopialla tehdyt havainnot osoittavat, että monikykyisten kantasolujen fokaaliadheesioiden proteiiniarkkitehtuuri eroaa normaalien solujen vastaavasta.

– IPALM-mikroskooppeja on maailmassa vain kaksi. Olimme onnekkaita, kun pääsimme hyödyntämään laitteistoa tutkimukseemme. Vaikuttaa tosiaan siltä, että kuvantamamme fokaaliadheesioiden nanorakenne on monikykyisten solujen erityisominaisuus. Toivomme, että tulevaisuudessa pystyisimme ohjailemaan solujen erilaistumista hyödyntäen tätä uutta tietoa, Ivaska kertoo.

Ivaskan laboratorio sijaitsee Turun yliopiston ja Åbo Akademin yhteisessä Turun biotiedekeskuksessa (Turku Bioscience). Tutkimusta rahoittivat Euroopan tutkimusneuvosto (ERC), Suomen Akatemia ja Turun yliopiston molekyylilääketieteen tohtoriohjelma (TuDMM).

Tulokset julkaistiin kansainvälisesti arvostetussa Nature Communications -lehdessä.

Lisätietoja: Akatemiaprofessori Johanna Ivaska, Turun biotiedekeskus, Turun yliopisto, +358 40 5020812, johanna.ivaska@utu.fi

Pääkuvassa yksittäisiä adheesiorakenteita, joista leimattu vinkuliiniproteiini.
Kuvat: Camilo Guzmán , Aki Stubb ja HHMI Janelian Advanced Imaging Core

Luotu 18.10.2019 | Muokattu 18.10.2019