Turun yliopiston tiedote 8.5.2014
Filosofian maisteri Mirkka Johanna Hirvonen selvitti väitöskirjatyössään luuta hajottavan syöjäsolun, osteoklastin, läpi kulkevien kalvorakkulavirtojen erityispiirteitä. Työssään hän arvioi myös tietyn proteiiniperheen merkitystä osteoklastien kalvorakkulaliikenteen säätelijänä.
Luun uudismuodostus on tärkeää luuston kasvussa sekä luuston vaurioiden, korjaamisessa. Tässä prosessissa osteoklastit eli luunsyöjäsolut poistavat ensin vanhan vaurioituneen luuaineksen, jonka jälkeen luuta muodostavat solut, osteoblastit, erittävät uutta luuainesta poistetun tilalle.
Tietyissä luustosairauksissa, kuten luukadossa, osteoklastien ja osteoblastien toiminta ei ole tasapainossa, jolloin luuaines vähenee tai sen laatu heikkenee ja seurauksena voi olla murtuma.
Osteoklastit ovat luuta hajottavia työjuhtia
Osteoklastit ovat soluja, jotka kiinnittyvät tiukasti luun pintaan ja hajottavat luuta erittämällä luun pinnalle happoa ja entsyymeitä. Osteoklasti ottaa hajonneen luuaineksen soluun sisälle ja kuljettaa sen kalvorakkuloihin pakattuna solun vastakkaiselle puolelle selkäkalvoalueelle, jossa se vapautetaan ympäröivään verenkiertoon.
– Osteoklastien luun hajotusprosessiin liittyvät kalvorakkulareitit tunnetaan nykyisin pääpiirteittäin, mutta niiden yksityiskohdat, kuten reittien säätely, ovat edelleen huonosti selvillä. Osteoklastien kalvorakkulareittien syvempi tuntemus voi avata mahdollisuuksia uusien, entistäkin parempien lääkemolekyylien kehittelyyn luustosairauksien hoidossa, Hirvonen kertoo.
Hirvosen tutkimuksessa havaittiin, että poimukalvoalueella muodostuvia, solun läpi kulkevia kalvorakkuloita on useata eri tyyppiä. Ne ohjataan osteoklastin selkäkalvolla ns. FSD-alueelle, jonka erottaa muusta selkäkalvosta aktiinista muodostunut nauhamainen rakenne.
Uusi kalvorakkulatyyppi osteoklasteissa
Hirvonen osoitti tutkimuksessaan 26 Rab-geenin ilmentymisen ihmisen osteoklasteissa.
Rab-proteiinit ovat pieniä GTPtä hajottavia proteiineja, jotka toimivat solun sisäisten kalvorakkulavirtojen tienviittoina. Rab-proteiinit muun muassa varmistavat, että kalvorakkuloihin pakataan oikea ’kuorma ’ kuljetusta varten sekä ohjaavat jo muodostuneet kalvorakkulat oikeaan solunsisäiseen osoitteeseen. Tällä hetkellä ihmisessä on kuvattu yli 60 Rab-proteiinia, mutta näistä vain muutaman esiintymistä ja toimintaa on aiemmin tutkittu osteoklasteissa.
Näistä Hirvosen osoittamien 26 Rab-geenin joukosta yhden, Rab13-geenin, ilmentyminen lisääntyi voimakkaasti osteoklastien erilaistumisen aikana. Tutkimuksessa havaittiin, että Rab13 paikantuu uuteen, toistaiseksi toiminnaltaan tuntemattomaan kalvorakkulatyyppiin.
Nämä kalvorakkulat ovat kooltaan pieniä ja liikkuvat solun trans-Golgi-alueelta kohti selkäkalvoa. Lisäksi havaittiin, että Rab13-proteiini sitoutuu pieniin solun kalvorakenteissa sijaitseviin proteiineihin, endospaniineihin. Uuden kalvorakkulatyypin merkitys luun hajotusprosessissa jäi kuitenkin vielä avoimeksi ja vaatii jatkoselvityksiä.
***
Perjantaina 16. toukokuuta 2014 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (Mikron auditorio, Kiinamyllynkatu 13) julkisesti tarkastettavaksi FM Mirkka Hirvosen väitöskirja ” Vesicular trafficking in osteoclasts” (Kalvorakkulaliikenne osteoklasteissa). Virallisena vastaväittäjänä toimii tohtori Haibo Zhao Arkansasin lääketieteellisestä yliopistosta Yhdysvalloista ja kustoksena professori Juha Peltonen.
FM Mirkka Hirvonen on syntynyt 1978 Turussa ja kirjoittanut ylioppilaaksi 1997 Loimaan lukiosta. Filosofian maisteriksi Hirvonen valmistui 2004 Turun yliopistosta. Väitös kuuluu solubiologian ja anatomian alaan.