Solujen toiminta perustuu valtaosin proteiinien suorittamiin tehtäviin ja tarkemmin sanottuna näiden keskinäisiin vuorovaikutuksiin. Näiden proteiini–proteiini-vuorovaikutusten yksityiskohtien tunteminen on sen vuoksi ensisijaisen tärkeää solun toiminnan ja signaalivälityksen ymmärtämiseksi.
Proteiinien monimuotoisia vuorovaikutuksia voidaan tutkia proteomiikan menetelmillä, kuten affiniteettipuhdistus-massaspektrometrialla (AP-MS), jolla pystytään tutkimaan toisiinsa sitoutuvien proteiinien vuorovaikutuksia, sekä BioID:llä joka mahdollistaa heikkojen tai hetkellisten vuorovaikutusten tutkimisen.
Dosentti Markku Varjosalon tutkimusryhmä Helsingin yliopistosta (HiLIFE, Biotekniikan Instituutti) on kehittänyt monipuolisen tutkimustyökalun, jossa AP-MS- ja BioID-menetelmät on yhdistetty. Ryhmän työ on julkaistu arvostetussa Nature Communications -tiedelehdessä.
– Tässä kehittämässämme strategiassa hyödynnetään yhtä aikaa molempia menetelmiä, mutta lopputulos on paljon enemmän kuin vain näiden summa. Nyt meidän on mahdollista samalla kertaa tunnistaa ja määrittää proteiinien vuorovaikutukset – myös hetkelliset – sekä määrittää proteiinikompleksien stoikiometria. Lisäksi luomallamme proteiinikartastolla ja siihen perustuvalla MS-mikroskopialla voidaan määrittää lähes minkä tahansa tutkittavan proteiinin toimintaympäristöä, Varjosalo kertoo.
Julkaisussaan tutkijat osoittavat, että MS-mikroskopialla on mahdollista ”kuvantaa” tutkitun proteiinin sijainti suuremmalla tarkkuudella kuin konfokaalimikroskopialla.
– Tämä tutkimus on jatkumoa meidän pitkäjänteiselle pyrkimyksellemme kehittää uusia systeemibiologian työkaluja proteiinien molekyylivuorovaikutuksien systemaattiseen tutkimiseen, Varjosalo sanoo.
– Olemme jo aikaisemmin osoittaneet, että AP-MS on erittäin luotettava menetelmä, joka sopii hyvin myös näytemäärältään suuriin tutkimuksiin, ja kehittämämme integroitu strategia ja proteiinikartasto mahdollistavat helpon tavan tutkia proteiinien toimintaa esimerkiksi erilaisissa tautitiloissa, Varjosalo toteaa.
Nyt julkaistu uusi menetelmä avaa uusia mahdollisuuksia proteomiikkayhteisön lisäksi myös solu-, molekyyli- ja rakennebiologeille.
Ryhmän työtä ovat rahoittaneet Helsingin yliopiston lisäksi Suomen Akatemia, Sigrid Jusélius -säätiö ja Instrumentariumin tiedesäätiö.
Lisätietoja:
Dosentti Markku Varjosalo, Helsingin yliopisto, HiLIFE / Biotekniikan instituutti
Puh. 029 4159413, s-posti: markku.varjosalo@helsinki.fi
MS-mikroskopia: www.biocenter.helsinki.fi/bi/protein/msmicissa
Viite: Xiaonan Liu, Kari Salokas, Fitsum Tamene, Yaming Jiu, Rigbe G. Weldatsadik, Tiina Öhman and and Markku Varjosalo. An AP- MS- and BioID-compatible MAC-tag enables comprehensive mapping of protein interactions and subcellular localizations. Nature Communications March 22, 2018
Doi 10.1038/s41467-018-03523-2.