Ihmis- ja eläinsolut pystyvät liikkumaan. Liikkumista varten niissä on solukalvoa eteenpäin työntäviä rakenteita. Supistuvat rakenteet puolestaan ovat tärkeitä solun muodon säilyttämiselle ja solun kiinnittymiselle ympäristöönsä.
Terveissä soluissa näiden vastakkaisia voimia synnyttävien koneistojen välillä on tarkka tasapaino, jonka häiriöt johtavat erilaisiin sairauksiin. Koneistojen tärkein osa on aktiini-niminen proteiini. Sen jakautuminen juuri oikeassa suhteessa kahden koneiston välillä on välttämätöntä, jotta solut pystyvät toimimaan normaalisti.
Helsingin yliopiston ja Pennsylvanian yliopiston tutkijat ovat nyt avanneet aktiinimolekyylien jakautumista soluissa säätelevää mekanismia. He ovat löytäneet proteiinin, joka ylläpitää tätä tasapainoa soluissa. Tropomoduliini-nimisen proteiinin on aiemmin osoitettu olevan tärkeä lihasten supistumisesta vastaavien rakenteiden järjestymisessä, mutta sen toimintaa muissa solutyypeissä ei ole täysin selvitetty.
Uusi tutkimus osoittaa, että tropomoduliinit vakauttavat aktiinisäikeitä, mutta ainoastaan supistuvissa aktiinikoneistoissa.
– Tämä johtuu siitä, että tropomoduliinit sitoutuvat tiettyihin proteiineihin, joita löytyy vain supistuvista aktiinikoneistoista. Tropomoduliinien poisto soluista johti supistuvien rakenteiden häviämiseen, ja soluihin muodostui samanaikaisesti ylimäärä solukalvoa ulospäin työntäviä rakenteita. Tämä aiheutti vakavia ongelmia solujen muodon ylläpitämisessä ja toiminnoissa, sanoo akatemiaprofessori Pekka Lappalainen Helsingin yliopistoon kuuluvan HiLIFE:n Biotekniikan instituutista.
Tutkijat olivat yllättyneitä huomatessaan, että yhden proteiinin poistaminen soluista johti niin suuriin ongelmiin aktiinikoneistojen välisessä tasapainossa.
– Toinen hämmästyttävä tulos tässä tutkimuksessa oli se, että sama proteiini voi toimia hyvin eri lailla eri solutyypeissä ja kudoksissa. Tutkimuksemme selittää myös, miksi epänormaalit tropomoduliini-proteiinin tasot ovat yhteydessä erilaisiin syöpiin, kertoo väitöstutkimustaan tekevä Reena Kumari Helsingin yliopistosta.
Artikkeli:
Kumari R, Jiu Y, Carman PJ, Tojkander S. Kogan K, Varjosalo M, Gunning PW, Dominguez R, Lappalainen P. Tropomodulins control the balance between protrusive and contractile structures by stabilizing actin-tropomyosin filaments. Current Biology (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.12.049