Mitokondriot tuottavat suuren osan solujen tarvitsemasta energiasta hengitysketjunsa avulla, jonka rakentamiseen ne tarvitsevat omaa proteiinituotantoa. Helsingin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnassa toimiva apulaisprofessori Henna Tyynismaan tutkimusryhmä on nyt löytänyt mitokondrioista ’laadunvalvonnan’ mekanismin, joka on välttämätön toimivan hengitysketjun rakentamisessa.
Tyynismaan ryhmä tutki mitokondrion entsyymiä, jonka tehtävä on liittää proteiinisynteesiä ohjaavaan siirtäjä-RNA-molekyyliin oikea aminohappo. Tutkimusryhmä osoitti yhteistyössä Kiinan tiedeakatemian ja Turun yliopiston tutkijoiden kanssa, että kyseinen entsyymi tekee luontaisesti virheitä ja liittää myös vääriä aminohappoja siirtäjä-RNA:han. Muodostuvien hengitysketjun proteiinien aminohappojärjestyksestä tulisi siis virheellinen, ellei entsyymillä olisi ylimääräistä mekanismia omien virheidensä korjaamiseksi.
– Havaitsimme, että tämä mitokondrion entsyymin virheenkorjausmekanismi on elintärkeä soluille: jo hiemankin vähentynyt korjausaktiivisuus vaikutti haitallisesti solun toimintaan. Aikaisemmin tämän mekanismin merkitystä mitokondrioille ei ole tiedetty, Tyynismaa kertoo.
Mitokondrion proteiinisynteesin häiriöt aiheuttavat monia erilaisia perinnöllisiä sairauksia. Myös tässä tutkimuksessa kohteena olleessa entsyymissä tunnetaan geenivirheiden aiheuttamia häiriöitä, jotka voivat johtaa joko imeväisikäisen vaikeaan sydänsairauteen tai varhaisessa aikuisiässä alkavaan aivosairauteen.
– Vielä ei kuitenkaan tiedetä, johtuvatko sairaudet entsyymin liian heikosta kyvystä liittää oikeita aminohappoja siirtäjä-RNA:han vai sen ongelmista virheenkorjauksessa. Entsyymin perusmekanismien parempi tuntemus auttanee jatkossa selvittämään geenivirheiden vaikutuksia, Tyynismaa toteaa.
Tutkimus on julkaistu Nucleic Acids Research -sarjassa.
Lisätietoja:
Apulaisprofessori Henna Tyynismaa, Helsingin yliopisto
Sähköposti: henna.tyynismaa@helsinki.fi
Tyynismaa Lab
Viite: Taru Hilander, Xiao-Long Zhou, Svetlana Konovalova, Fu-Ping Zhang, Liliya Euro, Dmitri Chilov, Matti Poutanen, Joseph Chihade, En-Duo Wang, Henna Tyynismaa: Editing activity for eliminating mischarged tRNAs is essential in mammalian mitochondria. Nucleic Acids Research. https://doi.org/10.1093/nar/gkx1231