Tutkijat keksivät keinon geenin hallittuun käynnistämiseen

1.9.2015
Helsingin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän, jolla solun omien geenien aktiivisuutta voidaan säädellä ilman että genomia muutetaan. Menetelmää voidaan hyödyntää muun muassa kantasolujen erilaistumisen ohjaamisessa.

Menetelmän kehittäjiä ovat tutkijat Diego Balboa ja Jere Weltner, jotka tekevät väitöstutkimustaan professori Timo Otonkosken laboratoriossa Meilahden kampuksella. Tutkimus on julkaistu Stem Cell Reports -tiedelehdessä, joka on yksi kantasolututkimuksen alan johtavista julkaisuista.

Kantasolututkimuksen kuumimpia kohteita ovat tällä hetkellä menetelmät, joilla voidaan säädellä solujen erilaistumista. Erilaistumisprosessi perustuu siihen, miten geenit solussa aktivoituvat ja hiljenevät, joten tutkijat etsivät keinoja geenien hallittuun ”sytyttämiseen” ja ”sammuttamiseen”. Tutkijoiden unelma onkin kyetä aktivoimaan ja hiljentämään geenejä täsmällisesti haluamallaan hetkellä.

– Osaamme tuottaa erilaistuneista soluista monikykyisiä kantasoluja – niin sanottuja iPS-soluja – ja pystymme ohjaamaan näiden solujen erilaistumista haluttuun suuntaan järjestämällä niille oikeanlaiset kasvuolosuhteet. Emme kuitenkaan hallitse erilaistumisprosessia vielä riittävän hyvin – prosessi saattaa edetä moitteettomasti lähes loppuun asti, mutta sitten jokin tietty geeni ei aktivoidu oikeaan aikaan ja solu jää epäkypsäksi, Otonkoski sanoo.

Niin sanottu CRISPR-teknologia on tehnyt mahdolliseksi muokata geenejä leikkaamalla DNA:ta tietyistä kohdista. Menetelmällä voidaan esimerkiksi poistaa solusta virheellisesti toimiva geeni tai viedä sinne siirtogeeni, joka ilmenee halutulla tavalla.

Otonkosken laboratoriossa on nyt kehitetty menetelmä, jolla voidaan säädellä yksittäisen geenin toimintaa halutulla tavalla ilman että genomia muutetaan. Menetelmässä hyödynnetään CRISPR-teknologiaa, mutta säätely tapahtuu lääkeaineiden välityksellä.

Haluttu geeni viritetään vastaanottavaiseksi lääkkeelle viemällä soluun RNA-pätkiä, jotka sitoutuvat geenin säätelyalueelle sekä aktivaattoriproteiini, joka sitoutuu näihin RNA-molekyyleihin. Tämä ei vielä vaikuta geenin toimintaan, vaan se aktivoituu vasta kun soluun lisätään aktivaattoria säätelevää lääkeainetta.

Menetelmän kehittämisessä käytettiin ihmissoluja, ja geenin aktivoimisessa käytettiin kahta tavanomaista antibioottia, doksisykliiniä ja trimetopriimiä.

– Lääkkeiden avulla pystyimme säätelemään täsmällisesti useiden geenien toimintaa. Menetelmä toimi kaikilla testaamillamme kantasoluilla, Otonkoski kertoo.

Tällä hetkellä menetelmää käytetään kokeellisissa malleissa; hoidollisista sovelluksista on aivan liian aikaista puhua.

– Perusperiaate on kuitenkin nyt kehitetty ja menetelmä osoitettu toimivaksi; uskon että siitä voi tulla erittäin tärkeä tutkimuksen työkalu.

Otonkosken laboratoriossa menetelmää sovelletaan kantasolujen erilaistumisen säätelyyn; sillä on kuitenkin paljon muitakin soveltamismahdollisuuksia esimerkiksi syöpäbiologiassa.

Lue lisää aiheesta: Terveys