Atomitason tietoa vastasyntyneiden mitokondriotaudin hiirimallista
Suomalaiseen tautiperintöön kuuluva GRACILE-oireyhtymä on vaikea vastasyntyneiden aineenvaihduntasairaus, jonka aiheuttaa pistemutaatio mitokondrioiden hengitysketjuun vaikuttavassa tuman BCS1L-geenissä. GRACILE-oireyhtymän hiirimallista löytynyt uusi mitokondrio-DNA:n muutos antaa uutta tietoa sairauden syntymekanismeista molekyylitasolla ja ainutlaatuisen työkalun mitokondriotautien tutkimukseen.
Professori Vineta Fellmanin tutkimusryhmä kehitti oireyhtymän tautimekanismien ja hoitojen tutkimiseksi GRACILE-potilaiden pistemutaatiota kantavan hiirimallin noin 10 vuotta sitten Lundin yliopistossa. Tutkijat siirsivät myöhemmin hiirimallin Helsinkiin, missä sen ylläpidossa käytettiin hiukan erilaista hiirikantaa.
Folkhälsanin tutkimuskeskuksen ja Helsingin yliopiston tutkijat havaitsivat, että mutanttihiiret elivät Helsingissä jopa viisi kertaa pidempään kuin alkuperäinen kanta Ruotsissa. Lyhytikäisen Lundin-kannan mitokondrio-DNA:sta (mtDNA) löytyi genomisekvensoinnilla ennestään tuntematon pistemuutos.
Tutkijoiden työ paljasti, että äärimmäisen epätodennäköisen sattuman tuloksena hiirikantaan oli ilmestynyt mtDNA:n pistemuutos, joka yhdessä BCS1L-mutaation kanssa pahensi taudinkulkua dramaattisesti.
Spektroskooppisten mittausten ja Vivek Sharman tutkimusryhmän (Helsingin yliopisto) tekemien tietokonesimulaatioiden mukaan hiiristä löytynyt aminohappomuutos hidastaa elektronien virtausta täsmälleen samassa hengitysketjun osasessa, johon jo BCS1L-mutaatio vaikuttaa. Tutkijoiden mukaan kyseessä on ensimmäinen kerta, kun tällaisen tuma- ja mitokondriogenomin vuorovaikutuksen mekanismi on kyetty selvittämään lähes atomitasolle asti. Tutkimuksen simulointeihin käytettiin CSC:n supertietokonetta.
Tutkimus julkaistiin arvostetussa Nature Communications -lehdessä.
Janne Purhonen, Vladislav Grigorjev, Robert Ekiert, Noora Aho, Jayasimman Rajendran, Rafał Pietras, Katarina Truvé, Mårten Wikström, Vivek Sharma, Artur Osyczka, Vineta Fellman, Jukka Kallijärvi: A spontaneous mitonuclear epistasis converging on Rieske Fe-S protein exacerbates complex III deficiency in mice. Nature Communications. Jan 16th 2020. https://doi.org/10.1038/s41467-019-14201-2
Lähteenä on käytetty Helsingin yliopiston tiedotetta.