Lipidien ja proteiinien vuorovaikutus tutkimuksen keskiöön

20.8.2014

Kalvotutkimuksen huippuyksikkö etsii vastauksia siihen, miten solukalvojen pääkomponentit eli proteiinit ja rasva-aineet kommunikoivat keskenään. Sillä, minkälaisessa kalvoympäristössä proteiinit sijaitsevat, on suuri vaikutus niiden toiminnalle.

Rasva-aineista eli lipideistä muodostuvat kalvot sekä mahdollistavat että rajoittavat proteiinien välistä vuorovaikutusta. "Solut ovat täynnä lipidien muodostamia kalvorakenteita. Jotta solut toimisivat, näiden kalvojen on kommunikoitava vilkkaasti proteiinien välityksellä", huippuyksikön johtaja, akatemiaprofessori Elina Ikonen kuvailee.

Kalvoliikenteeksi kutsuttua mekanismia on tutkittu paljon ja menestyksekkäästi, mutta lipidien ja proteiinien välisistä vuorovaikutuksista tiedetään toistaiseksi varsin vähän. Tähän tuntemattomampaan osa-alueeseen huippuyksikkö paneutuu tulevien vuosien aikana entistä syvällisemmin.

"Huippuyksikkö on lähdössä tälle tutkimusalueelle nyt juuri oikeaan aikaan. Alan tutkimus on kohdistunut viime vuosina pääosin proteiineihin ja lipidit ovat jääneet siinä yhteydessä pois. Nyt on käynyt selväksi, että itse asiassa juuri proteiinien ja lipidien välisen vuorovaikutuksen tutkimuksen ansiosta voimme saada aivan uutta tietoa solujen toiminnasta", huippuyksikön tieteellisen ohjausryhmän jäsen, professori Kai Simons sanoo. Hän on itse tutkinut solujen toimintaa, solukalvoja ja proteiineja jo usean vuosikymmenen ajan eurooppalaisissa yliopistoissa ja tutkimuskeskuksissa.

"Itse asiassa suomalaisen tutkimusryhmämme kanssa pohdimme jo 1970-luvulla proteiinin ja lipidien välistä yhteyttä, mutta silloin tutkimus jäi puolitiehen, kun muut tutkimusongelmat nousivat keskiöön", Simons kertoo ja viittaa yhdessä Leevi Kääriäisen ja Ossi Renkosen kanssa tekemäänsä työhön.

Simonsin mukaan proteiinien ja lipidien välisen vuorovaikutuksen tutkimukselta on vienyt tilaa myös geenitutkimus, joka on viime vuosikymmeninä ollut biotieteen iso tutkimusalue. "Tässä lipiditutkimukselle ei ollut jäänyt juurikaan sijaa, ja siksi tietoa siitä, mitä lipidit tekevät, ei ole. Suomalaisilla on nyt hyvä tilaisuus viedä kalvotutkimuksen huippuyksikön voimin tutkimusta eteenpäin alan kansainvälisessä eturintamassa. Tästä voi syntyä jotakin todella uutta."

Vauhtia alan kansainväliselle tutkimukselle antoi vuonna 2012 myönnetty kemian Nobel-palkinto tutkimuksesta, jossa on selvitetty miten proteiinit vaikuttavat ihmiskehon solujen tapaan reagoida ympäristöstä tuleviin signaaleihin.

Ainutlaatuinen yhdistelmä tutkimusta

Kai Simonsin mielestä kalvotutkimuksen huippuyksikkö yhdistää ainutlaatuisella tavalla kolmen ison tutkimusalueen osaamisen Helsingin yliopiston ja Tampereen teknillisen yliopiston ryhmien kesken. Ilpo Vattulaisen ryhmä Tampereella on erikoistunut nanotason ilmiöiden simulointiin ja tutkii muun muassa molekyylien osien ja atomien välisiä vuorovaikutuksia. Pekka Lappalaisen ryhmä Helsingin yliopistossa tutkii aktiinia, joka on solujen yleisin proteiini ja tukirakenteiden muodostaja ja Elina Ikonen ryhmineen puolestaan perehtyy rasva-aineisiin ja erityisesti kolesterolin tutkimukseen. Kansainvälistä näkemystä tutkimukseen tuovat FiDiPro-professorit sekä Tampereella että Helsingissä.

"Huippuyksikkö mahdollistaa kysymysten muodostamisen niin laajoiksi, ettei yksittäinen ryhmä kykenisi niitä ratkaisemaan. Toisaalta emme pyri tuntemaan kaikkia mahdollisia proteiini-lipidi-vuorovaikutuksia, vaan löytämään keskeisiä lainalaisuuksia, jotka niissä vaikuttavat", Elina Ikonen sanoo. Hän on itse ryhmänsä kanssa kehittänyt uusia menetelmiä, joilla rasvoja, erityisesti kolesterolia, pystytään visualisoimaan soluissa ja kudoksissa.

"Huippuyksikössä tehtävä perustutkimus luo pohjaa lääketieteen edistymiselle ja tulevaisuuden lääkekehitykselle. Esimerkiksi kansantaudiksi asti yleistyneen kakkostyypin diabeteksen synnyssä rasva-aineilla ja rasva-aineenvaihdunnalla on keskeinen sija. Solubiologia voi tarjota diabeteksen ehkäisyyn ja hoitoon tarvittavaa tärkeää tietoa", Kai Simons kuvailee.

Elina Ikosen mielestä huippuyksikön rakentaminen on pitkäjänteistä työtä, jolle perusta on rakennettu itse asiassa jo usean vuosikymmenen tutkimustyön ja monen tutkijasukupolven aikana. Omalle tutkimukselleen hän pitää tärkeänä muun muassa Kai Simonsin ja Ari Heleniuksen luomaa tutkimusperintöä. "Iso huippuyksikkö ei synny tyhjästä, vaan taustalla on pitkä osaamisen kasvattaminen. Sen pohjalle voi sitten luoda uusia yhteistyökuvioita ja monitieteisiä lähestymistapoja", hän sanoo.

"Nyt meillä on koossa motivoitunut joukkue, jolla on hallussaan huippumenetelmiä ja riittävästi aikaa kunnianhimoisten ja rohkeiden tutkimuskysymysten esittämiseen."

Lue lisää huippuyksiköstä prolipids.helsinki.fi

Teksti: Riitta Tirronen
Kuvat: Pekka Kiirala

Julkaistu alun perin A propos -verkkolehdessä.

Viimeksi muokattu 4.5.2015
Seuraa meitä:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
YHTEYSTIEDOT, LASKUTUS  JA
REKISTERISELOSTEET»
KYSYMYKSET JA PALAUTE »