Uutta tietoa lihasrappeumasairauksien ymmärtämiseksi

Jyväskylän yliopiston ja Cambridgen yliopiston tutkijat ovat selvittäneet yksityiskohtia lihasten kiinnittymiskohtien rakenteesta sekä niiden toiminnasta. Tutkimuksesta saatiin uutta tietoa lihasrappeumasairauksien ymmärtämiseksi sekä liikunnan aiheuttamien lihasmuutosten ymmärtämiseksi.

Solujen kiinnittyminen toisiinsa ja soluväliaineeseen on monisoluisissa eliöissä erittäin tarkasti säädeltyä. Kudoksesta riippuen solujen kiinnittymiskohtien tulee kestää erilaisia vetovoimia ja siksi solukalvon kiinnittymisproteiinit liitetään tiukasti solun sisäisiin tukirakenteiseen ja tätä liitosta säädellään tarpeen mukaan. Jyväskylän yliopiston bio- ja ympäristötieteiden professori Jari Ylänne ja professori Nick Brown Cambridgen yliopiston fysiologian, kehitysbiologian ja neurotieteiden laitokselta ovat tutkineet jo useita vuosia mekanosensoriproteiineja, jotka ovat mekaanisten voimien vaikutuksesta toimintaansa muuttavia proteiineja. Tutkimusryhmät löysivätkin uusia mekanismeja, joilla lihasten kiinnittymiskohdan rakennetta säädellään lihasten kehittymisen aikana.

Proteiinit elimistön rakennusaine

Julkaistussa tutkimuksessa käytettiin mallina Drosophila melanogaster -kärpäsen lentolihasten kiinnittymiskohtia. Näiden lihasten rakenne on hyvin samanlainen kuin ihmisen luurankolihasten ja kiinnittymiskohdat vastaavat rakenteeltaan ja toiminnaltaan ihmisen lihasjänneliitoksia. Kärpänen on hyvä tutkimusmalli, koska sen kehitystä voidaan helposti seurata mikroskoopilla, erilaisia laboratoriossa tehtyjä mutaatioita on paljon saatavilla sekä kärpästen geneettinen muuntelu ja risteytys ovat suhteellisen helppoa. Lisäksi nisäkkäisiin verrattuna kärpäsellä on usein vähemmän samaa toimintaa koodittavia geenejä, joten yksittäisen geenin mutaation vaikutus toimintaan on helpompi havaita.

- Yhdistimme molempien tutkimusryhmien tietotaidon ja löysimme uuden toiminnallisen linkin kolmen solutukirangan mekanosensoriproteiinin välillä. Nämä proteiinit toimivat yhdessä kiinnittymiskohtien vahvistamiseksi, kun lihakset alkavat supistua. Kun näitä proteiineja tai niiden mekanosensorikohtia muutettiin, lihasten kiinnittymisrakenteisiin syntyi epämuodostumia ja kärpäset menettivät osittain lentokykyään, kertoo professori Jari Ylänne Jyväskylän yliopiston bio- ja ympäristötieteiden laitokselta ja nanotiedekeskuksesta.

Tutkimus on tärkeää perustutkimusta lihasrappeumasairauksien ymmärtämiseksi, sillä useiden lihasten kiinnittymisrakenteiden proteiinien tiedetään vaikuttavan näihin sairauksiin. Toisaalta tutkimus tuo uutta tietoa esimerkiksi liikunnan aiheuttamien lihasmuutosten ymmärtämiseksi.

Tutkimus on julkaistu eLife julkaisusarjassa 20.7.2018. Suomessa tutkimusta rahoittivat Suomen Akatemia sekä Jenny ja Antti Wihurin säätiö. Britanniassa rahoittajia olivat Wellcome säätiö (Wellcome Trust), Lääketieteellisen tutkimuksen toimikunta (Medical Research Council) sekä Bioteknologian ja Biologisten tieteiden tutkimuksen toimikunta (Biotechnology and Biological Sciences Research Council).

Lisätietoja:

• Professori Jari Ylänne, +358 50 428 5273, [email protected]
• Artikkelin tiedot: Green, H.J., Griffiths, A.G.M., Ylänne, J., and Brown, N.H. (2018). Novel functions for integrin-associated proteins revealed by analysis of myofibril attachment in Drosophila, eLife 2018;7:e35783 doi: 10.7554/eLife.35783
• Linkki artikkeliin: https://elifesciences.org/articles/35783

Kuvatekstit:

• Kuva1: Kaaviokuva lihaksen kiinnittymiskohdan mekanosensitiivisistä proteiinivuorovaikutuksista, jotka tutkimuksessa löydettiin. Kuva otettu artikkelista Life 2018;7:e35783 doi: 10.7554/eLife.35783, julkaisuoikeudet CC BY 4.0
• Kuva2: Elektronimikroskooppikuva tutkitusta lihasten kiinnittymirakenteesta. Vasemmalla normaali rakenne, oikealla sairausmalli, jossa kiinniitymisrakenteen harmaa jousto-osa ei ole muodostunut. Kuva otettu artikkelista Life 2018;7:e35783 doi: 10.7554/eLife.35783, julkaisuoikeudet CC BY 4.0