Kun solu pyrkii suojautumaan stressiltä, kuten korkeilta lämpötiloilta ja toksiineilta, sen erilaiset transkriptiotekijät aktivoituvat. Niitä ovat muun muassa lämpösokkitekijöiden (heat shock factors, HSF) proteiiniperhe.
Åbo Akademin tuore tutkimus paljastaa HSF-proteiinien erityislaatuisuuden: ne kykenevät käyttämään erilaisia transkriptio-ohjelmia sen mukaan, millaiselle stressille solut altistuvat.
”Lämpösokki on toiminut erinomaisena mallina sen tutkimiseen, miten alkavan transkription säätely tapahtuu proteotoksiselle stressille altistuvissa soluissa eli silloin, kun vaurioituneet proteiinit aiheuttavat stressin”, kertoo professori Lea Sistonen.
Tieto muun tyyppisten stressien säätelystä on hänen mukaansa kuitenkin vielä puutteellista.
Solut altistuvat säännöllisesti monentyyppiselle stressille. Stressitilanteista selviämiseen tarvitaan niiden dna:ssa sijaitsevan geneettisen tiedon uudelleenohjelmointi ja transkriptio rna:ksi.
Tuore tutkimus osoittaa, että sekä geeneillä että genomin vahvistinjaksoilla on eri stressityyppejä varten erilaiset ohjelmat.
Mekanismi toiminee myös esimerkiksi syövän kehittymisessä
Tutkimuksessa analysoitiin sekä geenien transkription uudelleenohjelmointia että genomin vahvistinjaksoja kahdessa erilaisessa stressitilanteessa.
Niitä olivat lämpösokki ja oksidatiivinen stressi eli vapaiden radikaalien ja antioksidanttien välinen epätasapaino.
PRO-seq- ja ChIP-seq-menetelmät yhdistämällä tutkijat pystyivät varmentamaan paitsi geenit myös ne genomin vahvistinjaksot, joita säätelee kaksi tärkeää stressissä indusoituvaa transkriptiotekijää, HSF1 ja HSF2.
Tutkimuksessa kävi ilmi, että HSF1 ja HSF2 käyttävät stressityypistä riippuvaisia transkriptio-ohjelmia, sillä oksidatiivisessa stressivasteessa niiden kohdegeenit eroavat klassisista kaitsijaproteiineja koodaavista geeneistä, jotka koodaavat suojaavia proteiineja lämpösokkivasteessa.
”HSF1 ja HSF2 eivät pelkästään toimi geenipromoottoreja sitovina transkriptiotekijöinä, vaan ne myös aktivoivat geenejä hyödyntämällä geenivahvistajia vastauksena oksidatiiviseen stressiin ja lämpösokkiin”, Sistonen kuvailee.
On todennäköistä, että HSF-proteiinien kyky muokata transkriptiota geenivahvistajien kautta ei rajoitu stressiin, sillä samat proteiinit ovat tärkeässä asemassa myös kehitysprosesseissa ja patologisissa prosesseissa, kuten syövän kehittymisessä.
Tulokset on julkaistu Nucleic Acids Research -julkaisussa.
(Kuva Adobe Stock) Kun solu joutuu stressitilanteeseen, sen transkriptiotekijät aktivoituvat, ja dna:n sisältämä geneettinen tieto uudelleenohjelmoidaan rna:ksi.
