Bakteerien ja ihmisten geeniperimästä löytyi uusi mutaatiomekanismi
DNA-sekvenssipätkän mutaatiot tapahtuvat vaiheittain.
Kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt uuden, sekä bakteereille että ihmisille mutaatioita aiheuttavan korvautumismekanismin, jonka seurauksena lyhyen DNA-pätkän alueelle voi syntyä kerralla useita muutoksia. Tutkimus tehtiin tarkastelemalla paljon mutaatioita sisältäviä DNA-sekvenssipätkiä.
”Uuden mutaatiomekanismin yleisyyden selvittämiseksi genomiaineistoja analysoitiin laskennallisilla bioinformatiikan menetelmillä ja louhimalla mutaatiotapahtumaan liittyvää massiivista genomidataa”, kertoo akatemiatutkija Pekka Marttinen Aalto-yliopiston tietotekniikan laitokselta.
Mutaation aiheuttamat muutokset bakteerien toiminnassa todennettiin muun muassa mittaamalla proteiinituotantoa ja siinä tapahtuvia muutoksia. Kokeellisesti havaittuja muutoksia bakteerien genomeissa ei pystytty selittämään millään aiemmin tunnetulla mekanismilla.
Antibiootit ja säteily kiihdyttävät mutaatiota
Tutkimuksessa havaittiin esimerkiksi uv-valossa tapahtuvan sädettämisen lisäävän mutaation yleisyyttä, joskus jopa 7000-kertaiseksi. Antibiootin seurauksena taas DNA-muutokset tapahtuivat 600 kertaa normaalia nopeammin. Yleisesti ottaen solun ylläpitomekanismien häiritseminen näyttää vaikuttavan mutaation yleisyyteen.
”Tutkimuksen mukaan bakteerien DNA voi vaihtua ilman, että uudet osaset sopivat täydellisesti alkuperäiseen DNA-pätkään, mikä saattaa helpottaa bakteerien kehittymistä antibiooteille ja rokotteille resistenteiksi”, kuvailee professori Pål Jarle Johnsen norjalaisesta The Arctic Universitysta.
”Koska uudentyyppiset mutaatiot aiheuttavat kerralla useita muutoksia DNA:han, ne voivat nopeasti muuttaa kokonaisen geenin toimintaa. Syntymekanismia pitää tutkia lisää, jotta saamme selvyyden mekanismin tärkeydestä evoluutiossa, esimerkiksi mutaation mahdollisesta roolista syöpään liittyen. Syöpäsoluista löytyi erityisen paljon mutaatiotapahtuman aiheuttamia muutoksia, mikä voi johtua solujen ylläpitomekanismien yleisestä heikkenemisestä syövän aikana", lisää Marttinen.
Tutkijaryhmässä oli edustettuna Aalto-yliopiston bioinformatiikan alan lisäksi lääketieteen, mikrobiologian, genetiikan ja epidemiologian alan tutkijoita Norjasta, Tanskasta, Saksasta ja Yhdysvalloista. Tutkimus on julkaistu hiljattain Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America -lehdessä.
Artikkeli (pnas.org)
Lisätietoja:
Akatemiatutkija Pekka Marttinen
Aalto-yliopisto, tietotekniikan laitos
p. 044 303 0349
[email protected]
Lue lisää uutisia
Tutustu meihin: Professori Maria Sammalkorpi
Sammalkorpi on väitellyt tohtoriksi Teknillisestä korkeakoulusta vuonna 2004. Väiteltyään Sammalkorpi on toiminut tutkijana mm. Princetonin ja Yalen yliopistoissa sekä Aalto-yliopistossa.
Tutkimus: Matalan hierarkian organisaatioissa isoja periaatekysymyksiäkin ratkotaan porukalla Slackissa
Aalto-yliopiston alumni, vieraileva tutkijatohtori Lauri Pietinalho New Yorkin yliopiston Sternin kauppakorkeakoulusta ja Aalto-yliopiston apulaisprofessori Frank Martela selvittivät tuoreessa tutkimuksessa, miten matalan hierarkian organisaatiot käsittelevät yhteisiä toimintaperiaatteita vastakkainasettelutilanteissa ja miten auktoriteetti niissä toimii.
Fyysikot saivat bakteerit uimaan lähes täydellisissä riveissä
Bakteerien ohjaaminen onnistui magneettikentän avulla. Löytö auttaa ymmärtämään bakteeripopulaatioiden käyttäytymistä ja voi jatkossa auttaa esimerkiksi kehittämään uuden sukupolven materiaaleja, joista kaavaillaan apua muun muassa lääkkeiden kohdennettuun kuljettamiseen kehon sisällä.