University of Helsinki
Mitokondriot tunnetaan solujen voimalaitoksena. Mitokondrioiden toimintaan tarvitaan niiden sisältämä pieni genomi (mtDNA). Jokainen solu sisältää satoja tai jopa tuhansia kopioita mtDNA:ta. Kun joihinkin näistä mtDNA-kopioista tulee mutaatiota, on samassa solussa useita eri mtDNA-versiota. Tällaisen solun jakaantuessa eri mtDNA-versiot voivat jakaantua epätasaisesti kahteen tytärsoluun siten, että toiseen tytärsoluun tulee enemmän mutatoituneita mtDNA-molekyylejä.
Brendan Battersbyn tutkimusryhmä (Molekyylineurologian tutkimusohjelma, Tutkimusohjelmayksikkö) selvitti mtDNA:n jakautumismekanismeja hiirissä, joiden solut sisältävät luonnostaan kahta eri mtDNA-versiota, eli mtDNA-haplotyyppiä. Jo aiemmin oli havaittu, että maksan ja munuaisten kehittyessä näiden kudosten soluihin valikoituu yksi mtDNA-haplotyyppi, kun taas hematopoiettisiin kudoksiin valikoituu toinen. Kaikkien muiden kudosten osalta molempien mtDNA-haplotyyppien jakaantuminen on sattumanvaraista.
Tuman genomissa sijaitseva Gimap3-geeni on yksi Battersbyn ryhmän aiemmin tunnistamasta kolmesta geenistä, jotka vaikuttavat mtDNA-haplotyyppien jakaantumiseen, ja se ilmentyy hematopoieettisissa kudoksissa. Jokinen et al. osoittavat nyt tutkimuksessaan, että GIMAP3-proteiini esiintyy pernan soluissa endoplasmisessa kalvostossa, ja että toinen samaan geeniperheeseen kuuluva proteiini, GIMAP5, toimii kooperatiivisesti GIMAP3:n kanssa. Kummankin proteiinin taso vaikutti merkittävästi mtDNA-haplotyyppien jakaantumiseen tytärsoluihin pernassa.
Jokinen R, Lahtinen T, Marttinen P, Myöhänen M, Ruotsalainen P, Yeung N, Shvetsova A, Kastaniotis AJ, Hiltunen JK, Öhman T, Nyman TA, Weiler H, Battersby BJ. Quantitative changes in Gimap3 and Gimap5 expression modify mitochondrial DNA segregation in mice. Genetics. 2015 Mar 25 [Epub ahead of print]