Ģ��ֱ��

F. columnare on kalanviljelylaitoksia piinaava bakteeri, joka aiheuttaa vuosittaisia kalatautiepidemioita Suomessa ja maailmalla. Bakteerin perimä sisältää kaksi CRISPR-Cas järjestelmää, joista toinen tuhoaa faageja niiden DNA:n ja toinen RNA:n perusteella. Ymmärtääkseen näiden salaperäisten muistijärjestelmien toimintaperiaatteita Ville Hoikkala tutki, kuinka nämä järjestelmät kehittyvät luonnossa ja laboratorio-olosuhteissa. Faagien ja bakteerien yhteisevoluutiota seurattiin kalanviljelylaitokselta seitsemän vuoden ajalta kerätyistä näytteistä.

Bakteerin CRISPR-muistialueet lisäsivät vuosien saatossa uusia muistijälkiä ja faagit muuntelivat perimäänsä voidakseen naamioitua näiltä muistoilta. Jatkotutkimukset laboratoriossa paljastivat, kuinka nämä kaksi muistijärjestelmää ovat yhteydessä toisiinsa, mitä alueita ne faagin perimästä tallentavat muistiinsa ja kuinka kalojen erittämät kemikaalisignaalit voivat kiihdyttää CRISPR-Cas -järjestelmän toimivuutta.

CRISPR-Cas järjestelmien toiminnan tunteminen on perustana molekyylityökaluille

Uudenlaisten CRISPR-Cas järjestelmien toimintaperiaatteiden selvittäminen on tärkeää bioteknologiatyökalujen kehittämisessä. Geeninmuokkaustekniikan lisäksi RNA:ta tunnistavia CRISPR-Cas -järjestelmiä on hyödynnetty muun muassa koronaviruksen diagnostiikassa.

”Bakteereista ja viruksista valjastetut molekyylityökalut ovat modernin laboratoriotyön ja lääketieteen kulmakiviä, ja uusia innovaatioita löydetään jatkuvasti vähemmän tunnetuista lajeista”, Ville Hoikkala toteaa.

Työllä on merkitystä myös faagiterapialle, jossa antibiooteille vastustuskykyisiä bakteereita tuhotaan faageja hyödyntäen.

”Välttääksemme faageja kohtaan kehittyvän vastustuskyvyn syntymisen, meidän täytyy ymmärtää perinpohjaisesti, kuinka bakteerit puolustautuvat näitä viruksia vastaan”, Ville Hoikkala korostaa.

Tutkimus osoittaa, että bakteeri hyödyntää CRISPR-Cas:n lisäksi myös muita immuunijärjestelmiä, riippuen ravinneolosuhteista ja bakteerin isännän läsnäolosta.

Tutkimus on julkaistu Jyväskylän yliopiston väitöstutkimusten sarjassa JYU Dissertations 276, Jyväskylä 2020, ISSN 2489-9003, ISBN 978-951-39-8264-5 (PDF). Julkaisu on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa osoitteessa:

Tutkimusta ovat rahoittaneet Suomen Akatemia, Koneen säätiö, BONUS ja Jane ja Aatos Erkon säätiö.

Ville Hoikkala kirjoitti ylioppilaaksi Jyväskylän Lyseon lukiosta 2008 ja valmistui maisteriksi Jyväskylän yliopistosta 2015 pääaineenaan solu- ja molekyylibiologia ja sivuaineenaan evoluutiogenetiikka sekä informaatioteknologia. Toimittuaan vuonna 2015 projektitutkijana CRISPR-Cas:n parissa Lotta-Riina Sundbergin tutkimusryhmässä, hän aloitti aiheen parissa väitöskirjatyön vuonna 2016.

������ä�پ���ٴ��Ჹ:
Ville Hoikkala, ville.hoikkala@jyu.fi

FM Ville Hoikkalan solu- ja molekyylibiologian väitöskirjan "Memoirs of a fish pathogen: how CRISPR-Cas captures phage encounters in Flavobacterium columnare" tarkastustilaisuus on 26. syyskuuta 2020 kello 12:00 Jyväskylän yliopistossa. Vastaväittäjänä on professori Edze Westra (University of Exeter, Iso-Britannia) ja kustoksena on apulaisprofessori Lotta-Riina Sundberg (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.

Yleisö voi seurata väitöstilaisuutta verkkovälitteisesti. Linkki Zoom-webinaariin (suositellaan Zoom-sovellusta tai Google Chrome selainta):