Ģ��ֱ��

Kasvit ja bakteerit sopeutuvat ympäröivään valo-olosuhteisiin monenlaisten valoreseptoriproteiinien, kuten punaista valoa aistivien fytokromien avulla. Niiden avulla kasvi esimerkiksi ohjautuu kohti valoa tai bakteeri käynnistää väripigmentin tuotannon.

Fytokromit koostuvat aistinosasta ja signaloivasta osasta, joka bakteereilla on yleensä histidiinikinaasi.

Uudet ja keskeiset yksityiskohdat histidiinikinaasien toiminnasta selvisivät kansainvälisessä yhteistyötutkimuksessa. Siinä mukana olivat akatemiatutkija Heikki Takala Jyväskylän yliopistosta sekä professori Andreas Möglich Bayreuthin yliopistosta tutkimusryhmineen.

Tutkimuksissaan he käyttivät kehittämäänsä pREDusk-työkalua, jonka avulla voidaan ohjata bakteerien proteiinintuotantoa punaisen valon avulla. Tämä optogeneettinen työkalu perustuu erään bakteerifytokromin toimintaan. 

”Optogenetiikassa pyritään ohjaamaan solutapahtumia valon avulla, ja bakteerien fytokromeilla on ominaisuuksia, jotka tekevät niistä erityisen hyviä tähän tarkoitukseen”, kertoo Heikki Takala. 

Histidiinikinaaseissa vallitsee kaksi kilpailevaa entsymaattista aktiivisuutta: kinaasi- ja fosfataasiaktiivisuus. Työkaluun tekemiensä muutosten avulla tutkijat onnistuivat osoittamaan, kuinka näiden aktiivisuuksien välinen tasapaino on tarkoin säädelty. He myös osoittivat, kuinka pieni rakenteellinen muutos proteiinin aistinosan ja signaloivan osan välillä voi jopa kääntää tämän tasapainon.

Prosessi johti käänteisen pREDusk-työkalun kehittämiseen. Inaktivoinnin sijaan tämä käänteinen työkalu mahdollistaa bakteerien proteiinin tuoton aktivoinnin punaisella valolla.

"Annoimme tälle uudelle työkalulle nimen ‘pDERusk’. Nimi alkoi ensin tahattomana kirjoitusvirheenä, mutta huomasimme, että se olisi täydellinen nimi käänteiselle 'pREDuskille'", Heikki Takala sanoo sattumasta.