2015. aastast ilmuvad Novaatori uudised Eesti rahvusringhäälingu veebilehe teadusrubriigis ERR Novaator (novaator.err.ee).

Novaator - Tartu teadlaste avastus: rakkudes toimiv lülitussüsteem meenutab ribakoodi
12.10.2011 20:04

Tartu teadlaste avastus: rakkudes toimiv lülitussüsteem meenutab ribakoodi

Villu Päärt
Skype: villu.paart
villu.paart@ut.ee
Loe kommentaare (0)
Samal teemal (2)

Igaüks meist käib aeg-ajalt poes. Kas olete mõelnud sellele hetkele, mil kassapidaja pistab küpsisepaki ribakoodilugeja ette ja kassaaparaadile ilmubki kiri “Küpsised”? Samamoodi tunneb koodilugeja ära hapukoore, hambaharja ja porgandid.

Tartu Ülikooli tehnoloogainstituudi proteiinkinaaside labori teadlased leidsid, et raku jagunemist reguleerivas lülitusmehhanismis toimib samasugune, ühedimensionaalset koodi meenutav ülitäpne ja korrapärane mehhanism. Täna ilmus neil selleteemaline artikkel mainekas teadusajakirjas Nature.

Proteiinkinaasid on valgud, mis toimivad rakusiseste lülititena, lisades valkudele fosfaadirühmi ning mõjutades sel kombel valkude aktiivsust, nende asukohta rakus ja suhet teiste valkudega.

Inimesel on avastatud üle poole tuhande proteiinkinaasi, nende märklaudvalke on kümneid tuhandeid ning teadlasi on kaua painanud küsimus: kuidas selles tohutus infosegadikus õiged signaalid õigetesse kohtadesse jõuavad ning lõpptulemusena saavad sündmused täpselt ja koordineeritult toimuda. Näiteks toimub proteiinikinaaside antud signaalide kontrolli all eluslooduse kõige olulisem protsess: üks rakk jaguneb kaheks, milles leiduv geneetiline informatsioon on identne.

Raku sees toimivad signaalvõrgustikud on mõnes mõttes sarnased mikroskeemidele elektroonikas, ent rakus on need oma olemuselt palju keerukamad. “Küsimus on selles, kuidas molekulid raku sees üksteist ära tunnevad, kuidas eristatakse õigeid signaale mürast ja valesignaalidest,” rääkis töörühma juht, vanemteadur Mart Loog.

Pagaripärmiga tehtud katsetes leidis Loogi töörühm, et proteiinkinaasid toimivad valkudes justnagu ribakoodilugejad kaupluse kassas. Kinaaside märklaudvalkudes on piirkonnad kus on teatavad kindlad fosforüleeritavate kohtade mustrid, ehk protsessoralad. Signaali väljundiks on teatav digitaalne kombinatsioon fosfaadiga ja fosfaadita positsioonidest.

“See positsioonide paigutus ei ole suvaline nagu tihti varem on arvatud. Selgus, et seal on kindlad seaduspärasused, ehk “multifosforüleerimise kood”, nagu me seda nimetame. Selle koodi põhilise osa lahtimuukimise oleme nüüd ära teinud, Siit aga avaneb edasi terve uus valdkond erinevaid võimalusi kinaasi signaalide töötlemiseks ” ütles Loog.

Loogi sõnul on see uudne lähenemine, keegi pole varem seda protsessi nii detailitäpselt uurinud.

Fosfaatide muster annab valgule kindla ülesande või identiteedi, uuritud juhul on selleks ülesandeks rakkude pooldumise protsessi sisselülitamine. Teistsuguse koodiga valgu puhul võib selleks aga hoopis olla näiteks selle protsessi peatamine, kontrollimine, lõpetamine või hoopis midagi muud. Sarnaselt annab kaupuses kauba külge kinnitatud ribakood kassapidajale info kauba identiteedi kohta, korraldab maksmise ning ajakohastab ja kontrollib ka laoseisu.

“Kuigi meie töö on baasteadus, võiks sellel olla mitmeid väljundeid. Laias perspektiivis on ravimite loomisel seda loogikat tundes võimalik kujundada paremaid strateegiaid, kuidas täpsemini olulisi protsesse mõjutada,” ütles Loog. Samas on tema hinnangul võimalik, et tulevikus on sünteetiline bioloogia suuteline neid protsesse täpselt tundes looma fosforüleerimisprotsessoreid ja lüliteid vastavalt olukorra vajadusele, et paremini  kontrollida ja juhtida kunstlikult kokku pandud mikroorganisme, mis suudavad toota näiteks biokütuseid või vajalikke ravimipreparaate.

Artikli esimene autor on doktorant  Mardo Kõivomägi, lisaks temale aitasid kaasa Ervin Valk, Anna Iofik, Rainis Venta ja Martin Lepiku. Loogi sõnul on täna Nature’s ilmuva artikli juures oluline ka see, et uurimistöö on läbi viidud ja koordineeritud Eestis. "See on Tartu Ülikooli tehnoloogiainstituudis alustatud ja Wellcome Trusti poolt rahastatud proteiinkinaaside labori mitmete aastate töö tulemus," ütles ta.

 

Roberto Ferrari/Flickr 12.12.2014 14:39

Vastupidavustreening mõjutab geenilüliteid (7)

Kuidas liikumine kehale head teeb?

kaibara87/Flickr 14.10.2014 14:13

Alzheimeri tõbi areneb ka katseklaasis

Neuroteadlastel õnnestus jäljendada aju laastava haiguse tekkimist.

16.06.2014 16:09

Hõbeda nanoosakesed võtavad sihikule vähi

Üliväikestest hõbeda nanoosakestest loodetakse tulevikumeditsiinis palju – nende abil saaks viia kasvajate diagnoosimise oluliselt täpsemaks või toimetada ravimeid kehas täpselt sinna, kus neid vaja läheb.

25.04.2014 20:08

Geeniravi taastab kuulmise

Viiruse küljes sisekõrva viidud geen uuendab vigaseid kuulmisrakke.

01.04.2014 14:33

Iidne viirus kontrollib inimese arengut

Ürgviiruse pärilikkusaine annab tüvirakkudele eristumisvõime.

19.03.2014 14:56

Mikroobid avastavad soolehaigusi

Muundatud geen annab bakteritele hea mälu.

17.02.2014 17:19

Spordipõlgus on pärilik (1)

Tugitoolisportlaseks sünnitakse.

13.02.2014 13:43

Kuidas ennustada vananemise kiirust?

Eluea pikkuse määrab mitokondrite töörütm.

05.02.2014 17:54

Eri suuruses närvivõrgud töötavad sama tõhusalt

Suurem hulk neuroneid ei pruugi liigutusi kiiremaks muuta.

17.01.2014 14:37

Ameerika mainekas teadusajakiri hindas Tartu molekulaarbioloogide tööd aasta läbimurdeks

Raku jagunemistsüklit juhtiva valgu töö detailne kirjeldus võib viia edasiminekuteni tehislike ja programmeeritavate rakkude loomisel.

09.01.2014 16:17

Ravimi abiga absoluutseks kuuljaks

Meeleoluhäireid ja langetõbe leevendav tablett muudab õppimise lapsemänguks.

27.12.2013 23:10

Tuttavate näod ei püsi meeles? Süüdi on geenid

Väike muutus hormooniretseptori geenis teeb nägude meeldejätmise raskeks.

18.12.2013 13:56

Iga nina tunneb lõhna erinevalt

Kas lõhn on meeldiv või vastik, sõltub tibatillukestest erinevustest inimese DNAs.

04.12.2013 16:37

Meestele mõeldud beebipill võib apteeki jõuda kümne aasta jooksul

Hormoonivaba tablett püüab spermid seemnejuhasse lõksu.

02.12.2013 15:00

Teadusajakiri võttis tagasi GMO-maisi ja vähki seostava vastuolulise artikli (2)

Andmete võltsimise kohta tõendeid ei leitud, kuid kirjastaja hindas tõendusmaterjali liiga nõrgaks.

28.10.2013 15:45

Näojooni kujundab rämps-DNA (1)

Vildakalt töötavad geenivõimendid võivad tekitada jänesemokki ja hundikurke.

Myriam Sanchez Foseca 13.10.2014 11:21

Teadlased tuvastasid söömishäireid mõjutava valgu (3)

Võimalik, et varsti saab söömishäireid diagnoosida vereanalüüsi abil.

03.06.2014 16:48

Iga neljas riskantset geenivarianti kandev suitsetaja haigestub kopsuvähki

Rinnavähiga seostuv muutus geenis BRCA 2 ning suitsetamine on tõeliselt ohtlik komplekt. Iga neljas suitsetaja, kellel on just see pärilik geenivariant, haigestub oma elus varem või hiljem kopsuvähki.

10.04.2014 18:37

Geenimanipulatsioon lubab elundeid uuendada (1)

Vananeva hiire harkelund muudeti uuesti nooreks.

28.03.2014 21:20

Valmis esimene tehislik pärmikromosoom

Laboris luuakse ühe keerukamaid eluvorme.

20.02.2014 18:53

Videomängija aitab haigustekitajaid avastada

Blu-ray kettad sobivad DNA-kiipide loomiseks.

16.02.2014 12:50

Väikese poisi geenid toovad selgust Ameerika asustamise loosse

Kust olid pärit Ameerika põlisrahvaste esivanemad?

12.02.2014 17:33

Eestlaste ja mehhiklaste andmed olid vaatluse all maailma suurimas geeniuuringus

Seni suurim täiskasvanuea diabeedi pärilike põhjuste uuring võrdles esimest korda eri rassidest inimeste andmeid.

03.02.2014 12:21

Uus test leiab klamüüdianakkuse 20 minutiga (2)

Eesti teadlased on välja töötanud uue lihtsa meetodi maailmas kõige sagedasema sugulisel teel leviva nakkuse, klamüüdia avastamiseks.

10.01.2014 20:31

Gruusia kadunud kuninganna otsingutega liitusid geneetikud (2)

Neljasaja eest Pärsias surnuks piinatud grusiinide kuninganna Ketevani säilmed võivad olla leitud, näitab pärilikkusaine analüüs.

28.12.2013 12:34

Eesti südamejuustu katsetati Moskva ülekaalulistel (1)

Eesti teadlaste leiutatud südamejuust langetab ülekaaluga kimpus olevate patsientide organismi veesisaldust ja vererõhku, näitasid Moskvas tehtud katsetused.

23.12.2013 15:53

Ida-Euroopa juutide päritolu sai selgemaks

Slaavi esiisa hüpotees ortodokssete juutide sugupuus osutus veaks.

13.12.2013 15:56

Spermatosoidist tehti robot

Seemnerakke saab juhtida nanotorude ja magnetiga.

03.12.2013 17:34

Rahuldamatus lühendab elu (2)

Seks on terviseks. Vähemalt äädikakärbeste puhul.

19.11.2013 17:52

Meie kehas pesitsevad neandertallastelt päritud viirused (3)

Osa inimese rämps-DNAst pärineb meie kaugeid eellasi rünnanud haigustekitajatelt.

 
Küsi teadlaselt
Teatavasti vee ruumala paisub nii soojenemisel (aurustumisel) kui ka jäätumisel. Oletame, et on üks anum, mis on vett täis ja on purunematu. Mis hakkab juhtuma siis, kui sundida sellel veel jäätuda?
Jaak Kikas, Tartu ülikooli füüsika instituudi direktor :

See on huvitav küsimus, millele täpse kvantitatiivse vastuse andmine polegi nii lihtne. Üldiselt aga võiks vastata nii: kui paisumisvõimalus puudub,

Loe edasi!
Esita küsimus Kõik
Tartu Ülikool
Idee
Veider teadus