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]
- Julkaistu:
- Päivitetty:
Lue lisää uutisia
Robotiikka tarvitsee turvallisia käyttäytymismalleja
Robotiikka ja autonomiset järjestelmät kehittyvät nopeasti. Algoritmit, jotka kestävät häiriöitä ja epävarmuustekijöitä järjestelmässä ja ympäristössä, ovat kehityksen kannalta kriittisiä.
Kuinka helpottaa tekstin näpyttelyä puhelimella? Tutkijat loivat ensi kertaa ihmisen tekstinsyöttöä simuloivan tekoälymallin
Malli auttaa ymmärtämään, mitkä tekijät sujuvoittavat ja mitkä puolestaan vaikeuttavat puhelimen näpyttelyä erilaisilla käyttäjäryhmillä.
Tutkimus selvitti ilmastonmuutoksen vaikutusta tundralla: lämpeneminen voi lisätä hiilen vapautumista hälyttävästi
Ilman ja maaperän lämpeneminen sekä maaperän kuivuminen lisäsi hiilen vapautumista tundran ekosysteemistä.