Geenien luennan häiriö verisoluissa voi johtaa leukemiaan

Tutkijat ovat onnistuneet valottamaan leukemiaan liittyvien geenivirheiden syntyä. Juuri julkaistussa tutkimuksessa löydetty mekanismi voisi selittää jopa 90 prosenttia lasten leukemian yleisimmässä alatyypissä esiintyvistä DNA-vaurioista. Itä-Suomen ja Tampereen yliopistojen toteuttaman tutkimuksen tulokset julkaistiin arvostetussa eLife -tiedelehdessä.

Leukemia on lasten yleisin syöpä. Ymmärrys taudin biologiasta on lisääntynyt nopeasti viime vuosina koko perimän kattavien tutkimusten myötä. Silmiinpistävää on ollut, että leukeemisissa verisoluissa esiintyvät geenivirheet osuvat usein juuri tiettyihin geeneihin tai alueisiin perimäaineksessa eli DNA:ssa. Syytä tälle ei ole tiedetty.

Nyt leukemiassa esiintyvien geenivirheiden syntymekanismista on vihdoin saatu tietoa tutkimuksessa, jonka toteutettiin akatemiatutkija Merja Heinäniemen johdolla Itä-Suomen yliopistossa ja osastonylilääkäri, dosentti  Olli Lohen tutkimusryhmässä Tampereen yliopistossa. Tutkijat onnistuivat osoittamaan ensimmäistä kertaa, että leukemiaan liittyvät DNA-vauriot osuvat sellaisille alueille, joissa perimäainesta luetaan erityisen aktiivisesti. Havaitun mekanismin selittävä osuus vaihtelee eri leukemiatyypeissä, mutta lasten leukemian yleisimmässä alatyypissä kyseinen mekanismi selittää jopa 90 prosenttia geenialueilla syntyvistä vaurioista. Lisäksi tutkimuksessa tunnistettiin uusi korkeariskinen leukemian alaryhmä, joille on ominaista DNA-vaurioita aiheuttavien entsyymien poikkeava ilmentyminen.

– Kun tutkimme geenien luentaa kuvastavan signaalin piirteitä, kävi ilmi, että vaurioille alttiissa kohdissa geenien luenta hidastuu ja jättää perimäaineksen hetkellisesti alttiiksi DNA-vaurioita aiheuttavien entsyymien vahingolliselle toiminnalle, Heinäniemi kertoo.

– Ilmiötä voi ajatella verisolujen sisäisinä "liikenneonnettomuuksina": eri suuntiin kulkevat geenien lukukoneistot törmäävät ja seurauksena saattaa olla palautumattomia vaurioita. Onneksi näistäkin ”onnettomuuksista” selvitään usein säikähdyksellä ja vaarallisiksi ne muuttuvat lähinnä sellaisilla lapsilla, joilla on verisolujen esiasteissa muita altistavia geenivaurioita, Lohi sanoo.

Samankaltainen mekanismi on aikaisemmin havaittu lymfoomissa, imukudoksen syövissä. DNA-vaurioiden synty- ja korjausmekanismit ovat tällä hetkellä tärkeä tutkimusalue. Nyt julkaistu tutkimus lisää ymmärrystä geenivaurioiden ja leukemian monimuotoisuudesta sekä mekanismeista, joiden avulla syöpä voi kehittyä vastustuskykyiseksi hoidolle.

Mekanismin selvittämiseksi hyödynnettiin useita eri syväsekvensoinnin sovelluksia, kuten GRO-sekvensointia, jolla selvitettiin RNA-polymeraasin aktiivisesti lukemat DNA-kohdat. Mittaukset tehtiin Itä-Suomen yliopistossa näytteistä, jotka kerättiin Tampereen yliopiston Lasten terveyden tutkimuskeskuksessa. Eri mittaustulosten mallinnuksessa ja yhdistämisessä hyödynnettiin tietojenkäsittelytieteen osaamista ja tulkintaan osallistuivat lääketieteen, bioinformatiikan ja genomiikan asiantuntijat.

Julkaisun tiedot: 

Heinäniemi M, Vuorenmaa T, Teppo S, Kaikkonen M, Zachariadis V, Niskanen H, Liuksiala T, Laukkanen S, Teittinen K, Lohi O. ”Transcription-coupled genetic instability marks acute lymphoblastic leukemia structural variation hotspots.”  eLife 2016;5:e13087

Tutkimuksen rahoittajat:

Emil Aaltosen säätiö, Jane ja Aatos Erkon säätiö, Syöpäsäätiö, Suomen Kulttuurirahasto, Lastentautien Tutkimussäätiö, Suomen Akatemia, Itä-Suomen yliopisto, Tampereen yliopisto

Lisätietoja:

Dosentti Merja Heinäniemi  johtaa Itä-Suomen yliopistossa (Kuopio) bioinformatiikan tutkimusryhmää, jonka keskeisenä tavoitteena on tunnistaa geenien ilmentymiseroja leukemioiden ja muiden veritautien välillä. Yhteystiedot:  merja.heinaniemi@uef.fi , puh. 040-3553842.

Osastonylilääkäri, dosentti Olli Lohi  johtaa Tampereen yliopiston Lasten terveyden tutkimuskeskuksessa leukemian biologian tutkimushanketta, jonka tavoitteena on tunnistaa leukemian syntymekanismeja ja suunnitella uusia täsmähoitoja. Yhteystiedot:  olli.lohi@staff.uta.fi , puh. 040-8343634.

Yrityksestä

Itä-Suomen yliopisto on yksi Suomen suurimmista tiedeyliopistoista. Yliopiston toiminnassa korostuu monitieteisyys. Opetusta on yli sadassa pääaineessa. Tasokkaan opetuksen lisäksi yliopisto tarjoaa opiskelijoilleen nykyaikaisen opiskeluympäristön, jota kehitetään jatkuvasti. Yliopistolla on kampukset Joensuussa, Kuopiossa ja Savonlinnassa. Tiedekuntia on neljä: filosofinen tiedekunta, luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunta, terveystieteiden tiedekunta sekä yhteiskuntatieteiden ja kauppatieteiden tiedekunta. Yliopistossa on noin 15 000 opiskelijaa ja se työllistää lähes 2 800 henkilöä.

Yhteyshenkilöt

  • Itä-Suomen yliopisto
    Joensuu / Kuopio / Savonlinna
    http://www.uef.fi
  • Joensuun kampus
    Yliopistokatu 2, PL 111, 80101 Joensuu
  • Kuopion kampus
    Yliopistonranta 1, PL 1627, 70211 Kuopio
  • Savonlinnan kampus
    Kuninkaankartanonkatu 5-7, PL 86, 57101 Savonlinna

Tilaa