Peroksisomikalvon kanavat. Hiiren Pxmp2 proteiinin biologinen tehtävä ja Trypanosoma brucein glykosomikalvolle paikantuvat kanava-aktiivisuudet.

Tämän väitöstutkimuksen kohteina olivat peroksisomit ja glykosomit. Peroksisomit ovat ihmiselle välttämättömiä soluelimiä, joiden pääasiallisena tehtävänä on pitkä- ja erittäin pitkäketjuisten rasvahappojen sekä huonosti veteen liukenevien rasvahappojohdannaisten hajotus β-oksidaatioksi kutsutulla reaktioreitillä. Peroksisomien tärkeyttä osoittavat ihmisellä esiintyvät perinnölliset sairaudet, jotka aiheutuvat ongelmista soluelimen toiminnassa. Glykosomeja tavataan Trypanosoma-sukuun kuuluvilla taudinaiheuttajilla, kuten tämän tutkimuksen kohteena olleella Trypanosoma bruceilla. Se on alkueläin, joka aiheuttaa ihmisellä esiintyvää Afrikkalaista trypanosomiaasia eli unitautia. Glykosomi on tärkeä Trypanosoma brucein selviytymiselle ihmisen verenkierrossa, koska alkueläimen energiansaanti on tällöin riippuvainen glykosomissa tapahtuvista reaktioista.

Nisäkkään peroksisomikalvolla on kuljettaja- ja kanavaproteiineja, jotka molemmat kuljettavat aineita peroksisomiin. Nisäkkään Pxmp2-proteiini on ainoa tunnettu peroksisomaalinen kanava. Se mahdollistaa pienten liukoisten aineiden kulun peroksisomiin ja toimii rinnakkain kuljettajaproteiinien kanssa, jotka vastaavat isompien yhdisteiden kuljetuksesta. Se, miten aineenvaihdunnan kannalta tärkeät aineet läpäisevät glykosomikalvon, on vielä ratkaisematta.

Tässä väitöstutkimuksessa selvitettiin Pxmp2-kanavaproteiinin toimintaa hiirimallissa, jolta kyseinen proteiini puuttuu. Naaraat, joilta puuttuu Pxmp2-proteiini, eivät kykene imettämään poikasiaan. Tästä johtuen poikaset kuolevat ensimmäisenä elinpäivänään. Tässä tutkimuksessa tutkittiinkin Pxmp2-hiirten maitorauhasen kehitystä. Työssä osoitettiin, että Pxmp2-proteiinia tuotetaan maitorauhasta ympäröivässä rasvakudoksessa, ja että Pxmp2-proteiinin puuttuminen johtaa maitorauhasen kehityksen pysähtymiseen. Tulokset osoittivat, että maitorauhasen kasvua estävä tekijä paikantuu rauhasta ympäröivään rasvakudokseen. Lisäksi tutkimuksessa havaittiin muutoksia Pxmp2 maitorauhasta ympäröivän rasvakudoksen rasva-aineiden määrässä ja laadussa. Peroksisomaalista proteiinia ei ole aiemmin yhdistetty maitorauhasen kehitykseen. Väitöstutkimuksen tulokset antavatkin uutta tietoa Pxmp2-proteiinin yleisestä biologisesta merkityksestä ja peroksisomien biologisesta tehtävästä hiirellä. Tulokset tarjoavat myös arvokasta lisätietoa ympäröivän kudoksen merkityksestä maitorauhasen kehitykselle.

Väitöstyössä osoitettiin ensimmäistä kertaa, että verenkierrossa elävän Trypanosoma brucein muodon glykosomikalvolla on kanava-aktiivisuuksia. Tämä viittaisi siihen, että myös glykosomikalvolla on kanavaproteiineja. Tämä on tärkeä tieto, koska se lisää ymmärtämystä siitä, mitkä tekijät vaikuttavat glykosomissa tapahtuvaan aineenvaihduntaan. Väitöstutkimuksesta saadut tulokset tukevat ajatusta, että kanavaproteiinit ovat kaikille peroksisomikalvoille ominainen piirre.