Biolääketieteen ja molekulaarisen lääketieteen alaan kuuluva äö쾱Ჹ tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa Kuopion kampuksella.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
äö쾱Ჹtutkimuksessani selvitettiin polygeenisen lihavuuden hiirimallin avulla, miten perimän vaihtelu, kromatiinin muokkaus sekä geeninsäätelytekijöiden sitoutuminen ovat yhteydessä toisiinsa ja miten näitä tietoja voidaan hyödyntää geenien ilmentymiseen vaikuttavien perimän variaatioiden tunnistamisessa. Suurin osa koko genomin kattavissa assosiaatiotutkimuksissa tunnistetuista polygeenisten sairauksien riskivarianteista sijaitsee geenien proteiinia koodaavien alueiden ulkopuolella. Toiminnalliset mekanismit, joilla ei-koodaavat variantit vaikuttavat sairausriskiin, ovat kuitenkin suurelta osin tuntemattomia. Yksi ehdotetuista mekanismeista, jolla ei-koodaavat variantit voisivat vaikuttaa geenien säätelyyn, on säätelytekijöiden sitoutumisen muutos. Polygeenisten sairauksien hiirimallit tarjoavat hyvän alustan tutkia miten perimän vaihtelu vaikuttaa geenien säätelyyn. Ei-kohdennetun sekvensoinnin keinoin niillä voidaan kattavasti selvittää, miten säätelytekijöiden sitoutumisen muutokset voidaan ennustaa. Tätä tietoa voidaan hyödyntää uusien tutkimuskohteiden tunnistamisessa. Tutkimuksessa tarkasteltiin tarkemmin TCF7L2-säätelytekijää, joka on tärkeä aineenvaihdunnan säätelijä sekä maksassa että rasvakudoksessa.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Perimän vaihtelu nousi esiin yhtenä keskeisenä selittäjänä geeninsäätelyssä havaituille eroille. Havaitsimme, että kromatiinin avoimuus, jonka perusteella säätelytekijöiden sitoutuminen yleensä päätellään, kytkeytyy vahvasti perimän vaihteluun. Sen sijaan ruokavalion vaikutus kromatiinin avoimuuteen oli vähäinen tarkastelluissa aineenvaihdunnalle tärkeissä kudoksissa. Tutkimus ehdottaa, että kromatiinin avoimuuden ja aktiivisilta säätelyalueilta löytyvän H3K27ac-markkerin yhdistävällä analyysillä voidaan tunnistaa perimätekijöiden ajamaa säätelytekijöiden sitoutumista. Tulokset paljastavat, että eri tavalla avoimet kromatiinin alueet sisältävät muuttuneita säätelytekijöiden sitoutumisalueita, jotka ovat saman suuntaisia avoimuuden muutosten kanssa. Lisäksi kudostasolla suoritettu tutkimus tunnisti eri säätelytekijöiden välillä merkittävää vaihtelua perinnöllisesti määräytyneiden sitoutumispaikkojen ennustettavuudessa, mikä korostaa kudosspesifisyyden huomioimisen tärkeyttä uusissa tutkimuksissa. Havaitsimme myös, että TCF7L2-sitoutuminen on erittäin spesifistä tietylle maksasolujen alajoukolle ja voi toimia kromatiinin avoimuutta säätelevänä pioneeritekijänä. Lisää tutkimusta tarvitaan uusien pioneeritekijöiden tunnistamiseksi, mikä auttaisi ymmärtämään perimätekijöiden vaikutusta kromatiinin muokkaukseen ja geeninsäätelyyn.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
äö쾱Ჹtutkimukseni tulokset tarjoavat kattavan näkymän geenien säätelyyn useilla koko genomin laajuisilla sekvensointimenetelmillä kerätystä aineistosta. Tutkimuksen tulokset parantavat ymmärrystä siitä, miten perimän vaihtelu liittyy geenien säätelyyn polygeenisen lihavuuden hiirimallissa. Tämä tutkimus arvioi myös kromatiinin saavutettavuuden ja säätelytekijöiden sitoutumisen ennustamiseen käytettyjen työkalujen hyödyllisyyttä geneettisesti määräytyneiden sitoutumiskohtien tunnistamisessa ja vertaa näitä suorempiin menetelmiin, kuten ChIP-sekvensointiin, tarjoten arvokasta tietoa tulevien tutkimusten suunnitteluun.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?
Väitöstutkimuksessa hyödynnettiin useita koko genomin laajuisia sekvensointimentelemiä (ATAC-seq, H3K27ac ChIP-seq ja RNA-seq) integroivaa analyysiä. Tämä lähestymistapa mahdollisti perimän vaihtelun yhdistämisen geeninsäätelyssä havaittuihin eroihin polygeenisen lihavuuden tutkimuksessa yleisesti käytettyjen C57BL6/j- ja 129S1/SvImJ-hiirien maksassa ja rasvakudoksessa. Tutkimuksessa hyödynnettiin useita työkaluja perinnöllisesti määräytyneen säätelytekijöiden sitoutumisen tutkimiseen, mukaan lukien geneettisen taustan huomioivaa footprint-analyysiä. Tunnistimme hiirten maksassa säätelytekijöiden sitoutumiseen vaikuttavia perimätekijöitä, joille pyrittiin tunnistamaan vastakappaleita ihmisessä, käyttämällä julkisesti saatavilla olevia aineistoja. Hyödynsimme julkisia tietokantoja myös tunnistamiemme säätelytekijöiden sitoutumiskohtien arvioimiseksi sekä ihmisillä että hiirillä. Lisäksi arvioimme perinnöllisesti määräytynyttä säätelytekijöiden sitoutumista hyödyntämällä ChIP-sekvensointia TCF7L2- ja CTCF-säätelytekijöiden sitoutumisen tutkimiseen. TCF7L2:n osalta tutkimus sisälsi myös yksisoluanalyysin, jolla vahvistimme havaintomme TCF7L2:n sitoutumisesta ja toiminnasta maksassa.
Filosofian maisteri Juho Monosen äö쾱Ჹ Genetic variation is a key determinant of chromatin accessibility and transcription factor binding: A case study using a mouse model for polygenic obesity (Perimän vaihtelu on määrittävä tekijä kromatiinin avoimuudessa sekä geenin säätelytekijöiden sitoutumisessa. Tapaustutkimus monitekijäisen ylipainon hiirimallissa) tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii dosentti Biswajyoti Sahu Oslon yliopistosta ja kustoksena dosentti Sami Heikkinen Itä-Suomen yliopistosta. Tilaisuus on englanninkielinen.
