Lysosomaalisen kalvoproteiinin kloonaus ja ilmentäminen hiiren sidekudossoluissa
Korkealaakso, Jarkko (2015)
Korkealaakso, Jarkko
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2015
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2015060512602
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2015060512602
Tiivistelmä
Opinnäytetyötä tehtiin Helsingin yliopistossa osana laajempaa projektia, missä tutkittiin lysosomin pintaproteiini (LAMP) vaikutusta solun kolesterolikertymille. Lysosomilla tarkoitetaan hajottavaa soluosastoa, mikä on muun muassa solunpinnalta kuroutuvan endosytoosi-rakkulan sisällön loppusijoitus/hajotuspaikka. Oma osaprojektini keskittyi LTL3-kimeerin kloonaamiseen ja ilmentymiseen hiiren sidekudossoluissa.
Kloonatessa geenijuosteita tai osia geeneistä liitetään yhteen biotekniikan menetelmillä aikaan saaden kimeerisiä yhdistelmägeenejä. Yhdistin fluoresoivat merkkiproteiineja koodaavat geenit RFP-eGFP ja kalvon läpäisevää osaa koodaavan palan geenistä TGN38 yhteen LAMP1 proteiinin solulimassa sijaitsevan C-terminaalista häntää koodaavan geenin osan kanssa, muodostaen yhdistelmägeenin LTL3. Lisäksi kimeeriin kuului LAMP-2 geenin signaalisekvenssi, mikä ohjaa yhdistelmägeenin proteiinituotteen solukalvostolle ja sitä kautta eritysreitille. Ilmentymisen paikallistumiseen aitotumallisessa solussa käytin fluoresoivaa proteiinia RFP, mikä emittoi punaista ja eGFP, mikä emittoi vihreää valoa eksitoituessaan fluoresenssimikroskoopissa. Näillä reportteriproteiineilla voidaan seurata kimeeriproteiinin liikkumista soluissa. eGFPn fluoresenssin tiedetään sammuvan lysosomien happamassa pH:ssa, kun RFPn fluoresenssi kestää happamia oloja kauemmin.
Kimeeriä ilmennettiin LAMP1- ja LAMP2- poistogeenisissä hiiren alkion sidekudossoluissa ja merkkiproteiinikertymistä seurattiin fluoresenssimikroskoopilla eri ajankohtina ilmentymisen aikana.
LAMP-proteiinin paikallistumista solussa myöhäiseen endosomiin ja lysosomiin ohjaavat osat sijaitsevat C-terminaalisessa hännässä. Kimera olikin havaittavissa endosyyttisissä osastoissa perustuen vihreän fluoresenssin himmenemiseen punaisena fluoresoivilla alueilla, mitkä yhteispaikantuvat myöhäisen endosomin lipidin BMP ja LIMP2; endosomiproteiinin kanssa. Yhteispaikantuminen oli runsaampi BMPn kanssa perustuen Image Pro mittauksiin. LTL3n kalvonläpäisevä vesipakoisen osaproteiinin pituus aminohapoissa oli lyhyempi kuin alkuperäisen LAMP-proteiinin ja aminohapposekvenssi oli erilainen. Kimeerin havaittiin kertyvän huomattavissa määrin Golgiin, minne endogeeniset LAMP-proteiinit eivät normaalisti kerry. Johtuiko kertyminen lyhyemmästä kalvonläpäisevästä osasta vai lumenalisen LAMP-proteiinin N-terminaalisen pään puutteesta ei tutkittu. Teorian mukaan proteiinit saattavat muodostaa Golgissa lauttoja tunnistautumalla Golgin sisäisillä proteiini-proteiini interaktioilla, mitkä yhteisvaikutukseltaan nopeuttavat Golgista poistumista tai vahvistavat Golgiin jäämistä. Tämä, kuten myös kimeerin vaikutus kolesterolin kertymiseen ovat avoimia kysymyksiä, joihin vastaus saadaan jatkotutkimuksista.
Kloonatessa geenijuosteita tai osia geeneistä liitetään yhteen biotekniikan menetelmillä aikaan saaden kimeerisiä yhdistelmägeenejä. Yhdistin fluoresoivat merkkiproteiineja koodaavat geenit RFP-eGFP ja kalvon läpäisevää osaa koodaavan palan geenistä TGN38 yhteen LAMP1 proteiinin solulimassa sijaitsevan C-terminaalista häntää koodaavan geenin osan kanssa, muodostaen yhdistelmägeenin LTL3. Lisäksi kimeeriin kuului LAMP-2 geenin signaalisekvenssi, mikä ohjaa yhdistelmägeenin proteiinituotteen solukalvostolle ja sitä kautta eritysreitille. Ilmentymisen paikallistumiseen aitotumallisessa solussa käytin fluoresoivaa proteiinia RFP, mikä emittoi punaista ja eGFP, mikä emittoi vihreää valoa eksitoituessaan fluoresenssimikroskoopissa. Näillä reportteriproteiineilla voidaan seurata kimeeriproteiinin liikkumista soluissa. eGFPn fluoresenssin tiedetään sammuvan lysosomien happamassa pH:ssa, kun RFPn fluoresenssi kestää happamia oloja kauemmin.
Kimeeriä ilmennettiin LAMP1- ja LAMP2- poistogeenisissä hiiren alkion sidekudossoluissa ja merkkiproteiinikertymistä seurattiin fluoresenssimikroskoopilla eri ajankohtina ilmentymisen aikana.
LAMP-proteiinin paikallistumista solussa myöhäiseen endosomiin ja lysosomiin ohjaavat osat sijaitsevat C-terminaalisessa hännässä. Kimera olikin havaittavissa endosyyttisissä osastoissa perustuen vihreän fluoresenssin himmenemiseen punaisena fluoresoivilla alueilla, mitkä yhteispaikantuvat myöhäisen endosomin lipidin BMP ja LIMP2; endosomiproteiinin kanssa. Yhteispaikantuminen oli runsaampi BMPn kanssa perustuen Image Pro mittauksiin. LTL3n kalvonläpäisevä vesipakoisen osaproteiinin pituus aminohapoissa oli lyhyempi kuin alkuperäisen LAMP-proteiinin ja aminohapposekvenssi oli erilainen. Kimeerin havaittiin kertyvän huomattavissa määrin Golgiin, minne endogeeniset LAMP-proteiinit eivät normaalisti kerry. Johtuiko kertyminen lyhyemmästä kalvonläpäisevästä osasta vai lumenalisen LAMP-proteiinin N-terminaalisen pään puutteesta ei tutkittu. Teorian mukaan proteiinit saattavat muodostaa Golgissa lauttoja tunnistautumalla Golgin sisäisillä proteiini-proteiini interaktioilla, mitkä yhteisvaikutukseltaan nopeuttavat Golgista poistumista tai vahvistavat Golgiin jäämistä. Tämä, kuten myös kimeerin vaikutus kolesterolin kertymiseen ovat avoimia kysymyksiä, joihin vastaus saadaan jatkotutkimuksista.