Eukarüootides toimuva valgusünteesi uurimisgrupp
Uurime kuidas töötab valgusünteesi aparaat eukarüootses rakus. Ribosoom, mis on suur RNA-valk kompleks, tõlgib informatsiooni-RNA-s (mRNA) sisalduvat geneetilist informatsiooni valkude keelde. Meie teadusuuringute põhiküsimuseks on: kuidas eukarüootse ribosoomi ülesehitus ehk struktuur määrab ribosoomide funktsiooni. Sellele küsimusele vastamiseks kasutame erinevaid geneetika, biokeemia ja rakubioloogia meetodeid.
Käimasolevate projektide raames keskendume ribosoomivalkudele (r-valgud) ja ribosoomi RNA-s (rRNA) olevate keemiliste modifikatsioonide funktsioonide uurimisele. Ribosoomi koostises olevatest r-valkudest on meie fookuses eukarüootidele omased valgud, mis on olulised ribosoomi subühikute vaheliste kontaktide ehk sildade moodustamisel. Ribosoomi rRNA-s olevatest paljudest modifikatsioonidest uurime just neid, mis paiknevad ribosoomi funktsionaalsetes keskustes ja subühikute vahelises alas.
Uurimisgrupp pakub bakalaureuse- ja magistriõppe üliõpilastele oma lõputööde tegemiseks mitmesuguseid teemasid:
- Eukarüootidele omaste ribosoomivalkude olulisus vagusünteesis
- RNA modifikatsioonide roll ribosoomi funktsionaalsuse tagamisel
- Viiruslike IRES-te poolt algatatud translatsiooni regulatsioon
- Teravilja nakatavate seente kasvu pärssivate pärmide iseloomustamine (koostöös Maaelu Teadmuskeskusega)
Oma uurimistöös kasutame erinevaid mudelsüsteeme: pagaripärm (Saccharomyces cerevisiae), äädikakärbse (Drosophila melanogaster) rakuliin S2 ning erinevad inimese rakuliinid. Pagaripärmi eeliseks on rakkude kiire kasv ning võimalus efektiivselt genoomi ümber korraldada. Kasutame pagaripärmi tüvesid, mis sisaldavad mutantseid ribosoome. Nendes ribosoomides puuduvad mõnede r-valkude ribosoomi pinnale ulatuvad domeenid või puuduvad üldse mõned r-valgud. Oleme konstrueerinud ka pagaripärmi tüved, mille ribosoomides puudub osa rRNAs olevatest modifikatsioonidest.
Drosophila S2 rakuliini kasutame heteroloogiliste valkude tootmiseks, et seejärel analüüsida kuidas need valgud mõjutavad valgusünteesi aparaati. Inimese rakkude genoomi muumiseks kasutame CRISPR-Cas tehnoloogiat. Eesmärk on modifitseerida r-valkude geene nii, et ekspresseeruvatel r-valkudel puuduksid subühikute kontaktide moodustamiseks vajalikud järjestused.
Selgitame välja kuidas mutantsed r-valgud või rRNA modifikatsioonide puudumine mõjutab ribosoomi töötamist. Analüüsime valgusünteesi erinevaid etappe, eelkõige keskendudes initsiatsioonile ja elongatsioonile. Kasutades kahel lutsiferaasi geenil põhinevaid reportersüsteeme saame mõõta valgusünteesi kiirust ja täpsust. Uurime, kuidas mutantsete ribosoomidega rakud taluvad erinevaid stressitingimusi ja kuidas muutub nendes rakkudes sünteesitud valkude muster.
Uurimisgrupp on seotud COST teaduskoostöö võrgustikuga TRANSLACORE (Translational Control in Cancer European Network) ning Eesti loodusest kogutud pärmide kollektsiooniga Eesti Pärmivaramu.
- Margus Leppik, PhD – teadur;
- Kristina Mäemets-Allas, PhD – teadur;
- Analiis Veeremaa – nooremteadur;
- Liisa Pomerants – spetsialist;
- Helena Randmäe – spetsialist;
- Anette Allik – magistrant;
- Egert Vene – magistrant;
- Ronald Varik – magistrant.
Tamm T., Kristjuhan A. (2024) Protocol for rapid and cost-effective extraction of genomic DNA from a wide range of wild yeast species for use in PCR-based applications. STAR Protoc. 2024 5:103282. doi: 10.1016/j.xpro.2024.103282
Leppik, M., Pomerants, L., Põldes, A., Mihkelson, P., Remme, J., Tamm, T. (2024) Loss of Conserved rRNA Modifications in the Peptidyl Transferase Center Leads to Diminished Protein Synthesis and Cell Growth in Budding Yeast. Int. J. Mol. Sci. 2024, 25(10), 5194. doi: 10.3390/ijms25105194
Kisly I, Tamm T. (2023) Archaea/eukaryote-specific ribosomal proteins - guardians of a complex structure. Comput Struct Biotechnol J. 21:1249-1261. doi: 10.1016/j.csbj.2023.01.037
Kisly, I., Kattel, C., Remme, J. Tamm, T. (2021) Luciferase-based reporter system for in vitro evaluation of elongation rate and processivity of ribosomes. Nucleic Acids Res. 49(10):e59. doi: 10.1093/nar/gkab121
Tamm T, Kisly I, Remme J. (2019) Functional Interactions of Ribosomal Intersubunit Bridges in Saccharomyces cerevisiae. Genetics 213(4):1329-1339. doi: 10.1534/genetics.119.302777
Kisly I, Remme J, Tamm T. (2019) Ribosomal protein eL24, involved in two intersubunit bridges, stimulates translation initiation and elongation. Nucleic Acids Res. 47(1):406-420. doi: 10.1093/nar/gky1083
Novaator, 19.11.2024: Uudne meetod aitab leida kohalikust pärmirikkusest parimad töörügajad
Kuku raadio, 04.10.2021: Kuue samba taga. Mida uurivad molekulaarbioloogid ning kuidas nende töö aitab ravimitootjaid ja veinitegijaid?
Kuku raadio, 09.02.2021:Teadus teab
Novaator, 26.06.2019: Gümnasistid tegid koos teadlastega kindlaks Eestis kasvavad pärmseened
Novaator, 17.01.2019: Tartu Ülikooli teadlased tegid elu alusprotsesse uurides tähtsa avastuse