Professori Laura Elon tutkimusryhmä Turun Biotiedekeskuksesta on kehittänyt uuden menetelmän mikrobiston toiminnan tutkimiseen proteiinitasolla. Uudesta menetelmästä on mahdollisesti laajaa hyötyä mikrobistotutkimuksessa uudella toiminnallisella tasolla. Suoliston bakteerien toiminnan tunteminen on keskeistä ihmisen terveyden tutkimuksessa ja mahdollisten kytkösten ja hoitokeinojen löytämisessä eri sairauksiin. Aiemmat tutkimukset ovat pääosin keskittyneet mikrobiston koostumuksen selvittämiseen, mutta ihmisen suoliston mikrobiston toiminnoista on edelleen varsin vähän tietoa.
Proteiinit ovat välttämättömiä elintoiminnoille. Ne suorittavat suurimman osan solun toiminnoista ja mahdollistavat monimutkaiset vuorovaikutukset solun ja ympäristön välillä. Tutkimalla proteiineja voidaankin saada monipuolisesti tietoa solujen eri toiminnoista. Proteiinianalyysejä voidaan hyödyntää laajasti lääketieteen tutkimuksessa, mukaan lukien suoliston mikrobiston profilointi.
Suoliston mikrobien tärkeä rooli ihmisen terveydelle ja niiden merkitys sairauksissa on tunnistettu viimeaikaisissa tutkimuksissa. Laura Elon tutkimusryhmä on kehittänyt uuden massaspektrometriaan perustuvan menetelmän, jonka avulla on mahdollista tutkia kattavasti monimutkaisten mikrobistonäytteiden proteiinitasoja.
– Mikrobiston tutkimus on tähän asti vahvasti keskittynyt lajikoostumuksen selvittämiseen, mutta mikrobien toiminnan tulkitseminen on ollut haasteellista. Viimeaikaiset teknologiset edistysaskeleet ovat kuitenkin mahdollistaneet sukeltamisen entistä syvemmälle myös toiminnallisuuteen. Mikrobistonäytteiden proteiinitason tutkimus on yksi tällainen nouseva tutkimusalue, jonka avulla voimme edistää ymmärrystä mikrobiston toiminnasta ja dynamiikasta, Elo kertoo.
Nyt kehitetty menetelmä hyödyntää uusinta massaspektrometriteknologiaa ja laskennallisia menetelmiä, joiden avulla tulosten kattavuus ja toistettavuus paranee olennaisesti aiemmista menetelmistä.
– Kehittämämme uusi menetelmä monimutkaisten proteiiniaineistojen analysoimiseksi tuottaa aiempaa luotettavampia tuloksia, kertoo tutkijatohtori Sami Pietilä.
– Nykyisin käytetyissä tutkimusmenetelmissä analysoidaan tyypillisesti vain runsaimmin esiintyviä proteiineja, mikä aiheuttaa tulosten vaihtelua kerrasta riippuen. Nyt esitelty menetelmä analysoi näytteet järjestelmällisesti ja tuottaa tulokset luotettavasti ilman tällaista vaihtelua, Pietilä jatkaa.
Menetelmä on julkaistu avoimen lähdekoodin ohjelmistona ja on siten vapaasti muidenkin tutkijoiden ja yhteisöjen saatavilla.
– On ollut erittäin tärkeää saattaa kehitetty menetelmä kaikkien tutkijoiden käyttöön helppokäyttöisenä sovelluksena. Lisäksi olemme varautuneet työkalun jatkokehitykseen ja ylläpitoon, lisää tutkijatohtori Tomi Suomi.
Pietilä S, Suomi T, Elo LL. Introducing untargeted data-independent acquisition for metaproteomics of complex microbial samples. ISME Communications, 2022.
