Sign In

Paras diplomityö -palkinto VTT:n Anssi Rantasalolle

18.11.2016

Tekniikan akateemiset TEK ja Tekniska Föreningen i Finland TFiF palkitsivat vuoden parhaita opinnäytetöitä 120-juhlavuosiseminaarissaan 17.11.2016. Diplomityöpalkinto jaettiin Ida Korpivaaran ja Anssi Rantasalon kesken. Anssi Rantasalo työskentelee tutkijana VTT:n Tuotto-organismien muokkaus -tiimissä. Rantasalo sai diplomityöstään 2 500 euron palkintosumman.

Solujen entsyymitason säätelyyn uusi yksinkertainen menetelmä

Antti Rantasalon diplomityössä kehitettiin VTT:llä yksinkertainen menetelmä solujen entsyymitasojen säätämiseen. Menetelmän ideana oli korvata tuotettavan entsyymin tuotantoa kontrolloiva luonnollinen säätelyelementti synteettisellä versiolla. Tekniikkaa voidaan hyödyntää laajasti erilaisissa bioteknisissä sovelluksissa.

Tekniikka perustuu siihen, että solun luonnollisesta entsyymitason säätelyelementistä voidaan osoittaa DNA-jakso, jonka tehtävänä on muodostaa ikään kuin alusta solun entsyymituotannon koneistolle sekä jakso, jonka tehtävänä on säädellä entsyymin tuotannon voimakkuutta. Luonnollisesta säätelyelementistä tuotannon voimakkuutta säätelevä DNA-jakso poistettiin ja korvattiin synteettisellä versiolla.

Synteettistä säätelyelementtiä ohjataan heikolla ohjaussignaalilla, jona toimii spesifiseen DNA-sekvenssiin sitoutuva aktivaatioproteiini. Synteettinen säätelyelementti sisältää sitoutumiskohtia tälle proteiinille ja näiden sitoutumiskohtien lukumäärää muuttamalla saavutetaan helposti haluttu entsyymin tuottotaso. Voimakkuutta on mahdollista säätää myös käyttämällä eri luonnollisista säätelyelementeistä peräisin olevia alustoja. Synteettistä säätelyelementtiä voidaankin siis ajatella vahvistimena, jossa ohjaussignaali moduloidaan halutulle tasolle.

Solu ei luonnostaan tuota synteettisen säätelyelementin aktivoivaa proteiinia vaan sen valmistusohje on tuotu soluun bioteknisesti. Sen vuoksi halutun entsyymin tuotto on riippumaton solun kasvuympäristössä tapahtuville muutoksille, mikä mahdollistaa entsyymin tuotannon kontrolloimisen tarkasti eri olosuhteissa ja kasvuvaiheissa.

Tästä on merkittävää etua esimerkiksi biokemikaalien tuotannossa, koska tekniikka mahdollistaa biokemialliseen reaktiotiehen osallistuvien entsyymien pitoisuuksien säätämisen optimaaliselle tasolle. Entsyymipitoisuuksien optimoinnilla on usein merkittävä vaikutus bioprosessin tuottavuuteen, joten kyse on myös kaupallisesti merkittävästä asiasta. Tekniikka voidaan hyödyntää myös proteiinintuotannossa, mikäli halutaan tuottaa proteiinikoktaileja, joissa on tietty proteiinikoostumus.

Näiden lisäksi tekniikka antaa mahdollisuuden valita biokemikaalin tai proteiinin tuottoon käytettävän ravinneliuoksen koostumus aiempaa vapaammin, koska säätelyelementin toimintaa ei ole sidottu tiettyyn hiilen lähteeseen tai muuhun ulkoiseen olosuhteeseen. Tästä on merkittävää etua esimerkiksi silloin kun tuotetaan solun ulkopuolelle tuottuvaa proteiinia, koska näin voidaan usein vähentää tuotteen puhdistuksen ja jälkikäsittelyn tarvetta.

Diplomityössä kehitettyä menetelmää testattiin Saccharomyces cerevisialla eli leivinhiivalla, joka on yleisesti käytetty tuotto- ja malliorganismi. Tulosten perusteella menetelmä käyttäytyy hyvin ennustetusti ja mahdollistaa entsyymitason säätämisen hyvin laajalla alueella. Sen vuoksi uskomme VTT:llä, että tekniikkaa voidaan hyödyntää tulevaisuudessa laajasti erilaisissa bioteknisissä sovelluksissa.

Työ on tehty Turun yliopistolle VTT:llä. Ohjaajina VTT:llä toimivat Dominik Mojzita ja Jussi Jäntti.

Asiakaspalvelu
Sähköpostiinfo@vtt.fi
Puhelin020 722 7070
Avoinna arkisin klo 9.00 - 11.00 ja 12.00 - 15.00

OTA YHTEYTTÄ

PL 1000, 02044 VTT
Puh. vaihde 020 722 111
Avoinna arkisin klo 8.00 - 16.30

ASIAKASPALVELU

info@vtt.fi
Puh. 020 722 7070
Avoinna arkisin klo 9.00 - 11.00 ja
12.00 - 15.00