Aktiini tunnetaan yleisenä soluliman proteiinina, jonka tärkeimpiä tehtäviä ovat muun muassa solun tukirangan muodostus ja osallistuminen liikkeen tuottamiseen solussa yhdessä myosiinien kanssa. Aktiinia esiintyy kuitenkin myös tumassa, jossa sen on osoitettu osallistuvan geenien ilmentymisen säätelyyn sekä itsenäisesti että osana kromatiininmuokkauskomplekseja. Tärkeänä osana tuman aktiinin tutkimusta on selvittää siihen sitoutuvia muita tuman proteiineja. Näiden interaktioiden kautta aktiini voidaan yhdistää uusiin toimintoihin tumassa. Tämän maisterintutkielman tavoitteena on ollut tuottaa ja puhdistaa viittä eri tuman proteiinia, joiden on ehdotettu sitoutuvan aktiiniin ja tutkia puhdistettujen proteiinien sitoutumista aktiiniin sen monomeeri- ja filamenttimuodoissa. Tutkittavat proteiinit olivat aktiinin kaltaiset (actin-related protein: ARP) proteiinit Arp4, Arp5, Arp6 ja Arp8 sekä RNA polymeraasi II:n alayksikkö Rpb8.
Tutkimukseen valituista proteiineista Arp4:n ja Rpb8:n tuotto ja puhdistus onnistuivat. Näistä proteiineista kumpikaan ei sitoutunut monomeeriseen aktiiniin korkealla affiniteetilla, mutta Rpb8 vaikutti sitovan aktiinisäikeitä. Aktiinin polymerisaatioon Rpb8 ei sen sijaan vaikuttanut. Tulokset tuovat uusia näkökantoja aiheeseen, sillä aikaisemmin on ajateltu Arp4:n muodostavan aktiinin kanssa heterokompleksin, mitä tämän tutkielman tulokset eivät tue. Rpb8:n sitoutumisesta tuman aktiiniin osana RNA polymeraasi II:sta oli puolestaan aikaisemmin niukasti tietoa, joten tulokset tuovat uutta tietoa aktiinin osuudesta polymeraasin toiminnassa.Actin is known as abundant cytoplasmic protein, which functions as a component of the cytoskeleton and in cell motility together with motor protein myosins. However, actin is also present in the nucleus, where it has been shown to take part in the control of gene expression, both independently and as part of chromatin remodeling complexes. An important aspect in the study of nuclear actin is to identify other nuclear proteins interacting with actin and to confirm these interactions in biochemical experiments. Through these interactions actin can be linked to various nuclear processes. The aim of this master’s thesis study was to express and purify five nuclear proteins that have been suggested to bind actin and to study the binding in detail both with actin filaments and monomers. The proteins of interest include four actin-related proteins (ARPs) Arp4, Arp5, Arp6 and Arp8 as well as RNA polymerase II subunit Rpb8.
Out of the proteins selected for this study, the expression and purification of Arp4 and Rpb8 was successful. Neither one did bind monomeric actin with high affinity, but interestingly Rpb8 did bind actin filaments. On the other hand, Rpb8 did not have any effect on actin polymerization. These results provide new insights into nuclear actin function. It has been suggested earlier that Arp4 would form a heterocomplex with actin, but the results of this study do not support this. The binding between Rpb8 and actin in RNA polymerase II complex has not been extensively studied before, so the results provide new information about the function of actin in the polymerase complex
