18. marts 2010

Genbrug spiller en vigtig rolle for korrekt celledeling

Forskerne fra Anja Groths gruppe på BRIC, Københavns Universitet, har opnået ny og vigtig viden om hvorledes celler opretholder deres korrekte 'identitet' under celledeling. De har desuden fundet en mulig årsag til hvorledes såkaldte 'epigenetiske' fejl kan opstå og på sigt lede til celleforandringer. Kort fortalt har forskerne undersøgt hvordan information lagret i specielle proteiner, histonerne, overføres når celler deler sig og vist at skadelige stoffer kan true korrekt overførsel af denne information. Dette kan i yderste konsekvens ændre de nye cellers egenskaber - altså deres identitet - som vi kender det fra dannelsen af kræftceller. Resultaterne er publiceret i det ansete tidsskrift Molecular Cell, 12;37(5):736-743*.

Genbrug spiller en vigtig rolle for korrekt celledeling Illustrationen viser en genbrugstrekant (grøn) omkransende kromatin, der lagrer cellens arvelige materiale. Kromatin består af DNA (blåt) viklet omkring histon-proteiner (beige og lilla), hvorpå forskellige kemiske ændringer sidder på (ac og me3). Disse bliver genbrugt og videreført hver gang cellen deler sig. Fejl i denne proces (illustreret ved den afvigende pil) kan ændre cellens fremtidige skæbne. Illustration: K. Ask, Z. Jasencakova, & A. Groth.


Anja Groths gruppe arbejder indenfor det spændende forskningsfelt epigenetik som er i hastig udvikling og hvor danske forskere er med helt fremme. Epigenetik beskæftiger sig med egenskaber, der kan nedarves fra forældre til barn eller fra celle til celle, men som ikke er lagret i det genetiske materiale, DNA'et. Disse egenskaber, såkaldt epigenetisk information, er yderst vigtig og kontrollerer blandt andet udviklingen fra stamceller til specialiserede celletyper i kroppen.

Vores DNA ligger pakket i en særlig struktur i cellerne kaldet kromatin. Kromatin består af DNA strengen og særlige histon-proteiner, som DNA'et er viklet op omkring. Disse histoner indeholder den epigenetiske information i form af kemiske modifikationer, som regulerer cellens gener. Når en celle deler sig løsnes kromatinstrukturen for at DNA-koden kan aflæses og kopieres til de nye celler. Her er det vigtigt at kromatinstrukturen og altså informationen i histonerne også kopieres og videregives til de nye celler.

Forskerne ved BRIC har i samarbejde med Tyske og Franske forskere kortlagt kemiske modifikationer - altså information - som findes på de histoner der bruges til at pakke DNA. Dette giver ny viden om hvordan kromatinstrukturen bliver gendannet. Vigtigst er dog, at forskerne viser at stoffer og signaler der hæmmer fejlfri kopiering af vores DNA, også kan ændre histonernes information og bringe korrekt gendannelse af kromatin i fare.

Resultaterne er altså af grundvidenskabelig karakter og bidrager væsentligt til forståelsen af de molekylære mekanismer som er afgørende for at deling af kroppens celler forløber problemfrit. Denne forskning giver også viden om hvordan cellerne, når det går galt, kan ophobe fejl, som vi kender fra komplekse sygdomme som for eksempel kræft. Hvis kroppens celler oplever stress, for eksempel fra kemiske stoffer eller solens stråling, er det alment kendt at der kan ske skader på vores DNA. Fejl i den genetiske kode kan medføre celleforandringer og på sigt kræft. Resultaterne fra Anja Groths gruppe peger på, at der også kan opstå epigenetiske ændringer i histonerne ved udefrakommende stress. "Sådanne ændringer kan udfordre stabiliteten af kromatinstrukturen og dermed hindre at vores gener fungerer korrekt. Samspillet mellem genetiske og epigenetiske ændringer er en farlig cocktail, som nyere forskning tydeligt viser er et kendetegn for kræftceller. Et lyspunkt er at epigenetiske ændringer, i modsætning til fejl i den genetiske kode, er reversible og derfor satses der på at kunne udnytte dette i behandlingsøjemed. " siger gruppeleder Anja Groth. Dette arbejde illustrerer vigtigheden af at kortlægge cellernes helt basale mekanismer for at forstå hvor det kan gå galt i udviklingen af komplekse sygdomme.

*Jasencakova Z., Scharf A.N.D, Ask K., Corpet A., Imhof A., Almouzni G., Groth A.