Ny viden: S氓dan holder proteinerne styr p氓 gener, s氓 vores celler ikke fejludvikler sig
Hvis vores celler form氓ede at kopiere sig 100 pct. korrekt, n氓r de skal udskiftes, ville vi undg氓 en lang r忙kke sygdomme. Men det g酶r de ikke; tv忙rtimod kan det g氓 galt under kopieringen, og s氓 kan vi blive syge. Nyt studie tager os med helt ind i cellens maskinrum, hvor generne i vores DNA reguleres.
Hver gang, en celle i vores krop l忙gger an til at dele sig, g氓r en uhyre kompliceret proces i gang, der skal s酶rge for, at modercellens DNA bliver kopieret over i en ny dattercelle sammen med alle de rigtige anvisninger for, hvilke gener p氓 DNA-strengen, der skal slukkes og hvilke, der skal aktiveres.
Hvis der sker fejl i den proces, og den nye celle ikke bliver identisk med modercellen, kan der opst氓 skader og sygdom.
Forskere er derfor interesserede i at l忙re mere om disse processer, og hvorfor det nogle gange ikke lykkes at kopiere en celles DNA og anvisninger videre, uden at der opst氓r fejl.
Cellens konstante DNA-kopiering
Alle mennesker har en unik DNA-streng, som stammer fra en enkelt celle; den befrugtede ægcelle, som har delt sig og skabt de milliarder af celler, som det færdige menneske består af. De indeholder alle en kopi af den DNA-streng, der blev skabt ved befrugtningen. Men de forskellige celler afkoder DNA’et på forskellige måder, hvorved mere end 200 forskellige celletyper kan dannes. Nogle celletyper dør hurtigt og skal skiftes ud mange gange; det er f.eks. hudceller og tarmceller, som der bliver lavet nye af med få dages mellemrum. Hver eneste gang, der laves en ny celle, bliver der lavet en kopi af den unikke DNA-streng til den nye celle.
To sådanne forskere er professor Ole Nørregaard Jensen og akademisk medarbejder Tina Ravnsborg fra Institut for Biokemi og Molekylær Biologi. De er medforfattere på et nyt tysk-dansk-engelsk-hollandsk studie, der er ledet af forskere fra det tyske forskningscenter Helmholtz Munich, og som er .
Forskerholdet har med deres studie skabt et nyt indblik i, hvordan det foregår, når DNA og anvisninger bliver vedligeholdt og afkodet i cellen. Anvisningerne gives af særlige kemiske tags, der enten kan sidde direkte på DNA’et eller på nogle strukturer omkring det i cellekernen. De kaldes også for epigenetiske modifikationer.
Mere specifikt har forskerne identificeret mere end 2000 forskellige proteiner, der alle spiller en rolle i denne proces.
Kan f酶re til uh忙mmet cellev忙kst
- Vores studie viser, hvordan epigenetiske modifikationer fortolkes og afkodes ved, at cellen rekrutterer bestemte proteiner til helt pr忙cise steder i DNA鈥檈t. Herved bliver udvalgte gener aktiveret; f.eks. de gener som sikrer, at cellen og dens datterceller forbliver leverceller, og ikke udvikler sig til kr忙ftceller. De epigenetiske modifikationer giver alts氓 cellen en hukommelse, s氓 den husker, hvilke gener der skal v忙re t忙ndt og hvilke der skal v忙re slukket, b氓de f酶r og efter celledelingen. Hvis der er kludder i disse epigenetiske mekanismer, t忙ndes der f.eks. for de forkerte gener, hvilket kan f酶re til uh忙mmet cellev忙kst og dermed cancer, siger Ole N酶rregaard Jensen.
Processen med at vedligeholde DNA og cellens anvisninger for, hvordan de enkelte gener skal bruges ved celledeling er uhyre kompleks. Ikke alene skal hele DNA-strengen, som findes i hver eneste cellekerne, kopieres over.
De epigenetiske modifikationer, der s酶rger for, at bestemte dele af DNA鈥檈ts gener aktiveres, mens andre inaktiveres, skal ogs氓 kopieres til den nye celle, s氓 den nye celle f氓r en pr忙cis opskrift p氓, om den skal udvikle sig til en levercelle, en hudcelle eller en anden slags celle.
Den to meter lange DNA-streng
De epigenetiske modifikationer kan enten sidde direkte på DNA’et eller på de strukturer, der sørger for at pakke DNA-strengen i cellekernen. Selve DNA-strengen er to meter lang og skal derfor pakkes meget effektivt i cellekernen; den ligger rullet op omkring nogle proteiner, de såkaldte histoner.
Det er disse epigenetiske modifikationer, der er i fokus i det nye studie. De mere end 2000 proteiner, som forskerholdet har identificeret, spiller alle en rolle i, hvordan histonerne læser og afkoder modercellens DNA, og hvordan histonerne kopierer denne information og sender den videre til den nye celle.
- Vi ser, at meget små ændringer i de epigenetiske modifikationer i histoner fører til rekruttering af forskellige proteinkomplekser, som så kan sætte gang i en omprogrammering af cellen, siger Ole Nørregaard Jensen og fortsætter:
Faktorer som miljø, alder og hormoner spiller ind
- Jeg tør godt sige, at vi faktisk har afkodet en del af proteinernes sprog, og dermed fået indsigt i, hvordan dette sprog fortolkes og huskes inden i cellerne.
Epigenetiske modifikationer kan forårsages af mange faktorer: miljø, ernæringstilstand, alder, hormoner og livsstil i det hele taget.
Ole Nørregaard Jensen og Tina Ravnsborg har bidraget til studiet ved at udføre protein-analyser med massespektrometri. Denne analyseform kaldes proteomics og med 海角社区’s avancerede udstyr har forskerne kunne finde hidtil usete molekylære detaljer i, hvordan DNA’et i en celle reguleres.
Forskerholdet har valgt at stille sine resultater og værktøjer til rådighed for andre og har til det formål etableret hjemmesiden
M酶d forskeren
Ole N酶rregaard Jensen er professor og forskningsleder p氓 Institut for Biokemi og Molekyl忙r Biologi. Han forsker bl.a. i proteiners rolle i sygdomsudvikling. Hans forskning st酶ttes af bl.a. Lundbeckfonden, Novo Nordisk Fonden og Uddannelses- og Forskningsministeriet. Han er leder af forskningsinfrastrukturen INTEGRA, hvor massespektrometri anvendes til proteinanalyser.