Cellens daglige liv fører med seg avfall, slik som ødelagte proteiner og utslitte celle-organer. En av mekanismene cellene bruker for å bli kvitt avfallet sitt kalles autofagi.

Autofagi betyr selvspising, og cellene blir kvitt sitt eget avfall ved å spise det. De etablerer da sin egen miljøstasjon, bryter ned celleavfall og resirkulerer brukbare byggematerialer.

Autofagi forhindrer at skadelige stoffer hoper seg opp, hjelper cellen å prioritere, og bidrar til energiøkonomisering ved at små byggesteiner brukes om igjen.

Holder deg frisk

– Autofagi holder cellen frisk, forteller Anne Simonsen.

Hun er professor ved Institutt for medisinske basalfag ved Universitetet i Oslo og leder en forskningsgruppe som studerer autofagi.

– Cellen må sørge for balanse mellom produksjon og nedbrytning, hvis ikke går det galt.

Når det går galt, er det ikke bare for cellen selv. Vi kan bli syke om dette systemet svikter.

Dersom autofagien ikke fungerer som den skal, kan det føre til avleiringer som igjen kan gi sykdom. Forstyrrelser i autofagi har for eksempel blitt koblet til nevrodegenerative sykdommer som Parkinsons og Alzheimer, hvor nerveceller skades og dør. Men også til kreft.

Autofagi kan dessuten bremse infeksjoner, ved å drepe bakterier og virus som kommer seg inn cellene.

Gamle og ødelagte mitokondrier må fjernes

I en ny forskningsartikkel som er publisert i Developmental Cell, har Simonsens forskningsgruppe tatt for seg hvordan autofagi brukes til å bryte ned mitokondriene, en prosess kalt mitofagi.

Mitokondriene er cellens energiverk men de har og mange andre viktige funksjoner i cellene våre. Mitokondriene er livsviktige, men gamle eller ødelagte mitokondrier kan være direkte skadelige. De må derfor elimineres.

Gamle mitokondrier må fjernes for å blant annet for å holde nerveceller friske. Mutasjoner i mitofagimaskineriet er tidligere vist å kunne kobles til Parkinsons sykdom.

Simonsen og kolleger har studert hvilke signaler som starter denne viktige mitofagiprosessen. Hvordan vet autofagimaskineriet, altså cellens ryddefunksjon, hvilke mitokondrier som bør fjernes?

Fant «spis meg-merkelapp»

Forskerne fant to viktige proteiner med de fiffige navnene NIPSNAP1 og NIPSNAP2.

– Vi ser at disse akkumuleres på overflaten av skadde mitokondrier. Der er de viktige for rekruttering av autofagimaskineriet, sier Simonsen.

– NIPSNAP-proteinene fungerer som et slags «spis meg-merkelapp», fortsetter hun.

Sebrafisk med Parkinsons

NIPSNAP-proteinene er godt bevart gjennom evolusjonen. Det tyder på at de har en viktig funksjon i cellen, og det gjør det mulig å studere dem i dyr som er ganske forskjellige fra mennesker.

Forskerne har studert hva som skjer i sebrafisk som mangler disse proteinene.

De fant at mitofagiprosessen var redusert i sebrafisklarver uten merkelapp-proteinene.

Simonsen forteller at de også så at sebrafisklarver som manglet disse proteinene viste tegn på parkinsonisme. Blant annet svømte de mindre enn normale larver og hadde lavere nivå av en type nerveceller kalt dopaminerge nerveceller.

– Det er ting som tyder på at de også har lavt nivå av signalstoffet dopamin. Disse endringene ser man også hos parkinsonpasienter, avslutter Anne Simonsen.

Referanse:

Yakubu Princely Abudu m.fl: NIPSNAP1 and NIPSNAP2 Act as “Eat Me” Signals for Mitophagy. Developmental Cell, 11. april 2019.

Simonsens forskningsgruppe har samarbeidet med kjernefasilitet for sebrafisk ved UiO og Terje Johansen ved Universitetet i Tromsø.