Styrer cellenes liv og død

Hvert minutt begår 80 millioner celler i kroppen vår selvmord. Sebrafisk med Parkinsons sykdom kan hjelpe oss å forstå hva som skjer når mekanismene bak denne prosessen svikter.

Dette elektronmikroskopiske bildet viser en celle som tar selvmord (apoptose). Cellens innhold pakkes inn i membranvesikler og snøres av fra cellen. Disse apoptotiske vesiklene ville i kroppen vår blitt "spist" av andre celler. Foto: Kari E. Fladmark
Dette elektronmikroskopiske bildet viser en celle som tar selvmord (apoptose). Cellens innhold pakkes inn i membranvesikler og snøres av fra cellen. Disse apoptotiske vesiklene ville i kroppen vår blitt "spist" av andre celler. Foto: Kari E. Fladmark

Proteomikk

Proteomikkens endelige mål er å fremskaffe en fullstendig oversikt over alle proteiner en organisme kan produsere, deres struktur og deres funksjon. Det omfatter også deres interaksjoner med hverandre og andre molekyler i cellen.

Prosjektet er finansiert av Forskningsrådets program for funksjonell genomforskning, FUGE.

Genene våre kan uttrykke mer enn to millioner ulike proteiner, og til enhver tid finnes det minst 15 000 forskjellige proteiner i en celle.

Disse proteinene lager kompliserte kommunikasjonsnettverk som styrer cellens daglige «jobb», eller gir signaler om at den skal dele seg eller begå selvmord.

– En svikt i mekanismen som styrer celleselvmord, eller apoptose, vil kunne resultere i for eksempel for lite død, som ved kreft, eller for mye død, som i Parkinsons og andre nevrodegenerative sykdommer.

– I motsetning til andre prosesser i cellen, kan ikke cellen angre på å ha gått i apoptose, forteller Kari E. Fladmark.

Gjør ikke jobben sin

Hun er professor ved Universitetet i Bergen, og i ett av prosjektene sine har hun prøvd å finne ut mer om styringsmekanismene som dreper cellen eller beskytter den fra å dø.

I prosjektet har Fladmark fokusert på et protein som heter DJ-1, og som blant annet er assosiert med Parkinsons sykdom.

To av de vanligste kjennetegnene på sykdommen er at pasienten skjelver og har dårlig bevegelighet. Men også depresjon, ekstrem tretthetsfølelse og søvnforstyrrelser er vanlig.

– DJ-1 beskytter celler fra å dø. En gruppe av parkinsonspasienter har en mutert form av dette proteinet, som ikke har evnen til å utføre sin vanlige oppgave, og dermed vil for mange celler dø. Vi vet ennå ikke hvilke mekanismer som ligger bak DJ-1s evne til å beskytte cellen fra å dø, forklarer Fladmark.

For å finne funksjonen til DJ-1 ser forskerne på hvilke andre proteiner i cellen det kommuniserer med, altså binder seg til. De trekker ut DJ-1 fra celler sammen med alle partnerproteinene som henger fast på det. Deretter bruker de proteomikk til å identifisere disse partnerne.

Tester ut medisiner

– Hvis vi identifiserer DJ-1s partnerproteiner, kan vi også få en idé om hvilke kommunikasjonsveier DJ-1 går inn og styrer for å beskytte cellene. Og hvis vi klarer å finne ut mer om disse signalveiene, kan det danne grunnlaget for framtidas molekylærmedisin, mener Fladmark.

I sebrafisk finnes de samme celletypene som dør i parkinsonspasienter, og forskerne kan fremkalle Parkinsons-lignende symptomer. Foto: Elin Fugelsnes
I sebrafisk finnes de samme celletypene som dør i parkinsonspasienter, og forskerne kan fremkalle Parkinsons-lignende symptomer. Foto: Elin Fugelsnes

Sammen med kollegene har hun klart å identifisere noen av partnerproteinene til DJ-1. Forsøkene er gjort på celler, men i høst reiser Fladmark til University of Pittsburgh i USA for å forske på sebrafisk i ett år.

Sebrafisk har blitt veldig populære som modellsystemer for ulike humane sykdommer de siste årene, og er en ypperlig modell for nevrodegenerative sykdommer, ifølge Fladmark.

I sebrafisk finnes de samme celletypene som dør i parkinsonspasienter, og forskerne kan fremkalle Parkinsons-lignende symptomer.

Disse egenskapene gjør at man ved University of Pittsburgh nå utvikler metoder for å teste ut Parkinsons-medisiner ved hjelp av sebrafisk. Sebrafisk er også forholdsvis lette å manipulere genetisk, og de lager mange avkom som i tillegg er gjennomsiktige og derfor lett kan studeres i mikroskop.

Gir sebrafiskene Parkinsons

Fladmark og kollegene skal innføre en merket form for DJ-1 i hjernecellene og i hjernens støtteceller i sebrafisk. Deretter skal de fremkalle Parkinsons-lignende symptomer og sammenligne hvilke partnerproteiner og mengden partnerproteiner som har bundet seg til DJ-1 i de to ulike celletypene.

– I parkinsonspasienter er hjernecellene i den sorte substansen skadet, mens støttecellene i samme område ser upåvirket ut, samtidig som de har svært høye mengder av DJ-1. Vi håper forsøkene vil kunne si noe om hvilken funksjon DJ-1 har i de to ulike celletypene og hvorfor den ene celletypen er mer utsatt for skade, forklarer Fladmark.

Når oppholdet i USA er over, vil hun ta med sebrafiskene hun har forsket på til Bergen, for å arbeide videre med dem der.

Lenke:

Forskningsrådets program Funksjonell genomforskning (FUGE)
 

Powered by Labrador CMS