Ny viden om hvordan stamceller kan glemme deres fortid
Forskere fra Novo Nordisk Foundation Center for Stem Cell Biology (DanStem) på Københavns Universitet har opdaget, hvordan stamceller kan miste deres potentiale til at udvikle sig til enhver celletype og dermed 'glemme' deres fortid.
I 30 år har dogmet været, at de proteiner, der kaldes transkriptionsfaktorerne, er motoren, der driver processen, som bestemmer, om et gen bliver udtrykt og derfor oversat til det tilsvarende protein, ved at tænde og slukke for generne. Men den nye forskning, der er udgivet i Nature, afslører, at transkriptionsfaktorerne i højere grad kan siges at være cellernes hukommelse.
"Så længe transkriptionsfaktorerne er forbundet til et gen, kan genet blive udtrykt. Men de eksterne signaler, som cellen modtager, ser ud til at bestemme, om genet bliver tændt eller slukket. Så snart transkriptionsfaktorerne er væk, kan cellen ikke længere vende tilbage til sit udgangspunkt," siger Josh Brickman, professor og gruppeleder ved DanStem, Københavns Universitet, på universitets hjemmeside.
Spørgsmålet om, hvordan en celle langsomt udvikler sig fra et stadie til et andet, er centralt for at forstå celleadfærd i multicellulære organismer. Stamcelleforskere forsøger at forfine teknikker til at udvikle stamceller til forskellige brugbare celletyper, f.eks. til at hele beskadiget væv i kroppen, men indtil nu har det været vanskeligt at undersøge de signaler, der får celler til at skifte identitet, fordi det er svært at få alle de undersøgte celler til at opføre sig på samme måde.
Forskerne fra DanStem udviklede en stamcellemodel til at efterligne cellens reaktioner på signaler. De brugte den til præcist at bestemme, hvilke begivenheder der er involveret, når gener tændes og slukkes som reaktion på signalering i stamceller. Forskerne lykkedes med at beskrive genernes udtryk, og under hvilke omstændigheder en celle kan udvikle sig i en bestemt retning, men så vælge at vende tilbage til sit udgangspunkt igen.
Opdagelsen er først og fremmest grundvidenskabelig og rykker ved nogle af de grundlæggende antagelser i molekylærbiologi. Resultaterne er især vigtige for forskere, der arbejder med stamceller og kræftbiologi. De giver ny indsigt i, hvordan cellerne udvikler sig, og hvordan signalering involveret i cellernes udvikling bestemmer, hvornår cellerne ændrer sig, og hvornår de når til 'point of no return'. Disse signaleringsveje er ofte muteret i forskellige typer af kræft og vil derfor være værdifulde i undersøgelsen af ondartet celleudvikling.
"I forskningsprojektet fokuserede vi på signalvejen med navnet FGF-ERK, som går fra en receptor på cellens overflade og ned til DNA’et i cellekernen. Signalvejen er dårligt reguleret i mange typer af kræft, og vi håber derfor, at mange af vores data kan hjælpe til at forstå nye aspekter i kræftbiologi ved at indikere nye måder, man kan påvirke denne signalvej," siger Josh Brickman.
