Celledeling i bananflua

Kroppen vår består av milliarder av celler. Cellene må dele seg for at et foster skal kunne utvikle seg, et barn skal vokse, et sår skal gro, eller for at kroppens mange organer skal kunne vedlikeholdes. Celledeling er altså helt grunnleggende for alt liv.

Om celledelingen ikke går helt som den skal, kan dette føre til kreftutvikling. Derfor er forståelse for og kunnskap om celledelingens kompliserte og nøye regulerte prosesser viktig både for å forstå sykdommer som kreft, men også for å forstå cellenes indre liv.

Hvorfor ble studien gjennomført?

Kunnskapen vi har om celledeling kommer i hovedsak fra forskning på cellekulturer som lever i en plastskål. Cellene i kroppen vår lever i en tredimensjonal kontekst og i samspill med andre celler og organer. Cellene våre påvirker og kommuniserer med hverandre, og for at vi skal få et godt bilde av hvordan cellene lever og deler seg inne i oss, må vi også studere disse prosessene i en levende organisme. Vi har brukt bananflua som en modellorganisme for å forstå hvordan celledelingen foregår in vivo.

Hvilke metoder brukte du og hvorfor?

Vi har studert celledeling i både bananflueceller og i humane celler i kultur. Vi har blant annet brukt stamcellene i bananfluenes eggstokker og hjerner for å forstå forskjellige aspekter av celledelingen bedre.

Eksperimentene i doktorgraden har i stor grad basert seg på ulike mikroskopiteknikker for å visualisere og studere ulike proteiner i cellene. Vi har brukt konfokal-mikroskopi, mikroskopi av levende celler og superresolusjon-mikroskopi. I tillegg er det brukt en rekke forskjellige genetiske, molekylære og biokjemiske teknikker for å studere interaksjoner mellom ulike proteiner og disse proteinenes spatio-temporale regulering, lokalisasjon og funksjon i cellene.

Hvilken betydning kan dette ha for pasienten og fagfeltet?

Vi har fokusert på et protein som heter ALIX i våre studier. Vi fant ut at ALIX er viktig både i tidlige og sene faser av celledelingen.

Tidlig i celledelingen, i metafase, lokaliserer ALIX til sentrosomene og er viktig for korrekt nukleering og stabilisering av astrale mikrotubuli. Astrale mikrotubuli er sentrale for å orientere den mitotiske spindelen og dermed også for å bestemme retningen på celledelingen. Retningen på celledelingen kan ha betydning for hvordan dattercellene utvikler seg. For eksempel, når stamceller deler seg er retningen på den mitotiske spindelen viktig for at én dattercelle skal bli en ny stamcelle som kan fortsette å dele seg, mens den andre blir en differensierende celle. Om den mitotiske spindelen orienterer seg galt, kan resultatet i stedet blir to celler som kan dele seg på nytt og på nytt, noe som kan resultere i ukontrollert celledeling og bidra til kreftutvikling.

Senere, under cytokinetisk absisjon, prosessen som fysisk separerer de to nylagde cellene, spiller ALIX en viktig rolle i å rekruttere et molekylært maskineri som heter ESCRT-maskineriet. ESCRT-maskineriet er viktig for å «klippe» de to nylagede cellene fra hverandre.

ALIX og ESCRT-maskineriet er kjent for å være involvert i en rekke forskjellige prosesser der membraner klippes. En av disse prosessene er når nylagede virus skal klippes ut av en infisert celle. Dette kalles virus budding. Våre studier viser at måten ALIX og ESCRT-maskineriet rekrutteres under celledelingen, ligner måten som disse proteinene rekrutteres på under virus budding, og således gir det oss et hint om hva virusene forsøker å etterligne for å utnytte cellens egne funksjoner.

Samlet sett har dette arbeidet resultert i ny kunnskap om hvordan celler deler seg i en levende organisme. Dette er kunnskap som kan være nyttig i utviklingen av nye behandlingsformer og diagnostiske verktøy i fremtiden.