Celldöd sker på samma sätt i växter, djur och människor
Forskningen har tidigare antagit att djur och växter utvecklat olika genetiska program för celldöd. Nu har en internationell konstellation av forskargrupper, bl.a. vid SLU, visat att delar av de genetiska program som bestämmer programmerad celldöd i växter och djur i själva verket är evolutionärt besläktade och också fungerar likartat. Resultaten publiceras i Nature Cell Biology 11 oktober.
För såväl växter och djur som för människor är det viktigt att cellerna både kan växa till och dö under kontrollerade former. Processen när celler dör under sådana former brukar benämnas programmerad celldöd. Störningar i denna process kan leda till olika sjukdomar som cancer, när för få celler dör, eller neurologiska sjukdomar som exempelvis Parkinson, när för många celler dör.
Resultaten publiceras gemensamt av forskargrupper vid SLU (Sveriges lantbruksuniversitet) och Karolinska Institutet, universiteten i Durham (UK), Tampere (Finland) och Malaga (Spanien) under ledning av Peter Bozhkov, verksam vid SLU i Uppsala. Forskningsresultaten publiceras i den vetenskapliga, välrenommerade tidskriften Nature Cell Biology. Forskarna har gjort jämförande studier av ett evolutionärt bevarat protein kallat TUDOR-SN i cellinjer från mus och människa, samt i växterna gran och backtrav. I både växt- och djurceller som genomgår programmerad celldöd bryts TUDOR-SN ned av specifika proteiner, så kallade proteaser.
Proteaserna i djurceller tillhör en familj av proteiner som kallas kaspaser och är enzymer. Växter har inte dessa kaspaser – istället bryts TUDOR-SN här ned av så kallade meta-kaspaser, vilka antas vara mer ursprungliga än kaspaser i djurcellerna. För första gången har forskare kunna påvisa att ett protein, TUDOR-SN, som är viktig för cellens fortsatta överlevnad, bryts ned av liknande proteaser i både växter och djur, samt att nedbrytningen av TUDOR-SN hämmar dess livsuppehållande funktion. Forskarna har därmed funnit ytterligare ett samband mellan växt- och djurvärlden! De nu publicerade resultaten spelar därför en stor roll för fortsatta studier av denna viktiga proteinfamilj.
Celler som saknar TUDOR-SN genomgår ofta en för tidig programmerad celldöd. Funktionella studier på organismnivå i modellväxten backtrav visar dessutom att TUDOR-SN är nödvändig för embryo- och pollenutvecklingen. Forskarna tolkar resultaten som att TUDOR-SN är viktig för att förhindra så att den programmerade celldöden inte aktiveras i celler som ska leva vidare.
Forskargrupperna menar att resultaten tyder på att programmerad celldöd etablerades tidigt under evolutionen, redan innan linjen som gett upphov till jordens flercelliga organismer delades upp i växter och djur. Arbetet visar också på vikten av jämförande studier mellan olika arter för att lättare kunna förstå hur de grundläggande mekanismerna på cellnivå fungerar i både växt- och djurriket, och i förlängningen för människan.
Bildtext:
I både växt- och djurceller som genomgår programmerad celldöd bryts proteinet TUDOR-SN ned. I pollen, från modellväxten backtrav, leder en minskning av TUDOR-SN till fragmentering av DNA (röd signal) och förtida celldöd.
Titel på det vetenskapliga arbetet som publicerats i Nature Cell Biology:
Tudor staphylococcal nuclease is an evolutionarily conserved component of the programmed cell death degradome.
Publiceras i Nature Cell Biology; DOI 10.1038/ncb1979
Kontaktinformation
Mer information:
Huvudförfattare: Docent Peter V. Bozhkov,
Institutionen för växtbiologi och skogsgenetik, SLU Uppsala
e- post Peter.Bozhkov@vbsg.slu.se
Tel: +46 (0)18 67 32 28, +46 (0)73 598 30 89
Alternativ kontaktperson (SLU): Docent Jens Sundström
Institutionen för växtbiologi och skogsgenetik, SLU Uppsala
e-post Jens.Sundstrom@vbsg.slu.se
Tel: +46 (0)18 67 32 47, +46 (0)76 793 36 64
Alternativ kontaktperson (KI): Professor Boris Zhivotovsky
Institutet för miljömedicin (IMM), Karolinska Institutet
e-post Boris.Zhivotovsky@ki.se
Tel: 08-524 875 88
