Hur cellen minns sin identitet

I alla organismer som består av mer än en cell, har varje cell specifika funktioner och sin egen identitet. För att en organism ska fungera är det riktigt viktigt att varje cell minns sin identitet. Levercellen måste förbli en levercell och neuronen ett neuron. Också när cellen delar sig behöver dottercellen ärva de funktionella egenskaperna hos modercellen. Detta minne är inte kodad i DNA:t självt, utan snarare i de proteiner som binder till DNA och bestämmer dess tredimensionella struktur.

I dag känner vi till många av de proteiner som är involverade i regleringen av cellulärt minne, men vi vet väldigt lite om hur de hittar rätt längs våra kromosomer.

Philge Philip har i sin avhandling utvunnit information ur de enorma mängder data som finns tillgänglig med bananfluga som modellsystem. Han har utvecklat beräkningsmetoder vilka han har använt för att studera hur två mycket viktiga proteinkomponenter i detta maskineri hittar rätt längs kromosomerna. Tekniken kallas ”datamining” och är verktyg för att söka efter mönster, samband och trender i stora datamängder.

– Mina beräkningar visar hur ett av dessa proteiner som kallas CBP, vilket är absolut nödvändigt för överlevnaden av varje cell i både människor och flugor, finner sitt mål under processen genom att binda till två andra proteiner med DNA-bindande kapacitet, säger Philge Philip.

Studier av ett annat viktigt proteinkomplex, som kallas MSL-komplexet, visar DNA-sekvensens roll i proteinkomplexets målsökande. Philges doktorsarbete visar också att MSL-komplex, i motsats till tidigare förväntningar, inte är ensamma om att reglera ett specifikt minne längs X-kromosomen.

De flesta av dessa proteiner är mycket lika hos ett brett spektrum av organismer, såsom maskar, flugor och människor. I själva verket kan en förlust av funktioner av vissa av dessa gener i mänskliga celler räddas genom införandet av motsvarande flug-gen.

Om minnessystem inte fungerar korrekt när stamceller ska differentieras till olika celltyper, kan allvarliga utvecklingsproblem uppstå. Om minnet hos en differentierad cell är skadat kan tumörer utvecklas.

– Att förstå hur proteiner som reglerar cellminne hittar rätt är viktigt om vi ska lyckas utveckla läkemedel som kan mildra de allvarliga konsekvenserna av störningar i cellidentitet eller om vi vill skräddarsy stamceller efter våra behov, säger Philge Philip.

Avhandlingen är publicerad digitalt.

FAKTA
Fredagen den 3 oktober försvarar Philge Philip, institutionen för molekylärbiologi, Umeå universitet, sin avhandling med titeln: Mining DNA elements involved in targeting of chromatin modifiers. Svensk titel: Hur hittar kromatinmodifierare rätt längs kromosomerna? Disputationen äger rum klockan 9.00 I Sal E 04, UNOD R1, NUS – Norrlands universitetssjukhus.Fakultetsopponent är Professor Stein Aerts, Institutionen för humangenetik, Katholieke universitet Leuven.

Philge Philip kommer från Kerala i Indien. Han gjorde sin Master i Bioinformatik vid S.R.M Arts and Science College, Chennai, Indien 2006.