Mer kunskap om mekanismerna bakom celldöd
Gamla och trasiga celler i kroppen måste bort. Därför är det viktigt att de system som kontrollerar celldöd är noggrant avvägda för att vi ska kunna fungera normalt. Martin Lidman har i sitt avhandlingsarbete tagit fram mer kunskap om de proteiner och mitokondriemembran som har nyckelroller i den processen.
Under normal utveckling av människokroppen bildas nya celler på ett kontrollerat sätt för att bilda vävnader och organ. Ibland uppstår det dock problem som när för många celler skapas, eller när de blir gamla eller skadade. Skadade celler kan eventuellt leda till ytterligare större åverkan som till exempelgenom att de blir cancerogena. Celler som är skadade eller överflödiga måste därför avlägsnas via programmerad celldöd, så kallad apoptos. När detta maskineri inte fungerar som det ska kan det leda till dödliga sjukdomar som cancer (otillräcklig apoptos) eller atrofier (för mycket apoptos).
En viktig aspekt i celldödsprocessen den mitokondriella apoptotiska reaktionsvägen, vilken kontrolleras av Bcl-2-proteinfamiljen. Genom att modifiera egenskaperna hos mitokondriernas yttre membran så dikterar de pro- och anti-apoptotiska proteinerna huruvida hål bildas i membranet. Hålbildning i det yttre mitokondriemembranet medför att proteiner från mitokondriens inre kan läcka ut i cellen, där de orsakar en kaskad av händelser som till slut resulterar i cellens död.
På grund av sin stora betydelse har Bcl-2-proteiner varit föremål för stort intresse inom forskningsvärlden. Martin Lidman har närmat sig fältet från ståndpunkten att man måste ta hänsyn till proteinernas interaktioner i närvaro av biomembran när man studerar dessa proteiners struktur och funktion. Tidigare studier har ofta bedrivits utan närvaro av biomembran, och dessutom med avklippta versioner av proteinerna som saknat funktionellt viktiga transmembrandelar. Att arbeta med modifierade varianter underlättar på många sätt studierna av dessa proteiner, men kan även leda till missvisande slutsatser, eller helt enkelt inte ge någon relevant information i vissa fall.
Humana fullängdsproteiner
Martin Lidman har arbetat med humana fullängdsproteiner som är antingen proapoptotiska eller antiapoptotiska, och studerat dels deras interaktioner med varandra och dels med syntetiska biomembran efterliknande det yttre mitokondriella membranet vid dess kontaktpunkter mot det inre membranet.
Eftersom en väg som leder till apoptotiska förhållanden i en cell är ökade koncentrationer av reaktiva syreföreningar, simulerades oxidativ skada på de lipidmembran som proteinerna interagerar med.
– Resultaten av mina studier visar att oxidativ skada stimulerar cellens förmåga att rekrytera det pro-apoptotiska proteinet Bax till de mitokondriella membranen, och förbereder proteinet för ytterligare aktivering. Detta har tidigare antagits vara kontrollerat av proteiner utan att membranen har en aktiv roll, säger Martin Lidman.
Experiment visade att i närvaro av oxiderade fosfolipider så skapar Bax små porer genom membranen, men eftersom Bax inte är fullständigt aktiverad så blir porerna inte så stora att proteiner från mitokondriens inre kan frisättas. För fullständig aktivering av Bax krävs även interaktioner med signalerande pro-apapoptiska BH3-domänproteiner som tBid.
Kontaktinformation:
Martin Lidman, kemiska institutionen, E-post: martin.lidman@umu.se
