Åldrandet på cellnivå

Med hjälp av stamceller byts människans gamla och skadade celler ut och ersätts med unga och friska celler. Men cellförnyelsen fungerar inte för evigt. Ju äldre vi blir, desto sämre fungerar den.

Dottercellen går fri från skador
Åldrande kan studeras på cellnivå, bland annat genom att granska skador på cellens proteiner och DNA. När skadorna blivit för många tappar cellen sin normala funktion.

En stamcell delar sig och ger upphov till två celler, en som differentierar och utvecklas till en specialiserad cell, och en som fortsätter vara kvar som stamcell. Den senare lever längst och kommer därför hållas skadefri.

− Skadorna samlas i den dottercell som ska utvecklas vidare och bli en specialiserad cell. Den dottercell som ska fortsätta fungera som stamcell går däremot helt fri från åldersrelaterade skador, säger Sandra Malmgren Hill vid institutionen för kemi och molekylärbiologi, Göteborgs universitet.

Skador samlas i modercellen
I sin forskningsavhandling har Sandra Malmgren Hill använt jäst som cellmodell. I jäst är celldelningen asymmetrisk. En stor modercell knoppar av en mindre dottercell, som är den cell som ska leva längst och som hålls skadefri.

Resultaten visar att de skadade proteinerna samlas på specifika och skyddade platser i modercellen. Om skadorna råkar läcka över till dottercellen bryts dessa ner eller transporteras tillbaka in i modercellen.

− Med hjälp av robotteknik och automatisk mikroskopi har vi analyserat ett bibliotek med mutanter, där varje individuell gen i jäst har tagits bort en och en. På så sätt har vi kunnat identifiera de gener som är med och styr processen för skadedistribution under celldelningen.

Om någon av dessa gener muteras eller tas bort, så leder det till att dotterceller ärver skadade proteiner och åldras och dör i förtid.

Förståelse för åldersrelaterade sjukdomar
Flera av de gener som identifierats är kopplade till cellens skelett och till transporter inuti cellen.

− Det har lett oss till vår teori att skadade proteiner kan kopplas till cellens skelett. Skadade proteiner transporteras till specifika platser inne i modercellen för att förhindra att dottercellen ärver dem, och för att skydda den egna cellen från de negativa effekter som felaktiga proteiner kan ge.

Kunskap kring hur celler hanterar skadade proteiner är grund för att förstå sjukdomar som Alzheimers, Parkinsons och ALS, där sjukdomsförloppet är kopplat till en ansamling av skadade proteiner som stör muskel- och hjärncellers normala funktion.

Forskningsresultaten kan också bli relevanta för forskning om stamceller och vävnadsförnyelse.

Avhandling
Damage segregation and cellular rejuvenation in Saccharomyces cerevisiae
Handledare: Professor Thomas Nyström

Kontakt
Sandra Malmgren Hill, institutionen för kemi och molekylärbiologi sandra.malmgren.hill@gu.se, Tel: 031-786 2567, 0736-10 63 29