Forskning på cellebakeriet

Forfatter: Trine Skuland
Tittel: Karakterisering av DKK1, OPG, RANKL og TLR’er i SW982 cellemodell for synovitt
Universitet: Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU)
Fagretning: Celle- og molekylærbiologi

Celler er på mange måter som små bakerier. De inneholder en oppskrift og forskjellige ingredienser. Ved å sette ingrediensene i oppskriften sammen på ulike måter, lager cellene en rekke ulike proteiner.

I min masteroppgave bruker jeg en celletype som er en av de store synderne i leddgikt for å forske på enkelte nøkkelproteiner involvert i denne sykdommen. Generelt utfører proteiner helt essensielle prosesser i og utenfor cellene. Hvordan kan så disse skape problemer som leddgikt når de er så viktige å ha?

De første cellene, eggcellen og sædcellen, danner opphav til utvikling og spesialisering av andre celler. Her er noen av de celletypene som finnes i kroppen vår. Foto: Sichuan Universitet, Kina

Det minste levende bakeriet

Celler er den minste levende enheten som kan fungere alene. Hele kroppen vår er bygd opp av mange typer celler og vi kalles derfor for en flercellet organisme. For at cellene i kroppen vår skal kunne samkjøre sine livsprosesser og fungere som en samlet enhet, har de måter å kommunisere med hverandre på. Mye av denne kommunikasjonen er basert på proteiner som skilles ut av en celle og fraktes, for eksempel via blodet, til andre celler. Enkelte hormoner er eksempler på proteiner som nettopp fraktes via blodet og får andre celler til å respondere.

Fra utilgjengelig oppskrift til protein

En forenklet figur av en eukaryot celle og noe av dens innhold. Foto: Bioteknologinemda

Cellene vi har kalles for eukaryote celler. Dette er fordi de har en cellekjerne hvor de oppbevarer den dyrbare proteinoppskriften; DNAet. DNA er for mange kjent som arvestoffet og inneholder gener. Det er nettopp genene som er selve oppskriften på proteinene. Bakerne i cellebakeriet er de såkalte ribosomene, de grønne dingsene på figuren. De har ikke tilgang til oppskriften i cellekjernen. Så hvordan får de tak i den slik at de kan sette i gang bakingen? Jo, oppskriften omskrives til en form som kan forlate cellekjernen; RNA. RNAet blir så fraktet ut i cytoplasma, som er den væskeaktige substansen rundt cellens bestanddeler. Ute i cytoplasma befinner bakerne seg og når sjansen byr seg binder de seg til RNAet og lager et protein ut fra aminosyrer som vi har fått i oss gjennom maten vi spiser. Er det ikke ganske utrolig?

Både for mye og for lite av et protein kan være negativt

Masteroppgaven min har tittelen ”Karakterisering av DKK1, OPG, RANKL og TLR’er i SW982 cellemodell for synovitt”.  Tittelen kunne like godt vært ”Karakterisering av Didrik, Olga, Randi og Tor’er i bindevevsceller som har vist seg å være en stor synder i leddgikt”. De rare sammensetningene av bokstaver og tall er nemlig bare navn på proteiner og celletyper. For å bruke navnene Didrik, Olga, Randi og Tor, er dette noen av proteinene som man tror er involvert i utvikling av leddgikt. Pasienter som lider av leddgikt har økt nedbryting av bein som følge av forstyrrelser i balansen mellom dannelse og nedbryting av bein. Det er en celletype som kalles osteoklaster som er ansvarlig for nedbrytingen. For at osteoklaster skal utvikles og aktiveres  må en rekke proteiner involveres. Her er balansen mellom proteinene Randi og Olga helt essensiell. Randi er skurken i leddgikt og påvirker direkte utvikling og aktivering av osteoklaster. Olga derimot, kan hindre at dette skjer ved å binde fast Randi slik at hun ikke får gjort noe. Studier har vist at ledd hos leddgiktpasienter inneholder økt nivå av Randi og samtidig redusert Olga-nivå, og dette medfører da beintapet som observeres hos pasientene.

Didriks rolle er å stanse et system som sørger for dannelse av bein. Ved betennelser som leddgikt skilles det ut et visst betennelsesstoff, cytokinet TNF-α. Dette stoffet gjør at det blir mange Didrik’er, noe som til slutt vil medføre økt hindring av beindannelse.

Til vanlig er det balanse mellom nedbrytningen og dannelsen av bein, men hos de som lider av leddgikt heller tyngden mot nedbrytning. Foto: R&D Systems (modifisert)

Hvor kommer da Tor-proteinene inn i bildet? Tor’er en type reseptorer som er bundet til cellemembranen og er en del av det medfødte  immunsystemet. De gjenkjenner og binder til visse molekylære mønstre hos bakterier og virus. Det er også kjent at enkelte molekyler fra våre egne celler, som finnes i betente ledd, kan binde til Tor’er. Når Tor binder til seg sine stoffer fører det til økt nivå av komponenter som er involvert i leddbetennelse. Det er vist at fibroblastliknende synoviocytter fra leddgiktpasienter har høye nivåer av visse Tor’er.

Hva skal lille meg prøve å finne ut?

Ved betennelsessykdommer, som blant annet leddgikt, er det ofte forhøyet nivå av stoffer kalt prostaglandiner. Disse dannes fra komponenter i cellemembranen som omgir cellene ved hjelp av visse proteiner kalt enzymer. Enzymer er en type proteiner som fremskynder reaksjoner som ellers ville tatt mye lengre tid. Det første enzymet som er involvert i dannelse av prostaglandiner kalles fosfolipase A2 (PLA2). Studier har vist at noen prostaglandiner kan øke nedbrytning av bein ved å aktivere osteoklaster.

Til dags dato er det lite kartlagt rundt hva hemming av PLA2-enzymet har å si for cellulære prosesser innen beinmetabolisme. Ett viktig mål med min oppgave vil derfor være å forsøke å finne ut om PLA2 regulerer Olga, Randi- og Didrik. Dette vil være med på å avklare om hemming av PLA2 –enzymet hos leddgiktpasienter vil være gunstig for å gjenopprette den normale balansen mellom nedbryting og dannelse av bein.

Det er heller ikke kartlagt om PLA2-enzymet er involvert i Tor-signalisering. Derfor vil jeg også forsøke å etablere SW982-celler som et modellsystem for Tor-signalisering ved å karakterisere cellenes uttrykk av Tor’er. Dette vil være forarbeid som på sikt vil kunne påpeke PLA2-enzymets betydning for signalisering via Tor’er.

Følg med i neste innlegg! Der skal jeg fortelle om hva jeg gjør på laboratoriet for å finne ut av ting og tang.

  • Toralf Skuland

    Interresant, velskrevet og godt illustrert.
    Lykke til videre i arbeidet! Jeg følger med.

  • Bjørnar Nesland

    Utrolig kult, Trine :) Morro skrevet, liker Randi, Tor osv metoden, det gjør det enkelt å følge med! Lykke til videre, jeg følger med her borte fra junaiten!

  • Astrid F

    Enn at Randi er så lunefull,da – det hadde jeg ikke trodd om snille jenta :-)
    Skikkelig arti måte å skrive på – blir mye mer lettfattelig og enda mer spennende!

  • http://masterbloggen.no Trine Skuland

    Ja Astrid, skinnet bedrar! He he.. ;P

  • Hanna M.

    Hei Trine! Oppdaget nettopp innleggene dine her på masterbloggen etter et tips. Så bra skrevet! Kjempelurt og morsomt å gi vanlige navn til proteinene, det er en god formidlingsidé. Keep up the good work! :)

    • http://masterbloggen.no Trine Skuland

      Takk Hanna M! Ja, det er jo litt forvirrende med så mange rare proteinnavn. Tenkte det var lettere med vanlig navn. ;) Du må også keep up the good work! :)

  • Randi S

    Hei, Trine!
    Jeg har vært så opptatt med å lage kvalm på lab at jeg ikke har vært inne og lest her før nå;) Veldig morsomt og bra skrevet!