Nieuwe kennis over de rol van eiwitten

Celdeling is noodzakelijk om te kunnen groeien en het lichaam te onderhouden

In ons lichaam vindt constant celdeling plaats om weefsels te onderhouden, te repareren en het immuunsysteem in stand te houden. Verloopt de celdeling niet goed, dan kan er kanker ontstaan. Ingrid Adriaans bestudeerde in het UMC Utrecht in detail de laatste fase ervan: de cytokinese, als één cel zich daadwerkelijk splitst in twee nieuwe cellen. Ze kwam meer te weten over enkele belangrijke eiwitten die hierbij een rol spelen. Op 6 februari promoveerde ze op dit onderzoek. Deze inzichten helpen mogelijk bij de zoektocht naar ontwikkeling van therapieën tegen kanker.

Celdeling is noodzakelijk om te kunnen groeien en het lichaam te onderhouden. Maar dan moet die celdeling wel correct verlopen. Voor dat een cel zich in twee nieuwe cellen splitst, verdubbelt de inhoud ervan, waaronder het genetisch materiaal – de chromosomen – , het plasma en de celorganen. Al dat verdubbelde materiaal moet dan bij de daadwerkelijke celdeling gelijk over de twee dochtercellen worden verdeeld. “Als dat niet goed verloopt, kan bijvoorbeeld een cel ontstaan met twee kernen en dus een verdubbeld genoom”, vertelt onderzoeker Ingrid Adriaans.

“Meestal worden zulke probleemcellen in ons lichaam gedood of op non-actief gesteld. Maar soms gaat zo’n cel toch delen en ontstaan er complexe fouten bij het verdelen van de chromosomen. Na meerdere celdelingen worden de cellen genomisch instabiel.” Deze instabiele cellen zijn kenmerkend voor kanker en lijken kanker te kunnen veroorzaken.

Insnoering
Om het proces van celdeling nog beter te begrijpen, bestudeerde Ingrid op moleculair niveau de laatste fase ervan: de cytokinese, het proces waarbij de cel zich in tweeën splitst. Praktisch gezien gebeurt dit na de kerndeling. Daarna moet precies in het midden van de cel de insnoering van de celmembraan plaatsvinden. Hiervoor vormt zich bij het membraan van de cel een ronde structuur tussen de toekomstige dochtercellen die steeds kleiner wordt, vergelijkbaar met het strak trekken van een riem. Maar hoe vormt die structuur zich tussen die twee toekomstige cellen nu precies op de juiste plek, zodat de cytokinese goed verloopt?

“Dat is precies wat ik heb onderzocht. Het is een proces dat in tijd en ruimte nauwkeurig wordt gecoördineerd”, zegt Ingrid. In de onderzoeksgroep van Susanne Lens, hoogleraar Genomische instabiliteit, ontrafelde ze de laatste fase van de celdeling. Hoe wordt het proces van insnoering van de moedercel gestart? Welke factoren zijn daarbij belangrijk?

Opstarten
De cytokinese start meestal precies in het midden van de cel en nadat de verdubbelde chromosomen van elkaar zijn gescheiden. Ingrid ging na hoe het startsignaal voor de cytokinese wordt gegeven. Er blijken twee enzymen – eiwitten – te zijn die het proces kunnen starten: Aurora B kinase en PLK1 (voluit polo-like kinase 1). “Het idee was tot nu toe dat PLK1 leidend was, maar dat blijkt niet het geval”, zegt Ingrid. “We hebben namelijk gezien dat onder bepaalde omstandigheden de insnoering ook plaatsvindt als PLK1 is platgelegd. Dan blijkt dat Aurora B kinase het opstarten van de celdeling overneemt. Dat veronderstelt dat deze twee routes de celdeling samen orkestreren.”

Motoreiwit
Ingrid onderzocht ook hoe Aurora B kinase op de juiste plaats op het celmembraan komt om daar zijn werk te doen. Daar moet het eiwit namelijk nogal een afstand voor afleggen. Nu is in al onze cellen een flexibel wegennet aanwezig. Dit bestaat uit microtubuli, een soort kabels die kunnen groeien, krimpen, duwen en trekken. Aurora B kinase wordt naar zijn werk gebracht door een motoreiwit, MKLP2, zo ontdekte Ingrid samen met promovendus Peter Jan Hooikaas “Dat motoreiwit loopt over de microtubuli, het wegennet in de cel, om zijn bestemming te bereiken.”

Voorheen werd aangenomen dat het MKLP2-eiwit niet zou kunnen lopen. Dat blijkt dus wel zo te zijn, concludeert Ingrid. De resultaten van haar promotieonderzoek geven een veel preciezer beeld van de moleculaire mechanismen die de laatste fase van de celdeling reguleren. Dat begrip is nodig omdat recent is gebleken dat in veel tumoren een verdubbeling van het genoom heeft plaatsgevonden voordat de cellen instabiel werden. Het zou goed kunnen dat het falen van de cytokinese daaraan ten grondslag ligt.

Tags bij dit artikel:

• kanker
• UMC Utrecht
• eiwit
• weefsels
• tumoren
• chromosomen
• cel
• genoomvarianten
• membraan
• non-actief