Hvis vores celler bliver stressede af ydre kemiske faktorer som f.eks. rygning, kan vi blive syge, fordi vores gener ændrer sig. Det viser ny dansk forskning. (Foto: Colourbox)

Danske forskere ved Københavns Universitet (BRIC) har offentliggjort banebrydende forskning, der afslører, hvorledes ydre kemiske faktorer kan stresse kroppens celler og lede til utilsigtet ændringer i udtrykket af gener.

»Vores cellers egenskaber er dikteret af cellens arvemateriale, generne. Nogle af generne er slukkede, mens andre er tændt på et givent tidspunkt.«

»Det vi viser er, at udefrakommende stresspåvirkning kan tænde for nogle slukkede gener, og det kan sandsynligvis føre til sygdomsudvikling,«, siger Klaus Hansen, der leder en forskningsgruppe ved Biotech Research and Innovation Centre (BRIC) på Københavns Universitet.

Slukkede og tændte gener

Allerede på fosterstadiet bliver de omkring 200 forskelige celletyper, som kroppen består af, specialiseret. I grove træk bestemmer slukkede og tændte gener, hvad cellen skal kunne.

For at forstå det afgørende i de nye forskningsresultater, er det væsentligt at forstå cellernes opbygning.

Vores arvemateriale, dna, indeholder den genetiske kode, som er den samme i alle kroppens ca. 200 celletyper. Selvom koden er den samme, udvikler cellerne sig forskelligt. Det kan lade sig gøre, fordi mange af vores gener kun er aktive i bestemte tidsrum under fosterudviklingen eller kun er aktive i bestemte celletyper hos voksne.

For at udviklingen foregår normalt, og for at celler senere hen bevarer deres rette identitet og funktion, er det altså nødvendigt, at mange gener er slukkede.

»For eksempel bliver huden konstant fornyet af hudceller, der deler sig. Hvis cellerne har været kraftigt påvirket af solens ultraviolette stråler eller kemiske stress faktorer, kan man tænke sig, at slukkede gener bliver tændt, og dermed ændres selve cellens identitet.«

»Når cellen deler sig, er der således en risiko for, at de nye celler kan rumme en ændring i udtrykket af gener, som på sigt kan være medvirkende til udviklingen af hudkræft,«, siger Klaus Hansen.

Påvirker både forstre og voksne mennesker

Det er Simmi Gehani, ph.d.-studerende hos Klaus Hansen, der har opdaget, at man kan tænde gener, der normalt er slukkede ved at udsætte celler for et stress-aktiverende stof.

Under fosterudviklingen kan selv kortvarige ændringer i genernes aktivitet have konsekvenser, fordi cellerne ikke får de korrekte instrukser til at finde ud af hvilken type celle, de skal blive til. Men også hos voksne kan ændret aktivitet af vores gener have konsekvenser.

»Hvis man tænker sig, at f.eks. nerveceller i hjernen udsættes for langvarigt kemisk stress, kan cellerne pludselig producere nogle hormoner eller andre signalstoffer, de ikke skal producere, og dette kan forstyrre hjernens normale funktion,« siger Simmi Gehani.

Dna bestemmer, om gener er tændte

Om gener er aktive eller inaktive afgøres af arkitekturen af vores dna.

Vores dna består af to meter lange dobbelt-strenge, som ligger viklet op omkring nogle specielle proteiner kaldet histoner.

Hvis et stykke dna er stramt rullet op omkring histonerne, kan det maskineri, der aflæser og omsætter vore gener til proteiner, ikke komme til, og generne vil være slukkede. Men når dna-strukturen løsnes, tændes der så at sige for generne.

Tændte gener skal undersøges for link til kræft

Forskerne har igennem lang tid studeret et kompleks af proteiner kaldet PRC2.

PRC2 kan sætte små kemiske grupper - metylgrupper - på histonerne. Hvis denne markør er til stede, binder forskellige beskyttende komplekser til histonerne, og generne er slukkede.

Gruppens nye resultater viser, at hvis celler udsættes for ydre kemiske stressfaktorer, forsvinder de beskyttende komplekser, og generne bliver aktive.

»Grunden til, at komplekserne så at sige falder af, er, at stressfaktorerne får et enzym kaldet MSK til at sætte en anden kemisk gruppe - en fosfatgruppe - på histonerne som umiddelbar nabo til metylgrupperne. Fosfatgruppen neutraliserer metylgruppens hæmmende funktion og virker som et grønt lys for gen-aktivitet.«

»Konsekvensen er, at gener som burde være slukkede nu er tændte, og det kan forstyrre cellernes normale udvikling, identitet og vækst,« siger Simmi Gehani.

»Forskningen har endnu ikke fastslået med sikkerhed, at de tændte gener kan forårsage udviklingen af kræft, men det vil være fokus for yderligere forskning i mit laboratorium på BRIC,« tilføjer Klaus Hansen.