Sådan husker celler, hvem de er
Når celler i menneskets krop deler sig, hvordan husker de så, at de skal blive til eksempelvis leverceller og ikke til hudceller? Ny dansk forskning har fundet svaret, som måske kan gøre os klogere på, hvordan kræft opstår.

Til venstre ses en cellekerne med DNA (blåt) og nydannet, kopieret DNA (grønt). Til højre er en model for duplikering af DNA og information i histonmodifikationerne. De gamle histoner genbruges og overføres til de nye datter-DNA-strenge, og samtidigt optages de nye histoner. Over tid kopieres informationen (modifikationerne) fra de gamle til de nye histoner. Den nye forskning har kortlagt denne kopieringsproces. (Grafik: Constance Alabert)

Når et foster bliver til et lille menneske i moderens mave, kræver det, at cellerne specialiserer sig. Nogle bliver til leverceller, andre til hjerneceller, mens en helt tredje type bliver hudceller. De celler deler sig, og det bliver de ved med resten af livet. Nogle gange ændrer de sig under delingen senere i livet, og det kan blandt andet betyde, at nogle bliver til kræftceller.

»Vi har undersøgt hvilke mekanismer, der gør, at en celle kan huske, at den for eksempel er en hud-, lever- eller nervecelle. Det er ikke kun vigtigt under vores udvikling som mennesker i fosterstadiet, men også fordi det muligvis vil kunne give os et svar på, hvorfor nogle celler bliver til kræftceller,« fortæller Anja Groth, som er lektor og leder af forskerholdet ved Biotech Research and Innovation Centre på Københavns Universitet. Det nye forskningsresultat er udkommet i det videnskabelige tidsskrift Genes and Development.

Ved Syddansk Universitet forsker Susanne Mandrup blandt andet i pattedyrsceller. Hun synes, den nye viden er meget spændende.

»Det er altid vigtig viden, hvordan stamceller udvikler sig, men også hvordan vi kan kontrollere, hvordan stamceller udvikler sig. Det her vidste vi ikke i forvejen. Man har gættet på det, men det er aldrig bevist på denne måde før,« siger Susanne Mandrup, der er professor ved Institut for Biokemi og Molekylær biologi på SDU.

Proteiner i cellekernen giver svaret

Når en celle, modercellen, deler sig til nye celler, dattercellerne, overfører den såkaldt epigenetisk information, der hjælper dattercellerne med at huske hvilke gener der skal være aktive. Den information ligger blandt andet i nogle særlige proteiner, histoner, inde i cellen. Rundt om histonerne snor DNA sig, og sammen danner de noget, der minder om perler på en snor, også kaldet kromatin.

Forskning i de senere år har vist, at histonerne spiller en meget central rolle i at bestemme cellers identitet. Det er nemlig histonerne, der ved hjælp af kemiske stoffer fortæller cellen, hvordan den skal læse DNA’en, og dermed om de nye celler skal være eksempelvis hudceller og leverceller.

Den nye forskning viser, hvordan informationen i histonerne videregives til dattercellerne, så de får samme egenskaber som modercellen.

»De her mekanismer gør, at dattercellerne får overført histonernes information fra modercellens specielle programmering. Det er en slags software, der ligger oven på det genetiske materiale. Når et program kører (for eksempel levercellens, red), så kan et nyt program (for eksempel hudcellens, red) ikke starte. Det er vigtigt, at cellen kan huske, hvad slags celle den er, så den bevarer sine egenskaber,« forklarer Anja Groth.

Det er altså under celledelingen, at informationsoverførslen fra modercelle til datterceller kan gå galt og resultere i at de nye celler udvikler sig til kræftceller.

Måske et skridt i kampen mod kræft

Denne viden om, hvordan celler husker, hvem de er, og hvad de skal blive, kan ifølge Anja Groth måske være et skridt på vejen til bedre at forstå, hvordan nogle celler bliver til kræftceller.

»Kræftceller har mange forandringer i de kemiske modifikationer på deres histoner. Kræft er en kombination af genetiske forandringer og epigenetiske forandringer. Vi forstår ikke ret godt, hvorfor kræftceller har forkerte mønstre i histonmodifikationerne. Det er vigtigt, for hvilke egenskaber kræftceller har. Kan vi ændre på de modifikationer, kan vi også ændre på de egenskaber, kræftceller har,« forklarer Anja Groth.

Med den nye viden om hvordan celler deler sig, er det forskernes håb, at de på sigt kan blive klogere på, hvordan de så kan manipulere med de informationer, der afgør, at celler bliver bestemte celletyper.

Behandling på celleniveau

Kræft er imidlertid ikke den eneste sygdom, hvor viden om cellers hukommelse kan være nyttig. Mange livsstilssygdomme har epigenetiske defekter – for eksempel diabetes. På den lange bane kan denne nye viden bruges til behandling af disse sygdomme på celleniveau.

»Hvis man kan gå ind og ændre på balancen i histon-informationerne, og hvordan de bliver videregivet, kan vi få værktøjer, der hjælper cellerne til at glemme, hvad de skal være. Hvis det sker af sig selv er det et problem, men hvis vi bevidst kan manipulere cellerne, og kan gøre det i behandling, kan vi regenerere forskelligt væv,« fortæller Anja Groth.

Ifølge Susanne Mandrup er denne viden essentiel i forståelsen af flercellede organismer, som mennesker er.

»Det er en lille brik i et stort puslespil, der går ud på at forstå, hvordan stamceller udvikler sig og fastholder specialiseringen. Vi er helt inde ved kernen af, hvordan vi skal forstå livet. Hvis celler ikke kunne specialisere sig, var vi stadig kun encellede organismer,« forklarer Susanne Mandrup. 

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.