Kontaktavhengig kommunikasjon mellom celler

Cellene i kroppen vår kommuniserer med hverandre. I én type kommunikasjon frigjør visse celler hormoner til blodkretsløpet, som blir fanget opp av mottakerceller. Våre nerve- og hjerneceller kommuniserer med hverandre ved å sende elektriske signaler. Naboceller kan også utveksle signaler ved hjelp av reseptorer som er tilstede på deres overflater. Mer nylig ble det oppdaget at selv hele celleorganeller, som er relativt store strukturer innenfor celler med spesifikk funksjon, kan overføres mellom naboceller. Dette gjelder mitokondrier som fungerer som cellens kraftverk.

I sitt doktorgradsarbeid har Dominik Michael Frei utviklet en ny metode for å studere mekanismen for kontaktavhengig overføring av organeller mellom celler. Metoden har også gitt ny innsikt i hvordan denne typen av intercellulær kommunikasjon er regulert. Flere gener som påvirker denne prosessen, inkludert gener som koder for motor- eller bryterproteiner ble oppdaget.

H-Ras, et bryterprotein som er kjent for å forårsake kreft, blir også transportert mellom celler. Det er betydningsfullt at transporten av H-Ras kan hemmes i cellekultur med den nye metoden. I tillegg ble rollen av en type overflatereseptorer, såkalte cadheriner, i overføring av organeller undersøkt. Det ble funnet at en endring i mengden av forskjellige cadheriner på cellens overflate, som kan oppstå under kreftutvikling, resulterer i økt overføring av organeller.

Det ble også utviklet en forbedret fremgangsmåte for å kvantifisere organelleoverføring mellom celler. For å øke arbeidsflyten ble tre forskjellige programvarer utviklet. Disse kan 1) gjenkjenne celler i mikroskopiske bilder og sette i gang 3-D opptak, 2) brukes i segmentering av bildene for å definere celleområder og 3) kvantifisere overførte organeller i cellene. Denne fremgangsmåten og programvaren ble brukt for å studere mekanismen for organelleoverføring i detalj. Foruten oppdagelsen av en rekke gener som regulerer denne prosessen, ble det også oppdaget at flere proteiner, i tillegg til H-Ras, blir transportert mellom celler. I fremtiden vil det være interessant å bruke den nyutviklete metodikken for å studere hvilken effekt potensielle kreftmedisiner har på denne kommunikasjonsprosessen mellom celler.

Personalia

Dominik Michael Frei, født i 1984, studerte biologi i Freiburg, Tyskland og Reykjavik, Island. I 2010 ble han ansatt som universitetsstipendiat i Prof. Hans-Hermann Gerdes’ forskningsgruppe ved Institutt for Biomedisin, Universitetet i Bergen. Doktorgradsarbeidet ble utført i samarbeid med en forskningsgruppe ved European Molecular Biology Laboratory (EMBL), Heidelberg, Tyskland. Kandidaten arbeider for tiden som forsker ved Institutt for Biomedisin.