Fra ERASMUS utveksling til publisert artikkel

Tobias ble med i ERASMUS programmet fra Universitetet i Stuttgart og søkte om å få reise på et utvekslingsopphold ved UiB. Han kom på besøk til NAT gruppen i en tid der de trengte å finne ut mer om et nylig identifisert enzym, NAA80. NAT gruppen hadde oppdaget at NAA80 var ansvarlig for den post-translasjonelle modifiseringen av aktin, et nøkkelprotein som blant annet danner cytoskjelettet, et dynamisk indre skjelett i cellene våre. Aktin utfører sin funksjon ved å kunne polymerisere til tynne tråder eller filamenter, og de dynamiske egenskapene til cytoskjelettet gjør det mulig for celler å bevege seg. Henriette hadde tidligere vist at celler som mangler NAA80 beveger seg fortere. Tobias studerte organellene til disse cellene og observerte en økt fragmentering av Golgi apparatet.

Så var spørsmålet, hvordan er fragmentering av Golgi apparatet koblet til aktin? NAT-forskerne slo seg sammen med kollega i TSM-gruppen, Professor Jaakko Saraste som er ekspert i den funksjonelle organiseringen av sekretorisk pathway, inkludert Golgi apparatet. I den initielle fasen av cellemigrering, fragmenterer faktisk Golgi apparatet slik at Golgi posisjoneres fordelaktig for cellemigrering i en bestemt retning. Siden NAA80 knockout cellene er hypermigrerende, måtte Tobias studere Golgi apparatet til aktivt migrerende celler. Han observerte en økning av Golgi fragmentering hos de cellene som var i bevegelse. Men, det var likevel flere NAA80 knockout celler som hadde fragmentert Golgi sammenlignet med normale celler i bevegelse. I tillegg fant han også at blant celler som overhodet ikke beveget seg så var det mer Golgi fragmentering hos celler som manglet NAA80. Det fortalte forskerne at det ikke bare var bevegelsesendringen som kunne forklare dette fenomenet. Dette ser ut til å være koblet til endringen av aktinfunksjon siden aktins N-terminus ikke modnes normalt ved fravær av NAA80.

Tobias slo seg så sammen med NAA80 kollega, Monica Hellesvik, også en Master student på den tiden. Monica hadde nylig optimalisert et assay for kvantifisering av mengden filamentert aktin (F-aktin) i celler ved å bruke MIC plattformens Dragonfly mikroskop og Imaris analyse software. Takket være dette assayet, klarte Tobias og Monica å finne en mulig forklaring på hvorfor Golgi apparatet var mindre kompakt i celler som manglet NAA80. Disse cellene hadde faktisk mye mer F-aktin sammenlignet med vanlige celler (Figur 1). Økte nivåer av F-aktin var noe som også tidligere hadde vært koblet til Golgi fragmentering. Monica og Tobi brukte også det nye verktøyet i NAT gruppen, HoloMonitor M4, et mikroskop som kan ta bilder av levende celler og vise morfologiske endringer til NAA80 knockout cellene som reflekterer deres økte innhold av F-aktin. HoloMonitor lager bilder ved digital fase holografisk mikroskopi. Dette instrumentet har bidratt svært bra til NAT gruppens forskning og bruksområdene økes stadig nå når Monica tar i bruk den nyeste software oppgraderingen for kvantitative analyser som kan gjøres på disse holografiske bildene (Figur 2).   

Etter sin mastereksamen sommeren 2019, startet Tobias på sin PhD ved Institute of clinical pharmacology in Stuttgart. Monica og Henriette fortsetter arbeidet og finner det interessant at Golgi fragmentering er vist å kunne være et karakteristisk trekk ved kreftceller. Dette er spesielt spennende siden NAA80 kan fungere som en bremse for kreftcellers bevegelse og dermed vil mangel på NAA80 muligens kunne fasilitere kreftcellemetastasering. Disse nye funnene som viser økt fragmentering av Golgi apparatet i celler som mangler NAA80 passer med denne hypotesen. 

Arnesen lab takker for støtten fra Helse Vest, Kreftforeningen, Forskningsrådet og det Europeiske Forskningsrådet (ERC).

Link til originalartikkelen: https://doi.org/10.1016/j.yexcr.2020.111961