Genetik och Molekylär Genetik

Telomererna skyddar kromosomernas ändar

I våra kromosomer finns all den genetiska information som behövs för att bygga upp vår kropp. Denna information måste kopieras varje gång cellerna delar sig. Som en naturligt inbyggd mekanism försvinner lite av informationen från kromosomens ändar, telomererna, vid varje kopiering. Detta är en process som leder till att cellen åldras, vilket också bidrar till att vi människor åldras. Cancerceller åldras däremot inte på detta sätt eftersom de har aktiverat ett enzym, telomeras, som kan förlänga ändarna på kromosomerna. Detta leder till den mycket farliga ohämmade tillväxt som cancerceller uppvisar.

Telomererna kan förlängas med olika molekylära mekanismer

Vi är intresserade av att förstå hur telomererna är uppbyggda och hur de upprätthålls. I forskningsprojektet klarlägger vi de molekylära processerna som sköter förlängningen av telomererna och undersöker telomerasets förmåga att binda in till och förlänga olika DNA-sekvenser. Vi analyserar de proteiner som binder in till DNA-sekvenserna i telomererna och bildar en skyddande kromatin-struktur.

Vårt huvudsakliga forskningsprojekt berör alternativa telomeras-oberoende processer, sk. ALT (Alternative Lengthening of Telomeres), vilka är rekombinations-baserade. Den knoppande jästarten Naumovozyma castellii är en idealisk modellorganism för vår forskning, eftersom den kan använda både telomeraset och ALT, och är genetiskt och experimentellt användbar. I denna jästart är ALT-mekanismen mycket effektiv, vilket gör det möjligt för cellerna att kringgå senescens efter deletion av telomeraset. Vi använder flera olika molekylärbiologiska tekniker och genetiska metoder, kombinerat med genom-sekvensering och bioinformatiska analyser för att utröna strukturen på telomererna och de genetiska kraven för deras bibehållande.

Målsättningen för forskningen är att öka vår grundläggande kunskap om de cellulära processer som upprätthåller kromosomerna, och belysa hur dessa mekanismer har formats under evolutionen. Våra resultat kan även bidra till ökad förståelse för cancer-cellers överlevnadsförmåga. Den rekombinations-medierade ALT-mekanismen förlänger telomererna i ca 10% av alla olika tumörtyper. En substans som inhiberar ALT-mekanismen har därför potential att fungera som en mycket generell cancer-behandling mot ett flertal olika tumörtyper och ge en stor terapeutisk möjlighet.

Varje gång en jästcell delar sig så bildas en ringformad struktur (bud scar) på cellväggen. Jästcellerna är infärgade med Calcofluor, vilket binder in till dessa strukturer och fluorescerar i mikroskopet. (Foto: Stamatia Efthymia Rodi)