Zo’n sterke rem is belangrijk: als de celdeling op hol slaat, ontstaat wildgroei of kanker. Maar hoe celdeling op tijd geremd wordt, is nog niet precies bekend. Bij één op de vijf menselijke tumoren is SWI/SNF defect. Mogelijk speelt dit een rol bij het ongeremde delen van tumorcellen. Vandaag publiceert het toonaangevende tijdschrift Cell deze ontdekking online. NWO financierde dit onderzoek vanuit het Open Programma, dat onderzoekers in staat stelt om naar eigen inzicht nieuwe onderzoekslijnen te ontwikkelen.
Chromatine reorganisatie
SWI/SNF regelt de bereikbaarheid van het DNA. Binnen de cel zijn de lange slierterige DNA moleculen opgewonden tot een veel compacter geheel dat chromatine heet. Goed werkend SWI/SNF maakt stijf opgerold DNA op het juiste moment en op de juiste plaats wat losser. Daardoor worden bijvoorbeeld genen die nodig zijn voor de celdeling bereikbaar (dit maakt celdeling mogelijk) of juist onbereikbaar (dit remt de celdeling). Dit losmaken van het DNA heet chromatine-reorganisatie (chromatin remodeling). Als SWI/SNF niet goed werkt, is de chromatine-reorganisatie defect en kan ongeremde celdeling het gevolg zijn. Er zijn wel andere systemen bekend die celdeling in zo’n geval gedeeltelijk kunnen afremmen, maar de remmende werking van SWI/SNF blijkt veel sterker.
Celdeling op hol
Ruijtenberg en Van den Heuvel hebben die verschillende remsystemen voor de celdeling bestudeerd bij een doorzichtig 1 mm lang wormpje (Caenorhabditis elegans). Dit diertje wordt vaak gebruikt als modelsysteem voor het ontrafelen van ingewikkelde levensprocessen bij de mens. Het is precies bekend hoe vaak elke cel moet delen om een wormeneitje tot een volwassen beestje uit te laten groeien. Onder de microscoop is dat groeiproces van celdeling tot celdeling goed te volgen.
Voor dit onderzoek zijn fluorescerende wormen gebruikt en ook hebben de onderzoekers het DNA van de wormen zó aangepast, dat het mogelijk is om in specifieke cellen de genen voor bepaalde eiwitten te saboteren (knock-out). Wanneer een gen wordt uitgezet, stopt de productie van dat eiwit en verandert de fluorescentie-kleur van de cel van rood naar groen. Zo is precies te zien wanneer een uitgeschakeld eiwit een celdelingsremmer is: dan ontstaan er grote hoeveelheden groen-fluorescerende dochtercellen.
Wormencellen waarin de onderzoekers de bekende remmen uitschakelen, gaan inderdaad vaker delen dan normaal. De celdeling slaat echter pas goed op hol, als de onderzoekers ook SWI/SNF onklaar maken. Ruijtenberg: ‘Wij laten daarmee zien dat chromatine-reorganisatie enorm belangrijk is voor het in toom houden van delende cellen.’
Toekomst
Deze ontwikkeling van een ‘knock-out systeem’, waarbij op commando genen kunnen worden aan- of uitgezet, maakt C. elegans een aantrekkelijk model voor kankeronderzoek. Ook maakt het nieuw onderzoek mogelijk naar de mechanismen van mens- en dierontwikkeling. Suzan Ruijtenberg promoveert op 16 september op dit onderzoek.
Fotobijschrift
Een C. elegans larve onder de microscoop. De cellen fluoresceren normaliter rood. Als de onderzoekers bepaalde genen uitschakelen, in dit voorbeeld in de darm, verandert de fluorescentiekleur in groen.