Fejl i cellens antenne koblet til misdannede organer hos zebrafisk

En stor del af cellerne i vores krop har på deres overflade en lille antenne, et såkaldt cilie, som modtager signaler fra cellens omgivelser. Forskere har nu fundet ud af, at der i bunden af antennen sidder et protein, CEP128, der regulerer antennens evne til at omsætte bestemte signaler i cellerne.

Faktisk ser proteinet ud til at være afgørende for dannelsen af vitale organer i kroppen. I et nyt studie i det videnskabelige tidsskrift Cell Reports viser et hold af forskere fra Københavns og Syddansk Universitet, at det fører til svære misdannelser hos zebrafisk, når genet, der koder for proteinet, er inaktivt.

”Vi vidste godt, at noget i cellernes antenner regulerede disse cellesignaler. Men nu ved vi, at dette protein er vigtigt for at balancere signalet på en måde, så kroppen i den helt tidlige udviklingsfase danner organer rigtigt. I hvert fald i zebrafisk, hvor inaktivering af genet fører til svære misdannelser af blandt andet hjertet,” siger Lars Allan Larsen, professor på Institut for Cellulær og Molekylær Mikrobiologi.

Menneskeceller viser lignende effekt

Det er den såkaldte TGF-beta signalering, som forskerne nu har fundet ud af, at proteinet regulerer. Denne signalering styrer en række livsvigtige cellulære processer i kroppen, både under fosterudviklingen og videre i voksenlivet.

Forskerne håber på, at mere viden om cellesignaler som dette i sidste ende kan give behandling, der forhindrer, at celler under fosterudvikling opfører sig forkert og fører til misdannelser af hjertet og andre vitale organer. Så langt er de dog ikke endnu, og derfor forsøger de indtil videre at blive klogere på de cellulære mekanismer bag signaleringen.

I det nye studie viser forskerne også effekten i menneskeceller. De undersøgte proteinets betydning i cellekulturer. Her fandt de, ligesom hos zebrafiskene, at mangel på CEP128 fører til dårligere signalering i ciliet.

Samarbejde med flere ekspertiser

Studiet er resultatet af et tæt samarbejde mellem Professor Lars Allan Larsen på Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet og Lektor Lotte B. Pedersen og Professor Søren Tvorup Christensen fra Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet på Københavns Universitet samt Professor Jens S. Andersen fra Syddansk Universitet.

Det er velkendt at fejl i cellernes antenner kan føre til medfødte misdannelser og sygdomme hos den voksne, og ny viden om årsagerne til disse lidelser er derfor vigtig for på sigt at udvikle nye behandlingsformer for patienter med fejl i deres celleantenner.

”Dette studie er et godt eksempel på, hvad vi kan opnå med tværfagligt samarbejde. Ingen af de tre forskergrupper ville have haft faciliteterne eller ekspertisen til at kunne nå i mål med denne forskning på egen hånd,” siger Lotte Bang Pedersen og Søren Tvorup Christensen, som forventer, at gruppen på lignende måde vil komme frem til flere nye opdagelser om celleantennernes funktion i fremtiden.

Projektet er støttet af Danmarks Frie Forskningsfond, Novo Nordisk Fonden, Lundbeckfonden og Københavns Universitets Excellence Program for Interdisciplinær Forskning.

Den videnskabelige artikel ”CEP128 Localizes to the Subdistal Appendages  of the Mother Centriole and Regulates TGF-beta/BMP Signaling at the Primary Cilium” er offentliggjort hos Cell Reports.