Enzymet TET1 styrer os igennem fosterudviklingen og forhindrer kræft

Styring af vores gener

I år 2000 blev menneskets fulde genetiske kode kortlagt. De seneste år er det dog blevet klart at den genetiske kode kun til dels kan besvare store spørgsmål om, hvordan et individ vil udvikles, vokse, ældes og eventuelt udvikle sygdom. Det afgørende er i høj grad, hvordan vores gener kontrolleres - hvilke gener der er tændte eller slukkede på hvilke tidspunkter. I kroppens celler findes der særlige enzymer som kan sætte små kemiske grupper, metylgrupper, på vores DNA.

-Metylgrupperne slukker så at sige for genet, som ligger på det pågældende stykke DNA. TET1 er en anden slags enzym, som kan gå ind og ændre metylgrupperne så de fjernes og derved finjustere signalerne der styrer, om et gen skal være tændt eller slukket, siger Kristian Helin.

Figur 1. I stamceller sørger TET1 enzymet for at holde særlige stamcelle gener tændt ved at fjerne metylgrupper fra genet. I specialiserede celler, som for eksempel leverceller, findes  TET1 enzymet ikke og dermed kan metylgrupper påhæftes og slukke for stamcelle generne. Illustration: Kristine Williams.

TET1 styrer fosterudviklingen

Kristine Williams, Jesper Christensen og Marianne Terndrup Pedersen, der alle arbejder i Kristian Helins laboratorium på BRIC er de bærende kræfter bag de nye forskningsresultater

-Vores vigtigste fund er, at TET1 fungerer som en sikkerhedsvagt og forhindrer, at der sættes metylgrupper på de gener, der skal være aktive for at celler kan vokse og udvikle sig normalt. Dette er afgørende for at fosterudviklingen kan foregå normalt, siger PhD-studerende Kristine Williams. Nogle gener skal således være tændte i kroppens stamceller, inden de specialiseres til en af de omkring 200 celletyper vores krop består af. Andre gener skal kun være aktive i udvalgte celletyper, for eksempel leverceller, muskelceller eller nerveceller.

Når kræftceller opstår

Resultaterne giver en forståelse af hvad der går galt, når nogle celler udvikler sig til kræftceller. Vores kropfunktioner er afhængige af, at vores celler hele tiden fornyes via celledelinger. Når cellerne deler sig sørger et stort maskineri for at holde øje med, at vores DNA er intakt og kopieres korrekt. Det er afgørende for, om cellerne kan udvikle sig og fungere normalt. Hvis der opstår ændringer i vores DNA, såkaldte mutationer, kan cellerne i værste fald udvikle sig til kræftceller. Særlige gener er meget vigtige for det beredskab som beskytter mod udvikling af kræft - de kaldes tumor-suppressor gener.

- I normale celler sker det, at gener der normalt er aktive, kan slukkes ved at få påhæftet metylgrupper. Hvis det sker for tumor-suppressor gener kan det være det første skridt på vejen til udvikling af kræft, da de ikke længere er aktive og forhindrer utilsigtet cellevækst siger Kristian Helin.

TET enzymer og kræft i blodet

TET1 er altså afgørende for at cellernes tumor-suppressor gener er aktive og beskytter dermed vores celler mod at udvikle sig til kræftceller. Der findes desuden et TET2 enzym som er i nær familie med TET1 og genet for TET2 er det gen, som oftest er muteret i blodkræft. Forskerne på BRIC har opnået resultater der tyder på at TET2, ligesom TET1, styrer genaktiviteten ved at fjerne metylgrupper, og de arbejder i øjeblikket på at undersøge den nærmere mekanisme. Denne viden vil give en afgørende forståelse af, hvordan mange former for blodkræft opstår og kan føre til udviklingen af nye lægemidler.

Figur 2. I normale blodceller findes der gener som beskytter mod kræft - såkaldte tumor suppressor gener. TET enzymerne sørger for at disse er tændt ved at forhindre påhæftning af metylgrupper. I blodkræft er enzymet TET2 ofte muteret og kan dermed ikke fjerne metylgrupper fra de beskyttende tumor suppressor gener som derfor er slukket. Illustration: Kristine Williams.

Original artikel: "TET1 and hydroxymethylcytosine in transcription and DNA methylation fidelity", Williams et al., Nature April 13, 2011

Emner