Virkjun TORC1 í sortuæxlum: Hlutverk Proton-assisted Amino acid Transporter 1 (PAT1) og Microphthalm associated transcription factor (MITF) - lok verkefnis
Meginspurningar okkar eru hvernig sambandi sjálfsáts og krabbameinsáhættu er háttað í mönnum, auk þess hvort nýta megi ferlið sem lyfjamark í krabbameinsmeðferðum.
-
Margrét Helga Ögmundsdóttir, lauk nýverið verkefni sem styrkt var af Rannsóknasjóði.
Heiti verkefnis: Virkjun TORC1 í sortuæxlum: Hlutverk Proton-assisted Amino acid Transporter 1 (PAT1) og Microphthalm associated transcription factor (MITF)
Verkefnisstjóri: Margrét Helga Ögmundsdóttir, Háskóla Íslands
Tegund styrks: Rannsóknastöðustyrkur
Styrktímabil: 2012-2014
Fjárhæð styrks: 19,17 millj. kr.
Tilvísunarnúmer Rannís: 120457
Hverjar eru spurningarnar sem liggja til grundvallar verkefninu?
Nóbelsverðlaunin í læknavísindum 2016 hlaut Japaninn Yoshinori Ohsumi fyrir að skilgreina þau ferli og gen sem stjórna sjálfsáti en það er endurvinnsluferli fruma, leið þeirra til þess að endurnýta gölluð frumulíffæri og sameindir með niðurbroti. Þetta tiltektarkerfi er mikilvægt fyrir almenna starfsemi fruma auk þess sem það er virkjað þegar næringaraðstæður eru erfiðar og nýta þarf efni sem þegar er til staðar innan frumunnar. Tengsl þessa ferlis við krabbamein hefur mikið verið rannsakað undanfarin ár með það að leiðarljósi að nýta til meðferðar. Talið er að krabbameinsfrumur nýti sér ferlið fyrir vöxt og viðgang í næringarsnauðum aðstæðum innan æxla. Á hinn bóginn er talið að gallar í sjálfsáti leiði til aukinnar krabbameinsáhættu.
Meginspurningar okkar eru hvernig sambandi sjálfsáts og krabbameinsáhættu er háttað í mönnum, auk þess hvort nýta megi ferlið sem lyfjamark í krabbameinsmeðferðum. Sjálfsát er mikið virkjað í sortuæxlafrumum og hefur verið skoðað sem lyfjamark í þeirri tegund krabbameina. Flestum ferlum sortuæxlafruma er stýrt af umritunarþættinum MITF sem hefur verið lýst sem æxlisgeni í sortuæxlum. Þessi umritunarþáttur er náskyldur öðrum umritunarþáttum TFE3, TFEB og TFEC, sem hafa verið sýndir taka þátt í stjórnun sjálfsáts. Því vildum við kanna samband MITF og sjálfsáts í sortuæxlum, þar sem bæði eru möguleg lyfjamörk.
Eruð þið einhverju nær um stjórnun sjálfsáts í sortuæxlum?
Já, við höfum greint hlutverk MITF í sjálfsátsstjórnun í sortuæxlafrumum og sýnt að MITF stjórnar lykilgenum í ferlinu. Eitt af því sem við gerðum var að nýta CRISPR-Cas9 erftatæknina til þess að útbúa frumur úr mönnum sem ekki hafa virkt MITF prótein. Auk þess útbjuggum við frumur sem yfirtjá MITF þegar þær eru örvaðar. Þannig gátum við fylgst með því hvaða áhrif það hefur á sjálfsát þegar magn MITF próteins er aukið eða slegið niður í sortuæxlafrumum. Við greindum líka tjáningargögn úr hundruðum sortuæxla til þess að skoða bæði hvernig ferlið virkar í sortuæxlisfrumum og vefjum. Niðurstöðurnar eru mjög áhugaverðar og erum við að leggja lokahönd á grein um efnið.
Hafa MITF og skyldir umritunarþættir svipaða virkni?
Góð spurning. Litarmyndun á sér stað í frumuhólfum sem kallast melanosóm. Þau eru nátengd leysikornum og sjálfsátskornum. Allt eru þetta frumuhólf sem byggja starfsemi sína á súru umhverfi. Í mönnum eru þrír umritunarþættir sem eru náskyldir MITF og er tjáning þeirra misjöfn eftir vefjategundum. Í ávaxtaflugunni er hins vegar aðeins einn slíkur umritunarþáttur sem er forveri þessara fjögurra í spendýrum. Í flugunni höfum við sýnt fram á að upprunalegt hlutverk þessara umritunarþátta er einmitt stjórnun á sýrustigi leysikorna. Við höfum jafnframt sýnt að þetta hlutverk er varðveitt í mönnum. Stjórnun á sýrustigi leysikorna er grundvöllur fyrir sjálfsáti en einnig litarmyndun. Þannig hefur upprunalegt hlutverk umritunarþáttanna líklega verið þessi sýrustjórnun í bólukerfum fruma en síðan hefur aðgreining og sérhæfing sérhvers umritunarþáttar átt sér stað með þróun.
Hvað með krabbameinsáhættu og sjálfsát?
Tengsl sjálfsáts og upphafsskrefa krabbameina í mönnum hefur lengi verið ráðgáta. Þegar lykilsjálfsátsgen eru gerð óvirk í músum myndast æxli í lifur en ferlið er mjög mikilvægt í þeim vef. Við höfum átt öflugt samstarf við Íslenska erfðagreiningu þar sem við höfum greint og rannsakað erfðabreytileika í sjálfsátsgeni í tengslum við krabbamein. Þessi vinna hefur jafnframt leitt til aukins skilnings á lykilpróteini í sjálfsáti þar sem við höfum greint afbrigði (isoform) próteinsins sem hefur ekki sömu virkni og önnur afbrigði þess. Við erum að vinna í birtingu á niðurstöðunum og verður skemmtilegt að segja meira frá sögunni þegar hún hefur verið birt.
Hverju hefur rannsóknastöðustyrkur Rannsóknasjóðs skilað?
Styrkurinn hefur verið gríðarlega mikilvægur og leitt til verulega bættrar þekkingar á grunnferlum frumulíffræðinnar og tengslum þeirra við krabbamein. Auk þess hafa niðurstöðurnar verið kynntar á fjölda innlendra og erlendra ráðstefna. Við erum núna að vinna að birtingu tveggja greina sem byggja á styrknum og verður gaman að ræða frekar þegar þar að kemur. Styrkurinn hefur orðið til þess að hægt hefur verið að svara þeim lykilspurningum sem lagt var upp með og lagt traustan grunn til þess að leggja fram nýjar spurningar. Þannig komumst við nær markmiðinu sem er að bæta meðferðarúrræði krabbameina.
