Nyupptäckt stoppsignal vid celldelning förhindrar cancer

Nyupptäckt stoppsignal vid celldelning förhindrar cancer

Illustration Bennie Lemmens

Kopieringen av DNA ger upphov till en stoppsignal som bromsar celldelning. Illustration av Bennie Lemmens

Forskare vid Karolinska Institutet och University of Sussex har upptäckt en grundläggande mekanism hos mänskliga celler som hindrar dem från att dela sig innan kopieringen av DNA är klar, vilket i sin tur förhindrar DNA-skador och cancerutveckling. Studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften Molecular Cell.

Arne Lindqvist Foto: Ulf Sirborn

Ett av biologins stora mysterier är hur ett enda befruktat ägg kan dela sig och generera miljontals celler som tillsammans utgör en mänsklig kropp, samtidigt som tillväxten måste begränsas för att förhindra uppkomsten av sjukdomar som cancer. Denna noggrant reglerade process styrs av vårt DNA, den genetiska koden som bärs av varje enskild cell i vår kropp. Innan en cell delar sig behöver den se till att det finns dubbelt så mycket av alla cellens delar. Det gäller framför allt för cellens DNA som innehåller instruktioner för hur cellen ska styras. Försöker cellen dela sig innan allt DNA är kopierat förloras och ändras instruktionen för hur cellen ska styras, vilket kan orsaka cancer.

Grundläggande mekanism

Forskare vid Karolinska Institutet och University of Sussex i England har nu upptäckt en grundläggande mekanism under kopieringen av DNA som bestämmer när mänskliga celler ska dela sig. Mekanismen kan förklara varför alla människans olika celler har samma information i sitt DNA.

– Genom att skapa celler som inte kan kopiera sitt DNA och genom att följa enzymaktiviteter i enskilda celler över tid har vi upptäckt att kopiering av DNA ger upphov till en stoppsignal för celldelning. Omedelbart efter att DNA-kopieringen är avslutad aktiveras det maskineri som sätter igång celldelningen, säger Arne Lindqvist, docent och forskargruppsledare vid institutionen för cell- och molekylärbiologi på Karolinska Institutet som lett studien.

Förhindrar DNA-skador

Forskarna visar också att stoppsignalen förhindrar uppkomsten av DNA-skador. Utan en fungerande stoppsignal försöker cellen dela sig för tidigt, innan allt DNA är färdigkopierat, vilket ger upphov till stora mängder DNA-skador.

Bennie Lemmens

Bennie Lemmens. Foto: Privat

– Vår studie belyser de farliga konsekvenserna av förhastad celldelning och ger viktiga ledtrådar om hur celler kan få DNA-mutationer som i slutänden ger upphov till cancer, säger Bennie Lemmens, forskare vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik på Karolinska Institutet och studiens försteförfattare.

Forskningen finansierades bland annat av Wenner-Gren Stiftelserna, Vetenskapsrådet och Cancerfonden.

Publikation

“DNA replication determines timing of mitosis by restricting CDK1 and PLK1 activation”
Bennie Lemmens, Nadia Hegarat, Karen Akopyan, Joan Sala-Gaston, Jiri Bartek, Helfrid Hochegger, Arne Lindqvist
Molecular Cell, online 28 juni 2018, doi: 10.1016/j.molcel.2018.05.026