Met zijn proefschrift draagt ​​Jacob Lewerentz, afdeling Moleculaire Biologie aan de Universiteit van Umeå, bij aan de kennis over hoe cellen hun eiwitniveau reguleren en zich aanpassen aan een nieuw milieu buiten hun organisme. Hij heeft ook onderzocht hoe eiwitniveaus worden gereguleerd in cellen die in hun organisme blijven en ontwikkelde computersoftware voor nieuwe sequencing-technologieën die lange DNA-metingen produceren.

"Vergrote kennis van cellulaire evolutie is interessant zowel vanuit een fundamenteel wetenschappelijk perspectief als vanuit een kankerperspectief, bijvoorbeeld door de identificatie van kankercellen in een vroeg stadium voor behandeling of voor de ontwikkeling van geneesmiddelen die zich richten op kankerachtige 'herschikkingsmechanismen'", zegt Jacob Lewerentz. .

Cellen die zijn geïsoleerd uit hun gastheerorganisme komen veel voor in de wetenschap. Een soortgelijk voorbeeld van geïsoleerde cellen zijn kankercellen die zijn verschoven naar een egocentrisch leven in het menselijk lichaam. Geïsoleerde cellen hebben een andere functie die wordt aangedreven door herschikkingen in hun genetische code.

"Het was eerder bekend dat herschikkingen resulteren in een toename van bepaalde genen, maar hoe dergelijke toenames plaatsvinden, is onbekend", zegt Jacob Lewerentz. "We laten zien dat de toename voornamelijk plaatsvindt door lokale duplicatie van genetische sequenties, zoals dubbel getypte woorden in een tekst."

De structuur van de gedupliceerde sequenties werd geïdentificeerd door nieuwe sequentietechnologieën die het lezen van lange fragmenten van de genetische code mogelijk maken. Met behulp van de lange lezingen kon Jacob Lewerentz ook een hypothese formuleren over de "herschikkingsmechanismen" die de genetische code van de cellen transformeerden.

"De nieuwe sequencing-technologieën die enkele jaren geleden opkwamen, hebben een revolutie teweeggebracht in het veld", zegt hij. "Nu kan een grotere complexiteit worden vastgelegd dan voorheen. Het is echter vaak nodig om aangepaste algoritmen te coderen om de analyse uit te voeren, wat veel onderzoekers belemmert om de technologie te gebruiken."

In zijn proefschrift heeft hij computersoftware ontwikkeld waarmee iedereen herschikkingen kan identificeren in gegevens die zijn geproduceerd met de nieuwe sequencing-technologieën. Met behulp van deze software kan een gebruiker snel gerichte analyses uitvoeren en verkennend onderzoek doen.

"De software is handig voor degenen die niet kunnen coderen of die snelle analyses willen uitvoeren, bijvoorbeeld veel onderzoekers en clinici. Het is ook nuttig voor onderzoekers die complexe herschikkingen moeten visualiseren, bijvoorbeeld in kankercellen."

Het thema van het proefschrift was hoe cellen in verschillende omgevingen hun eiwitniveaus reguleren, die op hun beurt de celfuncties dicteren. Binnen de omgeving van het organisme worden eiwitniveaus voornamelijk gereguleerd door systemen die het lezen van de genetische code moduleren. Onjuiste regulatie van genuitlezing is betrokken bij meerdere ziekten, en het is van cruciaal belang dat cellen het lezen afstemmen wanneer ze worden geconfronteerd met verschillende aantallen genkopieën, bijvoorbeeld op geslachtschromosomen.

"We hebben de herkenningssequentie gekarakteriseerd voor een systeem dat specifiek de eiwitniveaus van bepaalde genen reguleert."

In cellen die net uit hun organisme zijn geïsoleerd, moeten de functies snel veranderen. Hier is de regeling op leesniveau te traag; om eiwitniveaus snel te veranderen, moet de genetische code worden herschikt. In het proefschrift laat Jacob Lewerentz zien dat cellen die recentelijk geïsoleerd zijn, vroege delen van hun genetische code dupliceren waar functies met betrekking tot stressmanagement zich bevinden.

"Het is moeilijk om de vroege aanpassingen vast te leggen van cellen die streven naar autonoom worden en in dit perspectief is onze studie van bijzonder belang, bijvoorbeeld voor kankeronderzoek", zegt hij. + Verder verkennen

Nieuwe doorbraak onthult hoe prostaatkanker kan beginnen